第5节 气体实验定律-【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（鲁科版）

该高中物理课件聚焦气体实验定律，系统梳理玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律的概念、公式及微观解释，通过“新知导学—合作探究—随堂演练”环节，结合氢气球胀破、轮胎暴晒等生活实例导入，搭建从理论到应用的学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，通过控制变量法和图像法（如p-V、p-T图像）培养科学思维，结合注射器压缩气体等实例深化物理观念，设置自主检测和针对练提升科学探究能力。学生能夯实基础并学以致用，教师可直接利用结构化内容提高教学效率。

第5节　气体实验定律 　　　　 第1章　分子动理论与气体实验定律 核心素养目标 物理观念 掌握等温变化、等容变化、等压变化的概念及规律。能应用这几种规律解释气体状态变化。 科学思维 会用控制变量法研究等温变化、等容变化、等压变化，能用图像法分析过程的变化规律。 科学探究 探究等温变化、等容变化、等压变化的变化规律。 新知导学　夯实基础 1 合作探究　素能提升 2 随堂演练　对点落实 3 内容索引 课时测评 4 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 新知导学　夯实基础 返回 知识梳理 一、玻意耳定律 1．内容：一定质量的气体，在_____保持不变的条件下，压强与体积成_____。 2．公式： ______，也可写作p1V1＝p2V2或pV＝恒量。 3．条件：气体的质量一定，温度保持不变。 温度 反比 p∝ 4．气体等温变化的图像(即等温线) (1)图像 (2)特点：一定质量的气体在温度不变 时，由于压强与体积成反比，在p –V 图像上等温线应为双曲线中的一支， 在p -图像上等温线应为过原点的倾斜直线。 5．微观角度：一定质量的气体分子总数不变，温度保持不变时，分子平均动能__________。当气体体积_____时，单位体积内的分子数_____，气体的压强也就_____；当气体体积_____时，单位体积内的分子数_____，气体的压强也就_____。 保持不变 减小 增多 增大 增大 减少 减小 二、查理定律 1．内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，_____与____________成正比。 2．公式及图像：_______或＝。 3．条件：气体的_____一定，_____保持不变。 4．微观角度：一定质量的气体，在体积保持不变时， 单位体积内的________保持不变。当温度升高时，分子平均动能_____，气体压强也就增大；当温度降低时，分子平均动能_____，气体压强也就减小。 压强 热力学温度 p∝T 质量 体积 分子数 增大 减小 三、盖—吕萨克定律 1．内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，_____与___________成正比。 2．公式：_______或＝。 3．条件：气体的质量一定，_____保持不变。 4．图像 体积 热力学温度 V∝T 压强 5．微观角度：一定质量的气体，当温度升高时，分子 平均动能_____，为了保持压强不变，单位体积的分子数 相应_____，气体的体积必然相应_____。反之，当气体的温度降低时，气体的体积必然减小。 增大 减少 增大 自主检测 1．判断正误 (1)一定质量气体的等温变化p -V图像是双曲线的一支。 (　) (2)一定质量的气体，若温度不变，体积减小则压强增大，是因为分子密集程度增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数就增多。 (　) (3)一定质量的气体的压强随温度的升高压强一定增大。 (　) (4)一定质量的气体，压强不变，体积减小时，气体分子的平均动能一定减小。 (　) √ √ × √ (5)气体温度降低时，压强一定减小。 (　) (6)对于不同的理想气体，其状态方程＝C(恒量)中的恒量C相同。 (　) (7)一定质量的理想气体热力学温度增大到原来的2倍，若体积不变，压强也增大到原来的2倍。 (　) (8)理想气体温度升高时其内能不一定增大。 (　) × × × √ 返回 2．链接实景 (1)双手捂住瓶体时，瓶内气体的温度如何变化？ 提示：温度升高。 (2)封闭气体的红色液柱上升，说明气体的体积如何变化。 提示：体积增大。 合作探究　素能提升 返回 师生互动 知识点一　玻意耳定律的应用 各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别 是年幼的小孩，若小孩一不小心松手，氢气球会飞 向天空，上升到一定高度会胀破，其胀破的原因是 什么呢？ 提示：氢气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外 空气的压强减小，球内气体要膨胀，膨胀到一定程度时，气球就会胀破。 要点归纳 1．对玻意耳定律的理解 (1)适用条件：一定质量的某种气体，温度不太低，压强不太大。 (2)定律也可以表述为pV＝常量或p1V1＝p2V2，其中的常量与气体所处温度高低有关，温度越高，常量越大。 2．p -V图像与p -图像 (1)一定质量的气体的p -V图像如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度T1<T2。 (2)一定质量的气体p -图像如图乙所示，图线的延长线为过原点的倾斜直线，且温度T1<T2。 3．应用玻意耳定律的思路和方法 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律成立的条件。 (2)确定始末状态及状态参量(p1、V1，p2、V2)。 (3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2代入数值求解(注意各状态参量要统一单位)。 (4)注意分析题目中的隐含条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程。 (5)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果要舍去。 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，将它们的体积缓慢地压缩一半，其压强分别为多少？ 答案：2×105 Pa　2×105 Pa 例1 对A系统，pA＝1×105 Pa，VA＝300 mL，VA′＝150 mL，根据玻意耳定律得pAVA＝pA′VA′ 解得pA′＝＝ Pa＝2×105 Pa 对B系统，pB＝1×105 Pa，VB＝400 mL，VB′＝200 mL，根据玻意耳定律得pBVB＝pB′VB′ 解得pB′＝＝ Pa＝2×105 Pa。 如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质 量为m、面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在气 缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较 小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动的距离为d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程中温度保持不变。求小车加速度的大小。 答案： 例2 选气缸内被封闭的气体为研究对象，小车静止时，系统处于平衡状 态，对活塞：p1S＝p0S 气体的压强p1＝p0，气体的体积V1＝SL 设小车加速度为a 对于活塞，由牛顿第二定律得p2S－p0S＝ma 气体的压强p2＝p0＋ 气体的体积V2＝S(L－d) 由玻意耳定律得p1V1＝p2V2 联立各式得a＝。 针对练1．如图所示，水银柱长度h为19 cm，大气压p0为1×105 Pa(相当于76 cm高的水银柱所产生的压强)，玻璃管的粗细是均匀的，玻璃管开口向上放置时，被封闭的气柱长度l1＝15 cm，当开口向下时(水银没有溢出管外)，被封闭的气柱长度l2是多少？(设过程中气体温度保持不变) 答案：25 cm 设水银柱产生的压强为p，玻璃管的横截面积为S，初状态时有p1＝p0＋p，V1＝Sl1；末状态时有p1＝p0－p，V2＝Sl2。 整个过程为等温过程，由玻意耳定律知p1V1＝p2V2，所以(p0＋p)Sl1＝(p0－p)Sl2，即l2＝＝25 cm。 针对练2．如图所示，钢筒质量为40 kg，活塞质量为20 kg，横截面积为100 cm2，钢筒放在水平地面上时，气柱长度为 10 cm，大气压强为1×105 Pa，温度为7 ℃。求： (1)当竖直向上提活塞杆，将钢筒缓慢提起来时，气柱多长？ 答案：20 cm 设刚提起钢筒时气柱长为l1、压强为p1，钢筒放在地面上 时气体压强为p、长度为l。选活塞为研究对象，钢筒放在 地面上未提活塞时，根据平衡条件有pS＝p0S＋mg，所以 p＝p0＋＝1.2×105 Pa 提起后对钢筒受力分析得p0S＝p1S＋Mg, p1＝p0－＝6× 104 Pa 选钢筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律，有 plS＝p1l1S，l1＝＝ cm＝20 cm。 (2)当对杆施加竖直向上750 N的拉力时气柱多长？(g取10 m/s2) 答案：24 cm 由于拉力F>(M＋m)g，钢筒将竖直向上做加速运动，根据牛顿第二定律，有F－(M＋m)g＝(M＋m)a a＝＝ m/s2＝2.5 m/s2 设这时筒内气体压强为p2、气柱长为l2。选钢筒为研究对象，根据牛顿第二定律，有p0S－p2S－Mg＝Ma 则p2 ＝＝5×104 Pa 再选钢筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律，有 plS＝p2l2S，l2＝＝ cm＝24 cm。 师生互动 知识点二　查理定律的理解 在炎热的夏天，打足气的自行车轮胎在日光的暴晒下有时会胀破，忽略轮胎体积变化。 (1)气体发生的是什么变化？ 提示：等容变化。 (2)试解释轮胎胀破的原因。 提示：自行车轮胎体积一定，日光暴晒时，轮胎里的空气温度升高明显，气体压强增大，当气体压强增大到超过轮胎承受的限度时，轮胎就会被胀破。 要点归纳 1．查理定律 (1)成立条件：气体的质量和体积不变。 (2)表达式 ①热力学温度下：＝C。 ②摄氏温度下：pt＝p0＋ p0。 (3)查理定律表达式＝C中的C与气体的种类、质量、体积有关。 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，其压强的变化量Δp与温度的变化量ΔT成正比。 3．