2.3.2 气体的等压变化和等容变化 学案-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理导学案聚焦气体等容变化，核心内容包括查理定律的表达式、适用条件及p-T、p-t图像分析，通过目标一（20分钟基础规律学习）与目标二（15分钟图像问题探究）衔接，构建从规律理解到图像应用的学习支架。 资料亮点在于结合例题、变式题及实际情境练习（如温度报警装置），强化科学推理与模型建构，当堂检测及时反馈，助力学生掌握规律和图像分析，提升科学思维与问题解决能力，便于教师教学评估。

献县求实高级中学高二物理 主备人：马帅 校对人：高二物理组 教研日期：4.13 使用日期：4.21 2.3.2 气体的等压变化和等容变化 第二课时学案 【学习目标】 1.掌握气体的等容变化的内容、表达式及适用条件 2.掌握气体的等容变化的图像问题 目标一：气体的等容变化（20min） 1．等容变化 一定质量的某种气体在体积不变时压强随温度的变化叫作等容变化。 2．查理定律 (1)内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强与热力学温度成正比。 (2)表达式：p＝CT或＝C ＝ 或 ＝ 3．等容过程的p－T和p－t图像 图像说明： (1)等容变化的p－T图像是延长线过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1_<_V2，即体积越大，斜率越小。 (2)等容变化的p－t图像是延长线过横轴_－273.15_ ℃的倾斜直线，如图乙所示，且斜率越大，体积越小，图像纵轴的截距p0为气体在_0_℃_时的压强。 4．查理定律的适用条件 (1)气体质量一定，体积不变。 (2)(实际)气体的压强不太大(小于几个标准大气压)，温度不太低(不低于零下几十摄氏度)。 5．利用查理定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭的气体。 (2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立的条件，即是否是质量和体积保持不变。 (3)确定初、末两个状态的温度、压强。 (4)按查理定律公式列式求解，并对结果进行讨论。 6．查理定律的重要推论 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之间的关系为Δp＝p。 【例2】某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m2，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m2.随后，又经过等容过程，温度变为400K，求此时气体的压强。 【变式2】在密封容器中装有某种气体，在体积不变时，温度由50 ℃加热到100 ℃，气体的压强变化情况是（　　） A．气体的压强变为原来的2倍 B．气体的压强比原来增加了 C．气体的压强变为原来的 D．气体的压强比原来增加了 【练习2】某校物理兴趣小组利用压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理示意图如图所示，导热良好的圆柱形容器竖直放置，用横截面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞质量和厚度，容器内壁光滑。初始时气体的温度T0=300K，活塞与容器底的距离h0=45cm，活塞上方d=3cm处有一压力传感器制成的卡口，压力传感器连接报警器。随着环境温度缓慢升高，当容器内气体的温度达到T=400K时刚好触发报警器工作。已知大气压强恒为p0，求： （1）活塞刚接触卡口时容器内气体的温度T1； （2）报辔器刚好被触发工作时容器内气体的压强p； （3）报警器刚好被触发工作时压力传感器受到压力的大小FN。    目标二：等容变化的图像问题（15min） 1.一定质量的某种气体，在等容变化过程中 (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，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃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。 2.其他的理想气体图像问题 名称 图像 特点 其他图像 等 温 线 p-V pV=CT(C为常量)，即p与V的乘积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远 p- p=，斜率k=CT，即斜率越大，对应的温度越高 等 容 线 p-T p=T，斜率k=，即斜率越大，对应的体积越小 等 压 线 V-T V=T，斜率k=，即斜率越大，对应的压强越小 【例2】如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断错误的是（    ） A．A→B过程温度升高，压强不变 B．B→C过程体积不变，压强变小 C．B→C过程体积不变，压强不变 D．C→D过程体积变小，压强变大 【变式2】（多选）一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．过程中，气体压强增大，体积不变 B．过程中，气体压强增大，体积变大 C．过程中，气体体积增大，压强减小 D．过程中，气体压强不变，体积增大 【练习2】如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p−T图像，已知气体在状态C时的体积是6L，则： （1）问A到B、B到C、C到D分别属于什么变化（等温变化、等压变化、等容变化）； （2）求状态A时的体积。    【当堂检测】（5min） 1．一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，则（　　） A．气体的温度降低，压强一定变小 B．气体的温度升高，压强可能变小 C．气体的温度降低，压强一定变大 D．气体的温度变化时，压强可能不变 【板书设计】 1.气体的等容变化：一定质量的某种气体在_体积不变_时压强随温度的变化叫作等容变化。 表达式：p＝CT 或 ＝ 。 2.等容变化图像问题：气体压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，体积越大，斜率越小。 学案 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $