高考物理一轮复习课件第十五章气体的性质

第十五章物理

热学第80课时气体的性质目标要求1.掌握气体压强的计算方法。2.知道气体实验定律和理想气体状态方程。3.利用气体实验定律和理想气体状态方程解决实际问题，并会分析气体图像问题。课时精练内容索引考点一气体压强的计算考点二气体实验定律理想气体状态方程考点三气体状态变化的图像问题气体压强的计算考点一

2.连通器模型如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。则有pB+ρgh2=pA，而pA=p0+ρgh1，所以气体B的压强为pB=p0+ρg(h1-h2)。

若已知大气压强为p0，液体密度均为ρ，重力加速度为g，图甲、乙中汽缸横截面积为S，不计摩擦力，下列图中各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。例1

题图己：从开口端开始计算，右端大气压强为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb=p0+ρg(h2-h1)，故a气柱的压强为pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3)。返回

内容表达式图像玻意耳定律一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成_____p1V1=p2V2

查理定律一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成_____=拓展：Δp=ΔT

气体实验定律理想气体状态方程考点二1.气体实验定律反比正比

内容表达式图像盖—吕萨克定律一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成_____=____拓展：ΔV=ΔT

正比

讨论交流请从微观的角度解释气体实验三定律。(1)玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能_____。体积减小时，分子的数密度_____，气体的压强_____。(2)查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能_____，气体的压强_____。(3)盖—吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能_____。只有气体的体积同时增大，使分子的数密度_____，才能保持压强不变。不变增大增大增大增大增大减小

压强温度

1.理想气体是一种假想的物理模型，实际上并不存在。(

)2.理想气体严格遵守气体实验定律。(

)3.一定质量的理想气体，温度升高时压强一定增大。(

)判断正误×√√

(来自教材)细长玻璃管用长l0为6.8cm的水银柱封闭一定质量的空气。当玻璃管开口向下竖直放置时(水银未溢出)，空气柱长度l1为33cm；当玻璃管水平放置时，空气柱长度l2为30cm。求玻璃管开口向上竖直放置时空气柱的长度。例2答案

27.5cm设玻璃管横截面积为S，管内气体在管开口向下时压强p1=p0-ρ水银gl0，管水平放置时压强为p0，对管内气体根据玻意耳定律有p1l1S=p0l2S，解得p0=74.8

cmHg，管开口向上时压强p3=p0+ρ水银gl0，根据玻意耳定律得p0l2S=p3l3S，解得l3=27.5

cm。

例3

某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用一厚度不计、面积S=5cm2、质量m=0.5kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度T0=300K，活塞与容器顶部的距离l0=20cm，在活塞下方d=4cm处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度大小g取10m/s2，求：(1)封闭气体初始状态的压强p；例4答案

9×104Pa对活塞受力分析，由平衡条件有pS=p0S-mg解得p=9×104

Pa(2)触发报警装置的热力学温度T。答案

400K

应用气体实验定律或理想气体状态方程解题的基本思路总结提升返回气体状态变化的图像问题考点三四种图像的比较类别特点(其中C为常量)举例p-VpV=CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p-p=CT，斜率k=CT，即斜率越大，温度越高类别特点(其中C为常量)举例p-Tp=T，斜率k=，即斜率越大，体积越小V-TV=T，斜率k=，即斜率越大，压强越小

一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是A.a→b过程中，气体温度降低，体积增大B.b→c过程中，气体温度不变，体积减小C.c→a过程中，气体压强增大，体积不变D.在c状态时，气体的体积最小例5√

思考根据例5中气体状态变化的p-T图像，定性作出三个过程的V-T图像和p-V图像。答案处理气体状态变化的图像问题的技巧1.图像上的某一条直线段或曲线段对应气体状态变化的一个过程，首先要看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解。2.在V-T图像(或p-T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可直接根据气体实验定律确定两个状态参量的关系，也可根据某点与原点连线斜率的大小确定，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。总结提升返回课时精练对一对题号1234567答案BBBBC

