(教用word)第1章 第5节 气体实验定律-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

第5节　气体实验定律 学业要求＋核心素养 1．掌握玻意耳定律的内容、表达式、适用条件及图像的物理意义。(科学思维) 2．掌握查理定律与盖—吕萨克定律的内容、表达式、适用条件及图像的物理意义。(科学思维) 3．会运用气体实验定律分析解决实际问题。(科学态度与责任) 一、玻意耳定律 1．基础梳理 (1)玻意耳定律 ①内容：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。 ②公式：p∝，也可写成p1V1＝p2V2。 (2)图像：气体等温变化的p-V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。 2．尝试探究 在A、B两个注射器中分别封闭1×105 Pa、300 mL与1×105 Pa、400 mL的空气，在相同的环境温度下。 (1)请用玻意耳定律，计算不同体积时气体的压强，完成下列表格。 VA/mL 300 250 200 150 100 pA/(×105 Pa) 1 1.2 1.5 2 3 VB/mL 400 300 200 150 100 pB/(×105 Pa) 1 1.3 2 2.7 4 (2)在同一个p­V坐标系中分别作出A与B的p­V图像，并解释图像不同的原因。 提示： 封闭气体的质量不变，质量越大，pV的乘积越大，所以p­V图像不同。 (3)等温图像的物理意义是什么？ 提示：等温图像反映了一定质量的气体在温度不变的情况下，压强随体积的变化规律。 (4)等温图像上的点和一段线表示什么意义？同一图线上的点和线段上温度有什么关系？ ①图像上每个点对应气体的一个状态。 ②图像上一段线段对应气体的一个变化过程。 ③同一图线上的点和线段上温度的关系：同一图线上的所有点和线段对应状态和变化过程的温度都相等。 (5)一定质量的理想气体做等温变化的曲线如图甲所示。对同一种气体不同等温线之间温度T1、T2的大小有什么关系？ 提示：画出平行于p轴的辅助线，在相同体积下，压强大的温度高，故T2>T1。 (6)一定质量的理想气体做等温变化的曲线如图乙所示。对同一种气体不同等温线之间温度T1、T2的大小有什么关系？ 提示：画出平行于p轴的辅助线，在相同体积下，压强大的温度高，故T2>T1。 二、查理定律 1．基础梳理 (1)内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比。 (2)公式：p∝T或＝。 (3)条件：气体的质量一定，体积保持不变。 (4)热力学温度T ①单位是开尔文，简称为开，符号为K。 ②与摄氏温度t的关系：T＝t＋273.15 K。 2．尝试探究 如图所示为一定质量的气体在体积不变的条件下，压强随摄氏温度(图甲)及热力学温度(图乙)的变化关系，试回答以下问题： (1)如图甲所示，压强与摄氏温度成正比吗？图像与纵轴的截距表示什么？ 提示：压强与摄氏温度是线性关系，不成正比例关系；图像与纵轴的截距表示0 ℃时气体的压强。 (2)如图乙所示，在压强不太大、温度不太低时，图像的延长线与横轴的交点表示什么？压强与热力学温度有怎样的关系？ 提示：交点表示热力学温度的零开尔文；压强与热力学温度成正比。 三、盖—吕萨克定律 1．基础梳理 (1)内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比。 (2)公式：V∝T或＝。 (3)条件：气体的质量一定，压强保持不变。 (4)理想气体的状态方程 ①实验定律的成立条件：压强不太大、温度不太低。 ②三个参量都变化时的关系：＝C(C是常量)。 2．尝试探究 如图甲、乙所示分别为一定质量的不同压强的气体，在发生等压变化时的V­T图像和V­t图像，试根据图像探究以下问题： (1)在压强不变的情况下，气体的体积V与热力学温度T是什么关系？ 提示：气体的体积V与热力学温度T成正比。 (2)盖—吕萨克定律成立的条件是什么？ 提示：气体的质量和压强不变。 (3)甲、乙图像中p1和p2表示不同压强下的两条等压线，从图像来分析，等压线的斜率大小与气体压强大小之间有怎样的对应关系？ 提示：从图像中可以看出，无论是V­T图像还是 V­t 图像，都是等压线的斜率越大，压强越小，因此p1>p2。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，p­图像是过原点的一条直线。 (　√　) (2)在温度不变的p­图像中，斜率越大的图线对应的温度越高。 (　√　) (3)在等容变化中，p­T图像的坐标原点的意义为气体压强为0时热力学温度为0 K(绝对零度)。 (　√　) (4)一定质量的气体，在压强不变时，其V­t图像是一条过原点的直线。 (　　) ×　提示：V­T图像过原点，V­t图像与t轴的交点为－273.15 ℃。 2．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的