高二物理教學(xué)案

高二物理教學(xué)案43

課題：氣體的狀態(tài)參量(補(bǔ)充)

教學(xué)內(nèi)容：

1、氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量：

⑴氣體的狀態(tài)：在研究氣體的熱學(xué)性質(zhì)時，在一定的條件下，氣體都會處于一定的狀態(tài),

稱為平衡狀態(tài)。

(⑵氣體的狀態(tài)參量：描述氣體狀態(tài)的物理量。一定量的氣體的狀態(tài)參量有：

、和?

2、溫度：

(1)概念：溫度是表示物體冷熱水準(zhǔn)的物理量，是的標(biāo)志，是大量分子無規(guī)則熱

運(yùn)動的宏觀體現(xiàn)。

(2)單位及換算：SI制單位為開爾文，用K表示，常用的攝氏溫度(t)的單位是攝氏度,

用°C表示。

a、熱力學(xué)溫度(或絕對溫度)T=t+273。注意：絕對零度(即一273℃)是不可能達(dá)到

的，因為分子將永不停息的做無規(guī)則的熱運(yùn)動；

b、改變的溫度(升高或降低)AT=At。

3、氣體的體積：

(1)氣體的體積就是指氣體分子的空間，也就是氣體所充滿的的容積。

(2)SI制中單位為nP,常用的有L,lL=l()-3m3。

4、氣體的壓強(qiáng)

(1)氣體作用在器壁單位面積上的壓力稱為氣體的壓強(qiáng)。

氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生是因為大量氣體分子的結(jié)果，壓強(qiáng)的大小取決于

單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率。若單位體積內(nèi)分子數(shù)增大，分子的平均速率也增

大，則氣體的壓強(qiáng)也增大。

(2)SI制中壓強(qiáng)的單位為帕斯卡(Pa),lPa=lN/m2,壓強(qiáng)的單位有時還用到alm,cmHg,

mmHg等。latm=cmHg=Pa。

(3)大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理：大氣壓是因為空氣受到重力的作用緊緊包圍地球而對浸在它里

面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓。

地面大氣壓的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值。

4、氣體壓強(qiáng)的確定：

氣體的三個狀態(tài)參量中，準(zhǔn)確地確定氣體壓強(qiáng)是解決熱學(xué)問題的關(guān)鍵。一般的分析方法如下:

(1)被一段液柱或活塞封閉的氣體，其壓強(qiáng)可根據(jù)液柱或活塞的受力情況來得出。

例1、寫出圖中各種情況下被活塞封閉的氣體的壓強(qiáng)。已知大氣壓強(qiáng)為P°(Pa),重物質(zhì)量

為m(Kg),活塞橫截面積為Sin?),彈簧的勁度系數(shù)為k(N/m)，且被拉長x(cm),整個裝

置靜止不動，不計活塞的質(zhì)量和活塞與氣缸壁的摩擦。

（2）對于U型管內(nèi)封閉的氣體壓強(qiáng)，可根據(jù)連通器原理及受力平衡得出。

例2、在兩端開口的U型管內(nèi)注入水銀時，水銀柱中間封閉了一小段空

氣柱（如圖所示）氣柱上方的水銀柱高為H,氣柱下方的水銀面與左

邊管中水銀柱的水銀面高度差為h,若大氣壓強(qiáng)為P°cmHg,下列說

法中準(zhǔn)確的是：

A、空氣柱的壓強(qiáng)為（P（）-h-H）cmHg；

B、空氣柱壓強(qiáng)為（H+h）cmHg；

C、h>H；D、h=H。

隨堂訓(xùn)練：

1、下列說法中準(zhǔn)確的是（）

A、一定質(zhì)量的氣體的體積是不變的；

B、氣體的體積等于所有分子的體積之和；

C、氣體的壓強(qiáng)是由氣體的重力引起的；

D、封閉容器內(nèi)氣體對各個方面的壓強(qiáng)大小相等。

2、當(dāng)氣體溫度升高30°C時，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，溫度升高（）

A、303K；B、30K；C、243K；D、273K。

作業(yè)43

1、密閉容器中氣體的壓強(qiáng)（）

A、是因為氣體的重力所產(chǎn)生的；B、是因為氣體分子頻繁碰撞容器壁所產(chǎn)生的；

C、是因為分子之間存有相互作用力而產(chǎn)生的；

D、當(dāng)容器自由下落時，氣體的壓強(qiáng)將減小。

2、關(guān)于大氣壓強(qiáng)，下列說法中準(zhǔn)確的是（）

A、是因為地球?qū)Υ髿獾奈饔枚a(chǎn)生的；B、大氣壓強(qiáng)的方向總是豎直向下的；

C、大氣壓強(qiáng)的大小隨高度的增加而減?。籇、教室里的大氣壓強(qiáng)比操場上的大氣壓強(qiáng)小；

3、關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)，下列說法中準(zhǔn)確的是（）

A、熱力學(xué)溫標(biāo)的零度是-273.15℃,叫做絕對零度；

B、因為熱力學(xué)溫度的每一度的大小和攝氏溫度是相同的，所以0cle也就是絕對零度；

C、絕對零度己經(jīng)達(dá)到了，溫度計能夠測出開氏零度；

D、0K是低溫的極限，是達(dá)不到的。

4、當(dāng)溫度升高30℃時，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示升高的溫度是（）

A、303K；B、30K；C、243K；D、273K。

5、下列關(guān)于大氣壓強(qiáng)的說法中準(zhǔn)確的是（）

A、相當(dāng)于由地球?qū)Υ髿獾奈a(chǎn)生的；B、方向總是豎直向下；

C、一定高度內(nèi)隨海拔高度增加而有規(guī)律的減??；D、完全由大氣的溫度決定。

6、如果使一個普通居室的室溫升高一些，則室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)（設(shè)室外的大氣壓強(qiáng)不變）（）

