2024屆新高考物理熱點沖刺復習氣體實驗定律

2024屆新高考物理熱點沖刺復習

氣體的實驗定律1.玻意耳定律

氣體狀態(tài)參量壓強p體積V溫度T三者必定有某種關系！

1.固體和液體、氣體壓強

等溫過程:氣體在溫度不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程?！静孪?】一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積有何關系:（1）將針筒細口堵上，用力向里壓柱塞，空氣體積越小，壓強如何變化？（2）魚吐泡泡，越上升泡泡越大（氣體體積越大），壓強如何變化？當溫度不變的情況下，壓強與體積成反比1.玻意耳定律

緩慢移動活塞；不要用手接觸注射器有氣體的部分

氣密性良好

空氣柱的長度與橫截面積的乘積壓力表

【三維設計P24】控制變量法

【實驗探究1】一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過程中壓強與體積的定量關系：次數(shù)123453.02.52.01.51.01.31.62.02.74.0體積倒數(shù)1/V/L-10.770.630.500.370.25pV乘積3.904.004.004.054.00p-V圖像是雙曲線的一支“化曲為直”

圖像過原點的一條直線1.玻意耳定律

【實驗探究2】一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過程中壓強與體積的定量關系：次數(shù)1234567壓強p/KPa99.8104.7109.3115.4121.8129.4138.3體積V/cm320191817161514體積倒數(shù)1/V/cm-30.0500.0530.0560.0590.0630.0670.071pV乘積1976.61990.11968.31961.21948.21941.71935.9p-V圖像是雙曲線的一支

圖像過原點的一條直線1.玻意耳定律玻意耳定律：一定質(zhì)量的氣體，當溫度不變的情況下，壓強與體積成反比pV=C或

p1V1=p2V2式中C是常量，它與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關。等溫線等溫線1.玻意耳定律

【例1—課本P24】一氣象探測氣球，在充有壓強為1.00atm、溫度為27.0℃的氨氣時，體積為3.50m3，在上升至海拔6.00km高空的過程中，氣球內(nèi)氦氣體積逐漸增大，此高度的大氣壓約等同于36.0cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強，氣球內(nèi)部因啟動持續(xù)加熱裝置而維持其溫度不變，求此時氣球的體積.熱學計算題書寫格式解：氣體發(fā)生等溫（等壓或等容）變化初態(tài)：末態(tài)：解得：1.玻意耳定律

【例2—課本P24】如圖所示是一種測定肺活量（標準大氣壓下，人一次呼出氣體的體積）的裝置，A為排盡空氣并倒扣在水中的開口薄壁圓筒.測量時，被測者盡力吸足空氣，再通過B管用力將自己肺部的空氣吹入A中，使A浮起.設整個過程中呼出氣體的溫度保持不變，圓筒A橫截面積為S，外界大氣壓強為標準大氣壓

p0，水的密度為p.若某同學使得圓筒A浮出水面的高度為h，圓筒內(nèi)外水面的高度差為Δh，試求該同學的肺活量.1.玻意耳定律【例3—人教版P42-3】今有一質(zhì)量為m的汽缸，用活塞封著一定質(zhì)量的理想氣體，當汽缸水平橫放時，汽缸內(nèi)空氣柱長為l0（如圖甲所示），現(xiàn)把活塞按如圖乙那樣懸掛，汽缸懸在空中保持靜止。求此時汽缸內(nèi)空氣柱長度為多少?已知大氣壓強為p0，活塞的橫截面積為S，它與汽缸之間無摩擦且不漏氣，氣體溫度保持不變。1.玻意耳定律【人教版P44-6】細長玻璃管用長l0為6.8cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的空氣。當玻璃管開口向下豎直放置時，空氣柱長度l1為33cm;當玻璃管水平放置時，空氣柱長度l2為30cm。求玻璃管開口向上豎直放置時空氣柱的長度。1.玻意耳定律

在一次實驗中，瓶內(nèi)由氣球和橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，在對氣球緩慢吹氣過程中，當瓶內(nèi)氣體體積減小ΔV時，壓強增大20%。若使瓶內(nèi)氣體體積減小2ΔV，則其壓強增大