等容过程的p -T和p -t的图像 (1)p -T图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线的延长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：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴 －273.15 ℃的点的倾斜直线，且斜率越大，体积越 小。图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。 篮球是深受中学生喜爱的一项体育运动，温度变化会影响球内气体的压强。在温度t1＝27 ℃时，篮球内气体的压强p1＝1.50×105 Pa，T＝t＋273 K。当温度t2＝17 ℃时，若不考虑篮球体积变化，求球内气体的压强p2(结果保留3位有效数字)。 答案：1.45×105 Pa 例3 球内气体发生等容变化，由查理定律有 ＝ 解得p2＝1.45×105 Pa。 针对练1．(多选)如图所示为一定质量气体的等容线，下面说法中正确的是 A．直线AB的斜率是 B．0 ℃时气体的压强为p0 C．温度在接近0 K时气体的压强为零 D．BA延长线与横轴交点为－273.15 ℃ 在p -t图像上，等容线的延长线与t轴的交点坐标为－273.15 ℃，从图中可以看出，0 ℃时气体压强为p0，因此直线AB的斜率为，A、B、D正确；在接近0 K时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，C错误。 √ √ √ 针对练2．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V＝335 mL。假设在室温(17 ℃)下罐内装有V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为 1 atm。若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多 少？(T＝t＋273 K) 答案：75 ℃ 本题为一定质量的气体发生等容变化，取CO2气体为研究对象 初态：p1＝1 atm，T1＝(273＋17) K＝290 K， 末态：p2＝1.2 atm，T2待求 由查理定律＝得T2＝＝ K＝348 K t＝(348－273) ℃＝75 ℃。 师生互动 知识点三　盖—吕萨克定律的理解 图中封闭着温度为100 ℃的空气，一重物用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离汽缸底的高度为10 cm，如果缸内空气温度缓慢降至0 ℃。(T＝t＋273 K) (1)在变化过程中气体发生的是什么变化？ 提示：是等压变化。 (2)此时活塞到缸底的距离是多大？ 提示：初状态V1＝S×(10 cm)，T1＝(273＋100) K＝373 K；末状态V2＝ lS，T2＝273 K，由＝，得V2＝V1≈S×(7.32 cm)，即活塞到缸底的距离l为7.32 cm。 要点归纳 1．盖—吕萨克定律 (1)成立条件：气体的质量和压强不变。 (2)表达式 ①热力学温度下：＝C。 ②摄氏温度下：Vt＝V0＋V0。 (3)表达式＝C中的C与气体的种类、质量、体积有关。 2．盖—吕萨克定律的推论 一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与温度的变化量ΔT成正比。 3．V-T和V-t图像 (1)V-T图像：一定质量的某种气体，在等 压过程中，气体的体积V和热力学温度T 图线的反向延长线是过原点的倾斜直线， 如图甲所示，且p1>p2，即压强越大，斜率 越小。 (2)V-t图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是一次线性函数，不是简单的正比例关系，如图乙所示，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上t＝－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小。 体积为100 cm3的空心球带有一根有刻度的均匀玻璃长管， 管上共有N＝101个刻度线，设长管与球连接处为第一个刻度线， 以后顺次往上排列，相邻两刻度间管的容积为0.2 cm3，水银液滴将球内空气与大气隔开，如图所示，当温度t＝5 ℃时，水银液滴底端在刻度为n＝20的地方，在此大气压下，求其测量温度的范围。(不计玻璃管的热膨胀，T＝t＋273 K) 答案：－5.7～47.8 ℃ 例4 测量温度的范围应该为：气体的体积从V1＝100 cm3等压变化到V2＝ 100 cm3＋100×0.2 cm3＝，这个范围所对应的气体温度为T1～T2之间，根据题意，当T0＝(273＋5) K＝278 K时，气体的体积 V0＝100 cm3＋20×0.2 cm3＝104 cm3 根据盖—吕萨克定律有：＝ 得T1＝＝ K＝267.3 K 同理有＝ 得T2＝＝ K＝320.8 K 因t1＝(T1－273) ℃＝－5.7 ℃， t2＝(T2－273) ℃＝47.8 ℃，所以利用该装置能测量温度的范围是－5.7～47.8 ℃。 针对练1．下图中能正确表示盖—吕萨克定律的是 盖—吕萨克定律表示一定质量的气体，在压强不变时，体积与热力学温度成正比，即V＝CT＝C(t＋273.15 K)。故选C。 √ 针对练2．