2024屆新高考物理熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)氣體實(shí)驗(yàn)定律

2024屆新高考物理熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)

氣體的實(shí)驗(yàn)定律1.玻意耳定律

氣體狀態(tài)參量壓強(qiáng)p體積V溫度T三者必定有某種關(guān)系！

1.固體和液體、氣體壓強(qiáng)

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(shí)，其壓強(qiáng)與體積有何關(guān)系:（1）將針筒細(xì)口堵上，用力向里壓柱塞，空氣體積越小，壓強(qiáng)如何變化？（2）魚吐泡泡，越上升泡泡越大（氣體體積越大），壓強(qiáng)如何變化？當(dāng)溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比1.玻意耳定律

緩慢移動(dòng)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(zhǎng)度與橫截面積的乘積壓力表

【三維設(shè)計(jì)P24】控制變量法

【實(shí)驗(yàn)探究1】一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)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(diǎn)的一條直線1.玻意耳定律

【實(shí)驗(yàn)探究2】一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)系：次數(shù)1234567壓強(qiáng)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(diǎn)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(dāng)溫度不變的情況下，壓強(qiáng)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(guān)。等溫線等溫線1.玻意耳定律

【例1—課本P24】一氣象探測(cè)氣球，在充有壓強(qiáng)為1.00atm、溫度為27.0℃的氨氣時(shí)，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(qiáng)，氣球內(nèi)部因啟動(dòng)持續(xù)加熱裝置而維持其溫度不變，求此時(shí)氣球的體積.熱學(xué)計(jì)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(cè)定肺活量（標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量時(shí)，被測(cè)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(shè)整個(gè)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(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

p0，水的密度為p.若某同學(xué)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(xué)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(dāng)汽缸水平橫放時(shí)，汽缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)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(shí)汽缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為多少?已知大氣壓強(qiáng)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(xì)長(zhǎng)玻璃管用長(zhǎng)l0為6.8cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的空氣。當(dāng)玻璃管開口向下豎直放置時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度l1為33cm;當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度l2為30cm。求玻璃管開口向上豎直放置時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度。1.玻意耳定律

在一次實(shí)驗(yàn)中，瓶?jī)?nèi)由氣球和橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，在對(duì)氣球緩慢吹氣過程中，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體體積減小ΔV時(shí)，壓強(qiáng)增大20%。若使瓶?jī)?nèi)氣體體積減小2ΔV，則其壓強(qiáng)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?！静孪?】一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與溫度有何關(guān)系:（1）火罐內(nèi)氣體的溫度降低，壓強(qiáng)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(qiáng)如何變化？當(dāng)體積不變的情況下，壓強(qiáng)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(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成正比。或式中C是常量，它與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)。

等容線等容線2.查理定律

【三維設(shè)計(jì)P31】液柱或活塞移動(dòng)類問題分析思路(1)先假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動(dòng)，兩部分氣體均做等容變化。(2)對(duì)兩部分氣體分別應(yīng)用查理定律的分比形式，求出每部分氣體壓強(qiáng)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(yīng)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(xì)玻璃管相通，管內(nèi)有一段水銀柱將兩種氣體隔開，當(dāng)氫氣的溫度為0℃,氧氣溫度是20℃時(shí)，水銀柱怎樣移動(dòng)？(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(shí)，水銀柱怎樣移動(dòng)？水銀柱向B容器一方移動(dòng)水銀柱不移動(dòng)水銀柱向A容器一方移動(dòng)【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(jì)，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(shí)車胎因反復(fù)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(biāo)有"最大胎壓3kg/cm2".該車在夏天以120km/h的速度行駛時(shí)，車胎內(nèi)氣體溫度可達(dá)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(xué)計(jì)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(gè)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?，F(xiàn)對(duì)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?dú)飧變?nèi)氣體的初始熱力學(xué)溫度為T0，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g。試求當(dāng)所加沙子的質(zhì)量為M

時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度。2.查理定律

【例5—人教版P44-3】有人設(shè)計(jì)了一種測(cè)溫裝置，其結(jié)構(gòu)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(shè)B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(jì)。在大氣壓為76cmHg時(shí)，對(duì)B管進(jìn)行了溫度標(biāo)刻。當(dāng)溫度t1=27oC時(shí)，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(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示．玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連．開始時(shí)A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出O點(diǎn)h1=14cm．后將A放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng)D，使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測(cè)得D中水銀面高出O點(diǎn)h2=44cm．求恒溫槽的溫度是多少？（已知外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)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(jì)．當(dāng)大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa、氣體溫度為87℃時(shí)，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(qiáng)為________Pa．若保持活塞不動(dòng)，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(gè)厚度不計(jì)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(jì)，氣缸側(cè)壁通過一個(gè)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(jì)．已知圖所示狀態(tài)時(shí)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(qiáng)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(shí)對(duì)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(jìn)行，當(dāng)氣體

的溫度升高到47OC時(shí)，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(xì)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(shí)，水銀柱怎樣移動(dòng)？3.蓋—呂薩克定律等壓過程:氣體在壓強(qiáng)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，在壓強(qiáng)不變情況下，體積與溫度何有關(guān)系？壓強(qiáng)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(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。或式中C是常量，它與氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān)。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(dòng)．開始時(shí)，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(zhǎng)，氣體溫度為T0，大氣壓強(qiáng)為p0.若給容器內(nèi)氣體加熱，讓氣體膨脹，活塞緩慢移動(dòng)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(shí)氣體的壓強(qiáng)，開畫出在此過程中氣體壓強(qiáng)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(xué)制作了一個(gè)如圖所示的簡(jiǎn)易溫度計(jì)，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(zhǎng)度可忽略的水銀柱.當(dāng)溫度為T=280K時(shí)，水銀柱剛好處在瓶口位置，此時(shí)該裝置密封氣體的體積V=480cm3.已知大氣壓強(qiáng)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(zhǎng)度為L(zhǎng)=48cm.（1）求該溫度計(jì)能測(cè)量的最高溫度.（2）玻璃管上所標(biāo)記的溫度均勻嗎?（3）若要提高此溫度計(jì)測(cè)量的范圍，應(yīng)該如何改進(jìn)?增加玻璃管長(zhǎng)度3.蓋—呂薩克定律

【例10—課時(shí)跟蹤檢測(cè)P156】如圖所示，一根兩端開口、橫截面積S＝8cm2的足夠長(zhǎng)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(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞靜置于P處，活塞下封閉著長(zhǎng)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(gè)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(zhǎng)度是多少？活塞向下移動(dòng)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(shí)，