2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三2.1 溫度和溫標(biāo)（含答案） （人教2019選擇性必修三）

2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三2.1溫度和溫標(biāo)（含答案）（人教2019選擇性必修三）2.1溫度和溫標(biāo)基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱外界。2．狀態(tài)參量：用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，常用的狀態(tài)參量有體積V、壓強p、溫度T等。3．平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài)。要點二、熱平衡與溫度1．熱平衡：兩個相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個系統(tǒng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫作熱平衡。2．熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。3．溫度：熱平衡中，表征“共同的熱學(xué)性質(zhì)”的物理量。4．熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。要點三、溫度計與溫標(biāo)1．確定一個溫標(biāo)的方法(1)選擇一種測溫物質(zhì)。(2)了解測溫物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì)。(3)確定溫度的零點和分度的方法。2．熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法．規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點為0℃，水的沸點為100℃，在0℃和100℃之間均勻分成100等份，每份算做1℃。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法．熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度。用符號T表示，單位是開爾文，符號為K。(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T＝t＋273.15K。要點突破突破一：平衡態(tài)1．平衡態(tài)的理解(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)．(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的．系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，由于漲落，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化．(3)兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化．因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)．因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的．2．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)．因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低．突破一：溫度與溫標(biāo)1．對溫度的理解應(yīng)注意(1)宏觀上，表示物體的冷熱程度．(2)微觀上，反映分子熱運動的激烈程度．(3)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度．(4)若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度便等于B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理．2．溫度計測量原理：一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度．溫度計與待測物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同．3．溫標(biāo)(1)常見的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)．(2)溫標(biāo)要素：第一選擇某種具有測溫屬性的測溫物質(zhì)；第二了解測溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系；第三確定溫度零點和分度的方法．(3)溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝氏修斯和施勒默爾英國物理學(xué)家開爾文零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號℃K關(guān)系(1)T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K(2)每一開爾文的大小與每一攝氏度的大小相等典例精析題型一：對熱平衡的理解例一．（多選）關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的是()A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相同的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等變式遷移1：下列有關(guān)熱平衡的說法正確的是()A．如果兩個系統(tǒng)在某時刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個系統(tǒng)的問題C．如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，且這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小差別題型二：熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系例二．關(guān)于熱力學(xué)溫度下列說法中正確的是()A．－33℃＝240KB．溫度變化1℃，也就是溫度變化1KC．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D．溫度由t℃升至2t℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273K＋t變式遷移2：一個系統(tǒng)的溫度由200K升高到300K，另一個系統(tǒng)的溫度由200℃升高到300℃，則有關(guān)這兩個溫度及其變化的說法正確的是()A．它們升高了相同的溫度B．它們升高的溫度不同C．它們后來的溫度相同D．它們后來的溫度不同強化訓(xùn)練選擇題1、關(guān)于溫度，下列說法正確的是（）A．?dāng)z氏溫度升高1℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高1KB．溫度由攝氏溫度t升至2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度便由T升至2TC．天氣預(yù)報徐州某日的最高氣溫是30℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度是30KD．?dāng)z氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為t=T+2732、關(guān)于物體的內(nèi)能、溫度和分子的平均動能，下列說法正確的是（）A．溫度低的物體分子平均動能一定小 B．溫度低的物體內(nèi)能一定小C．外界對物體做功時，物體的內(nèi)能一定增加 D．同一物體，溫度高時，含有的熱量多3、氣體初始溫度為27℃，升高了20℃。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，氣體初始溫度為（）A．27K，升高了20K B．300K，升高了20KC．27K，升高了293K D．