氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系

1、A.氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系【基礎(chǔ)知識】1.知道一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)由壓強(qiáng)、體積、溫度三參量描述；并能從分子動理論角度知道 氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀情景2,掌握氣體壓強(qiáng)計算的一般方法，掌握壓強(qiáng)的國際單位、常用單位及換算關(guān)系。.學(xué)會用DIS實驗系統(tǒng)研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，并能對實驗 數(shù)據(jù)進(jìn)行探究（圖像擬合、簡單誤差分析）.理解玻意耳定律的內(nèi)容，能運用玻意耳定律求解質(zhì)量不變氣體，與壓強(qiáng)、體積有關(guān)的實 際問題并解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象.會讀、畫一定質(zhì)量氣體的 P V圖?！疽?guī)律方法】.能將初中有關(guān)壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)、液體內(nèi)部的壓強(qiáng)、連通器原理、托里拆利實驗等物理概 念、物理模型、實驗遷移到本節(jié)學(xué)

2、習(xí)過程中。.會求固態(tài)物封閉氣體的壓強(qiáng)、液態(tài)物封閉氣體的壓強(qiáng)。.通過DIS實驗進(jìn)一步感受控制變量法在研究多參量內(nèi)在關(guān)系中的作用.通過描繪P-V、P-1/V圖像，進(jìn)一步增強(qiáng)利用圖像描述物理規(guī)律的能力作業(yè)4氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（玻意耳定律）一、選擇題.下列哪個物理量不表示氣體的狀態(tài)參量（）A.氣體體積B.氣體密度C.氣體溫度D.氣體壓強(qiáng)答案:B.關(guān)于氣體的體積，下列說法中正確的是（）A.氣體的體積與氣體的質(zhì)量成正比B.氣體的體積與氣體的密度成反比C氣體的體積就是所有氣體分子體積的總和D.氣體的體積是指氣體分子所能達(dá)到的空間答案:D.氣體對器壁有壓強(qiáng)的原因是（）A.單個分子對器壁碰撞產(chǎn)生壓力B,幾個

3、分子對器壁碰撞產(chǎn)生壓力C.大量分子對器壁碰撞產(chǎn)生壓力D.以上說法都不對答案:C.如圖所示，大氣壓是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（相當(dāng)于76厘米水銀柱），管內(nèi)被封閉的氣體的壓強(qiáng)應(yīng)是（）A . 30厘米水銀柱C. 50厘米水銀柱C. 26厘米水銀柱D. 46厘米水銀柱答案:C.如圖所示，在玻璃罩內(nèi)放入一個充氣較多的氣球，下列關(guān)于玻璃的說法中，正確的是（）A.通過膠管抽玻璃罩內(nèi)的空氣，氣球的體積減小B.通過膠管抽玻璃罩內(nèi)的空氣，氣球的體積增大C.通過膠管向玻璃罩內(nèi)充氣，氣球的體積增大D.通過膠管向玻璃罩內(nèi)充氣，氣球的體積不變答案:B定量的.定量的.1 B,現(xiàn)保持理想氣體封在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無摩擦，氣體處于平衡狀

4、態(tài)。溫度不變把氣缸稍微傾斜一點，在氣缸達(dá)到平衡后，與原來相比,A.氣體的壓強(qiáng)變大A.氣體的壓強(qiáng)變大B.氣體的壓強(qiáng)變小C.氣體的體積變大D.氣體的體積不變 TOC o 1-5 h z 答案:A2.長100厘米內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，一端封閉，另一端開口，當(dāng)開口豎直向上時，用20厘米水銀柱封住49厘米長的空氣柱，管外大氣壓相當(dāng)76厘米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，如 右圖所示，當(dāng)開口豎直向下時，管內(nèi)被封閉空氣柱的長度是（）A. 84 厘米。B . 18.4 厘米。 C . 81.6 厘米。 D . 157.6 厘米。答案:C.如圖所示，一端封閉，一端開口截面積相同的U形管AB,管內(nèi)灌有 A B水銀，兩管內(nèi)水銀面

