2019高中物理 第八章 氣體章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 新人教版選修3-3

1、第八章氣體章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)體系】答案填寫標(biāo)志t273.15K碰撞密集程度溫度原點(diǎn)體積直線壓強(qiáng)理想氣體主題1氣體的實(shí)驗(yàn)定律1玻意耳定律(1)條件：質(zhì)量不變，溫度不變1p2V1(2)公式：C或12.T1T2TV1T1T2pV(2)公式：pVC或p1V1p2V2或12.2查理定律(1)條件：質(zhì)量不變，體積不變pppT3蓋呂薩克定律(1)條件：質(zhì)量不變，壓強(qiáng)不變VV(2)公式：C或2.4使用步驟：(1)確定研究對(duì)象，并判斷是否滿足某個(gè)實(shí)驗(yàn)定律條件；(2)確定初末狀態(tài)及狀態(tài)參量；(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)定律列方程求解(注意單位統(tǒng)一)；(4)注意分析隱含條件，做出必要的判斷和說明【例1】（2016全國(guó)卷）一氧氣瓶的

2、容積為0.08m3，開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓.某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需重新充氣.若氧氣的溫度保持不變，則這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天.解析：設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2（兩個(gè)大氣壓）時(shí)，體積為V2，根據(jù)玻意耳定律得p1V1p2V2重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3V2V1設(shè)用去的氧氣在p0（1個(gè)大氣壓）壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p2V3p0V0V設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0下的體積為V，則氧氣可用的天數(shù)為N0V聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得N4（天）.答案：4天針對(duì)訓(xùn)練1.如圖所示為一種減震

3、墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個(gè)氣泡內(nèi)充滿體積為V0，壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時(shí)，氣泡被壓縮若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當(dāng)體積壓縮到V時(shí)氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時(shí)每個(gè)氣泡內(nèi)氣體對(duì)接觸面處薄膜的壓力2答案：p0STp1V1p2V2T1T2解析：設(shè)壓力為F，壓縮后氣體壓強(qiáng)為p，由p0V0pV和FpS，V0解得FVp0S.V0V主題2理想氣體狀態(tài)方程1條件：理想氣體pV2公式：C或.3步驟：(1)確定研究對(duì)象，是否質(zhì)量不變；(2)確定初末狀態(tài)及狀態(tài)參量；(3)根據(jù)理想氣體方程求解(注意單位統(tǒng)一)；(4)注意分析隱含條件(變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題)，做出必

4、要的判斷和說明【例2】(2014上海卷)如圖，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，用水銀將一段氣體封閉在管中當(dāng)溫度為280K時(shí)，被封閉的氣柱長(zhǎng)L22cm，兩邊水銀柱高度差h16cm，大氣壓強(qiáng)p076cmHg.(1)為使左端水銀面下降3cm，封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?2)封閉氣體的溫度重新回到280K后，為使封閉氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm，需向開口端注入的水銀柱長(zhǎng)度為多少？解析：(1)初態(tài)壓強(qiáng)p1(7616)cmHg60cmHg.末態(tài)時(shí)左右水銀面高度差為(1623)cm10cm，3p1V1p2V2T1T2解得T2p2V2T16625p1V16022壓強(qiáng)p2(7610)cmHg66cmHg.

5、由理想氣體狀態(tài)方程：，280K350K.(2)設(shè)加入的水銀高度為l，末態(tài)時(shí)左右水銀面高度差h(1622)l.由玻意耳定律：p1V1p3V3.式中p376(20l)，解得：l10cm.答案：(1)350K(2)10cm針對(duì)訓(xùn)練2.如圖，氣缸左右兩側(cè)氣體由絕熱活塞隔開，活塞與氣缸光滑接觸初始時(shí)兩側(cè)氣體均處于平衡態(tài)，體積之比V1V212，溫度之比T1T225.先保持右側(cè)氣體溫度不變，升高左側(cè)氣體溫度，使兩側(cè)氣體體積相同；然后使活塞導(dǎo)熱，兩側(cè)氣體最后達(dá)到平衡，求：解得k22.pV1pV1kT1T1pVpV2T2T2解得V1V2kT144(1)兩側(cè)氣體體積相同時(shí)，左側(cè)氣體的溫度與初始溫度之比；(2)最后

6、兩側(cè)氣體的體積之比解析：(1)設(shè)初始時(shí)壓強(qiáng)為p.左側(cè)氣體滿足：pV1pV，T1kT1右側(cè)氣體滿足：pV2pV.VV(2)活塞導(dǎo)熱達(dá)到平衡左側(cè)氣體滿足：，右側(cè)氣體滿足：，平衡時(shí)T1T2，T52.5答案：(1)2(2)4主題3氣體的圖象問題【例3】(多選)如圖所示，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)一段距離，由狀態(tài)變化到狀態(tài).如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài).下列圖象中可以表示此過程的是()解析：由題意知，由狀態(tài)變化到狀態(tài)的過程中，溫度保持不變，體積增大，根據(jù)pVTppC可知壓強(qiáng)減小對(duì)A圖象