300K，升高了293K4、新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)的肆虐，給人類造成了重大損失。為了減少病毒傳播，人們常用乙醇免洗洗手液（主要成分是酒精）洗手消毒，使用免洗洗手液洗手后，手部能夠很快變干，下列說法正確的是（）A．手部能夠很快變干是酒精分子做布朗運動的結(jié)果B．手部能夠很快變干是空氣對流的結(jié)果C．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子平均動能不變D．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子勢能不變5、下列說法不正確的是（）A．熱平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理B．如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡C．溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D．兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們一定具有相同的熱量6.氣體初始溫度為27℃,升高了20℃。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示,氣體初始溫度為()A.300K,升高了20KB.27K,升高了20KC.300K,升高了293KD.27K,升高了293K7.如圖所示,一個細(xì)長頸的球形瓶倒插在裝有紅色液體的槽中,細(xì)管中的液面清晰可見,如果不考慮外界大氣壓的變化,就能根據(jù)液面的變化測出溫度的變化,則下列說法正確的是()A.該溫度計的測溫物質(zhì)是槽中的液體B.該溫度計的測溫物質(zhì)是細(xì)管中的紅色液體C.該溫度計的測溫物質(zhì)是球形瓶D.該溫度計的測溫物質(zhì)是球形瓶中的空氣8.實驗室有一支讀數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計,在測冰水混合物的溫度時,其讀數(shù)為20℃;在測1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時,其讀數(shù)為80℃。下面分別是溫度計示數(shù)為41℃時對應(yīng)的實際溫度和實際溫度為60℃時溫度計的示數(shù),其中正確的是()A.41℃,60℃ B.21℃,40℃C.35℃,56℃ D.35℃,36℃9、下列物體中處于熱平衡狀態(tài)的是()A．冰水混合物處在1℃的環(huán)境中B．將一鋁塊放入沸水中加熱足夠長的時間C．冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體D．一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動，容器突然停止運動時，容器內(nèi)的氣體10、關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有()A.只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B.兩個系統(tǒng)在接觸時，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相同的C.熱平衡就是平衡態(tài)D.處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的壓強一定相等2.1溫度和溫標(biāo)基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱外界。2．狀態(tài)參量：用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，常用的狀態(tài)參量有體積V、壓強p、溫度T等。3．平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài)。要點二、熱平衡與溫度1．熱平衡：兩個相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個系統(tǒng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫作熱平衡。2．熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。3．溫度：熱平衡中，表征“共同的熱學(xué)性質(zhì)”的物理量。4．熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。要點三、溫度計與溫標(biāo)1．確定一個溫標(biāo)的方法(1)選擇一種測溫物質(zhì)。(2)了解測溫物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì)。(3)確定溫度的零點和分度的方法。2．熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法．規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點為0℃，水的沸點為100℃，在0℃和100℃之間均勻分成100等份，每份算做1℃。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法．熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度。用符號T表示，單位是開爾文，符號為K。(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T＝t＋273.15K。要點突破突破一：平衡態(tài)1．平衡態(tài)的理解(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)．(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的．系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，由于漲落，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化．(3)兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化．因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)．因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的．2．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)．因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低．突破一：溫度與溫標(biāo)1．對溫度的理解應(yīng)注意(1)宏觀上，表示物體的冷熱程度．(2)微觀上，反映分子熱運動的激烈程度．(3)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度．(4)若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度便等于B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理．2．溫度計測量原理：一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度．溫度計與待測物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同．3．溫標(biāo)(1)常見的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)．(2)溫標(biāo)要素：第一選擇某種具有測溫屬性的測溫物質(zhì)；第二了解測溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系；第三確定溫度零點和分度的方法．(3)溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝氏修斯和施勒默爾英國物理學(xué)家開爾文零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號℃K關(guān)系(1)T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K(2)每一開爾文的大小與每一攝氏度的大小相等典例精析題型一：對熱平衡的理解例一．