第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化（学生版）-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂同步复习（人教版）

物理·选择性必修第三册 4.AC[缓慢地推拉活塞，可以使封闭气体的温度与外界 的温度保持一致，从而可以保持封闭气体的温度不变，所 以A正确：在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性，这 样是为了保持封闭气体的质量不发生变化，并不能保持 封闭气体的温度不变，故B错误：当用手直接握住注射器 封闭气体部分时，手的温度可能改变封闭气体的温度，所 以不要用手直接握住注射器封闭气体部分，所以C正确： 只要是封闭气体的质量不变，气体的多少不会改变实验 的数据，与气体的温度是否会变化无关，所以D错误.] 5.解析：压缩前：p1=p0,V1=V, 压缩后水刚流出时：p2=po十pgh,V2=V-△V, 由玻意耳定律p1V1=p2V2, 即pV=(po十pgh)(V-△V), 解得△V=ghV po十gh 答案：，eghV "po+togh 第三节 气体的等压变化和等容变化 自主预习·探新知 知识点11.压强不变2.(2)CT(3)质量压强 (4)> 知识点21.压强温度2.(1)体积不变压强p热力 学温度T(2)CT(3)0K(4)质量体积 知识点31.气体实验定律2.温度压强3.(1)压强p跟 体积V热力学温度T(2),Y=C(3)理想 TT 气体 知识点41.一定数密度增大2.平均动能体积 数密度3.数密度平均动能压强 自我检测 1.(1)×(2)/(3)×(4)/ 2.提示：(1)车胎内气体的压强随温度升高而增大. (2)温度升高，压强增大. 合作探究·攻重难 探究1探究导引 提示：(1)是等压变化. (2)初状态V1=S×(10cm),T1=(273+100)K=373K:末 我s%=8=203K片-片得V=票 S×(7.32cm),即活塞到缸底的距离为7.32cm. [例1][解析](1)由图像可知A→B为等压过程，根据 孟一吕快免定术可得兰产所以TT-品。× 300K=200K. .15 (2)根据查理定律得P=c」 p/(x10Pa) Tc 2.0 A 1.5 Tc 400 4 1.0 Pc-TRP8-300PB- 0.5 0100200300400T/K =4×1.5×105Pa=2.0 3PA=3 ×105Pa. 则可画出由状态A→BC的pT图像如图所示. [答案](1)压强不变200K(2)见解析 跟踪训练 1.BD[由盖一吕萨克定律可知A错误，B正确；温度每升 高1℃即1K,体积增加是0℃时体积的273C错误：由 益一3萨克定体的支形式子会贺可知D正确] 2.解析：(1)缓慢降低汽缸内气体的温度，使活塞移到A、B VA 的正中间，此过程是等压过程：由盖一吕萨克定律 片代入敦据得℃-1，解得T=30K V 360 T 然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移 动到B,这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温 度TB=330K. (2)保持温度不变，在活塞上加沙，直至活塞刚好移动至 B,这个过程是等温过程，根据玻意耳定律有 PoX1.1Vo=P1XVo 解得1=1.1po 再接下来的等容过程，根据查理定律有 0=品解得-09： 330 (3)整个过程的pV图线如图所示. AP 1.2po 1.1po Po1-- 0.9po V O 0.9Vo Vo 1.1V1.2Vo 答案：(1)330K(2)0.9p(3)见解析 探究2探究导引 提示：(1)气体发生的是等容变化 (2)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 [例2][解析]选玻璃泡A内的一定量的气体为研究对 象，由于B管的体积可略去不计，温度变化时，A内气体 经历的是一个等容过程。 玻璃泡A内气体的初始状态：T1=300K 2 1=(76-16)cmHg=60 cmHg 末态，即t=0℃的状态：T0=273K 由查理定律得 六，-器×60mHg=5A.6amHg To. 所以t=0℃时水银面的高度，即刻度线的位置是 xo=(76-54.6)cm=21.4cm. [答案]21.4cm 跟踪训练 3.PC[根据查理定律D=CT,知C正确：将T=(273+t)K代 入得p=C(273十t),温度升高1℃时的压强为p1=C(274 中，所以△=C+锅B正] 4.解析：设再注入的水银柱长为x,以封闭在管中的气体为 研究对象，气体做等容变化 初态：p1=po+15cmHg=90cmHg T1=(273+27)K=300K 末态：p2=(90+x)cmHg,T2=(273+30)K=303K 由支理定体号-升将吉-品解得：=09cm 则注入水银柱的长度为0.9cm. 