氣體的壓強和體積的關系

1、A.氣體的壓強和體積的關系【基礎知識】1. 知道一定質量氣體的狀態(tài)由壓強、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 產生的微觀情景2 .掌握氣體壓強計算的一般方法，掌握壓強的國際單位、常用單位及換算關系。3. 學會用DIS實驗系統(tǒng)研究溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系，并能對實驗數據進行 探究（圖像擬合、簡單誤差分析）4 .理解玻意耳定律的內容，能運用玻意耳定律求解質量不變氣體，與壓強、體積有關的實際問題并 解釋生活中的相關現象5 .會讀、畫一定質量氣體的P V圖?！疽?guī)律方法】1 .能將初中有關壓強、大氣壓強、液體內部的壓強、連通器原理、托里拆利實驗等物理概念、物理 模型

2、、實驗遷移到本節(jié)學習過程中。2 會求固態(tài)物封閉氣體的壓強、液態(tài)物封閉氣體的壓強。3 通過DIS實驗進一步感受控制變量法在研究多參量內在關系中的作用4通過描繪P-V P-1/V圖像，進一步增強利用圖像描述物理規(guī)律的能力作業(yè)4 氣體的壓強與體積的關系（玻意耳定律） 一、選擇題1 .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.氣體壓強答案:B2 .關于氣體的體積，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到的空間答案:D3 .氣體對器壁有壓強

3、的原因是（）A. 單個分子對器壁碰撞產生壓力B. 幾個分子對器壁碰撞產生壓力C大量分子對器壁碰撞產生壓力D.以上說法都不對答案:C4 .如圖所示，大氣壓是 1標準大氣壓（相當于 76厘米水銀柱），管內被封閉 的壓強應是（）A. 30厘米水銀柱C. 50厘米水銀柱C. 26厘米水銀柱答案:CD . 46厘米水銀柱30cm50cm的氣體的說法5. 如圖所示，在玻璃罩內放入一個充氣較多的氣球，下列關于玻璃罩內氣球 中，正確的是（）A. 通過膠管抽玻璃罩內的空氣，氣球的體積減小B. 通過膠管抽玻璃罩內的空氣，氣球的體積增大C通過膠管向玻璃罩內充氣，氣球的體積增大D.通過膠管向玻璃罩內充氣，氣球的體積不

4、變 答案:B6 .如圖所示，一氣豎直倒放 ，氣缸內有一質量不可忽略的活塞 ，將一定量的理 體封在氣缸內，活塞與氣缸壁無摩擦，氣體處于平衡狀態(tài)?，F保持溫度不變 缸稍微傾斜一點，在氣缸達到平衡后，與原來相比，則（）A.氣體的壓強變大B.氣體的壓強變小C.氣體的體積變大D.氣體的體積不變答案:A7長100厘米內徑均勻的細玻璃管，一端封閉，另一端開口，當開口豎直向上時，水銀柱封住49厘米長的空氣柱，管外大氣壓相當76厘米高水銀柱產生的壓強，如右當開口豎直向下時，管內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:C8如圖所示，一端封閉

5、，一端開口截面積相同的U形管AB,管內灌有水銀，兩水銀面高度相等，閉管A內圭寸有一定質量的理想氣體，氣體壓強為9.6 x 104Pa。開口端B接到抽氣機上，抽盡 B管上面的空氣，結果兩水銀柱產生18cm的高度A管內原來空氣柱長度約為（）A. 18cm答案:DB. 12cmC. 6cmD. 3cm、填空題用20厘米圖所示，9 如圖所示，水平放置的一根玻璃管和幾個豎直放置的U形管內都有一段水銀柱，封閉端里有一定質量的氣體，圖（a）中的水銀柱長度和圖（b）、（c）、（d）中U形管兩臂內水銀柱高度差均為h=10cm，外界大 氣壓強po=76cmHg。則四部 分氣體 的壓強 分別為pa=cmHg , p