（多選）關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的是()A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相同的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等解析：一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不止一個，根據(jù)平衡態(tài)的定義可以確定A錯．根據(jù)熱平衡的定義可知B和D是正確的．平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，可見C錯．正確選項為B、D.答案：BD【反思總結(jié)】平衡狀態(tài)時各狀態(tài)參量都保持穩(wěn)定．熱平衡指溫度相同，熱平衡時，不一定處于平衡態(tài)．變式遷移1：下列有關(guān)熱平衡的說法正確的是()A．如果兩個系統(tǒng)在某時刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個系統(tǒng)的問題C．如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，且這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小差別解析：答案：C題型二：熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系例二．關(guān)于熱力學(xué)溫度下列說法中正確的是()A．－33℃＝240KB．溫度變化1℃，也就是溫度變化1KC．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D．溫度由t℃升至2t℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273K＋t思路點撥：熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)是溫度的兩種不同的表示方法，對同一溫度來說，用不同的溫標(biāo)表示數(shù)值不同，這是因為它們零值的選取不同，但兩種溫標(biāo)表示的溫差一定相同．解析：由T＝t＋273K知，A項正確；由ΔT＝Δt知B項正確；攝氏溫度可取負(fù)值，但熱力學(xué)溫度沒有負(fù)值，C錯；溫度由t℃升高到2t℃，攝氏溫度升高了t，熱力學(xué)溫度也升高了t，D錯．答案為A、B.答案：AB【反思總結(jié)】解決熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系問題的關(guān)鍵：(1)T＝t＋273.15K是解決有關(guān)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度問題的基礎(chǔ)．(2)溫度變化1℃與變化1K是等效的，即ΔT＝Δt，但ΔT≠Δt＋273.15.(3)絕對零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到，只能接近，故熱力學(xué)溫度不能出現(xiàn)負(fù)值．變式遷移2：一個系統(tǒng)的溫度由200K升高到300K，另一個系統(tǒng)的溫度由200℃升高到300℃，則有關(guān)這兩個溫度及其變化的說法正確的是()A．它們升高了相同的溫度B．它們升高的溫度不同C．它們后來的溫度相同D．它們后來的溫度不同解析：由T＝t＋273.15K和兩種溫標(biāo)下溫度的變化特點Δt＝ΔT判斷，可知A、D正確．答案：AD強化訓(xùn)練選擇題1、關(guān)于溫度，下列說法正確的是（）A．?dāng)z氏溫度升高1℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高1KB．溫度由攝氏溫度t升至2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度便由T升至2TC．天氣預(yù)報徐州某日的最高氣溫是30℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度是30KD．?dāng)z氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為t=T+273【答案】A【解析】AD．?dāng)z氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為攝氏溫度升高1℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高1K，故A正確，D錯誤；B．溫度由攝氏溫度t升至2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度便由T升至故B錯誤；C．天氣預(yù)報徐州某日的最高氣溫是30℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度是故C錯誤。故A正確。2、關(guān)于物體的內(nèi)能、溫度和分子的平均動能，下列說法正確的是（）A．溫度低的物體分子平均動能一定小 B．溫度低的物體內(nèi)能一定小C．外界對物體做功時，物體的內(nèi)能一定增加 D．同一物體，溫度高時，含有的熱量多【答案】A【解析】A．分子的平均動能只與溫度有關(guān)，A正確。B．內(nèi)能等于分子總動能加分子勢能，而溫度只能決定分子的平均動能，B錯誤。C．內(nèi)能的改變與做功和熱傳遞兩個因素有關(guān)，C錯誤。D．熱量是一種傳遞的能量，不能說物體具有熱量，D錯誤。故選A。3、氣體初始溫度為27℃，升高了20℃。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，氣體初始溫度為（）A．27K，升高了20K B．300K，升高了20KC．27K，升高了293K D．300K，升高了293K【答案】B【解析】用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，氣體初始溫度為升高了故ACD錯誤，B正確。故選B。4、新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)的肆虐，給人類造成了重大損失。為了減少病毒傳播，人們常用乙醇免洗洗手液（主要成分是酒精）洗手消毒，使用免洗洗手液洗手后，手部能夠很快變干，下列說法正確的是（）A．手部能夠很快變干是酒精分子做布朗運動的結(jié)果B．手部能夠很快變干是空氣對流的結(jié)果C．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子平均動能不變D．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子勢能不變【答案】C【解析】AB．手部能夠很快變干是酒精分子永不停息做無規(guī)則運動的結(jié)果，A、B錯誤；CD．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子平均動能不變，分子勢能變大，C正確，D錯誤。故選C。5、下列說法不正確的是（）A．熱平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理B．如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡C．溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D．兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們一定具有相同的熱量【答案】D【解析】AB．由熱平衡定律可知，若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度便等于B的溫度，這也是溫度計用來測量溫度的基本原理，故A、B正確；CD．熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量——溫度，故D錯誤，C正確。本題選不正確的，故選D。6.氣體初始溫度為27℃,升高了20℃。