答案：0.9cm 探究3探究导引 提示：以热气球及其中所含空气整体为研究对象，受重力 及周围空气的浮力作用，当燃烧器喷出火焰时，将气球内 空气加热，温度升高，但气体压强始终等于外界大气压强，可 认为是不变的.由理想气体状态方程=恒量知，p一定，T T 增大，则V增大，于是气球内热空气体积膨胀，从下面漏出， 使气球内所含空气的质量减小，热气球整体的重力减小，当 空气的浮力大于重力时，热气球便会上升， [例3][解析]被封闭气体在变化过程中其体积、温度、 压强皆发生了变化. 气体初状态：T1=480K,V1=H1S,p1=2×105Pa 气体末状态：T2=300K,V2=H2S,p2待求. 根据题意，活塞速度最大时加速度减小为零，活塞所受合 力为零，有p2S=mg十poS 可求得p2=1.2×105Pa 由理想气体状态方程得_V T T2 解得H2=12.5cm. [答案]12.5cm ·16 参考答案 跟踪训练 5,AC[根据理想气体的状态方程D T =C,若经过等温膨 胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T 降低，p减小，最后压强p肯定不是原来的值，A不可实 现；同理可以确定C也不可实现.故A、C正确.] 6.解析：根据理想气体状态方程，有，V=③Vn To To ③pV,解得Vm=专V.Ve=Vd 3T0 A到B是等温变化，B到C是等压变化，C到A是等容变 化，作出对应的VT图像和pV图像分别如图甲、乙 所示， A D 3p B 2V B 0 T。2T63T6T 02%7 知 乙 答案：见解析 探究4探究导引 提示：液氮吸热汽化，分子运动加快，饮料瓶内气体压强 迅速增大，当大于瓶壁承受的压强时，饮料瓶爆炸， [例4][解析]气体的温度不变，分子的平均动能不变， 对器壁的平均撞击力不变，C错误：体积减小，单位体积 内的分子数目增多，所以气体压强增大，A正确：分子和 器壁间无引力作用，B错误：单位体积内气体的质量变大， 不是压强变大的原因，D错误」 [答案]A 跟踪训练 7.AC[对于一定质量的气体，压强和体积都增大时，根据 理想气体状态方程Y=C,温度一定升高，故分子热运动 的平均动能一定增加，A、C正确，B错误；对于一定质量 的气体，压强增大，体积减小时，根据理想气体状态方程 知温度可能会改变，则平均动能可能改变，D错误.门 创新拓展提素养 [典例展示][解析]加热后罐内空气的温度T1=353K, 压强p1=p=1.0×105Pa:降温后罐内空气的温度T2= 293K由查理定律，有会-号 代入数据，解得p2=0.83×105Pa 估计小罐开口部位的半径为r=3cm=3×10-2m 开口部位的面积为S=πr2=2.826×10-3m 则小罐内空气对皮肤的压力为F=p2S=0.83×105× 2.826×10-3N=2.35×102N [答案]2.35×102N 3 物理·选择性必修第三册 课堂自测·夯基础 1.B[一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成 正此，即会-完所以==2，故B正确] 2.D[此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以它的体积 应为22.4×0.3L=6.72L,根据图线所示，从0℃到A 状态的127℃，气体是等容变化，则A状态的体积为 6.72L.从A状态到B状态是等压变化，A状态的温度为 127K+273K=400K,B状态的温度为227K+273K= VA-YE.VB-TA 500K,根据益一吕萨克定律有六一T VATB= 6.72X500L=8.4L,故D正确.] 400 3.BC[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正确：由理想气体找态方程'-C,C正确，D 错误.] 4.C[根据理想气体状态方程=C可知，T©心pV,所以 T:Th:T=(V)(V):(V)=3:4:3, C正确.] 5.解析：气体初态： p1=9.8×104Pa,V1=20m3,T1=280K 末态：p2=1.0×105Pa,V2=?T2=300K 由理想气体状态方程，业PV 解得V2y9.8X10X300X20 2m3=21.0m3 1.0×105×280 因V2>V1,故有气体从房间内流出 V 房间内气体质量mm=2×25kg入≈23.8g 答案：23.8kg 第四节固体 自主预习·探新知 知识点11.晶体非晶体晶体非晶体2.确定确 定有确定没有确定3，各向异性各向同性单晶体 各向同性 知识点21.规则空间上2.不同规则在一定条件下 自我检测 1.