(

)A．20%

B．30%C．40%D．50%2.查理定律等容過程:氣體在體積不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程。【猜想2】一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，壓強與溫度有何關系:（1）火罐內(nèi)氣體的溫度降低，壓強如何變化？（2）炎熱的夏天，充氣過足輪胎在陽光下曝曬，極易爆胎。則胎內(nèi)氣體的溫度升高，壓強如何變化？當體積不變的情況下，壓強與體積成反比2.查理定律

查理定律：一定質(zhì)量氣體，在體積不變情況下，壓強P與熱力學溫度T成正比?；蚴街蠧是常量，它與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關。

等容線等容線2.查理定律

【三維設計P31】液柱或活塞移動類問題分析思路(1)先假設液柱或活塞不發(fā)生移動，兩部分氣體均做等容變化。(2)對兩部分氣體分別應用查理定律的分比形式，求出每部分氣體壓強的變化量Δp，并加以比較。(3)如果液柱或活塞兩端的橫截面積不相等，則應比較液柱或活塞兩端的受力變化Δp·S。2.查理定律【例3】如圖所示，容器A和容器B分別盛有氫氣和氧氣，用一段水平細玻璃管相通，管內(nèi)有一段水銀柱將兩種氣體隔開，當氫氣的溫度為0℃,氧氣溫度是20℃時，水銀柱怎樣移動？(1)兩氣體均升高溫度20℃；(2)兩氣體均降低溫度20℃；(3)若初狀態(tài)如圖所示且氣體的初溫相同，則兩氣體均升高10℃時，水銀柱怎樣移動？水銀柱向B容器一方移動水銀柱不移動水銀柱向A容器一方移動【例4—課本P26】汽車輪胎的氣壓是影響汽車節(jié)油及行駛安全的重要因素，據(jù)統(tǒng)計，在高速公路上有40%以上的交通事故是由于輪胎發(fā)生故障引起的.汽車在高速行駛時車胎因反復形變而升溫，車胎內(nèi)氣壓隨之升高.某品牌的汽車輪胎說明書上標有"最大胎壓3kg/cm2".該車在夏天以120km/h的速度行駛時，車胎內(nèi)氣體溫度可達70℃.為保證汽車在最高限速120km/h的高速路上安全行駛，則在30℃的氣溫下，汽車出發(fā)前給車胎充氣的氣壓上限是多少?熱學計算題書寫格式解：氣體發(fā)生等溫（等壓或等容）變化初態(tài)：末態(tài)：解得：2.查理定律【例5】如圖所示，固定的豎直氣缸內(nèi)有一個活塞，活塞的質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S；氣缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體。現(xiàn)對缸內(nèi)氣體緩慢加熱，并在活塞上緩慢加沙子，使活塞位置保持不變。忽略活塞與氣缸壁之間的摩擦，已知氣缸內(nèi)氣體的初始熱力學溫度為T0，大氣壓強為p0，重力加速度大小為g。試求當所加沙子的質(zhì)量為M

時，氣缸內(nèi)氣體的溫度。2.查理定律

【例5—人教版P44-3】有人設計了一種測溫裝置，其結構如圖所示，玻璃泡A內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)外水銀面的高度差x即可反映環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出。設B管的體積與A泡的體積相比可略去不計。在大氣壓為76cmHg時，對B管進行了溫度標刻。當溫度t1=27oC時，B管水銀面的高度為16cm，此高度即為27°C的刻線，問t為-3oC的刻線在x為多少厘米處？2.查理定律

