202X年高考物理一輪總復(fù)習(xí)第2章第3節(jié)氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用課件魯科版選修3_3

1、熱點突破熱點突破：氣體實驗定律及狀態(tài)方程氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用的應(yīng)用 1.熱點透析熱點透析 2.典例剖析典例剖析 3.規(guī)律方法規(guī)律方法 4.跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練選修選修3-3 3-3 熱學(xué)熱學(xué) 5.真題演練真題演練一、熱點透析一、熱點透析1.熱點透析熱點透析1.理想氣體理想氣體(1)理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體氣體理想氣體是一種經(jīng)科學(xué)的抽象而建立的理想化模型，實際上不理想氣體是一種經(jīng)科學(xué)的抽象而建立的理想化模型，實際上不存在；存在；實際氣體特別是那些不易液化的氣體在壓強不太大，溫度不太實際氣體特別是那些不易液化的

2、氣體在壓強不太大，溫度不太低時都可當(dāng)做理想氣體來處理低時都可當(dāng)做理想氣體來處理(2)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程： 2三個實驗定律比較三個實驗定律比較易錯辨析易錯辨析解答氣體問題的基本思路解答氣體問題的基本思路 理想氣體實驗定律的微觀解釋理想氣體實驗定律的微觀解釋1等溫變化等溫變化一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能一定。在一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能一定。在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強增大。增大。2等容變化等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度

3、保持不變一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變。在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的。在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強增大。壓強增大。3等壓變化等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大。只有氣一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變。變。二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析【例例3】 2014新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，33(2)一定質(zhì)量的理想氣體被活一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱

4、形氣缸內(nèi)。氣缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)。氣缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為氣缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對于，活塞下表面相對于氣缸底部的高度為氣缸底部的高度為h，外界的溫度為，外界的溫度為T0?，F(xiàn)取質(zhì)量為。現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4。若此后外界。若此后外界的溫度變?yōu)榈臏囟茸優(yōu)門，求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的，求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為壓強始終保持不變，重力加速度大

5、小為g。轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析hh/4轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題(1)活塞下推前活塞下推前,下部封閉氣體的下部封閉氣體的p、T、V各怎樣？各怎樣？審題審題設(shè)疑設(shè)疑(2)活塞下推后活塞下推后,下部封閉氣體的狀態(tài)量又如何？其中下部封閉氣體的狀態(tài)量又如何？其中與下部封閉氣柱長度有關(guān)聯(lián)的有哪些量？與其壓強與下部封閉氣柱長度有關(guān)聯(lián)的有哪些量？與其壓強有關(guān)聯(lián)的有哪些量？有關(guān)聯(lián)的有哪些量？【備選備選】如圖如圖,一上端開口、下端封閉的細長玻璃一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置管豎直放置.玻璃管的下部封有長玻璃管的下部封有長l125.0 cm的空的空氣柱氣柱,中間有一段長中間有一段長l225.0 cm的水銀柱的水銀柱,上部空氣上

6、部空氣柱的長度柱的長度l340.0 cm.已知大氣壓強為已知大氣壓強為p075.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出圖中未畫出)從玻璃管開口處緩從玻璃管開口處緩緩?fù)峦凭復(fù)峦?使管下部空氣柱長度變?yōu)槭构芟虏靠諝庵L度變?yōu)閘120.0 cm.假假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣,求活塞下推的距離求活塞下推的距離.(3)下部封閉氣體在狀態(tài)變化過程中，遵從什么物理下部封閉氣體在狀態(tài)變化過程中，遵從什么物理規(guī)律？規(guī)律？轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題三、規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法規(guī)律方法分析氣體狀態(tài)變化問題的三個要點分析氣體狀態(tài)變化問題的三個要點 規(guī)律方法規(guī)律方法(1)階段

7、性：弄清一個物理過程分為哪幾個階段階段性：弄清一個物理過程分為哪幾個階段(2)聯(lián)系性：找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的聯(lián)系性：找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的.(3)規(guī)律性：明確哪個階段應(yīng)遵循什么實驗定律規(guī)律性：明確哪個階段應(yīng)遵循什么實驗定律 【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3】2015海南單科，海南單科，15(2)如圖示如圖示,一底面積為一底面積為S，內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置，內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上在水平地面上,開口向上開口向上,內(nèi)有兩個質(zhì)量均為內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的的相同活塞相同活塞A和和B；在；在A與與B之間、之間、B與容器底面之與容器底面之間分別封有一定量的同樣的

8、理想氣體間分別封有一定量的同樣的理想氣體,平衡時體平衡時體積均為積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變,重力加重力加速度大小為速度大小為g，外界大氣壓強為，外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)假設(shè)活塞?，F(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求最終與容器底面接觸。求活塞活塞A移動的距離。移動的距離。轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題四、跟蹤訓(xùn)練四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】(多選多選)封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，如果封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持氣體體積不變保持氣體體積不變,當(dāng)溫度升高時當(dāng)溫度升高時,以下說法正確的是以下說法