5、高度相等，閉管A內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體壓強(qiáng)為9.6X104Pa。今將開口端B接到抽氣機(jī)上，抽盡B管上面的空氣，結(jié)果兩 鼠月 水銀柱產(chǎn)生18cm的高度差，則A管內(nèi)原來空氣柱長度約為（）A. 18cmB. 12cmC. 6cm D. 3cm答案:D二、填空題.如圖所示，水平放置的一根玻璃管和幾個豎直放置的U形管內(nèi)都有一段水銀柱，封閉端里有一定質(zhì)量的氣體，圖（a）中的水銀柱長度和圖（b）、（c）、（d）中U形管兩臂內(nèi)水銀柱高 度差土勻為h=10cm外界大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg則四部分氣體的壓強(qiáng)分別為pa=cmHgPb=cmHg pc=cmHg pd=cmHg答案：76; 86; 66; 8

6、6.如圖所示，（a）中U形管內(nèi)液面高度差為h,液體密度為P ,大氣壓強(qiáng)為 P。，此時容器內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)Pi為; （b）中內(nèi)壁光滑的氣缸放置在水平桌面上， 活塞的質(zhì)量為m,底面積為S,在活塞上再放置一個質(zhì)量為 m 的金屬塊，大氣壓強(qiáng)為P0,則氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng) P2為 0 （已知重力加速度為g）答案：P答案：Po - p gh, Po +(m + m2) gS.如圖所示，總質(zhì)量為M的氣缸放在地面上，活塞連同手柄的質(zhì)量活塞的截面積為S,大氣壓強(qiáng)為Poo當(dāng)氣缸豎直放置時，氣缸內(nèi)空氣為壓P現(xiàn)用手握住手柄慢慢向上提，若不計摩擦和氣體溫度化，則在氣缸離開地面時，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為答案：.如圖所示，

7、總質(zhì)量為M的氣缸放在地面上，活塞連同手柄的質(zhì)量活塞的截面積為S,大氣壓強(qiáng)為Poo當(dāng)氣缸豎直放置時，氣缸內(nèi)空氣為壓P現(xiàn)用手握住手柄慢慢向上提，若不計摩擦和氣體溫度化，則在氣缸離開地面時，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為答案：P0要P0日.如圖所示，總質(zhì)量 M=3千克的氣缸放在地面上，活塞的量m=1千克，活塞的截面積為S=50厘米2,大氣壓強(qiáng)為Po=1105帕，細(xì)繩跨過滑輪一端與活塞相連，另一端連接質(zhì)量m=2質(zhì)x千克的整碼，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為,逐漸增加整碼克的整碼，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為,逐漸增加整碼質(zhì)量，直至氣缸剛好離開地面，此時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 ,與氣缸外殼所受重力相平衡的外力是 答案：9.8 xi04Pa；

8、 9.4X104Pa；氣缸內(nèi)氣體的壓力和大氣壓力13 .小車靜止在水平直軌道上，車內(nèi)固定著一玻璃管，管內(nèi)水銀柱長h=10厘米，當(dāng)小車靜止時，封閉的氣體柱長L=28厘米，如圖所示，當(dāng)小車啟動后，空氣柱長L =30厘米，水銀柱長度不變，此時小車向. (1)右圖表示用DIS探究氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系時所用的部分實驗器材，其中 A是傳感器。所研究的對象是注射器中被封 閉的空氣，它的體積可由 立接讀出。(2)進(jìn)入專用軟件，設(shè)定每壓縮 2cm3記錄一次，-，一一一 ，1數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)記錄完后，點擊繪圖 V ,可以看到如圖所示的圖線，說明一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)保持不變時，氣體的 成反比。答案：(1)壓強(qiáng)；注射器刻