B题号8

9答案(1)向下(2)22℃(1)2×10-4m3

(2)1.9×10-4m3题号

10答案(1)p0

(2)

答案12345678910

√12345678910基础落实练答案

2.(2023·江苏卷·3)如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小12345678910答案√12345678910答案

3.(2023·辽宁卷·5)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是12345678910√答案12345678910答案

4.(八省联考·河南·5)汽车轮胎压力表的示数为轮胎内部气体压强与外部大气压强的差值。一汽车在平原地区行驶时，压力表示数为2.6p0(p0是1个标准大气压)，轮胎内部气体温度为315K，外部大气压强为p0。该汽车在某高原地区行驶时，压力表示数为2.5p0，轮胎内部气体温度为280K。轮胎内部气体视为理想气体，轮胎内体积不变且不漏气，则该高原地区的大气压强为A.0.6p0 B.0.7p0 C.0.8p0 D.0.9p012345678910答案√12345678910答案

A.159cm3 B.53cm3

C.125cm3

D.129cm35.如图甲所示，一玻璃容器倒置在水平桌面上，下端用塞子封闭不漏气，用水银封闭一定质量的理想气体，初始时水银柱高为L2=10cm，封闭气体长为L1=6cm，封闭气体所处玻璃管横截面积为S1=1cm2，水银上表面所处玻璃管横截面积为S2=3cm2，现缓慢向内部注入体积为V的水银，水银恰好不溢出，封闭气体压强p与其长度L的关系图像如图乙所示，不考虑气体温度变化，大气压强为p0=76cmHg，则注入水银的体积V为√12345678910答案12345678910答案由于封闭气体温度不变，所以为等温变化，由题图乙知最终封闭气体长度为4

cm，由玻意耳定律得p×4

cm×S1=86

cmHg×6

cm×S1，解得p=129

cmHg，设最终水银液柱总高度为L'，根据p0+ρHggL'=p，解得L'=53

cm，如图所示，则注入水银的体积为V=S1(6

cm-4

cm)+S2(53

cm-2

cm-10

cm)=125

cm3，故选C。6.(来自教材改编)今有一质量为m的汽缸，用活塞封着一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，汽缸内空气柱长为l0(图甲)，现把活塞按如图乙方12345678910答案式悬挂，汽缸悬在空中保持静止。求此时汽缸内空气柱长度为多少？已知大气压为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，忽略汽缸壁厚度，气体温度保持不变，重力加速度为g。

12345678910答案

能力综合练7.(来自教材改编)(2024·海南卷·7)用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为330cm3，薄吸管底面积为0.5cm2，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是A.若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏B.该装置所测温度不高于31.5℃C.该装置所测温度不低于23.5℃D.其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大√12345678910答案12345678910答案

12345678910答案当x=20

cm时，该装置所测的温度最高，代入解得tmax≈31.5

℃，故该装置所测温度不高于31.5

℃，当x=0时，该装置所测的温度最低，代入解得tmin≈22.5

℃，故该装置所测温度不低于22.5

℃，故B正确，C错误；其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误。8.如图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容器和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一定质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为530cm3，左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0℃且左右液面平齐时，左管液面正好位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。(1)当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还是向下移动？12345678910答案答案

向下12345678910答案当环境温度升高时，假设右边容器不动，则左侧气体体积变大，右侧管中液面将高于左侧管中液面，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向下移动；(2)当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是多少摄氏度？12345678910答案答案

22℃12345678910答案

9.有的固体形状不规则，且不能够浸入液体中来测量它的体积。某学生设计了如图所示的装置来测定此类固体的体积。放置于水平地面上的导热汽缸横截面积S=20cm2，将一个不规则的固体放置在汽缸中，用轻质活塞密封一定质量的理想气体，封闭气体的高度h1=40cm。然后缓慢地向活塞上面加细沙，当封闭气体高度变为h2=35cm时，所加细沙的质量m=4kg。外界温度恒为T1=300K，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，活塞始终未与不规则固体接触，重力加速度g取10m/s2