第2章 3.第2课时 理想气体 气体实验定律的微观解释-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理课件聚焦理想气体概念、状态方程及气体实验定律的微观解释，通过理想模型（质点、点电荷等）情境导入，引导学生思考气体实验定律适用条件，搭建从已有模型到理想气体的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于结合情境导入、易错辨析和例题解析（如汽缸竖直放置问题），以科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究（问题情境）为核心，帮助学生深化物理观念，教师可借助系统资源提升教学效率，助力学生理解抽象概念与实际应用的联系。

第2课时　理想气体　气体实验定律的微观解释 1.知道理想气体的概念。 2.理解理想气体的状态方程，并会用来解决有关问题。 3.能从微观角度解释三个气体实验定律。 学习目标 01 知识点一 理想气体 02 知识点二 气体实验定律的微观解释 目 录 03 随堂演练 04 课时作业 01 PART 知识点一 理想气体 目 录 情境：为了研究问题方便，物理学中往往引入理想模型的概念。 问题：（1）物理学中引入质点、点电荷、单摆、弹簧振子、理想变压器 等理想模型，对研究物理问题有什么好处？ 提示：抓住研究对象的主要特征，忽略次要因素，对研究对象进行理想化 抽象。运用这种方法，人们就可以用模型来表示研究对象，使得研究变得 简单、有效，从而便于人们去认识和把握问题的本质。 物理·选择性必修第三册 目 录 （2）气体实验定律对任何气体都适用吗？为什么要引入理想气体的概 念？ 提示：气体实验定律只在压强不太大、温度不太低的条件下，理论结果才 与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定 律，引入了理想气体的概念。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 理想气体 （1）理想气体：在 温度、 ⁠压强下都遵从气体实验定律 的气体。 （2）理想气体与实际气体 实际气体在温度不低于 、压强不超过 ⁠ 时，可以当成理想气体来处理。 任何　 任何　 零下几十摄氏度　 大气压的几 倍　 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 理想气体的状态方程 （1）内容：一定 的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个 状态时，压强p跟体积V的乘积与 之比保持不变。 （2）表达式： ⁠。 （3）成立条件：一定 的理想气体。 质量　 热力学温度T　 ＝C　 质量　 物理·选择性必修第三册 目 录 【易错辨析】 （1）理想气体作为一种理想化模型，不能完全忽略分子本身体积和分子 间的相互作用。 （　×　） （2）常温常压下，大多数实际气体都可近似看作理想气体。 （　√　） （3）在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，把实 际气体当成理想气体来处理，误差很小。 （　√　） × √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 理想气体的特点 （1）严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。 （2）理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子 可视为质点。 （3）理想气体分子除碰撞外，无相互作用的分子引力和斥力，故无分子 势能，理想气体的内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想 气体的内能只与温度有关。 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 理想气体状态方程＝C的理解 （1）成立条件：一定质量的理想气体。 （2）公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量p、V、T 无关。 （3）应用方程时，温度T必须是热力学温度，公式中压强p和体积V单位必 须统一，但不一定是国际单位制中的单位。 （4）理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝⇒ 物理·选择性必修第三册 目 录 【例1】　（理想气体状态方程应用）如图甲所示，一导热性能良好、内 壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为S＝2×10－3 m2、质量为m＝4 kg、厚 度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之 间的距离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环， 气体的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa。现将汽缸竖直放置，如图 乙所示，取g＝10 m/s2。求： （1）活塞与汽缸固定连接卡环之间的距离； 答案：16 cm 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：汽缸水平放置时 p1＝p0＝1×105 Pa T1＝300 K V1＝24 cm×S＝4.8×10－4 m3 当汽缸竖直放置时 p2＝p0＋＝1.2×105 Pa T2＝T1＝300 K V2＝HS 根据玻意耳定律有 p1V1＝p2V2 解得H＝20 cm 所以活塞与汽缸固定连接卡环之间的距离为16 cm。 物理·选择性必修第三册 目 录 （2）加热到525 K时封闭气体的压强。 