如图所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，横截面积为0.2 m2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。气体温度为300 K时，活塞离气缸底部的高度为0.6 m；将气体加热到330 K时，活塞上升了0.05 m，不计摩擦力及固体体积的变化，求固体A的体积。 答案：0.02 m3 对活塞受力分析，根据平衡条件，有pS＝mg＋p0S。由于活塞的受力情况不随温度的变化而变化，所以气体发生的是等压变化，根据盖—吕萨克定律可以求出气体的体积，从而求出固体A的体积。 设固体A的体积为V，则气体初、末状态参量分别为 初状态：V1＝hS－V，T1＝300 K 末状态：V2＝ (h＋Δh)S－V，T2＝330 K 由盖—吕萨克定律得＝ 即＝ 代入数据解得V＝0.02 m3。 返回 随堂演练　对点落实 返回 1．如图所示，自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 A．体积不变，压强变小 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小 细管中封闭的气体，可以看成一定质量的理想气体，洗衣缸内水位升 高，细管中封闭气体压强增大，因温度不变，故做等温变化，由玻意耳定律pV＝C得，气体体积减小，则B正确，A、C、D错误。 √ 2．关于理想气体的性质，下列说法中不正确的是 A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高 D．氦气是液化温度最低的气体，任何情况下均可当作理想气体 √ 理想气体是物理学上为了简化问题而引入的一个理想化模型，在现实生活中并不存在，通常状况下，严格遵从气体实验定律的气体是理想气 体，实际上只要气体的压强不太大、温度不太低，都可以近似看成理想气体，A、B说法正确；温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体忽略了分子势能，所以内能增大，其温度一定升高，C说法正确；只有当压强不太大、温度不太低时，才可以将氦气当作理想气体，D说法错误，本题选错误的，故应选D。 3．一定质量的气体，在体积不变时，温度由50 ℃升高到100 ℃(T＝t＋ 273 K)，气体的压强变化情况是 A．气体的压强是原来的2倍 B．气体的压强比原来增加了 C．气体压强是原来的倍 D．气体压强比原来增加了 由于气体体积不变，所以满足查理定律＝＝，所以有＝＝＝，ΔT＝T2－T1＝50 K。 ＝＝＝。故D正确，A、B、C错误。 √ 4．一定质量的气体保持压强不变，它从0 ℃升高到5 ℃的体积增量为 ΔV1，从10 ℃升到15 ℃的体积增量为ΔV2，则 A．ΔV1＝ΔV2　　　　　 B．ΔV1>ΔV2 C．ΔV1<ΔV2 D．无法确定 由于气体压强不变，所以满足盖—吕萨克定律，由盖—吕萨克定律＝＝可知ΔV1＝ΔV2。故A正确，B、C、D错误。 √ 返回 课时测评 返回 1．一定质量的理想气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小 2 atm时，体积变化4 L，则该气体原来的体积为 A． L B．2 L C． L D．8 L 设气体原来体积为V，气体温度不变，质量不变，由玻意耳定律知p1V＝p2(V＋4)，p1＝3 atm，p2＝1 atm。解得V＝2 L，故B正确，A、C、D错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 2．如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体 A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小 试管竖直放置时，封闭的气体压强为p＝p0－ρgh；试管自由下落时，封闭的气体压强为p＝p0，封闭气体的质量和温度不变，根据玻意耳定律pV＝C，压强增大，则体积减小，故B正确，A、C、D错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 3．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是 A．使气体体积增加而同时温度降低 B．使气体温度升高，体积不变、压强减小 C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D．使气体温度升高，压强减小，体积减小 由理想气体状态方程＝恒量，可知A项中只要压强减小就有可能，故A正确；B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B错误；C项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C错误；D项中温度升高，压强减小，体积减小，导致减小，故D错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 4. 如图所示，两根粗细相同，两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 A．均向下移动，A管移动较多 B．均向上移动，A管移动较多 C．A管向上移动，B管向下移动 D．