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示,氣體初始溫度為()A.300K,升高了20KB.27K,升高了20KC.300K,升高了293KD.27K,升高了293K解析:攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系是T=t+273K,氣體初始溫度為27℃,氣體初始溫度用熱力學(xué)溫標(biāo)表示為T=t+273K=300K,溫度升高了Δt=20℃=20K,故A正確,B、C、D錯誤。7.如圖所示,一個細(xì)長頸的球形瓶倒插在裝有紅色液體的槽中,細(xì)管中的液面清晰可見,如果不考慮外界大氣壓的變化,就能根據(jù)液面的變化測出溫度的變化,則下列說法正確的是()A.該溫度計的測溫物質(zhì)是槽中的液體B.該溫度計的測溫物質(zhì)是細(xì)管中的紅色液體C.該溫度計的測溫物質(zhì)是球形瓶D.該溫度計的測溫物質(zhì)是球形瓶中的空氣解析:細(xì)管中的紅色液體是用來顯示球形瓶中空氣的體積隨溫度變化情況的,測溫物質(zhì)是球形瓶中封閉的空氣,該溫度計是利用空氣的熱脹冷縮的性質(zhì)制造的,故A、B、C錯誤,D正確。8.實驗室有一支讀數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計,在測冰水混合物的溫度時,其讀數(shù)為20℃;在測1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時,其讀數(shù)為80℃。下面分別是溫度計示數(shù)為41℃時對應(yīng)的實際溫度和實際溫度為60℃時溫度計的示數(shù),其中正確的是()A.41℃,60℃ B.21℃,40℃C.35℃,56℃ D.35℃,36℃解析:此溫度計每一刻度表示的實際溫度為10080-20℃=53℃,當(dāng)它的示數(shù)為41℃時,它上升的格數(shù)為41-20=21(格),對應(yīng)的實際溫度應(yīng)為21×9、下列物體中處于熱平衡狀態(tài)的是()A．冰水混合物處在1℃的環(huán)境中B．將一鋁塊放入沸水中加熱足夠長的時間C．冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體D．一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動，容器突然停止運動時，容器內(nèi)的氣體解析：冰水混合物在1℃的環(huán)境中要吸收熱量，溫度升高，不是熱平衡狀態(tài)，A錯誤；當(dāng)一個系統(tǒng)經(jīng)足夠長的時間，系統(tǒng)內(nèi)各部分溫度相等時，系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)，B正確；冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不相等，未處于平衡狀態(tài)，C錯誤；勻速運動的容器突然停止運動時，機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，容器內(nèi)的氣體分子未達(dá)到平衡態(tài)，D錯誤．答案：B10、關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有()A.只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B.兩個系統(tǒng)在接觸時，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相同的C.熱平衡就是平衡態(tài)D.處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的壓強一定相等答案：B解析：一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只一個，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有狀態(tài)參量都不隨時間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯誤；根據(jù)熱平衡的定義知，處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同，B正確，D錯誤；平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯誤。2.2氣體的等溫變化基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點一、氣體的等溫變化1．等溫變化一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關(guān)系叫作氣體的等溫變化。2．實驗探究(1)實驗器材：鐵架臺、注射器、橡膠套、壓力表(壓強表)等。注射器下端用橡膠套密封，上端用柱塞封閉一段空氣柱，這段空氣柱是我們的研究對象。(2)數(shù)據(jù)收集：空氣柱的壓強p由上方的壓力表讀出，體積V用刻度尺讀出的空氣柱長度l乘氣柱的橫截面積S。用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強的幾組值。(3)數(shù)據(jù)處理以壓強p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，將收集的各組數(shù)據(jù)描點作圖，若圖像是過原點的直線，說明壓強跟體積的倒數(shù)成正比，即壓強跟體積成反比。注意：作p-V圖像雙曲線不好判定，作p-eq\f(1,V)圖像是過原點的傾斜直線，易判定壓強跟體積成反比。要點二、玻意耳定律1．玻意耳定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。(2)公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。(3)適用條件：①氣體質(zhì)量不變、溫度不變。②氣體溫度不太低、壓強不太大。2．氣體的等溫變化的p-V圖像(1)p-V圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-V圖像為一條雙曲線，如圖甲所示。甲乙(2)p-eq\f(1,V)圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-eq\f(1,V)圖像為過原點的傾斜直線，如圖乙所示。要點突破突破一：探究氣體等溫變化的規(guī)律（一）等溫變化一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關(guān)系．（二）實驗思路在保證密閉注射器中氣體的質(zhì)量和溫度不變的條件下，通過改變密閉注射器中氣體的體積，由壓力表讀出對應(yīng)氣體的壓強值，進(jìn)而研究在恒溫條件下氣體的壓強與體積的關(guān)系．（三）實驗器材帶鐵夾的鐵架臺、注射器、柱塞(與壓力表密封連接)、壓力表、橡膠套、刻度尺．（四）物理量的測量1．如圖所示組裝實驗器材．2．利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉．3．把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強的幾組數(shù)據(jù)．空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V.空氣柱的壓強p可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀?。ㄎ澹?shù)據(jù)分析1．作p－V圖像以壓強p為縱坐標(biāo)，以體積V為橫坐標(biāo)，用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，繪出等溫曲線，如圖所示．觀察p－V圖像的特點看能否得出p、V的定量關(guān)系．2．作p－eq\f(1,V)圖像以壓強p為縱坐標(biāo)，以eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點．如果p－eq\f(1,V)圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，就說明壓強p跟eq\f(1,V)成正比，即壓強與體積成反比．如果不在同一條直線上，我們再嘗試其他關(guān)系．3．實驗結(jié)論：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，其壓強與體積的倒數(shù)成正比．（六）注意事項1．改變氣體體積時，要緩慢進(jìn)行；2．實驗過程中，不要用手接觸注射器的外壁；3．實驗前要在柱塞上涂抹潤滑油；4．