第2节 气体实验定律(Ⅱ)-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

该高中物理课件聚焦气体实验定律，系统讲解查理定律（等容变化）和盖-吕萨克定律（等压变化），涵盖定义、表达式、p-T与V-T图像及相关计算。通过“自行车爆胎”“水银柱移动”等生活情境导入，引导学生从现象到本质，构建“定义-公式-图像-应用”的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，以情境问题驱动（如“温度升高1℃对应热力学温度变化”），通过图像斜率分析（p-T图线斜率与体积关系）和实例计算（车胎胎压、气缸气体温度计算）强化物理观念。采用“自主学习-课堂探究-归纳总结-针对演练”流程，帮助学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第二节　气体实验定律(Ⅱ) 　　　　 第二章 气体、液体和固体 1.知道什么是等容变化和等压变化。　 2.知道查理定律和盖-吕萨克定律的内容和表达式，并会进行相关计算。　 3.了解p-T图像和V-T图像及其物理意义。 素养目标 知识点一　查理定律 1 知识点二　盖-吕萨克定律 2 课时测评 4 随堂演练　对点落实 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 知识点一　查理定律 返回 自主学习 情境导入　在炎热的夏天，自行车为什么容易爆胎？ 提示：温度升高，压强变大，大于车胎的最大承压时，自行车就爆胎了。 教材梳理 (阅读教材P25－P26完成下列填空) 1．等容过程 (1)定义：气体在______保持不变的情况下发生的状态变化过程。 (2)等容变化的图线 体积 2．热力学温度 (1)热力学温度T与摄氏温度t的大小换算关系为T＝___________。 (2)国际单位为________，简称____，符号为K。 3．查理定律 (1)内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强p与热力学温度T成______。 t＋273.15 开尔文 开 正比 课堂探究 师生互动　任务1.如果气体的温度是1 ℃，也可以说气体的温度是多少 K？如果气体的温度升高了1 ℃，也可以说气体的温度升高了多少K? 提示：274.15 K　1 K 任务2.如图为一定质量的气体在不同体积下的p­-T图线，V1与V2哪一个大？为什么？ 提示：V2大。p-­T图线斜率越小，体积越大。 例1 √ 角度1　查理定律的理解 对于一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，下列说法正确的是 A．气体的压强跟摄氏温度成正比 D．以上说法都不正确 查理定律的一种说法是：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下气体的压强跟热力学温度成正比；查理定律的另一种说法是：任何理想气体都是温度每升高(或降低)1 ℃，增加(或减小)的压强等于它在0 ℃时压强的 。 故选D。 1．摄氏温标与热力学温标的比较 比较项目 摄氏温标 热力学温标 零度的 规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度 －273.15 ℃，即0 K(绝对零度)，不可能实现 温度名称 摄氏温度 热力学温度 温度符号 t T 单位名称 摄氏度 开尔文 单位符号 ℃ K 关系 T＝t＋273.15，粗略表示为T＝t＋273 探究归纳 2.查理定律的推论 表示一定质量的某种气体从初状态(p，T)开始发生等容变化，其压强变化量Δp与热力学温度变化量ΔT成正比。 探究归纳 √ p-T图像中，a→d过程中与原点的连线的斜率逐渐变小，因此气体体积变大，密度减小；b→d过程中气体的体积不变；c→d过程中与原点的连线的斜率逐渐变大，气体的体积减小，密度变大；a→d过程中气体的温度升高，则气体分子的平均速率增加。故选C。 角度2　等容变化与图像问题 如图是一定质量气体的三个状态变化过程，对于这三个过程，下列说法中正确的是 A．a→d过程中气体的密度增大 B．b→d过程中气体的体积减小 C．c→d过程中气体的密度增大 D．a→d过程中气体分子的平均速率减小 例2 一定质量的某种气体，在等容变化过程中的p-T图像和p-t图像 1．p-T图像：气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小。 2．p-­t图像：压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上点(－273.15，0)的倾斜直线，且斜率越大，体积越小。 探究归纳 √ 一定质量的气体做等容变化的等容线与横轴的交点K的坐标是(－273，0)，故C错误，B正确，所以AB直线的斜率为 ，故A正确；由题图可知，0 ℃时气体压强为p0，故D正确。