(1)×(2)×(3)×(4)× 2.提示：金刚石中碳原子的作用力很强，而石墨中网层之间的 碳原子间的作用力很弱，所以金刚石很坚硬，石墨却很松软 .15 合作探究·攻重难 探究1探究导引 提示：雪花大多是六角形的，这是因为雪花属于六方晶 系.雪花的“胚胎”是小冰晶，主要有两种形状：一种呈六 棱体状，长而细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子像 一根针，叫针晶：另一种则呈六角形的薄片状，就像从六 棱铅笔上切下来的薄片那样，叫片晶. [例1][解析]判断固体是否为晶体的标准是看是否有 确定的熔点，多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则 的外形，单晶体具有各向异性和规则的几何外形，C、D 正确 [答案]CD 跟踪训练 1.B「导热性能沿各个方向相同的物体可能是非晶体，也 可能是晶体，晶体具有确定的熔，点，故A、D错误，B正确： 物体几何外形是否规则不是判断是否为单晶体的依据， 应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶 体和非晶体也可以县有规则的几何外形，当然，这只能是 “后天”加工的，故C错误.] 2.解析：玻璃是非晶体，表现为各向同性，因此各个方向上 导热均匀，蜂蜡熔化区域形状为圆形：云母片为单晶体， 表现为各向异性，因此不同方向上导热性能不一样，最终 蜂蜡熔化区域为椭圆形。 答案：见解析 探究2探究导引 提示：石墨是金刚石的同素异形体，两者的不同结构，造 成了两者在物理性质上的很大差异，金刚石质地坚硬，而 石墨由于县有层状结构，且层与层之间结合不很紧密，故 层与层之间易脱落，能起到润滑作用.用铅笔在纸上写字 也是根据这个道理. [例2][解析]很多晶体都是由相同的物质微粒组成的， 例如，金刚石和石墨都是由碳原子组成的，不同方向上物 质微粒完全一样，可见其各向异性不是因为不同方向上 的粒子性质不同引起的，而是粒子的数目和粒子间距不 相同造成的.故C错误，A、B、D正确 [答案]ABD 跟踪训练 3.B[空间，点阵是晶体的特殊结构，是晶体的一个特性，A 错误：组成物质的微粒永不停息地在做热运动，不管是晶 体还是非晶体，C错误：非晶体提不到什么层面的问题， 即使是晶体各个层面微粒数也不一定相等，D错误.故B 正确.门第二章气体、固体和液体 第三节 气体的等压变化和等容变化 学习目标 核心素养 1.知道什么是等压变化和等容变化. 1.物理观念：盖一吕萨克定 2.知道查理定律和盖一吕萨克定律的内容、表达式，并会利用它 律、查理定律、理想气体的 们解决有关气体问题 状态方程， 3.知道p-T图像和VT图像及其物理意义 2.科学思维：运用定律和公式 4.知道什么是理想气体，了解实际气体可以看作理想气体的 分析解决问题. 条件. 3.科学方法：理想模型法、图 5.能从微观角度解释气体实验定律 像法、计算法等。 自主预习。探新知 [知识点1]气体的等压变化 [知识点2]气体的等容变化 1.等压变化 1.等容变化 一定质量的某种气体，在 时， 一定质量的某种气体，在体积不变时， 体积随温度变化的过程叫作气体的等压 随 变化的过程. 变化. 2.查理定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在 2.盖一吕萨克定律 的情况下， (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的 成正比. 情况下，其体积V与热力学温度T成 正比. (2)公式：= 或号 (2)公式：V= (3)等容变化的图像：从图甲可以看出，在等容 过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数 (3)适用条件：气体 一定；气体 关系，不是简单的正比例关系.但是，如果 不变. 把图甲中的直线AB延长至与横轴相交， (4)等压变化的图像：由V=CT可知在VT 把交点当作坐标原点，建立新的坐标系（如 坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的 图乙所示)，那么这时的压强与温度的关系 倾斜的直线.对于一定质量的气体，不同等 就是正比例关系了.图乙坐标原点的意义 压线的斜率不同.斜率越小，压强越大，如 为气体压强为0时，其温度为0K.可以证 图所示，p2（选填“>”或“<”)p· 明，新坐标原点对应的温度就是 t/0 273.15T/K 甲 乙 ·43· 物理·选择性必修第三册 (4)适用条件：气体的 一定，气体的 2.盖一吕萨克定律 不变 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子 说明：气体做等容变化时，压强卫与热力学 的 增大；只有气体的 同 温度T成正比，即p∝T,不是与摄氏温度 时增大，使分子的 减小，才能保持压 t成正比，但压强变化量△p与热力学温度 强不变.