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(jì)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。3學(xué)會用DIS實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行探究（圖像擬合、簡單誤差分析）4 理解玻意耳定律的內(nèi)容，能運(yùn)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(shí)際問題并解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象5 會讀、畫一定質(zhì)量氣體的PV圖?！疽?guī)律方法】1 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(shí)驗(yàn)等物理概念、物理模型、實(shí)驗(yàn)遷移到本節(jié)學(xué)習(xí)過程

2、中2 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)。3 通過DIS實(shí)驗(yàn)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4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D氣體壓強(qiáng)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氣體溫度答案:B2 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:D3 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. 幾個分子對器壁

3、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:C4如圖所示，大氣壓是強(qiáng)應(yīng)是（）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（相當(dāng)于76厘米水銀柱），管內(nèi)被圭寸閉A30厘米水銀柱C50厘米水銀柱C26厘米水銀柱D46厘米水銀柱法中，正確的答案:C5.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)于玻璃罩內(nèi)氣球的說是（）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:B6如圖所示，一氣豎直倒放，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的活塞，將一定量的理想氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無摩擦，氣體

4、處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)保持溫度不變把氣缸稍微傾氣缸達(dá)到平衡后，與原來相比，則（）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.氣體的體積不變答案:A7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，用住49厘米長的空氣柱，管外大氣壓相當(dāng)時，管內(nèi)被封閉空氣柱的長度是（A.84厘米。B.18.4厘米。答案:C76厘米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，如右圖所示,81.6厘米。D.157.6厘米。20當(dāng)厘米水銀柱封開口豎直向下體封在氣斜一點(diǎn)，在8如圖所示，一端封閉，一端開口截面積相同的度相等，閉管A內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體壓強(qiáng)為機(jī)上，抽盡B管上面的空氣，結(jié)果兩水銀柱產(chǎn)生18cm

5、為（）U形管AB，管內(nèi)灌有水銀，兩管內(nèi)9.6X104pa。今將開口端的高度差，則A管內(nèi)原來空氣B.12cmC.6cmA.18cm答案:D二、填空題9如圖所示，水平放置的一根玻璃管和幾個豎直放置的D.3cm水銀面高接到抽氣柱長度約體，圖（a）中的水銀柱長度和圖（b）、（c）、（d）中U形管兩臂內(nèi)水銀柱高度差均為則四部分氣體的壓強(qiáng)分別為Pa=cmHg，Pb=cmHg，pc=答案：76;86;66;8610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p0,此時容器內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)p1為;（b）中內(nèi)光滑的氣缸放置在水平桌面上，活塞的質(zhì)量為m1,底面積為S,在活塞再放置一個質(zhì)量為

6、m2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。（已知重力加速度為g）（m1+m2）g答案：Po-pgh,Po+U形管內(nèi)都有一段水銀柱，封閉端里有一定質(zhì)量的氣h=10cm，外界大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg。cmHg，pd=cmHg。11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)量為S，大氣壓強(qiáng)為p0。當(dāng)氣缸豎直放置時，氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為。慢向上提，若不計(jì)摩擦和氣體溫度的變化，則在氣缸離開地面時，氣缸內(nèi)氣體的壓截面積為住手柄慢強(qiáng)為MgSM=3千克的氣缸放在地面上，活塞的質(zhì)量m1=1答案：P0；P0S12如圖所示，總質(zhì)量活塞的截面積為S=50厘米2,大氣壓強(qiáng)為P0=1X105

7、帕，細(xì)繩跨過滑輪一塞相連，另一端連接質(zhì)量m2=2千克的砝碼，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，逐漸增加砝碼的質(zhì)量，直至氣缸剛好離開地面，此時氣缸的壓強(qiáng)為，與氣缸外殼所受重力相平衡的外力是O答案：9.8X104Pa；9.4X10Pa；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,千克，端與活內(nèi)氣體考慮在內(nèi)）15 如圖所示，圓筒形氣缸中，有相鄰兩個活塞之間分別封閉著空氣B的體積之比為3:1?，F(xiàn)對活塞右移動3厘米，活塞c向左移動a、b、c三個可無摩擦滑動的活塞，在A和B。當(dāng)三個活塞靜止時，空氣c分別施方向相反

