第51期 温度和温标气体的等温变化 气体的等压变化和等容变化-【数理报】新教材2023-2024学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版2019）

书 （上接第１版） 四、气体实验定律的微观解释 １．玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保 持不变时，分子的平均动能是 的．在这种情况 下，体积减小时，分子的 增大，单位时间内、单 位面积上碰撞器壁的分子数就 ，气体的压强就 ． ２．盖 －吕萨克定律：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 减小，才能保持压强不变． ３．查理定理：一定质量的某种理想气体，体积保持 不变时，分子的 保持不变．在这种情况下，温度 升高时，分子的平均动能 ，气体的压强就 ． 问题思考 １．如图３所示，用水银柱封闭了一定量 的气体，慢慢给封闭气体加热，能看到什么 现象？封闭的气体发生的是什么变化？ ２．盛有半杯热水的水杯，拧上杯盖放置 一段时间后，杯盖很难打开，这是为什么？ 　思考提示 １．封闭气体在温度升高的过程中，封闭气体的压强 始终等于ｐ０＋ρｇｈ，所以气体发生的是等压变化．看到水 银柱向上移动． ２．放置一段时间后，杯内的空气温度降低，杯内封 闭气体的体积不变，根据“体积不变，压强与热力学温度 成正比”可知压强减小，外界的大气压强大于杯内空气 的压强，所以杯盖很难打开． 书 第５０期２版参考答案 素养专练５．气体分子速率分布规律 １．ＡＢＣ　２．Ｄ　３．ＢＣ　４．Ｂ　５．ＢＣ　６．Ｃ　７．Ａ 素养专练６．气体压强的微观解释 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ａ　４．Ｄ　５．ＡＣ ６．解析：空气集热器内的体积不变，温度升高，分子 的平均速率增大，气体的压强增大．大量做无规则热运 动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强．单 个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地 碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子 动理论的观点来看，气体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．气体压强由气体分子 的密集程度和平均速率决定．气体分子越密集，在单位 时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，压强也 就越大．分子的数密度不变时，温度越高，气体分子的平 均速率越大，气体分子与器壁碰撞时冲力大，次数多，气 体的压强就越大． 素养专练７．分子动能和分子势能 １．Ａ　２．Ａ　３．Ｄ　４．ＡＣＤ　５．Ｄ　６．Ａ 第５０期３版参考答案 Ａ组 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ｃ　４．Ａ　５．Ｂ 二、填空题 ６．平均动能　小于 三、论述题 ７．解析：由于Ｈ２的摩尔质量小于Ｏ２的摩尔质量，质 量相同的Ｈ２比Ｏ２的分子数多，温度相同，分子的平均速 率相同，由于气体的压强由分子的平均速率与单位体积 内的分子数决定，可见甲容器中器壁所受压强大． ８．解析：（１）两者质量一样，同种物质，所以分子数 目一样，而８０℃ 的水比４０℃ 的水的水分子平均动能 大，所以１ｋｇ的８０℃的水的内能比１ｋｇ的４０℃的水 大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则１ｋｇ的 ８０℃的水的内能多． （２）１ｋｇ的４０℃的水跟２ｋｇ的４０℃的水比较，２ｋｇ 的４０℃的水内能多，因为后者分子数目多． （３）虽然１００℃的水的水分子平均动能较大，但池 塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常 温下的水的内能比一杯１００℃的开水的内能多． Ｂ组 一、选择题 １．ＡＢＣＤ　２．ＢＣ　３．ＢＤ 二、填空题 ４．减小　不变　Ｃ 解析：在氢气球上升过程中，环境温度保持不变，气 体分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，气体分子的 密集程度减少，球内气体的压强减小；气体分子的速率 分布满足“中间多，两头少”的特点，最接近题图中的 Ｃ 线． 三、计算题 ５．解析：上提后，设外力对把手的作用力为Ｆ 对活塞有：Ｆ＋ｐＳ＝ｐ０Ｓ＋ｍｇ 对整体有：Ｆ＝（Ｍ＋ｍ）ｇ 由以上两式得：ｐ＝ｐ０－ Ｍｇ Ｓ． 书 掌握解物理题的科学思维方法，是加快解题速度、 提高解题能力的重要途径．下面介绍几种解物理题的科 学思维方法． 一、图像法：物理规律的表达常常是用数学解析式， 但在解决实际问题时，用图像更为形象、直观和简便．用 物理图像来解决物理问题的思维方法叫图像法． 例１．一定质量的理想气体，处于某一初始状态．现 在要使它的温度经过状态变化后回到初始状态，可用下 列哪一个过程来实现 （　　） Ａ．先等压减小体积，再等容减小压强 Ｂ．先等压增大体积，再等容减小压强 Ｃ．先等容减小压强，再等压增大体积 Ｄ．先等容增大压强，再等压增大体积 解析：一定质量理想气体的 ｐ－Ｖ图像如图１所示，图线上各点 所表示的温度相同．在图像上任取 一点Ｍ，按四个选项的意思分别做 图线Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，只有Ｂ、Ｃ可能回到 双曲线上，Ｂ、Ｃ正确． 另解：本题也可用状态方程法：建立初始状态和末 状态等式 ｐ１Ｖ１ Ｔ１ ＝ ｐ２Ｖ２ Ｔ２ ，Ｔ１＝Ｔ２，则ｐ１Ｖ１＝ｐ２Ｖ２，使压强和 体积都增