202X年高考物理二輪復(fù)習(xí)熱學(xué)專題氣體的等溫變化、玻意耳定律課件

1、2019年高考物理復(fù)習(xí)年高考物理復(fù)習(xí)1、溫度、溫度T熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度 ：開爾文：開爾文 T = t 273 K2、體積、體積V就是氣體所充滿的容器的體積就是氣體所充滿的容器的體積 .單位：有單位：有 、升、升(L) 、毫升、毫升(mL)等等1 m3 103 升升= 106 毫升毫升3、壓強(qiáng)、壓強(qiáng) p產(chǎn)生：氣體分子頻繁碰撞容器壁產(chǎn)生：氣體分子頻繁碰撞容器壁而產(chǎn)生的容器單位面積上的壓力而產(chǎn)生的容器單位面積上的壓力.單位：?jiǎn)挝唬篜a（帕斯卡）（帕斯卡） 、大氣壓、大氣壓、 mmHg柱等柱等1大氣壓大氣壓=760 mmHg柱柱=1.013 105 Pa一、氣體的狀態(tài)參量一、氣體的狀態(tài)參量 在物理學(xué)

2、中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，往往采用往往采用“控制變量法控制變量法”保持一個(gè)量不變，研究保持一個(gè)量不變，研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來(lái)得出所要研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來(lái)得出所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系。的幾個(gè)量之間的關(guān)系。一定質(zhì)量的某種氣體一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積與體積V成反比?；驂簭?qiáng)成反比?；驂簭?qiáng)p與體積與體積V的乘積保持不變的乘積保持不變。即即 pV=常量常量當(dāng)溫度當(dāng)溫度(T)保持不變時(shí)保持不變時(shí),體積體積(V)和壓強(qiáng)和壓強(qiáng)(p)之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。2、

3、玻意耳定律、玻意耳定律1、等溫變化：、等溫變化：二、氣體的等溫變化二、氣體的等溫變化三、氣體壓強(qiáng)的微觀意義三、氣體壓強(qiáng)的微觀意義氣體壓強(qiáng)和單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上的分子的碰撞氣體壓強(qiáng)和單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上的分子的碰撞次數(shù)有關(guān)，次數(shù)越多，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，而碰撞次次數(shù)有關(guān)，次數(shù)越多，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，而碰撞次數(shù)多，需單位體積內(nèi)的分子數(shù)多，所以和單位體積數(shù)多，需單位體積內(nèi)的分子數(shù)多，所以和單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)；還和碰撞的強(qiáng)弱有關(guān)，氣體的溫內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)；還和碰撞的強(qiáng)弱有關(guān)，氣體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，氣體的平均速率越大度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，氣體的平均速率越大,對(duì)器壁的撞擊越強(qiáng)，壓強(qiáng)越大。對(duì)

4、器壁的撞擊越強(qiáng)，壓強(qiáng)越大。氣體壓強(qiáng)是由于大量的氣體分子頻繁的碰撞器壁而氣體壓強(qiáng)是由于大量的氣體分子頻繁的碰撞器壁而產(chǎn)生的，氣體的壓強(qiáng)就是大量的氣體分子作用在器產(chǎn)生的，氣體的壓強(qiáng)就是大量的氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。壁單位面積上的平均作用力。反之若體積減小為原來(lái)的幾分之一，則壓強(qiáng)增大為反之若體積減小為原來(lái)的幾分之一，則壓強(qiáng)增大為原來(lái)的幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是原來(lái)的幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳玻意耳定律。定律。四、玻意耳定律的微觀解釋四、玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量（一定質(zhì)量（m）的理想氣體，其分子總數(shù)（）的理想氣體，其分子總數(shù)（N）是一）是一個(gè)定值，當(dāng)溫度（個(gè)定值