8、的力F，使活塞a向3厘米。若溫度不變，待三個活塞再度靜止時，活塞a;AbBc-移動了厘米答案：左；1.5（分別對A、B列玻意耳定律，切A、B的壓強(qiáng)始終三、實(shí)驗(yàn)題16（1）右圖表示用DIS探究氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系時所用的部驗(yàn)器材，的空氣，（2）其中A是_它的體積可由進(jìn)入專用軟件，設(shè)定每壓縮傳感器。所研究的對象是注射器中被_直接讀出。2cm3記錄一次數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)記錄完后，點(diǎn)擊繪圖1一V，可以看到如圖所示接數(shù)據(jù)采集帶刻度的注射器相等）分實(shí)封閉的圖線，說明一定質(zhì)量的氣體,變時，氣體的答案：（1）壓強(qiáng)；注射器刻度，（保持不It.02、1LikLEw2IWTLl31.13.b111LHJfL1H.FLE

9、Pol當(dāng)曲大F壓=141.5KPa和壓強(qiáng)=102.00KFa和休$卄=12cm5_成反比。2）溫度；壓強(qiáng)與體積當(dāng)小車啟動后，空氣柱長L=30厘米，水銀柱長度不變，此時小車向移動，小車的加速度是米/秒2。（大氣壓強(qiáng)75厘米汞柱，g取10米/秒2）答案：5m/s2（先用玻意耳定律求岀加速后管內(nèi)氣壓，再用牛頓第二定律求岀加速度。）14 容積為20升的貯氣筒，內(nèi)貯有壓強(qiáng)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(nèi)氫氣的壓強(qiáng)都達(dá)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(zhì)量不變要把儲氣罐的體積和最后壓強(qiáng)1atm實(shí)驗(yàn)次數(shù)壓強(qiáng)p(Pa)體積V(m3)pV

10、值(Pam3)L51.59X050.75X01.19251.20X051.00101.20350.97X051.25101.21450.75X051.60101.20550.60X052.00101.20i/7/x105PabamD.R-訂ais畝上|詞刁ISHjIITTiaII14IitIII*rrrI*ttr-r-1IIJIiIAIIII-L-一丄.丄.t-L-iIIIIIIIIIiJ.IU-I-J丄IKIbI4It4i17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(shí)驗(yàn)時，得到一組壓強(qiáng)p與體積V的數(shù)據(jù),并計(jì)算岀p、V的乘積，如下表所示:（1）實(shí)驗(yàn)時除需保持氣體溫度不變外

11、，還需保持氣體的不變。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，氣體的壓強(qiáng)p與體積V成。將表格中記錄的p、V數(shù)據(jù)畫在pV圖中，如圖所示，請將數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成一根光滑的pV圖像。（3）若保持縱軸p不變，橫軸改為，則得到的實(shí)驗(yàn)圖像為一根過原點(diǎn)的直線。答案：質(zhì)量；反比圖略四、計(jì)算題18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m,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0.5V，已知大氣壓強(qiáng)為po，求：（1）活塞自由放置時，氣體的壓強(qiáng)P!。（2）氣體的體積減少為0.5V時的壓強(qiáng)P2。（3）氣體的體積減少為0.5

12、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(1)mgPi=PoS因?yàn)榫徛苿踊钊?PiVi所以氣缸內(nèi)氣體的溫度保持不變，根據(jù)玻意耳定律，有2式中,ViP2=2(po+(3)根據(jù)P2=,F+mg（Po+s）它的體積增大為原來的F=PoSmg19.一個氣泡從水底升到水面時，5xioPa,假設(shè)水底與水面的溫度差不計(jì)，求水的深度答案：3倍，設(shè)水的密度為p=1xio3kg/m3,大氣壓強(qiáng)Po=1.oi2(取g=iom/s)設(shè)氣泡在水底時的體積為M、壓強(qiáng)為：Pi=Po+pgh氣泡升到水面時的體積為V2,則V2=3Vi,壓強(qiáng)為p2=po。由玻意耳定律piV仁p2V2，即（po+pgh）Vi=