【例6】氣體溫度計結構如圖所示．玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連．開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點h1=14cm．后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點h2=44cm．求恒溫槽的溫度是多少？（已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1標準大氣壓相當于76cmHg）2.查理定律【例6】（2017·上?！じ呖颊骖}）如圖，氣缸固定于水平面，用截面積為20cm2的活塞封閉一定量的氣體，活塞與缸壁間摩擦不計．當大氣壓強為1.0×105Pa、氣體溫度為87℃時，活塞在大小為40N、方向向左的力F作用下保持靜止，氣體壓強為________Pa．若保持活塞不動，將氣體溫度降至27℃，則F變?yōu)開_____N．2.查理定律【例7】一足夠高的直立氣缸上端開口，用一個厚度不計的活塞封閉了一段高為80cm的氣柱，活塞的橫截面積為0.01m2，活塞與氣缸間的摩擦不計，氣缸側壁通過一個開口與U形管相連．開口離氣缸底部的高度為70cm，開口管內(nèi)及U形管內(nèi)的氣體體積忽略不計．已知圖所示狀態(tài)時氣體的溫度為7OC，U形管內(nèi)水銀面的高度差h1＝5cm，大氣壓強p0＝1.0×105Pa保持不變，水銀的密度

ρ＝13.6×103kg/m3，取g＝10m/s2。求：①活塞的質(zhì)量；②現(xiàn)在活塞上添加鐵砂，同時對氣缸內(nèi)的氣體加熱，

始終保持活塞的高度不變，此過程緩慢進行，當氣體

的溫度升高到47OC時，U形管內(nèi)水銀面的高度差為多少？如圖所示，容器A和容器B分別盛有氫氣和氧氣，用一段水平細玻璃管相通，管內(nèi)有一段水銀柱將兩種氣體隔開，若初狀態(tài)如圖所示且氣體的初溫相同，則兩氣體均降低10℃時，水銀柱怎樣移動？3.蓋—呂薩克定律等壓過程:氣體在壓強不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程。【猜想3】一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變情況下，體積與溫度何有關系？壓強不變，溫度越大，體積越大3.蓋—呂薩克定律

蓋—呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成正比?；蚴街蠧是常量，它與氣體的種類、質(zhì)量、壓強有關。T/K0V12等壓線t/0C-273.15V12等壓線3.蓋—呂薩克定律

【例8—課本P28】如圖所示是右端開口的圓筒形容器，底面積為S，活塞可以沿容器壁自由滑動．開始時，活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在容器內(nèi)，活塞與容器底部的距離為L，氣體溫度為T0，大氣壓強為p0.若給容器內(nèi)氣體加熱，讓氣體膨脹，活塞緩慢移動到與容器底部距離為2L處，求∶（1）氣體膨脹后的溫度.（2）氣體膨脹后把活塞固定，讓氣體溫度緩慢地變回T0，求此時氣體的壓強，開畫出在此過程中氣體壓強p隨溫度T變化的圖線.3.蓋—呂薩克定律

【例9—課本P53】某同學制作了一個如圖所示的簡易溫度計，其中，一根兩端開口的玻璃管水平穿過玻璃瓶口處的橡皮塞，玻璃管內(nèi)有一段長度可忽略的水銀柱.當溫度為T=280K時，水銀柱剛好處在瓶口位置，此時該裝置密封氣體的體積V=480cm3.已知大氣壓強為p0=1.0×105Pa，玻璃管內(nèi)部橫截面積為S=0.4cm2，瓶口外玻璃管的長度為L=48cm.（1）求該溫度計能測量的最高溫度.（2）玻璃管上所標記的溫度均勻嗎?（3）若要提高此溫度計測量的范圍，應該如何改進?增加玻璃管長度3.蓋—呂薩克定律

【例10—課時跟蹤檢測P156】如圖所示，一根兩端開口、橫截面積S＝8cm2的足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定(插入水銀槽中的部分足夠深)。管中有一個質(zhì)量不計的光滑活塞靜置于P處，活塞下封閉著長L＝21cm的氣柱，氣柱的溫度為t＝7℃，外界大氣壓p0＝1.0×105Pa＝75cmHg，重力加速度

g取10m/s2，忽略水銀槽的液面變化。(1)若在活塞上放一個質(zhì)量為m＝0.4kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，

則平衡后氣柱長度是多少？活塞向下移動的距離是多少？(2)若保持砝碼的質(zhì)量不變，將氣體緩慢加熱至t2時，