讀數(shù)時視線要與柱塞底面平行；5．作p－eq\f(1,V)圖像時，應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點應(yīng)均勻分布于直線兩側(cè)，偏離太大的點應(yīng)舍棄掉。突破二：對玻意耳定律的理解及應(yīng)用1．成立條件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是實驗定律，只有在氣體質(zhì)量一定、溫度不變的條件下才成立。2．玻意耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式pV＝C中的常量C不是一個普適恒量，它與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該恒量C越大。3.封閉氣體壓強的計算1．取等壓面法同種液體在同一深度向各個方向的壓強相等，在連通器中，靈活選取等壓面，利用同一液面壓強相等求解氣體壓強．如圖甲所示，同一液面C、D兩處壓強相等，故pA＝p0＋ph；如圖乙所示，M、N兩處壓強相等，從左側(cè)管看有pB＝pA＋ph2，從右側(cè)管看，有pB＝p0＋ph12．力平衡法選與求氣體壓強。4．應(yīng)用玻意耳定律的思路和方法：(1)確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律成立的條件。(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1、p2、V2)(3)根據(jù)玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，代入數(shù)值求解(注意各狀態(tài)參量要統(tǒng)一單位)。(4)注意分析題目中的隱含條件，必要時還應(yīng)由力學(xué)或幾何知識列出輔助方程。(5)有時要檢驗結(jié)果是否符合實際，對不符合實際的結(jié)果要刪去。氣體等溫變化的p－V圖像或p－eq\f(1,V)圖像兩種等溫變化圖像內(nèi)容p－eq\f(1,V)圖像p－V圖像圖像特點物理意義一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變時，pV＝恒量，p與V成反比，p與eq\f(1,V)就成正比，在p－eq\f(1,V)圖上的等溫線應(yīng)是過原點的傾斜直線一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，p與V成反比，因此等溫過程的p－V圖像是雙曲線的一支溫度高低直線的斜率為p與V的乘積，斜率越大，pV乘積越大，溫度就越高，圖中T2>T1一定質(zhì)量的某種氣體，溫度越高，氣體壓強與體積的乘積必然越大，在p－V圖上的等溫線就越高，圖中T2>T1典例精析題型一：波意耳定律的應(yīng)用例一．如圖，粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣體柱長為39cm，中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm.先將B端封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm，求：(1)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強p；(2)左管氣柱的長度l′.(大氣壓強p0＝76cmHg)變式遷移1：一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽內(nèi)，如圖所示，管內(nèi)水銀柱比槽內(nèi)水銀面高h(yuǎn)＝5cm，空氣柱長l＝45cm，要使管內(nèi)、外水銀面相平．求：(1)應(yīng)如何移動玻璃管？(2)此刻管內(nèi)空氣柱長度為多少？(設(shè)此時大氣壓相當(dāng)于75cmHg產(chǎn)生的壓強)題型二：等溫圖像的應(yīng)用例二．（多選）如圖所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說法正確的是()A．從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其壓強與體積成反比B．一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的C．由圖可知T1＞T2D．由圖可知T1＜T2變式遷移2：（多選）如圖所示是某氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，則下列說法中正確的是()A．氣體作的是等溫變化B．從A至B氣體的壓強一直減小C．從A至B氣體的體積一直增大D．氣體的三個狀態(tài)參量一直都在變題型三：封閉氣體壓強的計算例三、若已知大氣壓強為p0,圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài),液體密度均為ρ,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.(甲)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρghB.(乙)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρghC.(丙)圖中密閉氣體的壓強大小是p0-ρghD.(丁)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρgh1變式遷移3：如圖所示為內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸,一質(zhì)量m=2kg、表面積S=40cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,開始時汽缸如圖(甲)放置,之后將其豎直放置,如圖(乙),大氣壓強p0=1×105Pa。求:(1)如圖(甲)中放置時,汽缸內(nèi)氣體的壓強;(2)如圖(乙)中放置時,汽缸內(nèi)氣體的壓強。強化訓(xùn)練選擇題1、如圖所示，圓柱形氣缸水平放置，活塞將氣缸分為左右兩個氣室，兩側(cè)氣室內(nèi)密封等質(zhì)量的氮氣?，F(xiàn)通過接口K向左側(cè)氣室內(nèi)再充入一定質(zhì)量的氮氣，活塞再次靜止時左右兩側(cè)氣室體積之比為。氣缸導(dǎo)熱良好，外界溫度不變，活塞與氣缸間無摩擦，則從接口充入的氮氣與左側(cè)氣室內(nèi)原有氮氣的質(zhì)量之比為（）A． B． C． D．2．（2021·江蘇南通·高二期中）如圖甲所示，豎直放置的均勻細(xì)管上端封閉，下端開口，中間有兩段水銀柱分別封閉了兩部分氣體，用記號筆在玻璃管上A處做一標(biāo)記（即圖中虛線位置）。輕彈甲圖中細(xì)管使兩段水銀柱及被封閉的兩段氣柱分別合在一起成圖乙狀，這一過程中封閉氣體和水銀均沒有從試管中漏出，且溫度不變，則合并后的水銀柱下端處于玻璃管上（）A．A處的下方 B．A處的上方C．位置不變，還處于A D．無法判斷，以上都有可能3．（2021·江蘇南通·高二期中）某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。關(guān)于該實驗的操作，下列說法正確的是（）A．柱塞上涂油的目的是為了減小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞與注射器之間的摩擦不影響壓強的測量C．為了方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞D．實驗中，為找到體積與壓強的關(guān)系，需要測量柱塞的橫截面積4．（2020·河南·靈寶市第五高級中學(xué)高二期中）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，其p－圖象為傾斜直線，氣體溫度變化是（）A．逐漸升高 B．逐漸降低C．可能不變 D．可能先升高后降低5．（2021·北京房山·高三期末）一定質(zhì)量的理想氣體保持溫度不變，從狀態(tài)A到狀態(tài)B。用表示氣體壓強，用表示氣體體積，圖中能描述氣體做等溫變化的是（）A．B．C．D．6．在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把粗細(xì)均勻玻璃管開口向下豎直地壓入水中，管中共有部分充滿水，假設(shè)溫度不變，則此時管內(nèi)空氣壓強相當(dāng)于（）A．3個大氣壓 B．2個大氣壓 C．大氣壓 D．個大氣壓7．如圖，粗細(xì)均勻的玻璃管A和B由一橡皮管連接，A管內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，兩管水銀面相平。