5、，當(dāng)溫度（T）保持不變時(shí)，則分子的平均速）保持不變時(shí)，則分子的平均速率（率（v）也保持不變，）也保持不變，當(dāng)其體積（當(dāng)其體積（V）增大幾倍時(shí)，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)）增大幾倍時(shí)，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，因此氣體的壓強(qiáng)也減為）變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來(lái)的幾分之一；原來(lái)的幾分之一；7、如圖所示，開口向上豎直放置的玻璃管中，兩、如圖所示，開口向上豎直放置的玻璃管中，兩段水銀柱封閉著兩段氣體，它們的體積分別為段水銀柱封閉著兩段氣體，它們的體積分別為V1、V2，兩段水銀柱的高度分別為，兩段水銀柱的高度分別為h1、h2，且，且V1V2，h1 V2C、可能有、可能有V1

6、a2，p1 p2，V1V2 Ba1 p2，V1V2 Ca1=a2，p1 p2，V1V2 Da1=a2，p1V218在光滑水平面上有一個(gè)內(nèi)外壁都光滑的氣缸質(zhì)量在光滑水平面上有一個(gè)內(nèi)外壁都光滑的氣缸質(zhì)量為為M，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞，已知的活塞，已知Mm?；钊；钊芊庖徊糠掷硐霘怏w。現(xiàn)對(duì)氣缸施一水平向左的拉力密封一部分理想氣體?，F(xiàn)對(duì)氣缸施一水平向左的拉力F（如圖（如圖A）時(shí)，氣缸的加速度為）時(shí)，氣缸的加速度為a1，封閉氣體的壓強(qiáng)，封閉氣體的壓強(qiáng)為為p1，體積為，體積為V1；若用同樣大小的力；若用同樣大小的力F水平向左推活水平向左推活塞，如圖塞，如圖B，此時(shí)氣缸的加速度為，此時(shí)

7、氣缸的加速度為a2，封閉氣體的壓，封閉氣體的壓強(qiáng)為強(qiáng)為p2、體積為、體積為V2，設(shè)密封氣體的質(zhì)量和溫度均不變。，設(shè)密封氣體的質(zhì)量和溫度均不變。則則 （ ） FFABD解見下頁(yè)解見下頁(yè)解：解：FFAB對(duì)整體對(duì)整體21a )mM(a )mM(F 21aa 圖圖A：對(duì)活塞：對(duì)活塞 110maSpSp 圖圖B：對(duì)汽缸：對(duì)汽缸 202MaSpSp 201ppp 由玻馬定律得由玻馬定律得21VV 正確選項(xiàng)為正確選項(xiàng)為D19A如圖所示，長(zhǎng)如圖所示，長(zhǎng)31cm內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，開口向上豎直放置，齊口水銀柱封住開口向上豎直放置，齊口水銀柱封住10cm長(zhǎng)的空長(zhǎng)的空氣柱，若把玻璃管在豎直平面內(nèi)

8、緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)氣柱，若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)180o后，后，發(fā)現(xiàn)水銀柱長(zhǎng)度變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)水銀柱長(zhǎng)度變?yōu)?5cm，繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)180o至開至開口端向上。求：口端向上。求：（1）大氣壓強(qiáng)的值；）大氣壓強(qiáng)的值；（2）末狀態(tài)時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度。）末狀態(tài)時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度。10cm31cm2211VPVP cmHgPP2101 cmHgPP1502 S)P(S)P( 1615102100cmHgP750 3311VPVP cmHgPP1603 cm671015751021753113.)()(PLPL （1）等溫變化）等溫變化（2）解：解：10cm31cm19B如圖所示，長(zhǎng)如圖所示，長(zhǎng)31cm內(nèi)徑均勻的

9、細(xì)玻璃管，內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，開口向下豎直放置，齊口水銀柱封住開口向下豎直放置，齊口水銀柱封住10cm長(zhǎng)的空長(zhǎng)的空氣柱，若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)氣柱，若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90o后至后至開口端水平，發(fā)現(xiàn)空氣長(zhǎng)度變?yōu)殚_口端水平，發(fā)現(xiàn)空氣長(zhǎng)度變?yōu)?.2cm。然后繼續(xù)。然后繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90o至開口向上。求：至開口向上。求：（1）大氣壓強(qiáng)的值。）大氣壓強(qiáng)的值。（2）末狀態(tài)時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度。）末狀態(tài)時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度。31cm10cm2211VPVP cmHgPP2101 02PP S.PS)P( 27102100cmHgP750 3311VPVP cmHgPP2103 cm656255