答案： 1.2×105 Pa 解析：解法一：假设加热到T3时，活塞恰好到达卡环处 p3＝p2＝p0＋＝1.2×105 Pa V3＝36 cm×S＝7.2×10－4 m3 根据盖－吕萨克定律有＝ 解得T3＝540 K 所以加热到525 K时，活塞未到达卡环处，加热过程气体做等压变化，所 以此时气体的压强p4＝p3＝1.2×105 Pa。 物理·选择性必修第三册 目 录 解法二：假设加热到T3，活塞恰好到达卡环处 p3＝p0＋＝1.2×105 Pa V3＝36 cm×S＝7.2×10－4 m3 由理想气体状态方程得 ＝ 解得T3＝540 K。 由于525 K＜540 K，活塞未到达卡环处，所以此时气体的压强p4＝p3＝ 1.2×105 Pa。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 〔多选〕下列对理想气体的理解，正确的有（　　） A. 理想气体实际上并不存在，只是一种理想化模型 B. 只要气体压强不是很高就可视为理想气体 C. 一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D. 在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律 解析：理想气体是一种理想化模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体。理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，选项A、D正确，B错误；一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，选项C错误。 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 如图所示，a、b、c三点表示一定质量理想气体的三个状态，则气体在 a、b、c三个状态的热力学温度之比是（　　） A. 1∶1∶1 B. 1∶2∶1 C. 3∶4∶3 D. 1∶2∶3 解析：　根据理想气体状态方程＝C可知，T∝pV，所以Ta∶Tb∶Tc＝ （paVa）∶（pbVb）∶（pcVc）＝3∶4∶3。故C正确。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 02 PART 知识点二 气体实验定律的微观解释 目 录 1. 玻意耳定律的微观解释 一定质量的某种理想气体， 保持不变时，分子的平均动能是一定 的。体积减小时，分子的数密度 ，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 。（后两空选填“增大”或 “减小”） 2. 盖－吕萨克定律的微观解释 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 ，使分子的数密度 ，才能保持压强 ⁠ 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 温度　 增大　 增大　 增大　 增大　 减小　 不 变　 物理·选择性必修第三册 目 录 3. 查理定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温 度升高时，分子的平均动能 ，气体的压强就 。（均选填 “增大”或“减小”） 增大　 增大　 物理·选择性必修第三册 目 录 【例2】　（气体实验定律的微观解释）如图所示，一定质量的理想气体 由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则（　　） A. 气体的平均动能不变 B. 气体的内能增加 C. 气体分子的数密度减小 D. 气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：从p-V图像中的AB图线看，气体由状态A到状态B为等容升压变 化，根据查理定律，一定质量的理想气体，当体积不变时，压强跟热 力学温度成正比，由A到B是压强增大，温度升高，分子平均动能增 加，故A错误；理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，内能 增加，故B正确；气体体积不变，气体分子的数密度不变，温度升高， 气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰 撞的次数增加，故C、D错误。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 在一定的温度下，一定质量的理想气体体积减小时，气体的压强增大， 这是由于（　　） A. 单位体积内的分子数增多，单位时间内、单位面积上分子对器壁碰撞 的次数增多 B. 气体分子的数密度变大，分子对器壁的吸引力变大 C. 每个气体分子对器壁的撞击力都变大 D. 气体密度增大，单位体积内分子质量变大 解析：气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，对器壁的平均撞击力不变；体积减小，单位体积内的分子数目增多，气体压强增大。故A正确。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 〔多选〕两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体，已知 容器中气体的压强不相同，则下列判断正确的是（　　） A. 压强小的容器中气体的温度比较高 B. 压强大的容器中气体单位体积内的分子数比较少 C. 压强小的容器中气体分子的平均动能比较小 D. 压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：两个相同的容器分别装有等质量的同种气体，说明它们所含的分子总数相同，即分子数密度相同，B错误；压强不同，一定是因为两容器中气体分子平均动能不同造成的，压强小的容器中分子的平均动能一定较小，温度较低，故A错误，C正确；压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大，故D正确。 物理·选择性必修第三册 目 录 03 PART 随堂演练 目 录 1. （理想气体）〔多选〕关于理想气体的认识，下列说法正确的是（　　） A. 