7、進(jìn)行分析，V圖象是雙曲線即等溫線，且由到體積增大，壓強(qiáng)減小，故A正確對(duì)B圖象進(jìn)行分析，V圖象是直線，溫度會(huì)發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤對(duì)C圖象進(jìn)行分析，可知溫度不變，但體積減小，故C錯(cuò)誤對(duì)D圖象進(jìn)行分析，可知溫度不變，壓強(qiáng)減小，體積增大，故D正確答案：AD針對(duì)訓(xùn)練3.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過如圖所示的一系列過程，下列說法中正確的是()Aab過程中，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小Bbc過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大Cca過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小Dca過程中，氣體內(nèi)能增大，體積不變答案：AD統(tǒng)攬考情氣體是高考的必考部分，這也說明本章在高考中所占比重比較大本章習(xí)題在新課標(biāo)高考中多以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，而且是

8、必考的一類題考查內(nèi)容：氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀5p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為p2解析：（1）由公式p，得pPa28Pa，r1態(tài)方程，還要涉及壓強(qiáng)計(jì)算和壓強(qiáng)的微觀表示方法真題例析（2016全國(guó)卷）在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差r，其中0.070N/m.現(xiàn)讓水下10m處一半徑為0.50cm的氣泡緩慢上升.已知大氣壓強(qiáng)p01.0105Pa，水的密度1.0103kg/m3，重力加速度大小g10m/s2.（1）求在水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差；（2）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值.2r20.0705103水下10m處氣泡的壓

9、強(qiáng)差是28Pa.（2）忽略水溫隨水深的變化，所以在水深10m處和在接近水面時(shí)氣泡內(nèi)溫度相同.由玻意耳定律得p1V1p2V241其中，V13r34V23r32由于氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差遠(yuǎn)小于水壓，氣泡內(nèi)壓強(qiáng)可近似等于對(duì)應(yīng)位置處的水壓，所以有p1p0gh12105Pa2p0p2p0將帶入得，44122p03r3p03r3，r3氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值221.3.（答案：1）28Pa（2）1.3針對(duì)訓(xùn)練（2015全國(guó)卷）如圖所示，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞，已知大活塞的質(zhì)量為m12.50kg，橫截面積為S180.0cm2，小活塞的質(zhì)量為m21.50kg，橫截

10、面積為S240.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l40.0cm，氣缸外大氣壓強(qiáng)為p1.00105Pa，溫度為T303K.初始時(shí)大活塞與大圓筒6l底部相距2，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1495K，現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求：T1T2T2T（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng).（解析：1）大小活塞緩慢下降過程，活塞外表受力情況不變，氣缸內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣缸內(nèi)氣體為等壓變化.L初始狀態(tài)：V12（S1S2），T1495K；末狀態(tài)：V2LS

11、2.VV由蓋呂薩克定律：12代入數(shù)值可得：T2330K.（2）對(duì)大小活塞受力分析則有m1gm2gpS1p1S2pS2p1S1，可得p11.1105Pa，缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，氣體體積不變，為等容變化.初狀態(tài)：p11.1105Pa，T2330K，末狀態(tài)：T303K，pp由查理定律12，得p21.01105Pa.（答案：1）330K（2）1.01105Pa1.如圖，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內(nèi)氣體()7由查理定理：，則：p2T2，p121則壓強(qiáng)差：pp2p1p1p11p1.22T答案：1p12TA壓強(qiáng)增大，體積增大B壓強(qiáng)增大，體積減小C壓強(qiáng)減小

12、，體積增大D壓強(qiáng)減小，體積減小解析：初始時(shí)，水銀處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的重力和封閉氣體的壓力之和與外界大氣壓力等大反向；當(dāng)試管自由下落時(shí)，管中水銀也處于完全失重狀態(tài)，加速度為g豎直向下，所以封閉氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓等大；由此可知封閉氣體的壓強(qiáng)增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體的體積減小，B項(xiàng)正確答案：B2(2015江蘇卷)給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊?，在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1L將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，氣體的體積變?yōu)?.45L請(qǐng)通過計(jì)算判斷該包裝袋是否漏氣解析：將包裝袋壓縮到壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓溫度不變：初狀態(tài)：p11atm，V11L；末狀態(tài)：p12atm.由玻

13、意耳定律：p1V1p2V2，解得：V20.5L0.45L.則會(huì)漏氣答案：會(huì)漏氣3(2015重慶卷)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會(huì)很快凍結(jié)若剛吹出時(shí)肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T2.整個(gè)過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計(jì)體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為p0.求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差解析：由題知質(zhì)量和體積不變得初狀態(tài)：p1，T1，末狀態(tài)：p2，T2.pPT1T2T1TTT11T14.（2016全國(guó)卷）一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞.初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示.用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為

14、止.求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p075.0cmHg.8環(huán)境溫度不變.l120.020.05.002解析：設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2p0，長(zhǎng)度為l2.活塞被推下h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2，長(zhǎng)度為l2.以cmHg為壓強(qiáng)單位，由題給條件，得p1p0(20.05.00)cmHg，cm.根據(jù)玻意耳定律得p1l1p1l1，聯(lián)立解得p1144cmHg，根據(jù)題意可得p1p2，2l2（4.0020.05.00h）cm，根據(jù)玻意耳定律可得，p2l2p2l2，解得h9.42cm.答案：144cmHg9.42cm5.(2015海南卷)如圖所示，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時(shí)體積均為V.已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生