第2章 第1节 气体实验定律(Ⅰ)（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

第一节　气体实验定律(Ⅰ)

[对应学生用书P15]

(一)探究气体等温变化的规律

1．状态参量

研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态．

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：气体等温变化的规律

[思考]

如图所示为“探究气体等温变化规律”的装置．

(1)本实验应用了什么物理方法？

(2)在探究过程中，需要测定哪些物理量？如何测量？

提示　(1)控制变量法．

(2)探究过程需要测量气体的体积和压强．体积可由注射器刻度读出，压强可由压力表读出．

(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：p1V1＝p2V2．

3．适用条件：气体质量不变，温度不变．

[判断]

(1)描述气体状态的参量是体积、压强、温度．(√)

(2)若一定质量的气体的温度、压强保持不变，其体积可能发生变化．(×)

(3)若一定质量的气体的温度保持不变，其压强增大时体积增大．(×)

1．p­V图像：一定质量的气体的p­V图像为一条双曲线，如图甲所示．

2．p­图像：一定质量的气体的p­图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示．

[对应学生用书P16]

探究点一　封闭气体的压强的计算

　如图所示，在温度不变的情况下，把一根上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽中，插入后管口到槽内水银面的距离是L，若大气压为p0，两液面的高度差为h.

(1)利用连通器原理，同种液体在同一水平液面上的压强是相等的，则玻璃管内液面处的压强和玻璃管口处的压强分别是多少？

(2)以玻璃管内的液体为研究对象，分析气体的压强是多少？

提示　(1)玻璃管内液面处的压强p1＝p0＋ρgh，玻璃管口处的压强p2＝p0＋ρgL.

(2)以L－h的液柱为研究对象，受力分析如图，根据力的平衡状态可得：

p2S＝mg＋p1S

(p0＋ρgL)S＝ρg(L－h)S＋p1S

则封闭气体的压强p1＝p0＋ρgh，即封闭气体的压强等于玻璃管内液面处的压强．