A、一定增大；B、一定減小；C、保持不變；D、一定會發(fā)生變化。

7、下列說法中準(zhǔn)確的是（）

A、一定質(zhì)量的氣體的體積是不變的；B、氣體的體積等于所有氣體分子的體積之和；

C、氣體的壓強(qiáng)是因為氣體的重力引起的；D、封閉容器內(nèi)氣體對各個方向的壓強(qiáng)大小相等。

8、如圖所示，U型管的A端封有氣體，B端也有一小段氣體，現(xiàn)用一條

小鐵絲插至B端氣體，輕輕抽動，使B端上下兩部分水銀柱相連接，設(shè)

外界溫度不變，則A端氣柱的（）

A、體積減小；B、體積不變；C、壓強(qiáng)增大；D、壓強(qiáng)減小。

9、下列關(guān)于溫度的一些敘述，不準(zhǔn)確的是（）

A、溫度是表示物體熱量多少的物理量；B、溫度是表示物體冷熱水準(zhǔn)的物理量；

C、溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志；

D、溫度能夠用攝氏溫標(biāo)表示，也能夠用熱力學(xué)溫標(biāo)表示。

10、如圖所示，除注明外，液體均為水銀，h（cm）為液柱長或高度差，大氣壓強(qiáng)為Po（可

根據(jù)需要取cmHg或atm為單位）。寫出下列各種情況下，封閉氣體的壓強(qiáng)（封閉氣體所在

裝置均是靜止的）

11、如圖所示。質(zhì)量為n的內(nèi)壁光滑的玻璃管，橫截面積為S,內(nèi)裝有質(zhì)量為m2

的水銀。管外壁與斜面的摩擦系數(shù)為〃=有/6,斜面傾角為

。=30。，當(dāng)玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時，求被封閉的氣體

的壓強(qiáng)為多少？（設(shè)大氣壓強(qiáng)為P。）

高二物理教學(xué)案（44）

課題：8.1氣體的等溫變化

教學(xué)內(nèi)容：

一、氣體的狀態(tài)及參量

氣體狀態(tài)和狀態(tài)參量的關(guān)系：對于一定質(zhì)量的氣體，如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個，量

，我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中。如果三個參量中有兩個參量發(fā)生改變，或者三

個參量都發(fā)生了變化，我們就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了改變，只有一個參量發(fā)生改變而其它參量

不變的情況是發(fā)生的。

二、玻意耳定律

1、英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特各自通過實驗發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在溫

度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積v成。這個規(guī)律叫做玻意耳定律。

2、玻意耳定律的表達(dá)式：pv=C（常量）或者。其中pi、vi和p2、

V2分別表示氣體在12兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。

三、氣體等溫變化的P-V圖象

一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時的P-V圖象如圖所示。

圖線的形狀為。因為它描述的是溫度不變時的P-V關(guān)系，所以

稱它為線。一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。

1、在圖中，一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的兩條等溫線，判斷h、t2的高低。

2、畫出P—｝圖象，說明圖線的形狀，圖線的斜率與溫度的關(guān)系。

例題分析

例1、汽車輪胎的容積是2.5X102m3,輪胎原有l(wèi)atm的空氣。向輪胎內(nèi)打氣，直至壓強(qiáng)增

加到8atm為止。應(yīng)向輪胎里打進(jìn)latm的多少體積的空氣。（溫度不變）

例2、在溫度不變的情況下，把一根長為100cm,上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中，插

入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長的一半，若大氣壓為75cmHg,求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。

隨堂訓(xùn)練

1、一個氣泡從水底升到水面上時，體積增大2倍，設(shè)水的密度為PUXKpKg/n?,大，氣

壓強(qiáng)Po=lXl（）5pa,水底與水面溫差不計，求水的深度。（g=10m/s2）

2、如圖所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條p—,圖

V

線。由圖可知（）

A.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其壓強(qiáng)與體積成正比

B.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其p--圖線的延長線是

V

經(jīng)過坐標(biāo)原點的

C.T1>T2D.TI<T2

3、噴霧器筒內(nèi)藥液面上方有打氣孔，可通過打氣筒將外界空氣壓入筒內(nèi)液面上方，使

被封閉的空氣壓強(qiáng)增大。設(shè)噴霧器筒內(nèi)上方的空氣體積為1.5L,然后用打氣筒緩慢向藥液

上方打氣，每次打進(jìn)latm的空氣0.25L,設(shè)打氣過程中溫度不變，要使噴霧器里的壓強(qiáng)達(dá)

到4atm,打氣筒應(yīng)打氣次。

作業(yè)44

1、下列過程可能發(fā)生的是（）

A、氣體的溫度變化，但壓強(qiáng)、體積保持不變

B、氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變，而體積發(fā)生變化

C、氣體的溫度保持不變，而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化

D、氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化

2、一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時,若體積增大為原來的n倍，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮ǎ?/p>

A、2nnC>1/nD、2/n

3、在,溫度均勻的水池中，有一空氣泡從池底緩緩地向上浮起，在其上浮的過程中，泡內(nèi)氣

體（可看成理想氣體）（）

A、內(nèi)能減少，放出熱量B、內(nèi)能增加，吸收熱量

C、對外做功，同時吸熱，內(nèi)能不變D、對外做的功等于吸收的熱量

4、如圖所示，一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C

的過程，A、C兩點在同一條雙曲線上，則此變化過程中（）

A、從A到B的過程溫度升高

B、從B到C的過程溫度升高

C、從A到C的過程溫度先降低再升高

D、A、C兩點的溫度相等

5、如圖所示，兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有

一段水銀柱hi封閉一定質(zhì)量的氣體，這時管下端開口處內(nèi)外水銀

面高度差為h2,若保持環(huán)境溫度不變，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時，下列

分析準(zhǔn)確的是（）

A、h2變長B、h2變短C、%上升

6、一個容積是10升的球，原來盛有1個大氣壓的空氣，現(xiàn)在使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?個大氣

壓，應(yīng)向球內(nèi)打入升1個大氣壓的空氣（設(shè)溫度不變）

7、抽氣機(jī)對某容器抽氣，已知被抽容器的容積是抽氣機(jī)最大活動容積的兩倍，在按最大活

動容積抽氣2次后，容器中氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼谋丁?/p>

8.如圖，兩個半球殼拼成的球形容器內(nèi)部已抽成真空，球形容

器的半徑為R,大氣壓強(qiáng)為p。為使兩個半球殼沿圖箭頭方向互

相分離，應(yīng)施加的力F至少為（）

A.4nR2PB.2nR2PC.nR2pD.nR2P/2

9.用托里拆利實驗測大氣壓強(qiáng)時，管內(nèi)混有少量空氣，所以讀數(shù)不準(zhǔn)，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為75cmHg

時，讀數(shù)為74.5cmHg,這時管中空氣柱長22cm,當(dāng)氣壓計讀數(shù)為75.5cmHg時，實際大氣壓

強(qiáng)多大？

高二物理教學(xué)案（45）

課題：8.2氣體的等容變化和等壓變化

教學(xué)內(nèi)容：

一、氣體的等容變化

1、法國科學(xué)家查理在分析了實驗事實后發(fā)現(xiàn)，一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，各種氣

體的壓強(qiáng)與溫度之間都有線性關(guān)系，從圖.甲能夠看出，在等容過程中，壓強(qiáng)P與攝氏溫度t

是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的關(guān)系。但是，如果把圖甲直線AB延長至與橫軸相交，

把交點當(dāng)做坐標(biāo)原點。建立新的坐標(biāo).系（如圖乙所示），那么這時的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系就是

正比例關(guān)系了。圖乙坐標(biāo)原點的意義為。能夠證明，當(dāng)氣體的

壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時，坐標(biāo)原點代表的溫度就是。

PfAP|1/A

B'>B

o'-----------?-----------?

甲t/°c7、273.1T/K

2、查理定律的內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫

度T成比。

3、公式：、、

4、氣體在體積不變的情況下，發(fā)生的狀態(tài)變化過程,

叫做過程。表示該過程的P-T圖象稱為

。一定質(zhì)量的氣體的等容線是線。

一定質(zhì)量的某種氣體在不同體積下的幾條等容線如

圖所示，其體積的大小關(guān)系是。

二、氣體的等壓變化

1、蓋?呂薩克定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力

學(xué)溫度T成比。

2,公式：、、o

3、氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化的過程，

叫做過程，表示變化過程的V-T圖象稱為?

一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線是線。圖中是一定質(zhì)

量的某種氣體在不同壓強(qiáng)下的幾條等壓線，其壓強(qiáng)的大小關(guān)系

是o

例題分析：

1.水平放置，粗細(xì)均勻，兩側(cè)都封閉的細(xì)長玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體分為兩

部分如圖8—14所示，將玻璃管溫度均勻升高的過程中，水銀柱將（）

A.向右移動B、向左移動

C.始終不動D、以上三種情況都有可能11

如果左邊氣體溫度比右邊溫度高，在此基礎(chǔ)上兩邊升高相同的溫度哪？答:。

2.燈泡內(nèi)充有氮氤混合氣體，如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時的壓強(qiáng)不超過latm,

在20℃下充氣，燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？

3.如圖所示，氣缸A中封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞B與A

的接觸是光滑的且不漏氣，B上放一重物C,B與C的總量為G,

大氣壓為Po0當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是20℃時，活塞與氣缸底部距離

為h,;當(dāng)氣缸,內(nèi)氣體溫度是100C時活塞與氣缸底部的距離是多少？

4.如圖甲所示，是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V—T圖象。已知

氣體在狀態(tài)A時的壓強(qiáng)是1.5X105Pa

⑴說出從A到B過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖中TA的溫度

值。

⑵請在圖乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的P-T圖象，并在圖線相

對應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C。如果需要計算才能確定相關(guān)坐標(biāo)值，請寫出計算過程。

作業(yè)45

1.如圖所示，豎直放置，粗細(xì)均勻，兩湍｝封閉的玻璃管中有一段水銀，將空氣

隔成A、B兩部分，若使管內(nèi)兩部分氣體的溫度同時升高相同的溫度，則管內(nèi)的水

銀柱將向哪個方向移動？

2.一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度由Ot升高到10匕時，其壓強(qiáng)的增量為