这就是盖一吕萨克定律的微观解释. 变化量△T和摄氏温度的变化量△t都是 3.查理定律 成正比的，即△pc△T、△pc△t. 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时， [知识点3]理想气体 分子的 保持不变.在这种情况下，温 1.理想气体 度升高时，分子的 增大，气体的 在任何温度、任何压强下都遵从 就增大.这就是查理定律的微观 的气体， 解释 2.理想气体与实际气体 [自我检测] 在 不低于零下几十摄氏度、 1.思维辨析 不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体 (1)在质量和体积不变的情况下，气体的压强 看成理想气体来处理 与摄氏温度成正比. ( 3.理想气体的状态方程 (2)一定质量的某种气体，在压强不变时，其 (1)内容 VT图像是过原点的直线 一定质量的某种理想气体，在从某一状态 (3)一定质量的理想气体从状态1变化到状态 变化到另一状态时，尽管其压强、体积 2,经历的过程不同，状态参量的变化不同. V、温度T都可能改变，但是 （) 的乘积与 之比 (4)一定质量的气体，体积、压强、温度都可以 保持不变， 变化 (2)表达式 2.基础理解 ① ;② (1)为什么汽车爆胎往往发生在高温路面上 (3)成立条件 或高速行驶中？ 一定质量的 (2)汽车爆胎时，车胎内的气体温度和压强 说明：理想气体是一种理想化模型，是对实际 是如何变化的？ 气体的科学抽象.题目中无特别说明时，一般 都可将实际气体当成理想气体来处理. [知识点4]对气体实验定律的微观解释 用分子动理论可以定性解释气体的实验定律， 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 就多，气体的压强就 ,这就是玻意耳 定律的微观解释 ·44… 第二章气体、固体和液体 合作探究。攻重难 究1 气体的等压变化 (2)V-t图像 ◆[探究导引] ①意义：反映了一定质量的气体在等压变 汽缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物 化中体积与摄氏温度t成线性关系， 用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接，重物和 ②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点 活塞都处于平衡状态，这时活塞离汽缸底的 为-273.15℃. 高度为10cm,如果缸内空气温度缓慢降至 ③特点：连接图像中的某点与（一273.15℃， 0℃. 0),连线的斜率越大，压强越小 [例1]如图甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B变为状态C的V-T图像，已知 气体在状态A时的压强是1.5×105Pa. 试探究：(1)在变化过程中气体发生的是什 tV/m tpl(×105Pa) 2.0 么变化？ 0.6 1.5 0.4 1.0 (2)此时活塞到缸底的距离是多大？ 0.5 0 TA300400T/K 0100200300400T/K 甲 乙 (1)说出A→B过程中压强变化的情形，并 根据图像提供的信息，计算图中T4的值； (2)请在图乙所示坐标系中，作出由状态A 经过状态B变为状态C的p-T图像，并在图 像相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算 ◆[探究归纳] 才能确定有关坐标值，请写出计算过程， 1.盖一吕萨克定律的适用范围 思路点拨：(1)在根据图像判断气体的状态变 压强不太大，温度不太低.原因同查理定律。 化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其 次根据图像的形状判断各物理量的变化规律」 2.公式变式 (2)在气体状态变化的图像中，图线上的一 个点表示一定质量气体的一个平衡状态，一 所以av-,aT-兴1， 个线段表示气体状态变化的一个过程. 3.等压线 (1)V-T图像 ①意义：反映了一定质量的气体在等压变 化中体积与热力学温度T成正比的关系. ②图像：过原点的倾斜直线. ③特点：斜率越大，压强越小、 ·45· 物理·选择性必修第三册 [规律方法] 1.2p 1.1po (1)从图像中的某一点（平衡状态）的状态参 Po 0.9p0 量开始，根据不同的变化过程.先用相对 V 00.9V。V。