2.2 气体的等温变化 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（含答案）

2.2气体的等温变化一学科核心素养物理观念∶知道玻意耳定律的内容，具有将玻意耳定律与实际相联系的意识。科学思维∶从具体事物入手分析和解决问题。科学探究：能在他人指导下独立完成探究气体等温变化的规律的实验，知道基本的实验原理。科学态度与责任∶培养学生从具体事物入手的分析方法，提高学生综合运用知识来分析和解决实际问题的能力。二学习重难点重点：通过实验探究得出玻意耳定律的内容，并能进行简单运算。难点：玻意耳定律的实际应用。三课前预习1．理想气体的状态方程（1）内容：一定___________的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与___________的比值保持不变。（2）表达式：＝C。（3）成立条件：一定___________的理想气体。2．求图中被封闭气体A的压强分别为（1）________，（2）______，（3）__________，图中的玻璃管内都灌有水银，大气压强p0＝76cmHg。（p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2）3．实验：探究气体等温变化的规律实验器材：带铁夹的铁架台、___________、柱塞（与压力表密封连接）、压力表、___________、刻度尺。4．判断下列说法是否正确。（1）玻意耳定律是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现的。()（2）公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。()（3）对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C值是相同的。()（4）在探究气体的等温变化实验中空气柱体积变化的快慢对实验没有影响。()（5）气体等温变化的p－V图像是一条倾斜的直线。()（6）一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成正比。()5．如图所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T形管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积为V0，压强为p0。T形管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。（1）该装置可用于验证_______定律。（填写气体实验定律名称）（2）将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为V0，压强传感器读数为p1，则此时气球体积为_______。6．如图，粗细均匀的长玻璃管竖直放置且开口向下，管内的水银柱封闭了一部分体积的空气柱。当外界大气压缓慢增大，水银柱将________（上升、不动、下降）；若大气压增大，水银柱移动，大气压再增大，水银柱又移动，则：________（选填“>”、“<”、“=”）。（保持温度不变）7．轻质活塞将一定质量的气体封闭在薄壁气缸内，活塞横截面积为S，气缸质量为m。开始时活塞处于气缸正中间，现用竖直向上的力提活塞使得气缸被提离地面，如图所示。当气缸内气体的压强为_______时，气缸将获得最大加速度，气缸的最大加速度为_______。（外界大气压强为）8．某兴趣小组受潜水器“蛟龙号”的启发，设计了一测定水深的装置，该装置可通过测量活塞的移动距离间接反映出水深。如图，左端开口的气缸Ⅰ和密闭的气缸Ⅱ均导热，内径相同，长度均为L，由一细管（容积忽略）连通。硬薄活塞甲、乙密封性良好且可无摩擦滑动，初始时均位于气缸的最左端。已知外界大气压强为p0（p0相当于10m高的水柱产生的压强），水温恒定不变，气缸Ⅰ、Ⅱ内分别封有压强为p0、3p0的理想气体。若该装置放入水面下10m处，则甲向右移动的距离是_______L，该装置能测量的最大水深是_______m。四自我检测1．一个足球的容积是2L，用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为100ml，压强与大气压相同的气体打入球内，如果在打气前足球已经是球形，并且里面的压强与大气压相同，打气过程中温度不变，打了10次后，足球内部空气的压强是大气压的（）A．1.5倍 B．2倍C．2.5倍 D．3倍2．如图为在抗击新冠疫情中消杀使用的某型喷雾器简化原理图，其药液桶的总容积为15L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2L，气压为1atm.用打气筒活塞可以打进空气，如果药液上方的气体压强达到6atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升（不考虑环境温度的变化和药液的压强）（）A．4L B．3LC．2L D．1L3．负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低于外界大气压，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。已知舱外恒为标准大气压。某负压救护车负压舱没有启动时，舱内的压强也为、温度为、体积为。启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。启动负压舱，舱内温度保持不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为状态下气体的体积为（）A． B． C． D．4．下列说法正确的是（）A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体D．若液体P滴在固体Q上很难擦去，则说明液体P浸润固体Q5．如图，气缸内封闭一定质量的气体，气缸内壁光滑。如密封气体温度保持不变，外界气压升高，则下列情况正确的是（）A．密封气体体积增加 B．活塞向下移动C．气缸向上移动 D．弹簧的长度增加6．一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲，抽气时如图乙），其筒内体积为V0，现将它与另一只容积为V的容器相连接，气筒和容器内的空气压强为p0，已知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（）A．np0， B．，C．， D．，7．如图所示，活塞质量为M，上表面横截面积为S，上表面水平，下表面与水平面成角，摩擦不计，外界大气压为，则被封闭气体的压强为（重力加速度为）（）A． B．C． D．8．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为（）A． B．p0+np0 C． D．9．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（）A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞与注射器之间的摩擦会影响压强的测量C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D．实验中，探究体积与压强的关系时，不需要测量柱塞的横截面积10．打篮球是广大青少年比较喜爱的运动，如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于，人每次打的气体的压强为、体积为篮球容积的，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，气体可视为理想气体，则（）A．打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力都增大B．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力不变C．打气6次后，球内气体的压强为D．打气6次后，球内气体的压强为参考答案：三课前预习1．

质量

热力学温度T

质量2．

66cmHg

71cmHg