9、度，(2)溫度；壓強(qiáng)與體積.在做“用DIS研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實驗時，得到一組壓弓雖p與體積V的數(shù)據(jù)，并計算出p、V的乘積，如下表所示：實驗次數(shù)壓強(qiáng)p(Pa)體積V(m3)pVfi (Pa - m3)L1.59 X105-50.75 X 101.1921.20 X105-51.00 X 101.20350.97X10-51.25 X 101.21450.75 X10-51.60 X 101.2050.60 X105-52.00 X 101.20(1)實驗時除需保持氣體溫度不變外，還需保持氣體的不變。實驗數(shù)據(jù)表明，在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，氣體的壓強(qiáng) p與體積(1)實驗

10、時除需保持氣體溫度不變外，還需保持氣體的不變。實驗數(shù)據(jù)表明，在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，氣體的壓強(qiáng) p與體積V成2.0 xiorW(2)將表格中記錄的p、V數(shù)據(jù)畫在p-V圖中，如圖所示，請將數(shù)據(jù)點連接成一根光滑的p-V圖像。 若保持縱軸p不變，橫軸改為,則得到的實驗圖像為一根過原點的直線。答案：(1)質(zhì)量；反比 (2)圖略 (3) 1 / V四、計算題.如圖所示，在一個玻璃氣缸內(nèi)，用活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，活塞和柄的總質(zhì)量為 反活塞的面積為S,當(dāng)活塞自由放置且處于平衡狀態(tài)時，氣體體積為V, 現(xiàn)緩慢地用力向下推動活塞，使氣體的體積減少為0.5 V,已知大氣壓強(qiáng)為5 ,求:(1)活塞自由放置時，氣體

11、的壓強(qiáng)仍。(2)氣體的體積減少為0.5 V時的壓強(qiáng)出(3)氣體的體積減少為0.5 V時，加在活塞手柄上的外力F答案：以氣缸中的氣體為研究對象mg（1）Pi P0 Smg（2）因為緩慢推動活塞，所以氣缸內(nèi)氣體的溫度保持不變，根據(jù)玻意耳定律，有PiVi p2 V2式中，Vi VV2 V2mg、得P2= 2 （p。+ ）SF + mg（3）根據(jù)P2= （p。+ -一）得 F p0S mgS19. 一個氣泡從水底升到水面時，它的體積增大為原來的3倍，設(shè)水的密度為 p=ix103kg/m3,大氣壓強(qiáng)P0=i.0i xi05Pa,假設(shè)水底與水面的溫度差不計，求水的深度。（取2、g=i0m/s）答案：設(shè)氣泡

12、在水底時的體積為 Vi、壓強(qiáng)為：pi=po+p gh氣泡升到水面時的體積為 V2,則V2=3Vi壓弓雖為p2=p。由玻意耳定律piVi=pV2,即（po+ p gh） Vi=p）- 3Vi得水深20. 一根兩端開口、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，長 L=30cm豎直插入水銀槽中深ho=i0cm處， 用手指按住上端，輕輕提出水銀槽，并緩緩倒轉(zhuǎn)，則此時管內(nèi)封閉空氣柱多長？已知大氣 壓 p0=75cmHg答案：由于整個過程中氣體的溫度不變，由玻意耳定律：PlVl = p2%=P3M即75X20S= (75-h) (30-h) S= (75+h) L3S由前兩式得：h2-105h+750=0取合理 解h=7.7

13、cm ,代入得h2=17.1cmB.氣體的壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系【基礎(chǔ)知識】.知道一定量的氣體在體積不變的情況下壓強(qiáng)和溫度間關(guān)系的圖象表達(dá)，即 p-1圖像和 p T圖像。.知道熱力學(xué)溫標(biāo)，知道絕對零度的物理意義。.理解查理定律的內(nèi)容，能運用查理定律求解體積不變氣體，與壓強(qiáng)、溫度有關(guān)的實際問題并解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象.學(xué)會用DIS實驗器材探究一定量的氣體在體積不變的情況下壓強(qiáng)和溫度間關(guān)系的規(guī)律【規(guī)律方法】.學(xué)會用DIS進(jìn)行探究一定量的氣體在體積不變的情況下壓強(qiáng)和溫度間關(guān)系實驗的操作方法。思考討論該實驗中安裝傳感器的方法、數(shù)據(jù)的最佳記錄點等。.運用外推法建立熱力學(xué)溫標(biāo)，并在對 p-T圖像分析的基礎(chǔ)上得出查