若固定A管，將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H，A管內(nèi)的水銀面相應(yīng)降低h，移動過程中溫度保持不變，則（）A．h=H B．h= C．h＜ D．＜h＜H8、如圖所示，D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個過程，則下列說法正確的是()A．D→A是一個等溫過程B．A→B是一個等溫過程C．A與B的狀態(tài)參量相同D．B→C體積減小，壓強減小，溫度不變二、解答題9、如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”的實驗裝置。主要步驟如下：①將壓強傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機；④推動活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強傳感器示數(shù)p。（1）實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了___________；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是___________；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動活塞（3）測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_________為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是：_______（答一種即可）。（4）另一小組實驗時緩慢推動活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應(yīng)的壓強傳感器示數(shù)p。在采集第5組數(shù)據(jù)時，壓強傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實驗，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關(guān)系圖像應(yīng)是____________。A．B．C．D．10、如圖,一玻璃裝置放在水平桌面上,豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻,A、B兩管的上端封閉,C管上端開口,三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為l1=13.5cm,l2=32cm。將水銀從C管緩慢注入,直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h=5cm。已知外界大氣壓為p0=75cmHg,求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。11、某物理學(xué)習(xí)興趣小組設(shè)計了一個測定水深的深度計，如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的圓柱形氣缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑分別為D和2D，長度均為L，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A，B，活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動，氣缸Ⅰ左端開口，外界大氣壓強為，氣缸Ⅰ內(nèi)通過A封有壓強為的氣體，氣缸Ⅱ內(nèi)通過B封有壓強為的氣體，兩氣缸通過一細(xì)管相連，初始狀態(tài)A、B均位于氣缸最左端，該裝置放人水下后，通過A向右移動的距離可測定水的深度，已知相當(dāng)于10m高的水柱產(chǎn)生的壓強，不計水溫隨深度的變化，被封閉氣體視為理想氣體，求：①當(dāng)B剛要向右移動時，A向右移動的距離；②該深度計能測量的最大水深。12、請回答下列有關(guān)DIS實驗“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”的問題。（1）如圖所示，用一個帶有刻度的注射器及DIS實驗系統(tǒng)來探究氣體的壓強與體積關(guān)系。實驗中氣體的質(zhì)量保持不變，氣體的體積V直接讀出，氣體的壓強p是由圖中______傳感器測量得到。

（2）完成本實驗的基本要求是______。A．在等溫條件下操作B．封閉氣體的容器密封良好C．必須弄清所封閉氣體的質(zhì)量D．氣體的壓強和體積必須用國際單位（3）甲同學(xué)在做本實驗時，緩慢推動活塞，使注射器內(nèi)空氣柱體積減小，且數(shù)值越來越小，造成這一現(xiàn)象的原因可能是______；A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大B．實驗時環(huán)境溫度增大了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器的空氣向外發(fā)生了泄漏（4）乙同學(xué)實驗數(shù)據(jù)用圖像處理，但如圖所示的圖線不過原點，則造成這一原因的可能是______。

2.2氣體的等溫變化基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點一、氣體的等溫變化1．等溫變化一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關(guān)系叫作氣體的等溫變化。2．實驗探究(1)實驗器材：鐵架臺、注射器、橡膠套、壓力表(壓強表)等。注射器下端用橡膠套密封，上端用柱塞封閉一段空氣柱，這段空氣柱是我們的研究對象。(2)數(shù)據(jù)收集：空氣柱的壓強p由上方的壓力表讀出，體積V用刻度尺讀出的空氣柱長度l乘氣柱的橫截面積S。用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強的幾組值。(3)數(shù)據(jù)處理以壓強p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，將收集的各組數(shù)據(jù)描點作圖，若圖像是過原點的直線，說明壓強跟體積的倒數(shù)成正比，即壓強跟體積成反比。注意：作p-V圖像雙曲線不好判定，作p-eq\f(1,V)圖像是過原點的傾斜直線，易判定壓強跟體積成反比。要點二、玻意耳定律1．玻意耳定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。(2)公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。(3)適用條件：①氣體質(zhì)量不變、溫度不變。②氣體溫度不太低、壓強不太大。2．氣體的等溫變化的p-V圖像(1)p-V圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-V圖像為一條雙曲線，如圖甲所示。甲乙(2)p-eq\f(1,V)圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-eq\f(1,V)圖像為過原點的傾斜直線，如圖乙所示。要點突破突破一：探究氣體等溫變化的規(guī)律（一）等溫變化一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關(guān)系．（二）實驗思路在保證密閉注射器中氣體的質(zhì)量和溫度不變的條件下，通過改變密閉注射器中氣體的體積，由壓力表讀出對應(yīng)氣體的壓強值，進(jìn)而研究在恒溫條件下氣體的壓強與體積的關(guān)系．（三）實驗器材帶鐵夾的鐵架臺、注射器、柱塞(與壓力表密封連接)、壓力表、橡膠套、刻度尺．（四）物理量的測量1．如圖所示組裝實驗器材．2．利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉．3．把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強的幾組數(shù)據(jù)．空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V.空氣柱的壓強p可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀?。ㄎ澹?shù)據(jù)分析1．