1.1V1.2o 应的规律计算出下一点（平衡状态）的状 甲 乙 态参量，逐一分析计算出各点的卫、V、T. (1)求活塞刚到达B处时的温度TB; (2)根据计算结果在图像中描点，连线作出 (2)求缸内气体最后的压强； 个新的图线，并根据相应的规律逐一检查 (3)在图乙中画出整个过程的V图线， 是否有误. (3)图像特点：少己图像少T图像、VT图像 过原点，在原点附近都要画成虚线. ◆[跟踪训练] [训练角度1]对等压变化的理解 探究2 气体的等容变化 1.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变 ◆[探究导引口 时，体积增大到原来的两倍，则下列说法正 在炎热的夏天，打足气的自行车轮胎在日光 确的是 的暴晒下有时会胀破，忽略轮胎体积变化， A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 试探究： B.气体的热力学温度升高到原来的两倍 (1)气体发生的是什么变化？ C温度每升高1K休积增加是原来的录 (2)请解释原因. D.体积的变化量与温度的变化量成正比 [训练角度2]盖一吕萨克定律应用 2.如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活 塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装 置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸 的容积为V。,A、B之间的容积为0.2V。.开 始时活塞在A处，温度为87℃，大气压强 为。，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至 活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度 不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移 动到B,然后再缓慢降低汽缸内气体的温 度，直到一3℃. ·46· 第二章气体、固体和液体 ◆汇探究归纳] 思路点拨：(1)玻璃泡A的容积不变，是等 1.查理定律的适用条件 容变化 压强不太大，温度不太低的情况.当温度较 (2)找到初、末状态的p,、T,根据查理定律 低，压强较大时，气体会液化，定律不再 可求出刻度线的位置 适用 2.公式变式 会，气=等或0-， △T=T. 3.等容线 (1)p-T图像 ①意义：反映了一定质量的气体在等容变 化中，压强力与热力学温度T成正比的 关系 ②图像：过原点的倾斜直线」 汇规律方法] ③特点：斜率越大，体积越小. 利用查理定律解题的一般步骤 (2)pt图像 (1)确定研究对象，即被封闭的气体. ①意义：反映了一定质量的气体在等容变 :(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合 化中，压强p与摄氏温度t的线性关系. 定律成立条件，即是不是初、末态的质量 ②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点 和体积保持不变. 为-273.15℃. (3)确定初、末两个状态的温度、压强. ③特点：连接图像中的某点与(-273.15℃，0) (4)按查理定律公式列式求解，并对结果进行 连线的斜率越大，体积越小 讨论 [例2]有人设计了一种测温装 置，其结构如图所示，玻璃泡A ◆[跟踪训练] 内封有一定量气体，与A相连 [训练角度1]查理定律的理解 的B管插在水银槽中，管内水 3.(多选)一定质量的气体在体积不变时，下列 银面的高度x即可反映泡内气 有关气体的状态变化的说法正确的是 ( 体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻 A.温度每升高1℃，压强的增量是原来压 度直接读出.设B管的体积与A玻璃泡的 体积相比可忽略不计.在1标准大气压下对 温的品 B管进行温度刻度(1标准大气压相当于 B.温度每升高1℃，压强的增量是0℃时压 76cmHg的压强，等于101kPa).已知当温 度t1=27℃时，管内水银面高度x=16cm, 凳的品 此高度即为27℃的刻度线，t=0℃的刻度 C.气体的压强和热力学温度成正比 线在何处？ D.气体的压强和摄氏温度成正比 ·47· 物理·选择性必修第三册 [训练角度2]查理定律的应用 ◆汇探究归纳] 4.有一上端开口、竖直放置的玻璃管， 1.理想气体状态方程与气体实验定律 管中有一段15cm长的水银柱将一些 PiVP:V 空气封闭在管中，如图所示，此时气 T 体的温度为27℃.当温度升高到 T1=T2时，pV1=2V,(玻意耳定律) 30℃时，为了使气体体积不变，需要再注入 ,-v,时会- S/ (查理定律) 长度为多少水银？（设大气压强为。