14、理定律。.能用不同圖像描述同一物理過程的方法。4,掌握利用氣體實驗定律處理問題的一般過程和方法。作業(yè)5氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系（查理定律）一、選擇題1 .關(guān)于溫度，下列說法中正確的是（）A.氣體的溫度升高1C,也可以說溫度升高1K;溫度下降5K,也就是溫度下降5cB.溫度由攝氏溫度t升至2t,對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T升至2TC.絕對零度就是當(dāng)一定質(zhì)量的氣體體積為零時，用實驗方法測出的溫度D.隨著人類制冷技術(shù)的不斷提高，總有一天絕對零度會達(dá)到答案：A一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體的體積不變則 （A.氣體的溫度降低，壓強(qiáng)一定變小B.氣體的溫度升高，壓強(qiáng)可能變小C.氣體的溫度降低，壓強(qiáng)一定變大D.氣體的溫度

15、變化時，壓強(qiáng)可能不變答案：A一定質(zhì)量的氣體在等容變化過程中，溫度每升高1C,壓強(qiáng)的增加等于它在 300K時壓強(qiáng)的（）. 1/27B, 1/273C, 1/300D. 1/573答案:C.封閉在貯氣瓶中的某種理想氣體，當(dāng)溫度升高時，下列說法中正確的是（容器的熱膨脹忽略不計）（）A.密度不變，壓強(qiáng)增大 B .密度不變，壓強(qiáng)減小C.壓強(qiáng)不變，密度增大 D .壓強(qiáng)不變，密度減小答案：A.在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚，第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊，不易拔出來，主要原因是（A.軟木塞受潮膨脹A.軟木塞受潮膨脹B .瓶口因溫度降低而收縮變小C白天氣溫升高，大氣壓強(qiáng)變大D.瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓

16、強(qiáng)減小答案:D TOC o 1-5 h z .下列哪個是查理定律在生活生產(chǎn)中的實際應(yīng)用()A.拔火缶B.用吸管喝飲料C.吹氣或D.液壓千斤頂答案：A.下列各圖中，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T表示熱力學(xué)溫度，在下列各圖中，正確描述一定質(zhì)量理想氣體等容變化規(guī)律的是()A.B.(4)C.(4)D.(4)(2)(3)(4)答案:B二、填空題.新華網(wǎng)上海頻道消息：連年強(qiáng)勢的“暖冬”天氣，去年再次止步上海。2005年12月至2006年2月，上海地區(qū)的平均氣溫為 5.4 C ,僅比常年同期偏高0.1 C ,達(dá)不到“暖冬” 標(biāo)準(zhǔn)。由此可知，上海地區(qū) 2005年12月至2006年2月的平均氣溫等于K ,僅比常年同

17、期偏高 K 。答案：278.4 ; 0.1.家用白熾燈泡中充有氧氣，設(shè)燈泡發(fā)光工作時燈泡中氣體的平均溫度為127C,且燈泡中氣壓超過1.2個大氣壓燈泡將炸裂，在常溫下 27c下給燈泡內(nèi)充氮氣的壓強(qiáng)不得超過 個大氣壓。答案：0.9.實驗室有一個氫氣瓶，冬天時測得室溫為 10Co到了夏天，發(fā)現(xiàn)氫氣瓶上的壓力閥顯 示瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相比冬天時增加了 9.54%,則此時白溫度為 ；Co答案：37.當(dāng)大氣壓強(qiáng)p0= 1.0X105Pa時，把熱水瓶中的熱水倒掉后隨手將瓶塞蓋上，如果這時熱水瓶內(nèi)的氣體的溫度為90Co過了一段時間，由于散熱，瓶內(nèi)溫度降為15Co若瓶塞是不漏氣的輕質(zhì)軟木塞（質(zhì)量不計）,瓶塞的直徑為