故选C。 针对练．如图是一定质量的气体做等容变化的等容线，T＝t＋273，下列说法中不正确的是 B．BA延长线与横轴交点K的坐标为(－273，0) C．若在该坐标系再作另一条等容线，其延长线与横轴的交点就不在K点了 D．0 ℃时气体压强为p0 例3 角度3　等容变化的计算 如图所示，有一开口向上、足够高的气缸固定在 水平面上，质量为m＝4 kg、横截面积为S＝40 cm2的 活塞放在大小可忽略的固定挡板上，固定挡板距离气 缸底部H＝ 33 cm。将一定质量的气体封闭在气缸中， 最初气缸内气体的温度为t1＝27 ℃、压强为p0＝1.0 ×105 Pa。已知大气压强为p0 ＝1.0 ×105 Pa，重力加速度为g＝10 2，T＝t＋273。现将气缸内气体温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少开尔文？ 答案：330 K 应用查理定律解题的一般步骤 1．确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。 2．分析被研究气体在状态变化时是否符合查理定律的适用条件：质量一定，体积不变。 3．确定初、末两个状态的温度、压强。 4．根据查理定律列式求解。 5．求解结果并分析、检验。 返回 探究归纳 知识点二　盖-吕萨克定律 返回 情境导入　如图所示，烧瓶上通过橡胶塞连接一根 玻璃管，向玻璃管中注入一段水银柱。用手捂住烧 瓶，会观察到水银柱缓慢向外移动，(水银柱始终在 水平玻璃管内)。问： (1)气体压强如何变化？ 自主学习 提示：水银柱缓慢向外移动，根据受力平衡可知气体压强不变。 (2)封闭气体的体积随温度如何变化？ 提示：在保持气体压强不变的情况下，封闭气体的体积随温度的升高而增 大。 教材梳理 (阅读教材P26－P27完成下列填空) 1．盖-吕萨克定律 (1)内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成______。 正比 2．等压过程 (1)定义：气体在______不变情况下发生的状态变化过程。 (2)等压变化的图线，如图所示。 压强 师生互动　如图为一定质量的气体在不同压强下的V­-T图线，p1和p2哪一个大？为什么？ 课堂探究 提示：p2大。如图所示，先作一个等温辅助线，在温度相同的情况下，体积越大，压强越小，则p1＜p2。 例4 一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在 容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻 璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为 l1的空气柱，如图所示，此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。 应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤 1．确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。 2．分析被研究气体在状态变化时是否符合盖­吕萨克定律的适用条件：质量一定，压强不变。 3．确定初、末两个状态的温度、体积。 4．根据盖­吕萨克定律列式求解。 5．求解结果并分析、检验。 探究归纳 针对练．(多选)如图所示 ，U形气缸固定在水平地面 上，用重力不计的活塞封闭一定质量的气体，已知气 缸不漏气，活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦。初始 时，活塞紧压小挡板，外界大气压强为p0。现缓慢升 高气缸内气体的温度，则下列能反映气缸内气体的压强p、体积V随热力学温度T变化的图像是 √ √ 当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，在p-T图像中，图线是过原点的倾斜直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压强p0，气体发生等压膨胀，在p-T图像中，图线是平行于T轴的直线，A错误，B正确；气体先等容变化，后等压变化，V-T图像中，图线先平行于T轴，然后是经过原点的一条直线，C错误，D正确。 返回 随堂演练　对点落实 返回 √ 高温的茶杯放置一段时间后，由于热传递作用杯子和杯内气体的温度降低，此过程中气体发生的是等容变化，根据查理定律 可知杯内气体的压强减小，故A、C错误，B、D正确。 1．(多选)(2025·广东茂名高二检测)如图为一套茶杯和杯盖，从消毒碗柜里高温消毒后取出，放在水平桌面上并立刻盖上杯盖，假定密封效果很好，则过一段时间后，下列说法正确的是 A．杯内气体的温度升高 B．杯内气体的温度降低 C．杯内气体的压强增大 D．杯内气体的压强减小 √ √ 2．