= 75cmHg且不变，水银密度o=13.6g/cm3) 户一：时，号-片（盖一昌肤克定律） 由此可见，三个气体实验定律是理想气体状 态方程的特例。 2.理想气体状态变化的图像 一定质量的理想气体的状态参量、V、T可以 用图像上的点表示出来，用点到点之间的连线 表示气体从一个平衡态（与点对应）到另一个 平衡态的变化过程.利用图像对气体状态、状 态变化及规律进行分析，是常用的方法， (1)利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质 究3理想气体的状态方程 量、不同温度的两条等温线，不同体积的两条 ◆[搽究导引] 等容线，不同压强的两条等压线的关系 在电视上同学们或许看到过有人乘坐热气 例如：如图甲所示，V1对应的虚线为等容 球在蓝天翱翔的画面，其中的燃烧器时而喷 出熊熊烈焰，巨大的气球缓慢上升.如果有 线，A、B是与T1、T2两线的交点，可以认 朝一日你乘坐热气球在蓝天旅行探险，那将 为从B状态通过等容升压到A状态，温度 是一件有趣而刺激的事情.热气球为什么能 必然升高，所以T2>T1 升空？请探究其中的原理， 甲 又如图乙所示，T,对应的虚线AB为等温 线，从B状态到A状态压强增大，体积一 定减小，所以V2<V· DA 乙 ·48· 第二章气体、固体和液体 (2)一定质量理想气体的图像 [例3]如图所示，汽缸竖直放 ①等温变化 置，汽缸内活塞的质量为m= a.T一定时，在p-V图像中，等温线是一 气体 0.2kg,横截面积S=1cm.开 簇双曲线，图像离坐标轴越远，温度越高， 始时，汽缸内被封闭气体的压强1=2× 如图甲所示，T2>T· 105Pa,温度T,=480K,活塞到汽缸底部的 距离H1=12cm.拔出销钉K后，活塞无摩 擦上滑，当它达到最大速度时，缸内气体的 温度为300K.设汽缸不漏气，求此时活塞 甲 距汽缸底部的距离H,为多大？（大气压强 b.T一定时，在p是图像中，等温线是延 p=1.0×105Pa) [思路点拨]活塞向上做的是加速度逐渐 长线过坐标原点的直线，直线的斜率越大， 减小的加速运动，速度最大时加速度应为 温度越高，如图乙所示 零，从而求出气体此时的压强，这是解答本 ②等压变化 题的关键. a.p一定时，在V-T图像中，等压线是一簇 延长线过坐标原点的直线，直线的斜率越 大，压强越小，如图甲所示」 P2 P2>P1 -273.15 t/0 甲 乙 b.p一定时，在Vt图像中，等压线与t轴的 汇规律方法 交点总是一273.15℃，是一条倾斜的直线，纵 理想气体状态变化时注意转折点的确定 截距表示0℃时气体的体积，如图乙所示 转折点是两个状态变化过程的分界点，挖掘 ③等容变化 隐含条件，找出转折点是应用理想气体状态 a.V一定时，在T图像中，等容线为一簇 方程解决气体状态变化问题的关键。 延长线过坐标原点的直线，直线的斜率越 ◆[跟踪训练] 小，体积越大，如图甲示 [训练角度1]理想气体状态方程的理解 5.(多选)一定质量的理想气体，初始状态为 p、V、T,经过一系列状态变化后，压强仍为 V>V p,则下列过程中不可实现的是 -273.150 t/℃ 甲 乙 A.先等温膨胀，再等容降温 b.V一定时，在pt图像中，等容线与t轴的 B.先等温压缩，再等容降温 交点是一273.15℃，是一条倾斜的直线，纵截 C.先等容升温，再等温压缩 距表示气体在0℃时的压强，如图乙所示. D.先等容降温，再等温压缩 ·49· 物理·选择性必修第三册 [训练角度2]理想气体状态变化的图像 ◆汇探究归纳] 6.一定质量的气体，在状态变化过程中的T 1.玻意耳定律 图像如图所示，在A状态时的体积为V。,试 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温 画出对应的VT图像和p-V图像（标注字 度保持不变时，体积减小，压强增大；体积 母和箭头). 增大，压强减小. (2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不 3n, 变.体积越小，分子的数密度越大，单位时 间内撞到单位面积器壁上的分子数就越 多，气体的压强就越大，如图所示. 0 To 2To 3To T 体积大 体积小 2.盖一吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压 强不变时，温度升高，体积增大；温度降低， 体积减小. (2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞 究4气体实验定律的微观解释 击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需 ◆[探究导引门 影响压强的另一个因素，即分子的数密度减 中央电视台在《科技之光》栏目中曾播放过 小，所以气体的体积增大，如图所示， 这样一个节目：把液氮倒入饮料瓶中，马上 盖上瓶盖并拧紧，人立刻撤离现场，一会儿 饮料瓶爆炸，你能解释一下原因吗？ 