△Pi.當(dāng)它由ioo°c升高到iio℃時，其壓強(qiáng)的增量為aPz,則與之比是。

3.設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變，當(dāng)室溫由6°C升高到27匕時，室內(nèi)的空氣將減少%.。

4.使一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序變化，圖線BC是一段以縱、橫軸為漸近

線的雙曲線。

(1)已知氣體在狀態(tài)A的溫度R=300K,求氣體在狀態(tài)B、C、D的溫度各是多少？

(2)將上述狀態(tài)變化過程在圖乙中畫出，圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點，并且要畫箭頭

表示變化的方向，說明每段圖線各表示什么過程？

0102030400300600

甲乙

5.下面圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過程的圖線是()

6.一個密閉的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為20°C時,壓強(qiáng)為latm,若溫度上升到80°C,管

內(nèi).空氣的壓強(qiáng)為()

A、4atmB>latm/4C>1.2atmD、5atm/6

7.一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了1/2,若氣體原來溫度為27°C,則溫度

的變化是（）

A、升高450KB、升高了150°CC、升高了40.5°CD、升高了450°C

8.如圖所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C

的V-T圖象，由圖象可知（）Vt/B

A、

B,PC<PB'/一（

C、Ps>Pc--------

D、PC>PB

9.如圖所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的P—T圖

象，由圖象可知（）

A、V.=VBB、VB=VCC、VB<VC.D、VAVc

10.一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，下列相關(guān)氣體的狀態(tài)變化說法

準(zhǔn)確的是（）

A、溫度每升高J"C,壓強(qiáng)的增加是原來壓強(qiáng)的1/273

B、溫度每升高1°C,壓強(qiáng)的增加是0°C時壓強(qiáng)的1/273

C、氣體壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比

D、氣體壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比

11.在密閉容器中，當(dāng)氣體的溫度升高1K時，氣體的壓強(qiáng)比原來增加了0.4%,則容器中

氣體原來的溫度為__________

12.體積V=100cn?的左球帶有一根有刻度的均勻長管，管上共有N=101個刻度口

（長管與球連接處為第一個刻度，向上順序排列）相鄰兩刻度間管的容積為

0.2cm3,管中有水銀滴將球內(nèi)空氣與大氣隔開，如圖所示。當(dāng)溫度t=5°C時，水銀

液滴在刻廢N=21的地方，若外界大氣壓不變，用這個裝置測量溫度的范圍是

高二物理教學(xué)案(46)

課題：理想氣體狀態(tài)方程

教學(xué)內(nèi)容：

一、理想氣體

1.為了研究問題的方便，能夠設(shè)想一種氣體，在任何,我

們把這樣的氣體叫做理想氣體。

2.理想氣體是不存有的，它是實際氣體在一定水準(zhǔn)的近似，是一種理想化的模型。

3.理想氣體分子間，除碰撞外無其它作用力，從能量上看，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完

全由_______決定。

二、理想氣體的狀態(tài)方程

1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的理想氣體在從一個狀態(tài)變到另一個狀態(tài)時，即使P、V、T都可能改變,

但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。

2.方程：,,。

3.推論(1)一定質(zhì)量的理想氣體當(dāng)狀態(tài)變化過程中三個狀態(tài)參量保持某一個參量不變時,

就能夠從理想氣體狀態(tài)方程分別得到___________________________________________

(2)根據(jù)氣體的密度「=向丫，能夠得到氣體的密度公式

4.適用條件—

5.注意方程中各物理量的單位，溫度必須用,公式兩邊中P和V單位必

須,但不一定是國際單位。

三、氣體分子運(yùn)動的特點

1.從微觀的角度看，物體的熱現(xiàn)象是由的熱運(yùn)動所決定的，即使個別分子的運(yùn)動

有它的不確定性，.但大量分子的運(yùn)動情況會遵守一定的。

2.分子做無規(guī)則的運(yùn)動，速率有大有小，因為分子間頻繁碰撞，速率又將發(fā)生變化，但分

子的速率都表現(xiàn)的規(guī)律分布。這種分子整體所體現(xiàn)出來的規(guī)律叫統(tǒng)計規(guī)律。

3.氣體分子運(yùn)動的特點

(1)分子的運(yùn)動雜亂無章，在某一時刻，向著運(yùn)動的分子都有，而且

向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目都。

(2)氣體分子速率分布表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。溫度升高時，速率大

的分子數(shù)目，速率小的分子數(shù)目，分子的平均速率o

4.溫度是的標(biāo)志。用公式表示為.

四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義

1.氣體的壓強(qiáng)是而產(chǎn)生的。氣體壓強(qiáng)等于大量.氣體分子作

用在器壁。

2.影響氣體壓強(qiáng)的兩個因素：，o從兩個因素中

可見一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)與,兩個參量相關(guān)。

五、對氣體實驗定律的微觀解釋

1.一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一的，在這種情況下，體積減

小時，分子的,氣體的壓強(qiáng)就這就是玻意耳定律的微觀解釋。

2.

__________________________________________________這就是查理定律的微觀解釋。

3.

是蓋?呂薩克定律的微觀解釋。

例題分析:

1、關(guān)于溫度的概念，下列說法中準(zhǔn)確的是（）

A、溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度越高，則物體的分子的平均動能大

B、物體的溫度高，則物體每一個分子的動能都大

C、某物體內(nèi)能增大時，其溫度一定升高

D、甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體大

2、相關(guān)氣體的壓強(qiáng)，下列說法準(zhǔn)確的是（)

A、氣體分子的平均速率增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大

B、氣體分子的密集水準(zhǔn)增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大

C、氣體分子的平均動能增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大

D、氣體分子的平均動能增大,氣體的壓強(qiáng)有可能減小

3、如圖所示，粗細(xì)均勻一端封閉一端開口的U形玻璃管，當(dāng)ti=31°c,

大氣壓強(qiáng)Po=76cmHg時，兩管水銀面相平，這時左管被封閉的氣柱長

Li=8cm,則

（1）當(dāng)溫度t2多少時，左管氣柱L2為9cm?

（2）當(dāng)溫度達(dá)到上問中大的溫度t2時，為使左管氣柱長L為8cm,應(yīng)

在右管中加入多長的水銀柱？0

作業(yè)46

1.如圖所示，表示一定質(zhì)量的理想氣體沿從a到b到c

過程，則該氣體壓強(qiáng)變化情況是（）

A、從狀態(tài)c到狀態(tài)d,壓強(qiáng)減小,內(nèi)能減小

B、從狀態(tài)d到狀態(tài)a,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減小

C、從狀態(tài)a到狀態(tài)b,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能增大

D、從狀態(tài)b到狀態(tài)c,壓強(qiáng)不變,內(nèi)能增大

2.鋼筒內(nèi)裝有3kg.氣體，當(dāng)溫度是一23℃時，壓強(qiáng)為4atm,如果用掉1kg后，溫度升高到

27°C,求筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

3.下列哪些量是由大量分子熱運(yùn)動的整體表現(xiàn)所決定的（)

A、壓強(qiáng)B、溫度C、分子密度D、分子的平均速率

4.對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法準(zhǔn)確的是（）

A、體積不變,壓強(qiáng)增大時，氣體分子的平均動能一定增大

B、溫度不變,壓強(qiáng)減小時，氣體的密度一定減小

C、壓強(qiáng)不變,溫度降低時，氣體的密度一定減小

D、溫度升高,壓強(qiáng)和體積都可能不變

5.從氣體壓強(qiáng)的微觀意義，解釋在圖8—25中，豎直放置兩端封閉的

玻璃管升溫時液柱的移動方向。

6.分子運(yùn)動的特點是（）

A、分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空間里自由移動

B、分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動

C、分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等

D、分子的速率分布毫無規(guī)律

7.下面關(guān)于溫度的敘述準(zhǔn)確的是（）

A、溫度是表示物體冷熱水準(zhǔn)的物理量

B、兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們具有一個共同的性質(zhì)一一溫度相同

C、溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志

D、溫度的高低決定了分子熱運(yùn)動的劇烈水準(zhǔn)

8.下面關(guān)于氣體壓強(qiáng)的說法準(zhǔn)確的是（）

A、氣體對器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)是因為大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的

B、氣體對器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于作用在器壁單位面積上的平均作用力

C、從微觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動能和分子密集水準(zhǔn)相關(guān)

D、從宏觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體的溫度和體積相關(guān)

9.對于理想氣體下列哪些說法是不準(zhǔn)確的（）

A、理想氣體是嚴(yán)格遵守氣體實驗定律的氣體模型

B、理想氣體的分子間沒有分子力

C、理想氣體是一種理想模型，沒有實際意義

D、實際氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下，可當(dāng)成理想氣體

10.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)P,,5、「變化到狀態(tài)P，2、V2>T2O下述過程不可能的

是（）

A、P2>Pi，V2>Vi，T2>「B、P2>PI，V2>V"T2<T|

C、P2>Pi，V2<Vi，T2>TID、P2>P"V2<Vi，T2VTI

11.密封的體積為2L的理想氣體，壓強(qiáng)為2atm,溫度為27℃。加熱后，壓強(qiáng)和體積各增加

20%,則它的最后溫度是

12.用活塞氣筒向一個容積為V的容器內(nèi)打氣，每次能把體積為Vo、壓強(qiáng)為Po的空氣打入

容器內(nèi)。若容器內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為Po,打氣過程中溫度不變，則打了n次后容器內(nèi)氣體

