8.1 气体的等温变化-2021-2022学年高二物理同步多用途学案（人教版选修3-3）

人教版高中物理选修3-3学案 第八章：气体 8.1 气体的等温变化预习+知识梳理 一、探究气体等温变化的规律 1．气体的三个状态参量：压强p、体积V、温度T. 2．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系． 3．实验探究 (1)实验器材：铁架台、注射器、气压计、刻度尺等． (2)研究对象(系统)：注射器内被封闭的空气柱． (3)实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系． (4)数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积． (5)数据处理：以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标作出p－图象．图象结果：p－图象是一条过原点的直线． (6)实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比． 二、玻意耳定律 1．内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比． 2．公式 pV＝C或p1V1＝p2V2. 3．条件：气体的质量一定，温度不变． 4．气体等温变化的p－V图象 气体的压强p随体积V的变化关系如图1所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p－V关系，称为等温线．一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的． 图1 同步练习 1．一个气泡从水面下深处缓缓上升到水面，假定水的温度均匀，水面上方的压强为，则气泡到达水面时的体积为原来的（ ） A．3倍 B．4倍 C．5倍 D．6倍 【答案】C 【详解】 气泡在水面下40m深处的压强为 根据玻意耳定律，可得 解得 故选C。 2．如图所示，开口向下的竖直玻璃管的下端有一段汞柱，当玻璃管从竖直位置转过45°时（　　） A．空气柱的体积将增大，汞从管的一端漏出一部分 B．空气柱的体积不发生变化 C．空气柱的体积将减小，汞沿着管子向上移动一段距离 D．无法确定空气柱的变化 【答案】C 【详解】 开始管内气体压强为 当玻璃管从竖直位置转过45°时，温度不变，假设气体体积不变，末态气体压强为 根据玻意耳定律，有 可知，因为压强增大，则空气柱体积将减小。 故选C。 3．将一定质量的空气装入气瓶内，并对它进行等温压缩。如果这些空气可以看成理想气体，那么图中能正确表示压缩过程中空气的压强p和体积V关系的是（　　）。 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 等温变化中，根据 pV=C 可知 可知图象为过原点的直线，故ACD错误，B正确。 故选B。 4．如图中玻璃管A和B下端用橡皮管连通，管内装有汞，A管上端封闭，内有部分气体，B管上端开口。如果将B管提起，则（　　） A．A管内气体体积增大 B．A管内气体体积减小 C．A管和B管内水银面的高度差减小 D．A管和B管内汞面的高度差增大 【答案】BD 【详解】 AB．假设封闭气体的体积不变，将B管提起，B管上方液面上升，压强差增大，封闭气体A的压强变大，温度不变，根据玻意耳定律可知，A管内气体体积减小，故A错误；B正确； CD．提B管之前，左右两管的高度差为0，A中气体的压强为 压强增大，向上提B管引起两管内汞面的高度差增大。故C错误；D正确。 故选BD。 5．如图所示是一定质量的某气体状态变化的p­V图像，则下列说法正确的是（　　） A．气体做的是等温变化 B．气体的压强从A到B一直减小 C．气体的体积从A到B一直增大 D．气体的三个状态参量一直都在变 【答案】BCD 【详解】 A．一定质量的气体的等温过程的p­-V图像即等温线是双曲线中的一支，显然题图所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化过程，选项A错误； BC．从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，选项B、C正确； D．又因为该过程不是等温变化过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，选项D正确。 故选BCD。 6．如图所示，一粗细均匀的圆管，横截面积为1.2，用厚度可忽略的塞子B塞住，管的另一端用一无摩擦的活塞A封闭，管壁上距塞子B端25 cm处的C点有一小孔与大气相通，大气压强为。现缓慢推动活塞A，温度保持不变，活塞推到距塞子B端10 cm时，塞子B刚要滑动，则此时管内的压强为________Pa；管壁对塞子B的最大静摩擦力为_________N。 【答案】 18 【详解】 [1][2]活塞距B端塞子L时，塞子刚好未被推出，此时气体压强为P2，体积为V2=SL2，活塞在C孔处时，气体压强P1=P0，对气体有 整理，得 塞子刚好未被推出时，对塞子有 联立，可得 7．气体的________、________、________都是用来描述气体状态的物理量，叫做气体的状态参量。 【答案】温度 体积 压强 【详解】 气体的状态参量包括温度、体积、压强。 8．如图是描述一定质量气体状态变化的图线。