6、b=cmHg ,pc=cmHg, pd=cmHg。答案：76; 86; 66; 8610.如圖所示，（a）中U形管內液面高度差為 h,液體密度為 p,大氣 壓強為P0,此時容器內被封閉氣體的壓強 p1為; （b）中內壁光滑的氣缸放置在水平桌面上，活塞的質量為m1，底面積為S,在活塞上再放置一個質量為 m2的金屬塊，大氣壓強為 po，則氣缸內被 封閉氣體的壓強 P2為。（已知重力加速度為 g）(a)答案：po - pgh， po +(m1 + m2) gS11如圖所示，總質量為 M的氣缸放在地面上，活塞連同手柄的質量為 的截面積為S，大氣壓強為p。當氣缸豎直放置時，氣缸內空氣壓強為?，F用手握住手

7、柄慢慢向上提，若不計摩擦和氣體溫度的變化，則 氣缸離開地面時，氣缸內氣體的壓強為 。m，活答案:p詈；p譽SS12.如圖所示，總質量M=3千克的氣缸放在地面上， 活塞的質量 m1=1 千克，活塞的截面積為 S=50厘米2,大氣壓強為p=1x 105帕，細繩 跨過滑輪一端與活塞相連，另一端連接質量m2=2千克的砝碼，氣缸內氣體的壓強為 ，逐漸增加砝碼的質量，直至氣缸剛好離開地面，此時氣缸內氣體的壓強為 ，與氣缸外殼所受重力相平衡的外力是。答案：9.8X 104Pa； 9.4x 104Pa；氣缸內氣體的壓力和大氣壓力13 小車靜止在水平直軌道上，車內固定著一玻璃管，管內水銀柱長h=10厘米，當小車

8、靜止時，封閉的氣體柱長L=28厘米，如圖所示，當小車啟動后，空氣柱長L= 30厘米，水銀柱長度不變，此時小車向 移動，小車的加速度是 米/秒實驗時除需保持氣體溫度不變外，還需保持氣體的不變。實驗數據表明，在實驗允許的誤差范圍內，氣體的壓強 p與體積V成。 將表格中記錄的 p、V數據畫在p V圖中，如圖所示，請將數據點連接成一根光滑的p V圖像。（大氣壓強75厘米汞柱，g取10米/秒2）答案：5m/s2 （先用玻意耳定律求出加速后管內氣壓，再用牛頓第二定律求出加速度。）14容積為20升的貯氣筒，內貯有壓強為5大氣壓的氫氣。在溫度不變的條件下，用它給容積為1升的癟氣球充氣，要使每個氣球內氫氣的壓強

9、都達到1大氣壓，則最多可充起 個氣球。答案：80 （注意要保持氣體質量不變要把儲氣罐的體積和最后壓強1atm考慮在內）15. 如圖所示，圓筒形氣缸中，有 a、b、c三個可無摩擦滑動的活塞， 在相鄰兩個活塞之間分別封閉著空氣 A和B。當三個活塞靜止時，空氣A、B的體積之比為3:1?，F對活塞a、c分別施方向相反的力 F,使活塞a向右移動3厘米，活塞c向左移動3厘米。若溫度不變，待三個活塞再度靜止時，活塞b向移動了厘米。接數據采集帶刻度的注射器答案：左；1.5 （分別對A、B列玻意耳定律，切 A、B的壓強始 終相等）三、實驗題16. （1）右圖表示用DIS探究氣體的壓強和體積關系時所用的部 分實驗器

10、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 直接讀出。Pat為IM人氣13= 1CJ.OCJ hILi101.5（2）進入專用軟件，設定每壓縮 2cm若保持縱軸p不變，橫軸改為 ，則得到記錄一次數據。1所有數據記錄完后，點擊繪圖v，可以看到如圖所示的圖線，說明一定質量的氣體，當 保持不變時，氣體的 成反比。答案：（1）壓強；注射器刻度，（2）溫度；壓強與體積17 在做“用DIS研究溫度不變時，一定質量的氣體壓強 與體積的關系”實驗時，得到一組壓強p與體積V的數據，并計算出 P、V的乘積，如下表所示： i- r w 5、X.：砒|實驗次數壓強p(Pa)體積V（m3）p

