2.3 课题1 盖－吕萨克定律和查理定律 课件 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦气体的等压变化（盖-吕萨克定律）和等容变化（查理定律），通过“烧水响水不开”“拔火罐”等生活实例导入，衔接气体状态参量基础，以问题链引导学生从定律内容、微观解释到图像分析逐步深入，搭建阶梯式学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学态度，通过微观分子运动解释定律（科学推理），结合p-T与V-T图像对比建构模型（模型建构），检测题涵盖简易气温计等实际应用（社会责任）。采用“阅读-讨论-例题-反馈”教学法，助力学生深化物理观念，教师可直接用于课堂互动与分层教学。

第二章 气体、固体和液体 第3节　气体的等压变化和等容变化 课题1　盖－吕萨克定律和查理定律 内容索引 学习目标 活动方案 检测反馈 学 习 目 标 内容索引 1．理解盖－吕萨克定律及其图像． 2．理解查理定律及其图像． 3．理解p－T图像与V－T图像的区别． 内容索引 活 动 方 案 内容索引 活动一：理解盖－吕萨克定律 阅读教材“气体的等压变化”部分，回答下列问题： 1．写出盖－吕萨克定律的内容及表达式． 内容索引 2．如何用图像表示气体压强一定时，气体体积与温度的关系？画出图像并说明图像的意义． 【答案】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的图线是过原点的倾斜直线，如右图所示，p1＜p2，即压强越大，斜率越小． 内容索引 3．试从微观的角度解释盖－吕萨克定律． 【答案】一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的，要保持压强(p)不变，当温度(T)升高时，全体分子运动的平均速率(v)会增加，那么单位体积内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小． 内容索引 4．如图所示，两端开口的汽缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在汽缸内无摩擦滑动．面积分别为S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M＝2 kg的重物C连接，静止时汽缸中的气体温度T1＝600 K，汽缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0＝1×105 Pa，取g＝10 m/s2，缸内气体可看作理想气体． (1)活塞静止时，求汽缸内气体的压强； 内容索引 【答案】(1)设静止时汽缸内气体压强为p1， 活塞受力平衡，p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg， 代入数据解得压强p1＝1.2×105 Pa． (2)由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化， 初：V1＝S1L＋S2 L, T1＝600 K， 内容索引 5．试用盖－吕萨克定律解释在烧水时，水在沸腾前会听到锅内很响(即响水不开)，水的气泡从锅底向上体积逐渐变小的原因． 【答案】水在沸腾前会产生大量的气泡，气泡向上温度降低，体积减小，使水剧烈振荡，产生“嗡嗡”的响声，这就是响水不开的原因． 内容索引 活动二：理解查理定律 1．1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从查理定律． (1)阅读教材，写出查理定律的内容和表达式，并讨论查理定律的适用条件． 内容索引 (2)试从微观的角度解释查理定律． 【答案】一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的，体积(V)保持不变时，其单位体积内的分子数(n)也保持不变，当温度(T)升高时，其分子运动的平均速率(v)也增大，则气体压强(p)也增大；反之当温度(T)降低时，气体压强(p)也减小． 内容索引 2．讨论下列问题： (1)p－t图像和p－T图像(如图甲、乙所示)： 甲 乙 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，其p－t图像如图甲所示，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________．图像纵轴的截距p0是气体在_________时的压强． 越小 0 ℃ 内容索引 (2)尝试根据等容线说明为什么绝对零度是低温的极限，只能接近，不能达到？ 【答案】在p－T坐标系中，等容线是一条延长线通过原点的倾斜直线．事实上，在温度很低时，查理定律已不适用了．由查理定律外推得出的结果表明，绝对零度时，气体压强为零，说明分子将停止运动，这是不可能的，所以绝对零度是低温的极限，只能接近，不能达到．正因为如此，在p－T坐标系中画等容线时，原点附近一小段应画成虚线，表示它仅是外推的结果． 内容索引 (3)等容线的斜率大小与气体体积大小之间有怎样的对应关系？ 【答案】一定质量的气体在不同容积的容器中做等容变化时，在p－T直角坐标系中，得到的是通过坐标原点的倾斜直线．直线的斜率越大，体积越小． 内容索引 3．如图所示，我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，当纸烧完时迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上．你知道其中的道理吗？ 【答案】火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压的作用下被“吸”在皮肤上． 内容索引 4．某种气体的压强为2×105 Pa，体积为1 m3，温度为200 K．它经过等温过程后体积变为2 m3．随后，又经过等容过程，温度变为300 K，求此时气体的压强． 内容索引 活动三：比较p－T图像与V－T图像 1．完成以下表格中的空格内容． 不同点 图像   纵坐标 压强p 体积V 斜率 意义 斜率越大，体积________， V4______V3______V2______V1 斜率越大，压强________， p4______p3______p2______p1 越小 ＜ ＜ ＜ 越小 ＜ ＜ ＜ 内容索引 相同点 ①都是一条通过原点的倾斜直线； ②横坐标都是热力学温度T； ③都是斜率越大，气体的另外一个状态参量________． 