的壓強(qiáng)為_____________

13.在溫度為0℃、壓強(qiáng)為1.0Xl（）5pa的狀態(tài)下，IL空氣的質(zhì)量是1.29g,當(dāng)溫度為100℃、

壓強(qiáng)等于2.0Xl（）5pa時。IKg空氣的體積是多少？

14.為了測定湖的深度，將一根試管開口向下緩緩壓至湖底，測得進(jìn)入管中的水的高度為管

長的3/4,湖底水溫為4℃,湖面水溫為10℃,大氣壓強(qiáng)76cmHg。求湖深多少？

15.某房間的容積為20m3,在溫度為17℃,大氣壓強(qiáng)為74cmHg,室內(nèi)空氣質(zhì)量為25Kg,

則當(dāng)溫度升為27°C,大氣壓強(qiáng)為76cmHg時，室內(nèi)空氣的質(zhì)量為多少？

高二物理教學(xué)案（47）

課題：8.4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義

教學(xué)內(nèi)容：

一、氣體分子運(yùn)動的特點

1、從微觀的角度看，物體的熱現(xiàn)象是由的熱運(yùn)動所決定的，即使個別分子的

運(yùn)動有它的不確定性，但大量分子的運(yùn)動情況會遵守一定的。

2、分子做無規(guī)則的運(yùn)動，速率有大有小，因為分子間頻繁碰撞，速率又將發(fā)生變化，

但分子的速率都表現(xiàn)的規(guī)律分布。這種分子整體所體現(xiàn)出來的規(guī)律叫統(tǒng)計

規(guī)律。

3、氣體分子運(yùn)動的特點

（1）分子的運(yùn)動雜亂無章，在某一時刻，向著運(yùn)動的分子都有，而且

向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目都。

（2）氣體分子速率分布表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。溫度升高時，速率大

的分子數(shù)目,速率小的分子數(shù)目，分子的平均速率—。

4、溫度是的標(biāo)志。用公式表示為。

二、氣體壓強(qiáng)的微觀意義

1、氣體的壓強(qiáng)是而產(chǎn)生的。氣體壓強(qiáng)等于大量氣體分

子作用在器壁______________________。

2、影響氣體壓強(qiáng)的兩個因素：,.?從兩個因

素中可見一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)與,兩個參量相關(guān)。

三、對氣體實驗定律的微觀解釋

1、一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是的，在這種情況下，體

積減小B寸，分子的，氣體的壓強(qiáng)就這就是玻意耳定律的微觀解釋。

2、____________________________________________________________________

__________________________________________________這就是查理定律的微觀解釋?

3、___________________________________________________________________________

________________________________________________是蓋?呂薩克定律的微觀解釋。

例題分析：

1.相關(guān)氣體的壓強(qiáng)，下列說法準(zhǔn)確的是（）

A.氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大

B.氣體分子的密集水準(zhǔn)增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大

C.氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大

D.氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強(qiáng)有可能減小

2.下列哪些量是由大量分子熱運(yùn)動的整體表現(xiàn)所決定的（）

A、壓強(qiáng)B、溫度C、分子密度，，D、分子的平均速率

3.對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法準(zhǔn)確的是（）

A、體積不變，壓強(qiáng)增大時，氣體分子的平均動能一定增大

B、溫度不變，壓強(qiáng)減小時，氣體的密度一定減小

C、壓強(qiáng)不變，溫度降低時，氣體的密度一定減小

D、溫度升高，壓強(qiáng)和體積都可能不變

高二物理教學(xué)案（48）

課題：理想氣體實驗定律的應(yīng)用一（補(bǔ)充）

基本規(guī)律總結(jié)：理想氣體的狀態(tài)方程的幾種表達(dá)式

PV

1.口■=c恒量C與氣體的質(zhì)量和種類相關(guān)。

T

2.生=里占適用于一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化過程

7；T2

3.2=—2一在氣體質(zhì)量改變的情況下也適用。

P\^\

4.PV=nRTPV=—=RT

M

典型例題：

例1兩瓶氣體，壓強(qiáng)、體積、溫度分別為P1、匕、（和「2、匕、心，把它們混合裝

在體積為V,溫度恒為T的容器中，求它們的壓強(qiáng)。

（三）相關(guān)聯(lián)氣體問題

相關(guān)聯(lián)氣體問題涉及兩部分（或兩部分以上）的氣體,

它們之間無氣體交換，但在壓強(qiáng)或體積這些量間有一定的

關(guān)系，分析清楚這些關(guān)系往往是解決問題的關(guān)鍵。解決相P,匕Pi匕

關(guān)聯(lián)問題的一般方法是：

1.分別選擇每部分氣體為研究對象，確定初、末狀態(tài)

及其狀態(tài)參量，根據(jù)氣態(tài)方程寫出狀態(tài)參量間的關(guān)系式。甲乙丙

2.分析相關(guān)聯(lián)氣體間的壓強(qiáng)或體積之間的關(guān)系并寫

出關(guān)系式。圖19-1

3.聯(lián)立求解并選擇物理意義準(zhǔn)確的解。

例3（1998年全國高考題）如圖19—2所示，活塞把密閉氣缸分成左、右兩個氣室，每

室各與U形管壓強(qiáng)計的一臂相連，壓強(qiáng)計的兩壁截面處處相同,U形管內(nèi)盛有密度為

夕=7.5xl（）2A:g/m3的液體。開始時左、右兩氣室的體積都為

%=12x10-2^3,氣壓都為pg=4.0XU)3A,且液體的液

面處在同一高度，如圖19—2所示，現(xiàn)緩慢向左推動活塞，直

到液體在U形管中的高度差h=40cm,求此時左、右氣室的體積

匕、匕，假定兩氣室的溫度保持不變，計算時能夠不計U形管

2

和連接管道中氣體的體積，gmi0rn/5o

例4（1999年全國高考題）如圖19-3,氣缸由兩個截面不

同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起，可

無摩擦移動，A、B的質(zhì)量分別為

甲乙

圖19-3

mA=12kg,mB=8.Qkg,SA=4.0x10/根2,橫截面積分別為=2Qx10"加2,一定質(zhì)

量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)大氣壓強(qiáng)Po=1.0x105&。

（1）氣缸水平放置達(dá)到如圖19-3甲所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強(qiáng)。

（2）己知此時氣體的體積匕=2.0x10-2加3?，F(xiàn)保持溫度不變，將氣缸豎直放置，達(dá)

到平衡后如圖19-3乙所示。與圖19-3甲相比，活塞在氣缸內(nèi)移動的距離1為多少？取重

力加速度g=\Om/s2?