11、V值(Pam3)L1.59 x 100.75 x 101.1921.20 x 101.00 x 101.2030.97 x 101.25 x 101.2140.75 x 101.60 x 101.2050.60 x 102.00 x 101.20的實驗圖像為一根過原點的直線。答案：質量；反比(2)圖略(3)1 / V四、計算題18 .如圖所示，在一個玻璃氣缸內，用活塞封閉了一定質量的氣體，活塞和柄的總質量為 m,活塞的面積為 S,當活塞自 由放置且處于平衡狀態(tài)時，氣體體積為V,現緩慢地用力向下推動活塞，使氣體的體積減少為0.5 V,已知大氣壓強為po，求：(1 )活塞自由放置時，氣體的壓強Pi

12、。(2) 氣體的體積減少為 0.5 V時的壓強P2。(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 P1 Po T(2)因為緩慢推動活塞，所以氣缸內氣體的溫度保持不變，根據玻意耳定律，有PiVi P2V2式中，Vi VV2mgP2= 2 ( po + S(3)根據P2 =(P0 + FSmS )得 F P0S mg19. 一個氣泡從水底升到水面時，它的體積增大為原來的3倍，設水的密度為Fix 103kg/m 3，大氣壓強P0=1.01 x 105Pa,假設水底與水面的溫度差不計，求水的深度。(取g=10m/s2)答案：設氣泡在水底時的體積為V1

13、、壓強為：p1=p+ p gh氣泡升到水面時的體積為 V2,則V2=3V1,壓強為p2=p。 由玻意耳定律p 1V仁P2V2,艮卩(p0+p gh) V1=p0 3V1得水深20. 一根兩端開口、粗細均勻的細玻璃管，長L=30cm，豎直插入水銀槽中深h0=10cm處，用手指按住上端，輕輕提出水銀槽，并緩緩倒轉，則此時管內封閉空氣柱多長？已知大氣壓p=75cmHg。答案：由于整個過程中氣體的溫度不變，由玻意耳定律：P1V1 = P2V = P3V?即75 x 20S= (75-h )( 30-h ) S= (75+h) L3S由前兩式得：h2-105h+750=0取合理解h=7.7cm，代入得h

14、2=17.1cmB.氣體的壓強和溫度的關系【基礎知識】1.知道一定量的氣體在體積不變的情況下壓強和溫度間關系的圖象表達，即p-t圖像和pT圖像。2 .知道熱力學溫標，知道絕對零度的物理意義。3理解查理定律的內容，能運用查理定律求解體積不變氣體，與壓強、溫度有關的實際問題并解釋 生活中的相關現象。4學會用 DIS 實驗器材探究一定量的氣體在體積不變的情況下壓強和溫度間關系的規(guī)律【規(guī)律方法】1學會用 DIS 進行探究一定量的氣體在體積不變的情況下壓強和溫度間關系實驗的操作方法。思考 討論該實驗中安裝傳感器的方法、數據的最佳記錄點等。2運用外推法建立熱力學溫標，并在對pT 圖像分析的基礎上得出查理定

15、律。3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 氣體的壓強與溫度的關系(查理定律)一、選擇題1關于溫度 ,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，對應的熱力學溫度由T升至2TC. 絕對零度就是當一定質量的氣體體積為零時，用實驗方法測出的溫度D. 隨著人類制冷技術的不斷提高，總有一天絕對零度會達到答案 :A2. 一定質量的氣體，如果保持氣體的體積不變則 ()A. 氣體的溫度降低，壓強一定變小B. 氣體的溫度升高，壓強可能變小C. 氣體的溫度降低，壓強

16、一定變大D. 氣體的溫度變化時，壓強可能不變答案 :A3 .一定質量的氣體在等容變化過程中，溫度每升高1C,壓強的增加等于它在 300K時壓強的()A. 1/27B. 1/273C. 1/300D. 1/573答案 :C4. 封閉在貯氣瓶中的某種理想氣體，當溫度升高時，下列說法中正確的是(容器的熱膨脹忽略不計)()A .密度不變，壓強增大B.密度不變，壓強減小C. 壓強不變，密度增大D.壓強不變，密度減小答案 :A5. 在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經過一個夜晚，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B.瓶口因溫度降低而收縮變小C. 白天氣溫升高，大氣壓強變