无法判断 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 因为在温度降低过程中，被封闭气柱的压强等于大气 压强与水银柱因自重而产生的压强之和，故封闭气柱 均做等压变化。并由此推知，封闭气柱下端的水银面 高度不变。根据盖一吕萨克定律可知ΔV＝·V，因A、 B管中的封闭气柱初始温度T相同，故温度降低量ΔT也 相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中气柱的体积都减小；又因为H1>H2，A管中气柱的体积较大，则|ΔV1|>|ΔV2|，即A管中气柱减小得较多，故得出A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多。故A正确，B、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 5．(多选)对一定质量的气体，下列说法正确的是 A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均速率一定增大 B．温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小 C．压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小 D．在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞的次数随着温度降低而增加 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 体积不变，压强增大时，根据查理定律可知，温度升高，所以气体分子的平均动能一定增大，平均速率一定增大，故A正确；温度不变，压强减小时，根据玻意耳定律可知，体积变大，所以气体分子的数密度一定减小，故B正确；压强不变，温度降低时，根据盖—吕萨克定律可知，体积减小，所以气体分子的数密度一定增大，故C错误；温度降低，则气体分子的平均速率降低，气体分子与器壁碰撞的作用力减小，又压强不变，根据气体压强的微观意义可知分子每秒对器壁单位面积平均碰撞的次数增加，故D正确。故选ABD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 6．描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的 等容变化的过程的p -t图像在t轴上的交点坐标是(－273.15 ℃，0)，故D正确，A、B、C错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 7．关于理想气体的状态变化，下列说法正确的是 A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍 B．气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程＝ C．一定质量的理想气体，体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍 D．一定质量的理想气体，压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 一定质量的理想气体，压强不变，体积与热力学温度成正比，温度由100 ℃上升到200 ℃时，体积约增大为原来的1.27倍，A错误；理想气体状态方程成立的条件为质量不变，B项缺条件，B错误；由理想气体状态方程＝C，恒量可知，C正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 8．如图所示，在气缸中用活塞封闭一定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使气缸悬空静止。若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来相比较 A．绳子张力不变 B．缸内气体压强变小 C．绳子张力变大 D．缸内气体体积变大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 由整体法可知绳子的张力不变，故A正确，C错误；取 活塞为研究对象，气体降温前后均处于静止状态，活 塞重力mg、大气压力p0S和绳子张力T绳均不变，故封闭 气体对活塞的压力pS不变，p不变，故B错误；由盖—吕 萨克定律可知＝C，当T减小时，V一定减小，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 9．(多选)如图为某同学设计的喷水装置。内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L。保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有 A．充气后，密封气体压强增加 B．充气后，密封气体的分子平均动能增加 C．打开阀门后，密封气体对外界做正功 D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 对理想气体，由于充气前、后发生的是等温变化，由 玻意耳定律可得pV＝C，充气后体积变小，压强增大， A正确；温度不变，气体分子平均动能不变，B错误； 以“装置内原有空气和即将充入的空气”为研究对象， 充气前、后由玻意耳定律p1(V1＋ΔV)＝p1′V1，得p1′＝1.2 atm，由于p1′>p0，打开阀门，水就会在气体压力作用下外流，气体膨胀对外做 功，C正确；当封闭气体压强变小与外界大气压强相等时，上部的空气变为0.6 L，喷出0.1 L的水后就不再喷水了，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 10．