它是一种能够在任何条件下都严格遵守气体实验定律的气体 B. 它是一种从实际气体中忽略次要因素简化抽象出来的理想模型 C. 在温度不太高、压强不太小的情况下，气体可视为理想气体 D. 被压缩的气体，不能视为理想气体 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：气体分子大小和分子间相互作用力忽略不计，不计气体分子与器壁碰撞的动能损失，这样的气体称为理想气体。它是理论上假想的一种把实际气体的性质加以简化的气体。理想气体在任何情况下都严格遵守气体实验定律，也就是说，实际气体并不严格遵循这些定律，只有在温度不太低、压强不太大时才可近似处理。一般可认为温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时的气体为理想气体，故A、B正确，C、D错误。 物理·选择性必修第三册 目 录 2. （理想气体的内能）关于理想气体的内能，下列说法正确的是（　　） A. 理想气体存在分子势能 B. 理想气体的内能是分子平均势能和平均动能的总和 C. 一定质量的理想气体内能仅跟体积有关 D. 一定质量的理想气体内能仅跟温度有关 解析：理想气体就是设想为分子间不存在相互的作用力，而分子势能就是因分子之间的相互作用力而具有的能，假设没有作用力了，那么也就不存在分子势能了，A错误；理想气体没有分子势能，B错误；一定质量的理想气体的内能仅跟温度有关，C错误，D正确。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 3. （气体实验定律的微观解释）〔多选〕如图，绝热汽缸竖直放置，质量 为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。现在通过电热丝缓慢加 热汽缸内的气体，不计一切摩擦，大气压强恒定，活塞始终未从汽缸中滑 出，经过一段时间，关于汽缸内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 气体的压强增大 B. 气体的体积增大 C. 气体的内能增大 D. 气体分子的平均动能增大 √ √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：因大气压强恒定，所以汽缸内的气体在被缓慢加热过程中做等压变化，气体的体积增大，故A错误，B正确；因汽缸内气体体积增大，根据盖－吕萨克定律可知不变，所以气体温度升高内能增大，气体分子的平均动能增大，故C、D正确。 物理·选择性必修第三册 目 录 4. （理想气体状态方程）内径较小且均匀的L形直角细玻璃管，一端封 闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量的空气封存在封闭端内，空 气柱长4 cm，水银柱高58 cm，进入封闭端水银柱长2 cm，如图所示，温度 是87 ℃，大气压强为75 cmHg，求： （1）在如图所示位置空气柱的压强p1； 答案：133 cmHg　 解析：根据题意，由题图可知，封闭气体的压强为p1＝p0＋ph＝（75＋58）cmHg＝133 cmHg。 物理·选择性必修第三册 目 录 （2）在如图所示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，温度必须降低到多 少摄氏度？ 答案：－5 ℃ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：根据题意，设玻璃管的横截面积为S，温度降低到t，对空气柱，初态 有p1＝133 cmHg， V1＝4S（cm3），T1＝（273＋87）K＝360 K 末态有p2＝p0＋ph'＝（75＋57）cmHg＝132 cmHg，V2＝3S（cm3），T2＝ （273＋t）K 由理想气体状态方程有＝ 代入数据解得t≈－5 ℃。 物理·选择性必修第三册 目 录 课堂小结 物理·选择性必修第三册 目 录 04 PART 课时作业 目 录 知识点一　理想气体 1. 〔多选〕对于一定质量的理想气体，下列过程可能发生的是（　　） A. 气体的温度变化，但压强、体积保持不变 B. 气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化 C. 气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化 D. 气体的温度、压强、体积都发生变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：根据理想气体状态方程＝C，可知气体的温度变化，压强和体积至少有一个物理量也变化，故A错误；气体的温度、压强保持不变，则体积也保持不变，故B错误；气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化，但压强和体积的乘积不变，故C正确；气体的温度、压强、体积可以都发生变化，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 关于气体的状态变化，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. 任何气体由状态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，则气体可能压强减半，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，则气体可能体积加倍，热 力学温度减半 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：一定质量的理想气体当压强不变时，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，故A错误；理想气体状态方程成立的条件为气体可看作理想气体且质量不变，故B错误；由理想气体状态方程＝C可知，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 3. 