（五）“氣體連接體”中的液柱移動問題

所謂氣體連接體，就是兩部分被封閉的氣體中間用水銀或活塞連接，每部分氣體的狀態(tài)

變化通?？捎脷怏w狀態(tài)方程處理，氣體的狀態(tài)參量變化要引起中間連接體水銀柱或活塞的受

力情況變化。此類問題多為判斷液柱或活塞的運(yùn)動趨勢或運(yùn)動方向.是對水平要求較高的一

類問題。n

例5如圖19—4所示，粗細(xì)均勻、兩端封閉的玻璃管豎直放置，中間一4

段水銀柱隔出兩段空氣柱，已知，2=2/1,若初始兩部分氣體溫度相同，現(xiàn)使

兩部分氣體溫度同時升高，管中水銀柱將如何運(yùn)動？力

（六）P-V圖線下“面積”的物理意義

設(shè)想一氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓條件下膨脹，如圖19圖19-4

一7所示，則其做功W=F?Z\l=PS?zM=p^V,在p-V圖中即等于圖線下所圍的面積，如

圖19-8所示。實際上，任何狀態(tài)變化過程，p-V圖線上所圍面積均表示氣體在該狀態(tài)變

化過程中所做功的數(shù)值，如圖19—9所示。要注意，氣體體積增大做正功，體積減小做負(fù)功。

圖19-7

作業(yè)48

1.一定質(zhì)量的理想氣體，從初態(tài)（P"片,"）變化到終態(tài)（Pz,V2,T2）,下列各量關(guān)系中不可

能實現(xiàn)的應(yīng)為（）

A.PAP?,V〉V2,T)>T2B.PI>PZ,Vi>Vz,T1VT2

C.P,<P2,V>%,L<T2D.Pi<P2,Vi<V2,TI>T2

2.對一定質(zhì)量的理想氣體，在下列各種過程中，可能發(fā)生的過程是（)

A.氣體膨脹對外做功，溫度升高B.氣體吸熱，溫度降低

C.氣體放熱，壓強(qiáng)增大D.氣體放熱，溫度不變

3.如圖所示，A、B兩點表示一定質(zhì)量的理想氣體的兩個狀態(tài)，當(dāng)氣.A

體自狀態(tài)A變化到狀態(tài)8時（）

A.體積必須變大B.有可能經(jīng)過體積減小的過程

。1AT

C.外界必然對氣體做正功D.氣體必然從外界吸熱

5.一汽泡以30m深的海底升到水面，設(shè)水底溫度是4℃,水面溫度是15℃,那么汽泡在水面

的體積約是水底時（）

A.3倍B.4倍C.5倍D.12倍

6.如下圖甲所示，P-T圖上的圖線abc表示一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程，此過

7.一定量氣體可經(jīng)不同的過程以狀態(tài)舊、V、「）變到狀態(tài)（P2、5、L）,已知丁2＞「.則在這

些過程中（）

A.氣體一定都從外界吸收熱量B.氣體和外界交換的熱量都是相等的

C.外界對氣體所做的功都是相等的D.氣體內(nèi)能間變化量都是相等的

8.如下圖所示，密封的圓柱形容器中盛有27℃,壓強(qiáng)為latm

的空氣，容器中間用兩個絕熱但能自由活動的活塞隔成體積相等的|4g8

三個部分.將A部分加熱到227℃,C部分加熱到327℃,B部分溫度I!一

不變.平衡后，A、B、C三部分體積之比為.

1.如圖所示，水平放置的密封氣缸的活塞被很細(xì)的彈簧拉住，氣缸內(nèi)密封一定質(zhì)量的氣

體.當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為27℃,彈簧的長度為30cm時，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)

為缸外大氣壓的1.2倍.當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到127C時，彈簧的長度

為36cm.求彈簧的原長？（不計活塞與缸壁的摩擦）

【生活實際使用】

如下圖所示，一圓柱形氣缸直立在水平地面上，內(nèi)有質(zhì)量不計的可上下移動的活塞，在

距缸底高為2H。的缸口處有固定的卡環(huán)；使活塞不會從氣缸中頂出，氣缸壁和活塞都是不導(dǎo)

熱的，它們之間沒有摩擦.活塞下方距缸底高為H。處還有一固定的可導(dǎo)熱的

隔板，將容器分為A、B兩部分，A、B中各封閉同種的理想氣體，開始時A、,_也

B中氣體的溫度均為27C,壓強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)P。，活塞距氣缸底的高度1B

為1.6H。，現(xiàn)通過B中的電熱絲緩慢加熱，試求：

(1)當(dāng)B中氣體的壓強(qiáng)為1.5P。時，活塞距缸底的高度是多少？

(2)當(dāng)A中氣體的壓強(qiáng)為1.5P。時，B中氣體的溫度是多少？

1.如圖所示，內(nèi)徑均勻的U型細(xì)玻璃管一端開口，豎直放置，開口端與一個容積很大的

貯氣缸B連通，封閉端由水銀封閉一段空氣A,已知-23C時空氣柱A長62cm,右管水銀面

比左管水銀面低40cm,當(dāng)氣溫上升到27℃時，水銀面高度差變化4cm,

B貯氣缸左側(cè)連接的細(xì)管的體積變化不計.

(1)試論證當(dāng)氣溫上升到27℃時，水銀面高度差是增大4cm還是

減小4cn?