9、正確的是()A氣體的密度增大氣體的密度增大B氣體的壓強增大氣體的壓強增大C氣體分子的平均動能減小氣體分子的平均動能減小D每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多解析解析由理想氣體狀態(tài)方程可知，當(dāng)體積不變時，由理想氣體狀態(tài)方程可知，當(dāng)體積不變時，p/T常數(shù)，常數(shù)，T升高時，壓強增大，升高時，壓強增大，B正確；由于質(zhì)量不變，體積不變，分子密正確；由于質(zhì)量不變，體積不變，分子密度不變，而溫度升高，分子的平均動能增大，所以單位時間內(nèi)氣度不變，而溫度升高，分子的平均動能增大，所以單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積容器壁撞擊次數(shù)增多，體分子對單位面積容器壁撞擊次數(shù)增多，D對，對，

10、A、C錯。錯。答案答案BD解析顯隱解析顯隱【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】(多選多選)下列關(guān)于分下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A一定量一定量100 的水變成的水變成100 的水蒸氣，其分子之間的勢能增的水蒸氣，其分子之間的勢能增加加B對于一定量的氣體，如果壓對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱從外界吸熱C如果氣體分子總數(shù)不變，而如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大動能增大，因此壓強必然增大D一定量氣體的內(nèi)能等于其所一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子

11、熱運動動能和分子之間勢有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和能的總和E如果氣體溫度升高，那么所如果氣體溫度升高，那么所有分子的運動速率都增大有分子的運動速率都增大解析解析一定量一定量100 的水變成的水變成100 的的水蒸氣，需吸收一定熱量，其內(nèi)能增水蒸氣，需吸收一定熱量，其內(nèi)能增加，而分子個數(shù)、溫度均未變，表明加，而分子個數(shù)、溫度均未變，表明其分子勢能增加，其分子勢能增加，A對；氣體的壓強對；氣體的壓強與氣體分子密度和分子的平均速率有與氣體分子密度和分子的平均速率有關(guān)，整體的體積增大，氣體分子密度關(guān)，整體的體積增大，氣體分子密度減小，要保證其壓強不變，氣體分子減小，要保證其壓強不變，氣體分子的

12、平均速率要增大，即要吸收熱量，的平均速率要增大，即要吸收熱量，升高溫度，升高溫度，B對；對于一定量的氣體對；對于一定量的氣體，溫度升高，分子的平均速率變大，溫度升高，分子的平均速率變大，但若氣體體積增加得更多，氣體的壓但若氣體體積增加得更多，氣體的壓強可能會降低，強可能會降低，C錯；根據(jù)內(nèi)能的定錯；根據(jù)內(nèi)能的定義可知，義可知，D對；氣體溫度升高，分子對；氣體溫度升高，分子運動的平均速率肯定會增大，但并不運動的平均速率肯定會增大，但并不是所有分子的運動速率都增大，是所有分子的運動速率都增大，E錯錯。答案答案ABD解析顯隱解析顯隱【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】 一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，一活塞

13、將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，初始時氣體體積為初始時氣體體積為3.0103 m3.用用DIS實驗系統(tǒng)測得此時氣體實驗系統(tǒng)測得此時氣體的溫度和壓強分別為的溫度和壓強分別為300 K和和1.0105 Pa.推動活塞壓縮氣體，推動活塞壓縮氣體，穩(wěn)定后測得氣體的溫度和壓強分別為穩(wěn)定后測得氣體的溫度和壓強分別為320 K和和1.6105 Pa.(1)求此時氣體的體積求此時氣體的體積(2)保持溫度不變，緩慢改變作用在活塞上的力，使氣體壓強保持溫度不變，緩慢改變作用在活塞上的力，使氣體壓強變?yōu)樽優(yōu)?.0104 Pa，求此時氣體的體積，求此時氣體的體積 P3、V3、T3P1V1T1P2V2T2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解

14、析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】如圖示，氣缸長如圖示，氣缸長L1 m，固定在水平面上，氣缸中，固定在水平面上，氣缸中有橫截面積有橫截面積S100 cm2的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度當(dāng)溫度t27 ，大氣壓強，大氣壓強p01105 Pa時，氣柱長時，氣柱長L00.4 m?，F(xiàn)?，F(xiàn)緩慢拉動活塞，拉力最大值緩慢拉動活塞，拉力最大值F500 N。(1)溫度保持不變，能否將活塞從氣缸中拉出？溫度保持不變，能否將活塞從氣缸中拉出？(2)要使活塞從氣缸中拉出，氣缸中氣體溫度至少為多少攝氏度？要使活塞從氣缸中拉出，氣缸中氣體溫度至少為多少攝氏度？轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題五、真題演練五、真題演練5.真題演練真題演練【真題真題】 (2012課標(biāo)全國卷課標(biāo)全國卷)如圖所示，如圖所示，由由U形管和細管連接的玻璃泡形管和細管連接的玻璃泡A、B和和C浸泡在溫度均在浸泡在溫度均在0 的水槽中，的水槽中，B的容積的容積是是A的的3倍閥門倍閥門S將將A和和B兩部分隔兩部分隔開開A內(nèi)為真空，內(nèi)為真空，B和和C內(nèi)都充有氣內(nèi)都充有氣體體U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm.打開閥門打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形形管內(nèi)左右水銀柱高度相等，假設(shè)管內(nèi)左右水銀柱高度相