夏季车辆长途行驶时，车胎内气体温度最高可达77 ℃。某型号轮胎说明书上标注的最大胎压为3.5×105 Pa。若给该轮胎充气时，胎内气体温度恒为27 ℃，不计充气及车辆行驶时车胎体积的变化，T＝t＋273，为了保证行车安全，该轮胎刚充完气的气压不应超过 A．1×105 Pa B．2×105 Pa C．3×105 Pa D．4×105 Pa √ 3．一定质量的某种气体，在压强不变的条件下，温度为0 ℃时，其体积为V0，当温度升高为T时，体积为V，T＝t＋273，那么每升高1 ℃增大的体积为 √ 由V-T图像可以看出A→B是等容过程，TB＞TA，故pB＞pA，A、C错误，D正确；B→C为等压过程，pB＝pC，故B错误。 4．如图是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V­T图像，由图像可知 A．pA＞pB B．pC＜pB C．VA＜VB D．TA＜TB 返回 课 时 测 评 返回 1.下列关于热力学温标与摄氏温标的说法不正确的是 A．热力学温标与摄氏温标的每一分度的大小是相同的 B．热力学温标的0 K对应于－273.15 ℃ C．温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 K D．绝对零度是低温的极限，永远达不到 √ 由T＝t＋273.15，可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，故A正确；热力学温度与摄氏温度的关系是T＝t＋273.15，可知，当T＝0K时t＝－273.15 ℃，故B正确；温度升高3 ℃也就是温度升高了3K，故C错误；绝对零度是低温的极限，永远达不到，故D正确。本题选不正确的，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 2．(多选)下列图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 3．一定质量的气体在等容变化过程中，温度每升高1 ℃，压强的增加量等于它在27 ℃时压强的(T＝t＋273) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 根据查理定律有 ＝c，可知一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体热力学温度值升高到原来的2倍，则气体的压强增大到原来的2倍。故选A。 4．一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，若气体热力学温度值升高到原来的2倍，则 A．气体的压强增大到原来的2倍 B．气体的压强减小到原来的一半 C．气体的压强可能不变 D．气体压强与体积的乘积不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 5．一个封闭的钢管内装有一定质量的空气，当温度为200 K时压强为0.8 atm。如果压强增加到2 atm，那么这时的温度为 A．273 K B．300 K C．400 K D．500 K 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 6．下图中能正确表示盖-吕萨克定律的是 盖-­吕萨克定律为一定质量的气体在压强不变时，体积与热力学温度成正比，即V＝cT＝c(t＋273.15)，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 7．一定质量的气体在等压变化中体积增大了 ，若气体原来温度为27 ℃，T＝t＋273，则温度的变化是 A．升高了450 K B．升高了150 ℃ C．降低了150 ℃ D．降低了450 ℃ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 8．如图为一定质量的某种气体的体积V与温度T的关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C，设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC，则下列关系式中正确的是 A．pA＜pB，pB＜pC B．pA＞pB，pB＝pC C．pA＞pB，pB＜pC D．pA＝pB，pB＞pC 气体从状态A变化到状态B，发生等温变化，压强p与体积V成反比，由题图可知VA＞VB，所以pA＜pB；从状态B到状态C，气体发生等容变化，压强p与热力学温度T成正比，由题图可知TB＜TC，所以pB＜pC，故选项A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 9．