作p－V圖像以壓強p為縱坐標(biāo)，以體積V為橫坐標(biāo)，用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，繪出等溫曲線，如圖所示．觀察p－V圖像的特點看能否得出p、V的定量關(guān)系．2．作p－eq\f(1,V)圖像以壓強p為縱坐標(biāo)，以eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點．如果p－eq\f(1,V)圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，就說明壓強p跟eq\f(1,V)成正比，即壓強與體積成反比．如果不在同一條直線上，我們再嘗試其他關(guān)系．3．實驗結(jié)論：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，其壓強與體積的倒數(shù)成正比．（六）注意事項1．改變氣體體積時，要緩慢進(jìn)行；2．實驗過程中，不要用手接觸注射器的外壁；3．實驗前要在柱塞上涂抹潤滑油；4．讀數(shù)時視線要與柱塞底面平行；5．作p－eq\f(1,V)圖像時，應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點應(yīng)均勻分布于直線兩側(cè)，偏離太大的點應(yīng)舍棄掉。突破二：對玻意耳定律的理解及應(yīng)用1．成立條件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是實驗定律，只有在氣體質(zhì)量一定、溫度不變的條件下才成立。2．玻意耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式pV＝C中的常量C不是一個普適恒量，它與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該恒量C越大。3.封閉氣體壓強的計算1．取等壓面法同種液體在同一深度向各個方向的壓強相等，在連通器中，靈活選取等壓面，利用同一液面壓強相等求解氣體壓強．如圖甲所示，同一液面C、D兩處壓強相等，故pA＝p0＋ph；如圖乙所示，M、N兩處壓強相等，從左側(cè)管看有pB＝pA＋ph2，從右側(cè)管看，有pB＝p0＋ph12．力平衡法選與求氣體壓強。4．應(yīng)用玻意耳定律的思路和方法：(1)確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律成立的條件。(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1、p2、V2)(3)根據(jù)玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，代入數(shù)值求解(注意各狀態(tài)參量要統(tǒng)一單位)。(4)注意分析題目中的隱含條件，必要時還應(yīng)由力學(xué)或幾何知識列出輔助方程。(5)有時要檢驗結(jié)果是否符合實際，對不符合實際的結(jié)果要刪去。氣體等溫變化的p－V圖像或p－eq\f(1,V)圖像兩種等溫變化圖像內(nèi)容p－eq\f(1,V)圖像p－V圖像圖像特點物理意義一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變時，pV＝恒量，p與V成反比，p與eq\f(1,V)就成正比，在p－eq\f(1,V)圖上的等溫線應(yīng)是過原點的傾斜直線一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，p與V成反比，因此等溫過程的p－V圖像是雙曲線的一支溫度高低直線的斜率為p與V的乘積，斜率越大，pV乘積越大，溫度就越高，圖中T2>T1一定質(zhì)量的某種氣體，溫度越高，氣體壓強與體積的乘積必然越大，在p－V圖上的等溫線就越高，圖中T2>T1典例精析題型一：波意耳定律的應(yīng)用例一．如圖，粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣體柱長為39cm，中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm.先將B端封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm，求：(1)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強p；(2)左管氣柱的長度l′.(大氣壓強p0＝76cmHg)解析：(1)插入水銀槽后右管內(nèi)氣體：由玻意耳定律得：p0l0S＝peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l0－\f(Δh,2)))S，得p＝78cmHg.(2)插入水銀槽后左管壓強：p′＝p＋ρgΔh＝80cmHg，左管內(nèi)外水銀面高度差h1＝eq\f(p′－p0,ρg)＝4cm，中、左管內(nèi)氣體由玻意耳定律得p0l＝p′l′，代入數(shù)據(jù)解得l′＝38cm，答案：(1)78cmHg(2)38cm【反思總結(jié)】利用玻意耳定律解題的基本思路(1)明確研究對象，根據(jù)題意確定所研究的是哪部分封閉氣體，注意其質(zhì)量和溫度應(yīng)不變．(2)明確狀態(tài)參量，找準(zhǔn)所研究氣體初、末狀態(tài)的p、V值．(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解．變式遷移1：一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽內(nèi)，如圖所示，管內(nèi)水銀柱比槽內(nèi)水銀面高h(yuǎn)＝5cm，空氣柱長l＝45cm，要使管內(nèi)、外水銀面相平．求：(1)應(yīng)如何移動玻璃管？(2)此刻管內(nèi)空氣柱長度為多少？(設(shè)此時大氣壓相當(dāng)于75cmHg產(chǎn)生的壓強)解析：(1)要增大壓強可采取的辦法是：向下移動玻璃管時，內(nèi)部氣體體積V減小、壓強p增大，h減?。詰?yīng)向下移動玻璃管．(2)設(shè)此刻管內(nèi)空氣柱長度l′，由p1V1＝p2V2，得(p0－h(huán))lS＝p0l′S，l′＝eq\f(p0－h(huán)l,p0)＝eq\f(75－5×45,75)cm＝42cm.答案：(1)向下(2)42cm題型二：等溫圖像的應(yīng)用例二．如圖所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說法正確的是()A．從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其壓強與體積成反比B．一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的C．由圖可知T1＞T2D．由圖可知T1＜T2解析：根據(jù)等溫圖線的物理意義可知A、B選項都對，氣體的溫度越高時，等溫圖線的位置就越高，所以C錯，D對．答案為A、B、D.答案：ABD變式遷移2：如圖所示是某氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，則下列說法中正確的是()A．氣體作的是等溫變化B．從A至B氣體的壓強一直減小C．從A至B氣體的體積一直增大D．氣體的三個狀態(tài)參量一直都在變解析：一定質(zhì)量的氣體的等溫過程的p－V圖象即等溫曲線是雙曲線，顯然圖中所示AB圖線不是等溫線，AB過程不是等溫變化，A選項不正確．從AB圖線可知氣體從A狀態(tài)變?yōu)锽狀態(tài)的過程中，壓強p在逐漸減小，體積V在不斷增大，則B、C選項正確．又該過程不是等溫過程，所以氣體的三個狀態(tài)參量一直都在變化，D選項正確．答案：BCD題型三：封閉氣體壓強的計算例三、若已知大氣壓強為p0,圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài),液體密度均為ρ,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.(甲)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρghB.(乙)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρghC.(丙)圖中密閉氣體的壓強大小是p0-ρghD.