0。 低温 高温 3.查理定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体 积保持不变时，温度升高，压强增大；温度 降低，压强减小. (2)微观解释：体积不 变，则分子的数密 度不变，温度升高， 66 分子平均动能增 低温 高温 大，分子撞击器壁 单位面积的作用力变大，所以气体的压强 增大，如图所示 ·50· 第二章气体、固体和液体 [例4幻在一定的温度下，一定质量的气体体积 [创新拓展提素 减小时，气体的压强增大，这是由于( 拔火罐 A.单位体积内的分子数增多，单位时间内 拔罐是以罐为工具，利用燃火、抽气等方 分子对器壁碰撞的次数增多 法产生负压，使之吸附于体表，造成局部瘀血， B.气体分子的数密度变大，分子对器壁的 以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散 吸引力变大 寒等作用的疗法.拔罐疗法在中国有着悠久的 C.每个气体分子对器壁的平均撞击力都 历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病 变大 方》中就有关于“角法”的记载，角法就类似于 D.气体密度增大，单位体积内分子质量 后世的火罐疗法.而国外古希腊、古罗马时代 变大 也曾经盛行拔罐疗法. 思路点拨：(1)影响气体压强的原因是分子 [典例展示]“拔火罐”是我国传统医学的一 的平均动能和单位体积的分子个数， 种治疗手段.操作时，医生用点燃的酒精棉 (2)温度是分子平均动能的标志，体积决定 球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐 分子的数密度. 倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴 [尝试解答] 在皮肤上（如图）.设加热后小罐内的空气温 汇规律方法] 度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为 (1)宏观量温度的变化对应着微观量分子动 标准大气压，小罐开口部位的直径请按照片 能平均值的变化.宏观量体积的变化对应 中的情境估计.当罐内空气变为室温时，小 着气体分子的数密度的变化， 罐对皮肤的压力大概有多大？不考虑因皮 (2)压强的变化可能由两个因素引起，即分子 肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响. 热运动的平均动能和分子的数密度，可以 根据气体变化情况选择相应的实验定律 加以判断 ◆[跟踪训练] 7.(多选)对于一定质量的气体，当它的压强和 体积发生变化时，以下说法正确的是( A.压强和体积都增大时，其分子平均动能 不可能不变 B.压强和体积都增大时，其分子平均动能 有可能减小 C.压强和体积都增大时，其分子的平均动 能一定增大 D.压强增大，体积减小时，其分子平均动能 一定不变 ·51· 物理·选择性必修第三册 课堂自测。夯基础 1.(气体的等容变化)对于一定质量的气体，在 4.(理想气体状态变化的图像) 体积不变时，压强增大到原来的2倍，则气 如图所示，a、b、c三点表示一 2 体温度的变化情况是 定质量理想气体的三个状 0 123V A.气体的摄氏温度升高到原来的2倍 态，则气体在a、b、c三个状态的热力学温度 B.气体的热力学温度升高到原来的2倍 之比是 () C.气体的摄氏温度降为原来的一半 A.1:1:1 B.1:2:1 D.气体的热力学温度降为原来的一半 C.3:4:3 D.1:2:3 2.(等压变化的pt图像)如图所示为0.3mol 5.(理想气体状态方程的应用)房间的容积为 的某种气体的压强和温度关系的t图线， 20m3,在温度为7℃、大气压强为9.8×104Pa ,表示标准大气压，则在状态B时气体的 时，室内空气质量是25kg.当温度升高到 体积为 ( 27℃，大气压强变为1.0×10Pa时，室内 AP 空气的质量是多少？ A B -273 0127227/℃ A.5.61 B.3.2L C.1.2L D.8.4L 3.(理想气体状态方程的理解)（多选）关于理 想气体的状态变化，下列说法中正确的是 ) ( 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.一定质量的气体由状态1变化到状态 2时，一定满足方程Y-V 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 C温馨提 4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半 学习至此，请完成配套训练 ·52·