越小 内容索引 2．如图甲所示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1.5×105 Pa． (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TA的温度值； (2)请在图乙坐标系中，画出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C．如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程． 甲 乙 内容索引 内容索引 内容索引 检 测 反 馈 内容索引 1．如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p－T图像，则下列判断正确的是 (　　) A．VA＝VC B．VB＝VC C．VB＜VC D．VA＞VC 1 C 【解析】 由图和查理定律可知VA＝VB，由状态B到状态C，气体温度不变，压强减小，由玻意耳定律知气体体积增大，故C正确． 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2．如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的V－T图像，由图像可知 (　　) A．pA＞pB B．pC＜pB C．VA＜VB D．TA＜TB 2 D 【解析】 由V－T图像可以看出由A→B是等容过程，TB＞TA，故pB＞pA，A、C错误，D正确；由 B→C为等压过程，可知pB＝pC，故B错误． 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3．如图所示为一定质量气体的等容线，则下列说法中错误的是 (　　) 3 C 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 ℃ 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内吸入一小段油柱，不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知吸管的横截面积为S，封闭气体温度为T、体积为V，当温度变化量为ΔT时，油柱移动的距离为 (　　) 4 A 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5．一个简易温度计的结构如图所示，长直玻璃管竖直固定，上端与玻璃球形容器相连，下端通过软管与柱形开口容器相连，用水银将一定质量的空气封闭在球形容器内．大气压强保持不变，上下移动柱形容器使左右水银面平齐时，长直玻璃管中水银面对应刻度可以表示外界温度． 5 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 则玻璃管M、N区间内的刻度可能正确的是 (　　) 5 A 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 【解析】 因为大气压强保持不变，所以球形容器内气体做等压变化，则其体积V与热力学温度T成正比，由此可知，温度越高，体积越大，则玻璃管M、N区间内的刻度越靠下，对应温度越高，又因为摄氏温度与热力学温度差值不变，则M、N区间内的刻度分布均匀．故A正确． 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6．如图所示，两端封闭的倾斜玻璃管内，有一段水银柱将管内气体分为两部分．在保持玻璃管与水平面间角度不变的情况，将玻璃管整体浸入较热的水中，重新达到平衡．水银柱的位置变化情况是(　　) A．上移 B．下移 C．不动 D．无法确定 6 A 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7．盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是9.31×106 Pa．当钢瓶搬到－13 ℃的工地上时，瓶内的压强变为8.15×106 Pa．钢瓶是不是漏气？为什么？ 7 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段．操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上(如图所示)．假设加热后小罐内的空气温 8 度为80 ℃，当时的室温为20 ℃，大气压为标准大气压，小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计．当罐内空气变为室温时，小罐内的空气对皮肤的压力大概有多大？不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响． 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8 【答案】加热后罐内空气的温度T1＝353 K， 压强p1＝p0＝1.0×105 Pa， 降温后罐内空气的温度T2＝293 K， 代入数据解得p2＝0.83×105 Pa， 估计小罐半径r＝3 cm＝3×10－2 m， 面积S＝πr2＝2.826×10－3 m2， 则小罐内的空气对皮肤的压力F＝p2S＝0.83×105×2.826×10－3 N＝2.35×102 N． 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9．一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． 9 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9 【答案】封闭气体发生等压变化，设容器容积为V0，则V1＝V0＋Sl1，V2＝V0＋Sl2． 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1) 当活塞刚开始上升时，密闭气体的温度T1； (2) 上升过程中，密闭气体对活塞所做的功W． 10 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 内容索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 谢谢观看 Thank you for watching $