(多选)如图所示，容积相同的可导热容器a、b内充满同种理想气体，之间用带阀门的细导管相连，置于温度恒定的环境中。开始阀门K关闭，a内气体的压强为p0，打开阀门经足够长时间后，原容器b中的气体有进入容器a、不计导管内气体的体积，下列说法正确的是 A．容器b中原来气体的压强为2p0 B．容器b中原来气体的压强为3p0 C．最终容器内气体的压强为p0 D．最终容器内气体的压强为2p0 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 设每个容器的容积为V，原容器b中的气体有进入容器a，可知b中气体的体积变为1.5V，a中的气体体积变为0.5V，气体最终压强变为p2，则对a，p0V＝p2·0.5V，对b内气体p1V＝p2·1.5V，联立解得p1＝3p0，p2＝2p0，可知容器b中原来气体的压强为3p0，最终容器内气体的压强为 2p0。故选BD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 11．(多选)一定质量的气体的状态变化过程的p -V图线如图所示，其中A是初始态，B、C是中间状态。A→B为双曲线的一部分，B→C与纵轴平行，C→A与横轴平行。若将上述变化过程改用p -T图线和V-T图线表示，则下列各图正确的是 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 气体由A→B是等温过程，且压强减小，气体体积增大；由B→C是等容过程，且压强增大，气体温度升高；由C→A是等压过程，且体积减 小，温度降低，由此可判断在p -T图中，A错误，B正确；在V-T图中，C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 12．(8分) 如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝ 20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通。稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm。环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg。求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。 答案：50 cmHg 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2① p1＝p0② p2＝p＋ph③ V1＝l1S④ V2＝l2S⑤ 由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 13．(8分) 如图所示，在大气中有水平放置的固 定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接 而成，各部分的横截面积分别为2S、和S。已 知大气压强为p0，温度为T0。两活塞A和B用一 根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图中所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？ 答案：当T≤T0时，压强为p0；当T>T0时，压强为p0。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 设加热前，被密封气体的压强为p1，轻线的张力为F，根据平衡条件可得 对活塞A：2p0S－2p1S＋F＝0 对活塞B：p1S－p0S－F＝0 联立解得p1＝p0，F＝0 即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，这时气体的体积为 V1＝2Sl＋Sl＋Sl＝4Sl 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 对气体加热时，被密封气体的温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体的体积增大，压强保持p1不变。若持续加热，此过程会持续到活塞向左移动的距离等于l，这时气体的体积为 V2＝4Sl＋Sl＝5Sl 根据盖—吕萨克定律得＝ 解得T2＝T0 由此可知，当T≤T2＝T0时，气体的压强为p0。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 返回 当T>T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得＝ 解得p＝p0 即当T>T0时，气体的压强为p0。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 谢 谢 观 看 第5节　气体实验定律 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 $