10、21751021753113.)()(PLPL (1）等溫變化）等溫變化（2）解：解：31cm10cm19、如圖所示，一根粗細(xì)均勻的玻璃管長(zhǎng)為、如圖所示，一根粗細(xì)均勻的玻璃管長(zhǎng)為80 cm，一，一端開口，一端封閉。管內(nèi)有一段端開口，一端封閉。管內(nèi)有一段25 cm長(zhǎng)的汞柱將一段長(zhǎng)的汞柱將一段空氣柱封閉于管中，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，空氣柱長(zhǎng)空氣柱封閉于管中，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，空氣柱長(zhǎng)為為40 cm。問當(dāng)玻璃管以玻璃管底。問當(dāng)玻璃管以玻璃管底O點(diǎn)為軸在豎直平面點(diǎn)為軸在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)過內(nèi)沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)過90度后，玻璃管開口向下豎度后，玻璃管開口向下豎直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為多少直放置

11、時(shí)，管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為多少?（假設(shè)溫度保持不變，（假設(shè)溫度保持不變，外界大氣壓為外界大氣壓為75cmHg）某同學(xué)解法為：某同學(xué)解法為： P1=75 cmHg P2=75-25=50 cmHg 此過程為等溫變化：此過程為等溫變化：P1V1=P2V2， L2= P1L1/ P2=7540/50=60cm你認(rèn)為他的解法是否正確？若正確，請(qǐng)說(shuō)明理由；若你認(rèn)為他的解法是否正確？若正確，請(qǐng)說(shuō)明理由；若錯(cuò)誤，也請(qǐng)說(shuō)明理由，并且解出正確的結(jié)果。錯(cuò)誤，也請(qǐng)說(shuō)明理由，并且解出正確的結(jié)果。OP1V1=P2V2解解: 這位同學(xué)解法是錯(cuò)誤的。這位同學(xué)解法是錯(cuò)誤的。因?yàn)橐驗(yàn)?0+2580，所以有水銀漏出。，所以有水銀漏出。設(shè)

12、管內(nèi)尚余汞柱設(shè)管內(nèi)尚余汞柱xcm管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)L=80-22.67=57.33cmx=22.67cm7540= (75-x) (80-x)13（11分）如圖，在一端開口、一端封閉、粗細(xì)均分）如圖，在一端開口、一端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)，一段長(zhǎng)為勻的玻璃管內(nèi)，一段長(zhǎng)為h=25cm的水銀柱封閉著一的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，管內(nèi)氣柱定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=20cm（如圖（如圖a），大氣壓強(qiáng)），大氣壓強(qiáng)P0=75cmHg，室溫室溫t1=27將玻璃管轉(zhuǎn)過將玻璃管轉(zhuǎn)過90o，使它開口向上，并，使它開口向上，并浸入熱水中（如圖浸

13、入熱水中（如圖b），待穩(wěn)定后，測(cè)得玻璃管內(nèi)氣），待穩(wěn)定后，測(cè)得玻璃管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度柱的長(zhǎng)度L2=17.5cm（1）求此時(shí)管內(nèi)氣體的溫度）求此時(shí)管內(nèi)氣體的溫度t2（2）保持管內(nèi)氣體的溫度）保持管內(nèi)氣體的溫度t2不變，不變，往玻璃管內(nèi)緩慢加入水銀，當(dāng)封往玻璃管內(nèi)緩慢加入水銀，當(dāng)封閉的氣柱長(zhǎng)度閉的氣柱長(zhǎng)度L3=14cm時(shí)，加入時(shí)，加入的水銀柱長(zhǎng)度是多少？（玻璃管的水銀柱長(zhǎng)度是多少？（玻璃管足夠長(zhǎng)）足夠長(zhǎng)）hL1（a）L2（b）解：（解：（1）L2hL1（a）（b）220110273273tL)hP(tLP 解得：解得： t2=77 3020L)hhP(L)hP( （2）解得：解得：cm25 h19已知

14、地球半徑約為已知地球半徑約為6.4 106 m，空氣的摩爾質(zhì)量，空氣的摩爾質(zhì)量約為約為2.9 102 kg/mol，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.0 105 Pa。利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀。利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為（態(tài)下的體積為（）（A）4 1016 m3（B）4 1018 m3（C）4 1020 m3（D）4 1022 m3解見下頁(yè)解見下頁(yè)B 設(shè)整個(gè)大氣質(zhì)量為設(shè)整個(gè)大氣質(zhì)量為m，由于地球周圍空間大氣層，由于地球周圍空間大氣層的厚度的厚度hR，可以認(rèn)為大氣層各處的，可以認(rèn)為大氣層各處的g值相等值相等. 整個(gè)地球表面受到大氣壓力的大小等于大

15、氣的重量整個(gè)地球表面受到大氣壓力的大小等于大氣的重量F=p4R2=mg51019N解：解：備注：力是矢量，備注：力是矢量，F(xiàn)=p4R2是把地球表面展成平面是把地球表面展成平面時(shí)得到的力的大?。粫r(shí)得到的力的大??；m51018kg大氣的大氣的摩爾數(shù)摩爾數(shù)mol1071109210520218 .Mmn大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為3183200m1083104221071 .nVV16、地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的、地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交熱忽略不計(jì)已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，熱交熱忽略不計(jì)已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中（不

16、計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)則該氣團(tuán)在此上升過程中（不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能）能） （ ）A體積減小，溫度降低體積減小，溫度降低B體積減小，溫度不變體積減小，溫度不變C體積增大，溫度降低體積增大，溫度降低D體積增大，溫度不變體積增大，溫度不變C17、模塊、模塊33試題試題（8分）如圖，一根粗細(xì)均勻、分）如圖，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣但留有一抽氣孔管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體（可視為理想氣體），氣體溫度為體（可視為理想氣體），氣體溫度為T1開始時(shí)，開始時(shí)，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞

17、上方的壓強(qiáng)達(dá)將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到到p0時(shí)時(shí), 活塞下方氣體的體積為活塞下方氣體的體積為V1, 活塞上方玻璃管活塞上方玻璃管的容積為的容積為2.6V1?；钊蛑亓Χa(chǎn)生的壓強(qiáng)為?；钊蛑亓Χa(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p0。繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封整個(gè)繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封整個(gè)抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變?nèi)缓髮⒚芊獾臍怏w緩慢加熱求：然后將密封的氣體緩慢加熱求：活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度；活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度；當(dāng)氣體溫度達(dá)到當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時(shí)氣體的壓強(qiáng)時(shí)氣體的壓強(qiáng)由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：000150

18、pp.pVV 式中式中V是抽成真空后活塞下方氣體體積是抽成真空后活塞下方氣體體積 由蓋由蓋呂薩克定律得：呂薩克定律得：11162TTVVV. 解得：解得：T.T21 由查理定律得：由查理定律得：0215081p.pTT. 解得：解得：02750p.p 解：解：31、（、（9分）分）物理物理選修選修33 h一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對(duì)于底部的高度為活塞相對(duì)于底部的高度為h，可沿氣缸無(wú)摩擦地滑，可沿氣缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上沙動(dòng)取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上沙子倒完時(shí)，活塞下降了子倒完時(shí)，活塞下降了h/4再取相同質(zhì)量的一小盒再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面沙子緩慢地倒在活塞的上表面上外界天氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持上外界天氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時(shí)活塞距氣缸不變，求此次沙子倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度底部的高度h解：解：本題考查玻馬定律本題考查玻馬定律,對(duì)