17、大D.瓶內氣體因溫度降低而壓強減小答案 :D6. 下列哪個是查理定律在生活生產中的實際應用()A.拔火罐B.用吸管喝飲料C.吹氣球D.液壓千斤頂答案 :A7 .下列各圖中，p表示壓強，V表示體積，T表示熱力學溫度，在下列各圖中，正確描述一定質量理 想氣體等容變化規(guī)律的是()A. (1)(3)B. (2)(4)C. (1)(4)D. (3)(4)(1)(2)(3)(4)答案 :B二、填空題8.新華網上海頻道消息：連年強勢的“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，達不到“暖冬”標準。由此可知，上海地區(qū)2005年

18、12月至2006年2月的平均氣溫等于K ，僅比常年同期偏高K 。答案：278.4; 0.19 家用白熾燈泡中充有氬氣，設燈泡發(fā)光工作時燈泡中氣體的平均溫度為127 C,且燈泡中氣壓超過1.2個大氣壓燈泡將炸裂，在常溫下27C下給燈泡內充氬氣的壓強不得超過 個大氣壓。答案：0.910實驗室有一個氫氣瓶，冬天時測得室溫為10C。到了夏天，發(fā)現氫氣瓶上的壓力閥顯示瓶內氣體壓強相比冬天時增加了 9.54%,則此時的溫度為 C。答案:3711.當大氣壓強p0= 1.0 X 105Pa時，把熱水瓶中的熱水倒掉后隨手將瓶塞蓋上，如果這時熱水瓶內的 氣體的溫度為90C。過了一段時間，由于散熱，瓶內溫度降為15

19、 C。若瓶塞是不漏氣的輕質軟木塞（質量不計），瓶塞的直徑為3.6cm，則至少需要 N的力才能把瓶塞拔出。答案:2112某登山愛好者在攀登珠穆朗瑪峰的過程中，發(fā)現他攜帶的手表表面玻璃發(fā)生了爆裂，這種手表是 密封的，出廠時給出的參數為：27 C時表內氣體壓強為 1X 10pa,在內外壓強差超過 6 X 14Pa時，手表表面玻璃可能爆裂，已知當時手表處的氣溫為-13C,則手表表面玻璃爆裂時表內氣體壓強的大小為? Pa,已知外界大氣壓強隨高度變化而變化，高度每上升12m大氣壓強降低133Pa,設海平面大氣壓為 1X 10pa,則登山運動員此時的海拔高度約為? m答案:8.7 X 104, 6613 （

20、在 6550 到 6650 間均可） 二、實驗題13如圖所示是驗證查理定律的DIS實驗。與壓強傳感器相連的試管內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，計算機屏幕顯示如圖所示的圖像，所描繪的圖線與縱坐標的交點表示 ;圖線與橫坐標的交點所表 示的溫度為Co（2）與初始狀態(tài)相比，壓強傳感器顯示的壓強變化量 與試管內氣體所降低的溫度 之間 的關系圖是（）ppppit Ott(B)(C)（A）強；-273; C四、計算題14煤氣罐的不合理使用可能造成爆炸事故，假設爆炸現場的溫度從 算此時現場氣體的壓強大小。O(D)t答案： 氣體零 攝氏度 時的壓30 C迅速上升到 1800 C

21、,試估答案:約6.84 atm15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比較合適（設輪胎的體積不變)？答案：由于輪胎容積不變，輪胎內氣體做等容變化。設在To = 293K充氣后的最小胎壓為 Pmin，最大胎壓為Pmax。依題意，當Ti = 233K時胎壓為Pi = 1.6atm。 根據查理定律PT1Pmin，即 16233Tolmin293ToPmax，即竺363與A相連 溫度，并的壓強)。 度線。問t時所