(2)求-23℃時貯氣缸B中氣體的壓強(qiáng).

高二物理教學(xué)案（49）

課題：理想氣體實驗定律的應(yīng)用二（補(bǔ)充）

教學(xué)過程：

例1：某房間的容積為20m3,在溫度為17℃,大氣壓強(qiáng)為74cmHg時，室內(nèi)空氣質(zhì)量

為25kg,則當(dāng)溫度升高到27℃,大氣壓強(qiáng)變?yōu)?6cmHg時，室內(nèi)空氣的質(zhì)量為多少千

克？

例2：向汽車輪胎充氣，已知輪胎內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為1.5個大氣壓，溫度為20℃,體

積為20L,充氣后，輪胎內(nèi)空氣壓強(qiáng)增大為7.5個大氣壓，溫度升為25℃,若充入的空

氣溫度為20C,壓強(qiáng)為1個大氣壓，則需充入多少升這樣的空氣（設(shè)輪胎體積不變）.

例3：已知空氣的平均摩爾質(zhì)量為2.9X10-2kg/mol,試估算室溫下，空氣的密度.

例4：一定質(zhì)量的理想氣體處于某一初始狀態(tài)，若要使它經(jīng)歷兩個狀態(tài)變化過程，

壓強(qiáng)仍回到初始的數(shù)值，則下列過程能夠?qū)崿F(xiàn)的有（）

A.先等容降溫，再等溫壓縮B.先等容降溫，再等溫膨脹

C.先等容升溫，再等溫膨脹D.先等溫膨脹，再等容升溫

例5：某容器內(nèi)裝有氮氣，當(dāng)溫度為273℃時，其壓強(qiáng)為2X1010pa,試估算容器

中1cn?氣體中的分子數(shù)和分子間的平均距離.

作業(yè)49

1.活塞把密閉容器分隔成容積相等的兩部分A和B,如圖所示，在A、B中分別充進(jìn)

質(zhì)量相同、溫度相同的氫氣和氧氣，則活塞將（）

A.向右運(yùn)動

B.向左運(yùn)動

C.不動

D.不能確定

2.一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度為127℃時，壓強(qiáng)為4atm,當(dāng)溫度變?yōu)?7℃時，壓強(qiáng)

為2atm,在此狀態(tài)變化過程中（）

A.氣體密度不變B.氣體的體積增大

C.氣體分子平均動能不變D.氣體內(nèi)能減小

3.向固定容器內(nèi)充氣，當(dāng)氣體壓強(qiáng)為p,溫度為27℃時，氣體的密度為P,當(dāng)溫度為

327℃,氣體壓強(qiáng)為1.5p時，氣體的密度為（）

A.0.25PB.0.5PC.0.75PD.P

4.有一個充滿氫氣的氫氣球，球的質(zhì)量為球內(nèi)充入氫氣的3倍，氫氣壓強(qiáng)為外面空氣

壓強(qiáng)的1.45倍，溫度相同，則氫氣球開始上升的加速度為（空氣的平

均摩爾質(zhì)量為29g/mol）

5.當(dāng)溫度為27℃,壓強(qiáng)為2.0Xl（）5pa時，32g氧氣的體積為多大？密度是多大？另有

48g氧氣，溫度和壓強(qiáng)跟上述數(shù)值相同，氧氣密度是多大？

6.如圖所示，氣缸A和容器B由一細(xì)管經(jīng)閥門K相連，A和B的壁都是透熱的，A

放在27℃、1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大氣中，B浸在127℃的恒溫槽內(nèi)，開始時K是關(guān)斷的，B

內(nèi)沒有氣體，容積VB=2.4L,A內(nèi)裝有氣體，體積VA

=4.8L,打開K,使氣體由A流入B,等到活塞D停止

KD

移動時，A內(nèi)氣體體積是多大？假設(shè)活塞D與氣缸壁之B王

間沒有摩擦，細(xì)管的容積忽略不計.P。

7.為了使水艇浮起，必須把空氣壓入充滿水的箱中，將水從箱中排出.如果空氣是在

水面下15m,溫度是3℃時壓進(jìn)水箱中去的，而這些空氣是由溫度為17℃、壓強(qiáng)為1.2

X107Pa.容積為20L的鋼筒中放出來的，那么，一鋼筒壓縮空氣能夠排出多少水？已

知水面空氣的壓強(qiáng)是LOX105Pa.

8.人呼吸時每分鐘需要吸入空氣的質(zhì)量是一定的，每次呼出和吸入的空氣體積也是一

定的.如果人在平地上，當(dāng)大氣壓是9.8Xl()4pa,溫度是27℃時，每分鐘要吸氣20次，

已知山頂?shù)拇髿鈮菏?.8Xl()4pa,溫度是一3℃,那么，人在山頂時，每分鐘的吸氣次

數(shù)是多少？

9.鋼筒內(nèi)裝有3kg氣體，當(dāng)溫度為-23℃,壓強(qiáng)為4atm,如果用掉1kg氣體后溫度升

高到27℃,求筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)？

10.如圖所示，用銷釘將活塞固定，A、B兩部分體積比為2：1,開始時，A中溫度為

127℃,壓強(qiáng)為1.8atm,B中溫度為27℃,壓強(qiáng)為1.2atm.將銷釘拔掉，活塞在筒內(nèi)無

摩擦滑動，且不漏氣，最后溫度均為27℃,活塞停止，求氣體的

壓強(qiáng).工