18、3.6cm,則至少需要 N的力才能把瓶塞拔出。答案：21.某登山愛好者在攀登珠穆朗瑪峰的過程中，發(fā)現(xiàn)他攜帶的手表表面玻璃發(fā)生了爆裂，這種手表是密封的，出廠時給出的參數(shù)為：27c時表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1X105Pa,在內(nèi)外壓強(qiáng)差超過6X104Pa時，手表表面玻璃可能爆裂，已知當(dāng)時手表處的氣溫為13C,則手表表面玻璃爆裂時表內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大小為 ? Pa,已知外界大氣壓強(qiáng)隨高度變化而 變化，高度每上升12m大氣壓弓S降低133Pa,設(shè)海平面大氣壓為1X105Pa,則登山運動員此時的海拔高度約為此？ m答案：8.7 X 104, 6613 （在 6550 到 6650 間均可）實驗題.如圖所示是驗證查理定律

19、的 DIS實驗。與壓強(qiáng)傳感器相連的試管內(nèi)裝有密閉的空氣和與溫度傳感器相連的熱敏元件。(1)在一次實驗中，計算機(jī)屏幕顯示如圖所示的圖像，所描繪的圖線與縱坐標(biāo)的交點表示;圖線與橫坐標(biāo)的交點所表示的溫度為圖所示的圖像，所描繪的圖線與縱坐標(biāo)的交點表示1c(2)與初始狀態(tài)相比，壓強(qiáng)傳感器顯示的壓強(qiáng)變化量A P與試管內(nèi)氣體所降低的溫度 At之間的關(guān)系圖是(氣體零攝氏度時的壓強(qiáng)；-273; C四、計算題30 c迅速上升到.煤氣罐的不合理使用可能造成爆炸事故，假設(shè)爆炸現(xiàn)場的溫度從 1800 C,30 c迅速上升到答案:約6.84 atm.汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知某

20、型號輪胎能在40?C-90?C正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5 atm,最低胎壓不低于1.6 atm ,那么，在t =20?C時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）？ 答案：由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化。設(shè)在T= 293K充氣后的最小胎壓為 Pmin,最大胎壓為Pmaxo依題意，當(dāng)Ti = 233K時胎壓為Pi = 1.6atm。根據(jù)查理定律PT1PT1To即 16 Pmn233 293定量氣泡內(nèi)氣體定量氣泡內(nèi)氣體積與A泡厘米水銀解得：Pmin=2.01atm當(dāng)T2=363K是胎壓為P2=3.5atm。根據(jù)查理定律殳至即至Pm

21、nT2T0 363 293解得：Pmax= 2.83atm.有人設(shè)計了一種測溫裝置，具結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃泡 A內(nèi)封有 體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度 x即可反映 的溫度，即環(huán)境溫度，并可由 B管上的刻度直接讀出。設(shè)B管的體 的體積相比可略去不計。（1）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下對B管進(jìn)行溫度刻度（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 76柱的壓強(qiáng)）。已知當(dāng)溫度 3 = 27時，管內(nèi)水銀面高度Xi=16厘米，此高度即為27c的刻度線。問t=0C的刻度線在x為多少厘米處?(2)若大氣壓已變?yōu)橄喈?dāng)于75厘米水銀柱的壓強(qiáng)，利用該測溫裝置測量溫度時所得讀數(shù) 仍為27C,問此時實際溫度為多少？答案：1 )為等容過程，有p =Tp/Ti以 pi = 76 16= 60 厘米水銀柱,Ti= 27