13、po3Vi得水深2o一根兩端開口、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，長L=3ocm，豎直插入水銀槽中深ho=iocm處，用手指按住上端,輕輕提岀水銀槽，并緩緩倒轉(zhuǎn)，則此時管內(nèi)封閉空氣柱多長？已知大氣壓po=75cmHg。答案：由于整個過程中氣體的溫度不變，由玻意耳定律：PiV=p2V2=PsV3即75x20S=(75-h)(30-h)S=(75+h)L3S由前兩式得：h2-105h+750=0取合理解h=7.7cm，代入得h2=17.1cmB.氣體的壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系【基礎(chǔ)知識】1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-t圖像和p-T圖像。2知道熱力學(xué)溫標(biāo)，知道絕對零度的物理意義。

14、3理解查理定律的內(nèi)容，能運(yùn)用查理定律求解體積不變氣體，與壓強(qiáng)、溫度有關(guān)的實(shí)際問題并解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。4 學(xué)會用DIS實(shí)驗(yàn)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】思考討論該實(shí)驗(yàn)1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(shí)驗(yàn)的操作方法。中安裝傳感器的方法、數(shù)據(jù)的最佳記錄點(diǎn)等。2運(yùn)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)上得岀查理定律。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(shí)驗(yàn)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,

15、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(shí)驗(yàn)方法測岀的溫度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:A2一定質(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. 氣體的溫度變化時，壓強(qiáng)可能不變答案:A3一定質(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（）A1/27B1/273C.1/300D.1/573答案:C4.封閉在貯氣瓶中的某種理想氣

16、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(jì)）（）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:A5 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，不易拔岀來，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(qiáng)變大D瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強(qiáng)減小答案:DB.用吸管喝飲料D液壓千斤頂6 下列哪個是查理定律在生活生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用（A拔火罐答案:A7下列各圖中，容變化規(guī)律的是（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A（1）答案:B二、填空題B

17、CD8 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54C，僅比常年同期偏高0.1C，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，僅比常年同期偏高K。答案：278.4;0.19 家用白熾燈泡中充有氬氣，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)充氬氣的壓強(qiáng)不得超過個大氣壓。答案:0.910 實(shí)驗(yàn)室有一個氫氣瓶，冬天時測得室溫為10C。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

18、此時的溫度為Co答案:37511.當(dāng)大氣壓強(qiáng)po=1.0X10Pa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90C。過了一段時間，由于散熱，瓶內(nèi)溫度降為15C。若瓶塞是不漏氣的輕質(zhì)軟木塞(質(zhì)量不計(jì))，瓶塞的直徑為3.6cm，則至少需要N的力才能把瓶塞拔岀。答案:21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,12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,?Pa，已知外界大已知當(dāng)時手表處的氣溫為一13C，則手表表面玻璃爆裂時表內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大小為氣壓

19、強(qiáng)隨高度變化而變化，高度每上升12m大氣壓強(qiáng)降低133Pa，設(shè)海平面大氣壓為時的海拔高度約為答案：8.7X104，三、實(shí)驗(yàn)題13如圖所示是驗(yàn)證查理定律的DIS實(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)中，計(jì)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(diǎn)表示?m6613(在6550到6650間均可)51X10Pa，則登山運(yùn)動員此tPptOt答案：氣體零攝氏度時的壓強(qiáng)；-273;tO壓強(qiáng)傳感器顯示的壓強(qiáng)變之間的關(guān)tO;圖線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)所表示C。的溫度為(2)與初始狀態(tài)相比，化量zXP與試管內(nèi)氣體所降低的溫度系圖是(O(B)(C)(A)四、計(jì)

20、算題14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(D)30C迅速上升到1800C，試估算此時現(xiàn)場氣體的壓強(qiáng)大小。答案：約6.84atm15.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(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5atm，最低胎壓不低于1.6atm，那么，在t=20C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T0=293K充氣后的最小胎壓為Pmin，最大胎壓為Pmax。依題意，當(dāng)233K時胎壓為P1=1.6atm。根據(jù)查理定律min6_Pmin233293解得：Pmin