3-3-气体部分学案

1、考点一.气体压强的产生与计算（1）产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的 力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强（2）平衡状态下气体压强的求法 力平衡法：选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象进行受力分析，得到液柱（或 塞）的受力平衡方程，求得气体的压强 等压面法：在连通器中，同一种液体（中间不间断）同一深度处压强相等.（3）加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求 解.一圭寸闭气体压强的确定设气体压强为P,大气压强为 Po,水银柱长设为 A h,则（1）直玻璃管中水银柱封闭气体

2、的压强?p=2kJT卩二“U形管”中封闭气体的压强卩二(DP=卩二（3）汽缸竖直放置：设活塞质量为m,重力加速度为g,活塞面积为S,汽缸质量为M,汽缸与活塞间的摩擦不计，贝9?P= 卩二考点二气体实验定律、理想气体理想气体状态方程：竺丫或空=空T I; T2（一）气体实验定律不变的情况下， 1. 等温变化（玻意耳定律）：一定质量的气体，在 和成反比。即2. 等容变化（查理定律）：质量的气体，在不变的情况下，和成正比。即3. 等压变化（盖吕萨克定律）：一定质量的气体，在 不变的情况下， 和成正比。即重点归纳利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路根揭题意，选出所研究的某一部分一一定质量气体一

3、上？分另！J找岀这部分气体状态发：生参 ？变化前后的 P、”、？数值或表 _1 一一 达式，压弓虽的确定是关键-认清变化过程，正确选用物理规律选用气态方程或某一一实验定律歹U式求解，有时要讨论结果的合理性一气体的等温变化例1（2011新课标）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长li=66cm的水银柱，中间封有长 b=6.6cm的空气柱，上部有长h=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。己知大气压强为 P°=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。变

4、式1 （ 2013 ?新课标II卷）如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长 h=25.0cm的空气柱，中间有一段长为12=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度13=40.0cm。已知大气压强为 Po=75.0cmHgo现将一活塞（图中未画岀）从玻璃管开口处缓缓往例2 （ 2014全国卷1） 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，横截面为 S的活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为/.现取一定质量的沙子缓慢均匀地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了加 4。己知外界大气的压强始终保持不变，重

5、力加速度大小为g.求（1）此时气缸中气体的压强（2）沙子的质量变式1（ 2012-海南）如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为 po,不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为po,整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。，=!孩 = 1左EZ '1例3 （ 2013 ?海南卷）如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连,气缸与竖直管的横截面面积之比为3： 1,初始时

6、，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为 / （以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高岀3 8。现使活塞缓慢向上移动11Z/32,这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg为单位）.等容变化及等压变化例题1:气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时 A处于冰水混合物中，左管 C中水银面在 0点处，右管D中 水银面高岀 0点h 1=14cm?后将A放入待测恒温槽中，上下移动D ,使C中水银面仍在0点处，测得D中水银面高岀0点h2 =44cm。(已知外界大气压为 1个标准大

7、 气压，1个标准大气压相当于 76cmHg)。求恒温槽的温例2( 10分)如图，两气缸 A、B粗细均匀、等高且内壁光滑。其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其 余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充由氮气，活塞a上方充有氧气。 当大气压为Po,外界和气缸内气体温度均为丁°且平衡时，活塞 a离气缸顶 的距离是气缸高度的丄，活塞b在气缸正中间。4(i) 现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(ii) 继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的厶时，求氧

8、气的压16强。例3如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K,两气缸的容积均为 ,气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为 理想气体)，压强分别为和必/3;左活塞在气缸正中间， 其上方为真空；右活塞上方气 体体积为 /4。现使气缸底与一恒温热源接触， 平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚 好没有接触；然后打开K,经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为 To,不计活 塞与气缸壁间的摩擦。求: 恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积匕。PoPo/

9、3恒温热源例4如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为"q=2.50kg,横截面积为5 = 80.0cm 2,小活塞的质量为zn,= 1.50kg,横截面积为52= 40.0cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为/ = 40.0cm,气缸外大气压强为°= 1.00x105Pa,温度为T = 3O3K.初始时大活塞与大圆筒底部相距丄，两活塞间封2闭气体的温度为 启495K,现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2.求(i) 在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气

10、体的温度(ii) 缸内圭封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内圭封闭气体的压强3. 【2014 ?上海？ 10】如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体（A ）压强增大，体积增大（B ）压强增大，体积减小（C）压强减小，体积增大（D ）压强减小，体积减小三气体热现象的微观解释1 （ 2013 ?新课标II卷）关于一定量的气体，下列说法正确的是A. 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B. 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D. 气体在等压膨胀过程中温度一定升高。2 （ 09?全国卷I 44）下列说法正确的是（）A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大3 . （ 2014-大纲全国卷，16）（多选）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（）A. 压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B. 保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C. 压强变大时，分子间的平均距离必然变小D. 压强变小时，分子间的平均距离可能变小4. 2016?