(丁)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρgh1解析:(甲)圖中密閉氣體的壓強大小是p0-ρgh,A錯誤;(乙)圖中密閉氣體的壓強大小是p0-ρgh,B錯誤;(丙)圖中密閉氣體的壓強大小是p0-ρghsin60°=p0-32ρgh,C錯誤;(丁)圖中密閉氣體的壓強大小是p0+ρgh1變式遷移3：如圖所示為內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸,一質(zhì)量m=2kg、表面積S=40cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,開始時汽缸如圖(甲)放置,之后將其豎直放置,如圖(乙),大氣壓強p0=1×105Pa。求:(1)如圖(甲)中放置時,汽缸內(nèi)氣體的壓強;(2)如圖(乙)中放置時,汽缸內(nèi)氣體的壓強。解析:(1)汽缸如題圖(甲)中放置時,根據(jù)平衡狀態(tài)可知,汽缸內(nèi)氣體的壓強等于外界大氣壓強,有p1=p0=1×105Pa。(2)汽缸如題圖(乙)中放置時,根據(jù)平衡狀態(tài)可得p2S=p0S+mg代入數(shù)據(jù)可得p2=1.05×105Pa。答案:(1)1×105Pa(2)1.05×105Pa強化訓(xùn)練選擇題1、如圖所示，圓柱形氣缸水平放置，活塞將氣缸分為左右兩個氣室，兩側(cè)氣室內(nèi)密封等質(zhì)量的氮氣?，F(xiàn)通過接口K向左側(cè)氣室內(nèi)再充入一定質(zhì)量的氮氣，活塞再次靜止時左右兩側(cè)氣室體積之比為。氣缸導(dǎo)熱良好，外界溫度不變，活塞與氣缸間無摩擦，則從接口充入的氮氣與左側(cè)氣室內(nèi)原有氮氣的質(zhì)量之比為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】分析得兩次平衡狀態(tài)時，左右兩邊氣缸的壓強平衡即=p，對右邊氣體分析，活塞再次靜止時左右兩側(cè)氣室體積之比為，故右邊氣體的體積由原來氣缸總體積的減小到，根據(jù)玻意耳定律解得=2p故=2p對左邊氣缸氣體分析，假設(shè)充入左邊的氣體在一樣的溫度，壓強為的體積為，根據(jù)玻意耳定律得聯(lián)立解得n=2從接口充入的氮氣與左側(cè)氣室內(nèi)原有氮氣的質(zhì)量之比為2:1。故選A。2．（2021·江蘇南通·高二期中）如圖甲所示，豎直放置的均勻細(xì)管上端封閉，下端開口，中間有兩段水銀柱分別封閉了兩部分氣體，用記號筆在玻璃管上A處做一標(biāo)記（即圖中虛線位置）。輕彈甲圖中細(xì)管使兩段水銀柱及被封閉的兩段氣柱分別合在一起成圖乙狀，這一過程中封閉氣體和水銀均沒有從試管中漏出，且溫度不變，則合并后的水銀柱下端處于玻璃管上（）A．A處的下方 B．A處的上方C．位置不變，還處于A D．無法判斷，以上都有可能【答案】A【解析】把之前封閉的氣體分為上、下兩部分，上部分變化后壓強不變，溫度不變，則體積保持不變；下部分氣體壓強變小，溫度不變，由玻意耳定律知其體積變大，因此穩(wěn)定后水銀下端應(yīng)在A處的下方，故A正確，BCD錯誤。故選A。3．（2021·江蘇南通·高二期中）某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。關(guān)于該實驗的操作，下列說法正確的是（）A．柱塞上涂油的目的是為了減小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞與注射器之間的摩擦不影響壓強的測量C．為了方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞D．實驗中，為找到體積與壓強的關(guān)系，需要測量柱塞的橫截面積【答案】B【解析】A．在柱塞上涂油的目的是為了避免漏氣，不是為了減小摩擦，故A錯誤；B．柱塞與注射器之間的摩擦對氣體壓強的測量無影響，故B正確；C．手握緊注射器會改變氣體的溫度，不符合實驗條件，故C錯誤；D．實驗中要驗證由于快速推拉柱塞前后柱塞橫截面積不變，因此只需驗證無需測量柱塞的橫截面積，故D錯誤。故選B。4．（2020·河南·靈寶市第五高級中學(xué)高二期中）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，其p－圖象為傾斜直線，氣體溫度變化是（）A．逐漸升高 B．逐漸降低C．可能不變 D．可能先升高后降低【答案】B【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知所以圖像上各點與原點連線的斜率與溫度成正比，由圖像可知，過程圖像上各點與原點連線斜率逐漸減小，故氣體溫度逐漸降低，B正確，ACD錯誤。故選B。5．（2021·北京房山·高三期末）一定質(zhì)量的理想氣體保持溫度不變，從狀態(tài)A到狀態(tài)B。用表示氣體壓強，用表示氣體體積，圖中能描述氣體做等溫變化的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】根據(jù)整理有若想保持溫度不變，則圖線需要p與V-1成正比，若橫坐標(biāo)為V，則圖線應(yīng)為雙曲線的一支。故選D。6．在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把粗細(xì)均勻玻璃管開口向下豎直地壓入水中，管中共有部分充滿水，假設(shè)溫度不變，則此時管內(nèi)空氣壓強相當(dāng)于（）A．3個大氣壓 B．2個大氣壓 C．大氣壓 D．個大氣壓【答案】B【解析】設(shè)管中的氣體的初始壓強為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P0，體積為SL，壓縮后的壓強為P，體積為，根據(jù)玻意耳定律有解得P=2P0故B正確，ACD錯誤；故選B。7．如圖，粗細(xì)均勻的玻璃管A和B由一橡皮管連接，A管內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，兩管水銀面相平。若固定A管，將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H，A管內(nèi)的水銀面相應(yīng)降低h，移動過程中溫度保持不變，則（）A．h=H B．h= C．h＜ D．＜h＜H【答案】C【解析】封閉氣體是等溫變化，B端下移，壓強變小，故氣體體積要變大，但最終平衡時，封閉氣體的壓強比大氣壓小，一定是B側(cè)水銀面低，B側(cè)水銀面下降的高度（H-h）大于A側(cè)水銀面下降的高度h，故有H﹣h＞h故h<故ABD錯誤，C正確；故選C。8、如圖所示，D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個過程，則下列說法正確的是()A．D→A是一個等溫過程B．A→B是一個等溫過程C．A與B的狀態(tài)參量相同D．B→C體積減小，壓強減小，溫度不變解析：D→A是一個等溫過程，A對；A、B兩狀態(tài)溫度不同，A→B是一個等容過程(體積不變)，B、C錯；B→C，V增大，p減小，T不變，D錯．答案：A二、解答題9、如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”的實驗裝置。主要步驟如下：①將壓強傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機；④推動活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強傳感器示數(shù)p。（1）實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了___________；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是___________；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動活塞（3）測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_________為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是：_______（答一種即可）。（4）另一小組實驗時緩慢推動活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應(yīng)的壓強傳感器示數(shù)p。在采集第5組數(shù)據(jù)時，壓強傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實驗，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關(guān)系圖像應(yīng)是_________