(2025·广东汕尾高二校考)一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度由5 ℃升高到10 ℃，体积的增量为ΔV1；温度由10 ℃升高到15 ℃，体积的增量为ΔV2，则 A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1＞ΔV2 C．ΔV1＜ΔV2 D．无法确定 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 √ 10．如图为一定质量的某种气体等容变化的图线，T＝t＋273，下列说法中正确的是 A．不管体积如何，图线只有一条 B．图线1和图线2体积相等 C．两图线气体体积V2＞V1 D．两图线的延长线必不会交于t轴上的同一点 一定质量的气体的等容线，体积不同，图线不同，在图线1、2上取温度相同的两点，可得p1＞p2，则V1＜V2，故C正确，A、B错误；图线1、2的延长线必交于t轴上的点(－273，0)处，即热力学温度0 K处，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 11．一定质量的气体，其状态经历a→b→c的变化，p-­T图线如图所示，在该过程中气体体积 A．先不变后增大 B．先增大后不变 C．先不变后减小 D．先减小后不变 由题图可知a→b过程气体温度不变，压强增大，根据玻意耳定律可知气体体积减小；b→c过程，p-­T图线为过原点的直线，气体体积不变。故选D。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 12．如图所示，圆柱形导热气缸内有一光滑活塞，密封了一定质量的某种气体。用一弹簧测力计挂在活塞上，将整个气缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为F，气缸内气体的压强为p。若外界大气压始终保持不变，缸壁厚度不计，那么随着外界温度的升高 A．F变大、p变大 B．F变大、p不变 C．F不变、p变大 D．F不变、p不变 弹簧测力计上的拉力跟气缸和活塞总重力相等，当气温升高时，不影响弹簧弹力大小，所以示数F不变；以气缸为研究对象可知，最终达到平衡时，气缸重力与气缸内压力之和等于大气压力，因为重力和大气压力均不变，所以气缸内压力不变，即气缸内气体压强p不变，故选D。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 13. (10分)(2025·广东江门高二统考期末)如图所示，一端封闭的粗细均匀的玻璃管，开口向上竖起放置，管中用一段长度为4 cm的水银柱封闭了一段长度为50 cm的空气柱。已知环境的温度是27 ℃，T＝t＋273，大气压强为76 cmHg，求： (1)空气柱的压强多大？ 设空气柱压强为p1，则p1＝p0＋pl＝76 cmHg＋4 cmHg＝80 cmHg。 答案：80 cmHg 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 (2)现将玻璃管缓慢地均匀加热至87 ℃，此时空气柱的长度是多少？(玻璃管足够长) 答案：60 cm 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 14. (12分)(2025·广东广州高二期末)如图所示，圆柱形气缸倒置在水平地面上，气缸内部封有一定质量的气体。已知气缸质量为10 kg，缸壁厚度不计，活塞质量为5 kg，其横截面积为50 cm2，所有摩擦不计。当缸内气体温度为27 ℃时，活塞刚好与地面接触，但对地面无压力。(已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa，T＝t＋273，g＝10 m/s2)求： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 (1)此时封闭气体的压强； 设此时封闭气体的压强为p1，对活塞由共点力平衡条件可得p0S＝p1S＋mg 解得p1＝9.0×104 Pa。 答案：9.0×104 Pa 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 (2)现使气缸内气体温度升高，当气缸恰对地面无压力时，缸内气体温度为多少？ 设此时封闭气体的压强为p2，温度为T2，对气缸由共点力平衡条件可得p0S＋Mg＝p2S 解得p2＝1.2×105 Pa 已知T1＝300 K，对气缸内气体，温度升高的过程中，气体体积不变 解得T2＝400 K 即t2＝127 ℃。 答案：127 ℃ 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 谢 谢 观 看 ！ 第二章 气体 、液体和固体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 ＝ 一定质量的理想气体做等容变化的过程，气体体积V不变，则气体体积的倒数不变；根据＝c，T＝t＋273.15，可得p＝cT＝c(t＋273.15)。故选BD。 $