有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可行的办法是（　　） A. 保持气体体积一定，升高温度 B. 保持气体的压强和温度一定，增大体积 C. 保持气体的温度一定，增大压强 D. 保持气体的压强一定，升高温度 解析：　由ρ＝可知，ρ减小，V增大，又由＝C可知A、B、C项错 误，D项正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 4. 湖底温度为7 ℃，有一球形气泡从湖底升到水面时（气体质量恒定）， 其直径扩大为原来的2倍。已知水面温度为27 ℃，大气压强p0＝1×105 Pa，水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，重力加速度取g＝10 m/s2，气泡内气体为 理想气体，则湖水深度约为（　　） A. 65 m B. 55 m C. 45 m D. 25 m √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　以气泡内的气体为研究对象，初状态p1＝p0＋ρ水gh，V1＝π ＝V，T1＝（273＋7）K＝280 K，末状态p2＝p0，V2＝π＝8V，T2＝ （273＋27）K＝300 K，由理想气体状态方程得 ＝ ，代入数据解得 h≈65 m，故A正确，B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 5. 如图所示为一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的 活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，当在活塞下方注入一定 质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为T'时，气柱的高为 （活塞与圆筒间摩擦不计）（　　） A. B. C. h D. h √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　设弹簧的劲度系数为k，当气柱高为h时，弹簧弹力F＝kh，由此 产生的压强p＝＝（S为容器的横截面积）。取封闭的气体为研究对象， 初状态为，末状态为，由理想气体状态方程得 ＝，则h'＝h，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 知识点二　气体实验定律的微观解释 6. 一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气 体分子数为n，则（　　） A. p增大，n一定增大 B. T减小，n一定增大 C. 增大时，n一定增大 D. 增大时，n一定减小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　只有p或T变化，不能得出体积的变化情况，无法判断单位体积 内的气体分子数n的变化情况，A、B错误；增大时，V一定减小，单位体 积内的气体分子数n一定增大，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 7. 〔多选〕一定质量的理想气体的p-V图像如图所示，若其状态为 A→B→C→A，且A→B为等容变化，B→C为等压变化，C→A为等温变化， 则气体在A、B、C三个状态时（　　） A. 单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nC B. 气体分子的平均速率vA＞vB＞vC C. 气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA＞FB＝FC D. 气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数NA＞ NB，NA＞NC √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：由题图可知，B→C气体的体积增大，单位体积内气体的分子数减小，A错误；C→A为等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错误；B→C为等压变化，pB＝pC，则气体分子对器壁产生的平均作用力，FB＝FC，由题图知，pA＞pB，则FA＞FB，C正确；A→B为等容降压过程，单位体积内气体的分子数不变，温度降低，NA＞NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，单位体积内气体的分子数增大，应有NA＞NC，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 8. 一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，则（　　） A. 从状态c到状态a，压强先减小后增大 B. 整个过程中，气体在状态b时压强最大 C. 状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态 时多 D. 在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比随 气体分子速率的变化曲线的图像中，状态c时的图像的峰 值比状态a时的图像峰值大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　由理想气体状态方程＝C，可得V＝T，可知 V-T图像的斜率大小与压强大小成反比，如图所示，a'O和 b'O分别是这个图的两条切线，其斜率分别是最大斜率和 最小斜率，从状态c到状态a，斜率先增大后减小，可知压强先减小后增大，故A正确；由图可知整个过程中，b'的斜率最小，则气体在状态b'时压强最大，故B错误；同理可知气体在状态b时的压强大于在状态d时的压强，由压强的微观意义可知状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态b时少，故C错误；状态c对应的温度高于状态a，因此在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比图像中，状态c时的图像峰值比状态a时的图像峰值小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 9. 