高三物理一轮复习课件133气体实验定律共44页文档

能力课 气体实验定律的综合应用

一、选择题

1．对于一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，当它的体积减小时，下列说法正确的是( )

①单位体积内分子的个数增加 ②在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多 ③在单位时间、单位面积上气体分子对器壁的作用力不变 ④气体的压强增大

A．①④ B．①②④

C．①③④ D．①②③④

解析：选B 在温度不变的条件下，当它的体积减小时，单位体积内分子的个数增加，气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，气体压强增大，故B正确，A、C、D错误．

2.(多选)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是( )

A．沿A→B→C变化，气体温度不变

B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高

C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低

D．从A→B，气体压强减小，温度升高

E．从B→C，气体密度减小，温度降低

解析：选BDE 由理想气体状态方程pVT＝常数可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小，选项B、D、E正确，选项A、C错误．

3.如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦．初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板．现缓慢升高汽缸内气体的温度，则选项图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是( )

解析：选B 当缓慢升高汽缸内气体温度时，开始一段时间气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与汽缸内气体的热力学温度T成正比，在p ­T图象中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p ­T图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确．

二、非选择题

4.(2018届宝鸡一模)如图所示，两端开口的汽缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，面积分别为S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M的重物C连接，静止时汽缸中的空气压强p＝1.3×105 Pa，温度T＝540 K，汽缸两部分的气柱长均为L.已知大气压强p0＝1×105 Pa，取g＝10 m/s2，缸内空气可看作理想气体，不计一切摩擦．求：

明确目标 确定方向

1理想气体

2气体压强产生原因

3三大气体实验定律

4理想气体方程

【知识回归】 回归课本 夯实基础

第一部分基础知识梳理

一．气体压强

1产生的原因

由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。

2决定因素

（1）宏观上：决定于气体的温度和体积。

（2）微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。

二．理想气体

1宏观上，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。

2微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能。

三．气体实验定律

1. 玻意耳定律

（1）内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比

（2）表达式：p1V1＝p2V2

2查理定律

（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比

p1T1＝p2T2或 学习目标 （2）p1p2＝T1T2

3盖－吕萨克定律

（1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比

（2）表达式V1T1＝V2T2或V1V2＝T1T2

4.理想气体的状态方程

(1)内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的 比值 保持不变。

(2)公式:𝑝1𝑉1𝑇1=𝑝2𝑉2𝑇2或𝑝𝑉𝑇=C(C是与p、V、T无关的常量)。

第二部分重难点辨析

一利用气体实验定律解决问题的基本思路

二．用图象法分析气体的状态变化

1.一定质量的气体不同图象的比较

第2讲 固体、液体和气体 目标要求 1.了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，了解液晶的主要性质.2.了解表面张力现象和毛细现象，知道它们的产生原因.3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释.4.能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图像问题．

考点一 固体和液体性质的理解

1．固体

(1)分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体．

(2)晶体和非晶体的比较

分类

比较

晶体

非晶体

单晶体

多晶体

外形 有规则的形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形

熔点 确定 确定 不确定

物理性质 各向异性 各向同性 各向同性

典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青

转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

2.液体

液体的表面张力

①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小．

②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．

③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力．

3．液晶

(1)液晶的物理性质

①具有液体的流动性．

②具有晶体的光学各向异性．

(2)液晶的微观结构 从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．

1．单晶体的所有物理性质都是各向异性的．( × )

2．液晶是液体和晶体的混合物．( × )

3．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体．( × )

4．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用．( √ )

考向1 晶体和非晶体

例1 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是( )

理想气体的变质量问题的处理方法

对理想气体变质量问题，可根据不同情况用克拉珀龙方程、理想气体状态方程和气体实验定律进行解答。

方法一：化变质量为恒质量——等效的方法

在充气、抽气的问题中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。

方法二：应用密度方程

一定质量的气体，若体积发生变化，气体的密度也随之变化，由于气体密度 mV，故将气体体积mV代入状态方程并化简得：222111TpTp，这就是气体状态发生变化时的密度关系方程．

此方程是由质量不变的条件推导出来的，但也适用于同一种气体的变质量问题；当温度不变或压强不变时，由上式可以得到：2211pp和2211TT，这便是玻意耳定律的密度方程和盖·吕萨克定律的密度方程．

方法三:应用克拉珀龙方程

其方程为nRTPV。这个方程有4个变量：p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数，R=8.31J/mol.K=0.082atm.L/mol.K。

方法四: 应用理想气体分态式方程

若理想气体在状态变化过程中，质量为m的气体分成两个不同状态的部分21mm、，或由若干个不同状态的部分21mm、的同种气体的混合，则应用克拉珀龙方程RMmTPV易推出：12'2'2'1'1'1222111TVPTVPTVPTVP

上式表示在总质量不变的前提下，同种气体进行分、合变态过程中各参量之间的关系，可谓之“分态式”状态方程。

1. 打气问题

向球、轮胎中打气是一个典型的变质量气体问题。只要选择球内原有气体和即将打入的气体的整体作为研究对象，就可把打气过程中的变质量问题转化为气体总质量不变的状态变化问题。类似的问题还有将一个大容器里的气体分装到多个小容器中等，处理的方法也类似。

例1．一个篮球的容积是2.5L，用打气筒给篮球打气时，每次把510Pa的空气打进去3125cm。如果在打气前篮球里的空气压强也是510Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少Pa？（设在打气过程中气体温度不变）