〔多选〕在一次科学晚会上，某老师表演了一个 “马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接 了铁钩的不锈钢碗，在一个碗内烧了一些纸，然后 迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇冷水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开，如图所示。当两边的人各增加到5人时，恰能把碗拉开。已知碗口的面积约为400 cm2，环境温度为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa，每人平均用力为200 N。假设实验过程中碗不变形，也不漏气。绝对零度为－273 ℃，下列说法中正确的是（　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 A. 浇水过程中不锈钢碗内的气体压强逐渐增大 B. 碗快要被拉开时，碗内封闭气体压强约为2.5×104 Pa C. 不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度约为127 ℃ D. 浇水过程中不锈钢碗内气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减少 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度，温度降低，体积不变，由＝C知，压强减小，分子平均动能减小，平均速度减小，不锈钢碗内气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减少，故D正确，A错误；每人平均用力为200 N，则快要被拉开时，对单边一个碗受力分析得pS＋5F＝p0S，解得p＝7.5×104 Pa，故B错误；对碗内气体分析，气体做等容变化，＝，T＝300 K，解得T0＝400 K，t＝（400－273）℃＝127 ℃，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 10. 如图所示为上端开口的“凸”形玻璃管，管内有一部分水银柱密封一 定质量的理想气体，细管足够长，粗、细管的横截面积分别为S1＝4 cm2、 S2＝2 cm2，密封的气体柱长度为L＝20 cm，水银柱长度h1＝h2＝5 cm，封 闭气体初始温度为67 ℃，大气压强p0＝75 cmHg。 （1）求封闭气体初始状态的压强； 答案：85 cmHg　 解析：封闭气体初始状态的压强 p＝p0＋ρg（h1＋h2）＝85 cmHg。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 （2）若缓慢升高气体温度，升高至多少时方可将所有水银全部压入细 管内？ 答案：450 K 解析：封闭气体初始状态的体积为V＝LS1＝80 cm3 温度T＝（67＋273）K＝340 K 水银刚全部压入细管时水银柱的高度为15 cm，此时封闭气体压强 p1＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg 气体体积为V1＝（L＋h1）S1＝100 cm3 由理想气体状态方程得＝ 解得T1＝450 K。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 11. 如图所示，圆柱形汽缸A中用质量为2m的活塞封闭有一定质量的理想 气体，温度为27 ℃，汽缸中活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m的重物，稳 定时活塞与汽缸底部的距离为h，现在重物上加挂质量为的小物体，已知 大气压强为p0，活塞横截面积为S，m＝，不计一切摩擦，T＝273 K＋ t，求当气体温度升高到37 ℃且系统重新稳定后，封闭气体的压强和重物 下降的高度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 答案：p0　0.24h 解析：初状态下，设封闭气体的压强为p1，以活塞为研究对象，由p1S＋mg ＝p0S＋2mg，可得p1＝2p0，又V1＝hS，T1＝300 K 末状态下，设封闭气体的压强为p2，以活塞为研究对象，有p2S＋mg＝p0S ＋2mg， 解得p2＝p0 又V2＝（h＋Δh）S，T2＝310 K 根据理想气体状态方程得＝ 联立解得Δh＝0.24h。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 12. 如图所示，绝热封闭汽缸内有一厚度不计的绝热活塞，将缸内的理想 气体分成了体积相等的A、B两部分。初始时两部分气体的温度均为T0、压 强均为p0、体积均为V0，活塞与汽缸内壁间无摩擦且不漏气。现通过电热 丝对A部分气体缓慢加热，停止加热且稳定后B部分气体体积变为原来的四 分之三，此时B部分气体的温度为T1，求： （1）升温后，A部分气体的压强为多大； 答案：p0　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：升温后A、B部分气体压强相同，设为p1，对B部分气体研究， 根据理想气体状态方程＝ 代入得p1＝p0 则升温后，A部分气体的压强为p0。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 （2）升温后，A部分气体的温度为多少。 答案： 解析：设升温后A部分气体温度为T2，则＝ 代入得T2＝T1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第三册 目 录 $