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高二物理


靖宇县第一中学 2012 级高二年级(物理)教学设计(010)
主备人:赵忠海 审核人:高二物理组 编写日期 :2014-3-10 实际教学日期

8.1

气体的等温变化学案导学

[学习目标] 1、 知道气体的状态及三个参量。 2、 掌握玻意耳定律,并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关 现象

。 3、 知道气体等温变化的 p—v 图象,即等温线。 4、 了解用实验探究气体等温变化规律的方法和思路,培养动手操作能力、采集数 据能力及运用计算机处理数据的能力。 [自主学习] 一、气体的状态及参量 1、复习: 温度是表示物体 的物理量,从分子运动论的观点看,温度标志 着物体内部 的剧烈程度。 在国际单位制中,用热力学温标表示的温度,叫做 温度。用符号 表示, 它的单位是 ,简称 ,符号是 。 热力学温度与摄氏温度的数量关系是:T= t+ 。 2、研究气体的性质,用 、 、 三个物理量描述气体的状态。描述气 体状态的这三个物理量叫做气体的 。 说明:气体状态和状态参量的关系: 对于一定质量的气体,如果温度、体积、压强这三个量都不变,我们就说气体处于一 定的状态中。如果三个参量中有两个参量发生改变,或者三个参量都发生了变化,我们 就说气体的状态发生了改变, 只有一个参量发生改变而其它参量不变的情况是不可能发 生的。 二、玻意耳定律 1、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现:一定 的气体, 在 不变的情况下,压强 p 与体积 v 成 。这个规律叫做玻意耳定律。 2、表达式:pv=C(常量)或 者 。其中 p1 、v1 和 p2、v2 分别表示气体在

1、2 两个不同状态下的压强和体积。 三、气体等温变化的 p—v 图象 一定质 量的气体发生等温变化时的 p — v 图象如图 8 — 1 所示。图线的形状 为 。由于它描述的是温度不变时的 p—v 关系,因此称它为 线。一定质 量的气体,不同温度下的等温线是不同的。 思考与讨论:在图 8—1 中,一定质量的气体,不同温度下的两条等温线,判断 t1、t2 的高低。试说出你判断 的依据。 p 2、画出 p— 图象,说明图线的形状,图线 V 的斜率与温度的 关系
o
图 8—1

1

t2 t1 v

1

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主备人:赵忠海 审核人:高二物理组 编写日期 :2014-3-10 实际教学日期

练习: 1、 如图 8—2 所示,粗细均匀的 U 形管的 A 端是封闭的,B 端开口向上。两管中水银面 的高度差 h=20cm。外界大气压强为 76cmHg。求 A 管中封闭气体的压强。
A B h

图 8—2

2、如图 8—3 所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法正确的 是: ( ) A、 从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比 B、 一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的 p C、 由图可知 T1>T2 D、由图可知 T1<T2 [自主检测][来源:学,科,网][来源:Z&xx&k.Com] 1、 如图 8—5 所示,一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置, T2 金属圆板的上表面是水平的,下表面与水平面的夹角为θ ,圆板的质量 T 1 o 为 M,不计圆板与容器内壁间的摩擦。若大气 v 图 8—3 压强为 P0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于 A、P0+Mgcosθ /S B、P0/cosθ +Mg /Scosθ θ 2 C、P0+Mgcos θ /S D、P0+Mg /S
图 8—5

2、一个气泡从水底升到水面上时,体积增大 2 倍,设水的密度为ρ =1×103Kg/m3, 大气压强 P0=1×105Pa,水底与水面温差不计,求水的深度。 (g=10m/s2) 1 3、如图 8—6 所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条 p— 图线。由图可知 V ( ) P T2 A、 一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比 1 B、 一定质量的气体在发生等温变化时, 其 p— 图线的延长线是经过 V 坐标原点的 0 C、 T1>T2 D、T1<T2

T1

图 8—6

1/v

4、喷雾器筒内药液面上方有打气孔,可通过打气筒将外界空气压入筒内液面上方, 使被封闭的空气压强增大。设喷雾器筒内上方的空气体积为 1.5L,然后用打气筒缓慢 向药液上方打气,每次打进 1atm 的空气 0.25L,设打气过程中温度不变,要使喷雾器 里的压强达到 4atm,打气筒应打气 次。 -2 3 5、汽车轮胎的容积是 2.5×10 m ,轮胎原有压强为 1atm 的空气。向轮胎内打气, 直至压强增加到 8atm 为止。应向轮胎里打进 1atm 的多少体积的空气。 (温度不变)

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[当堂检测] 1、下列过程可能发生的是( ) A、气体的温度变化,但压强、体积保持不变 B、气体的温度、压强保持不变,而体积发生变化 C、气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化 D、气体的温度、压强、体积都发生变化 2、 一定质量的气体发生等温变化时, 若体积增大为原来的 n 倍, 则压强变为原来的 倍 A、2 n B、n C、1/n D、2/n 3、在温度均匀的水池中,有一空气泡从池底缓缓地向上浮起,在其上浮的过程中,泡 内气体(可看成理想气体) ( ) A、内能减少,放出热量 B、内能增加,吸收热量 C、对外做功,同时吸热,内能不变 D、对外做的功等于吸收的热量 4、如图 8—8 所示,一定质量的气体由状态 A 变到状态 B 再变到状态 C 的过程,A、C 两点在同一条双曲线上,则此变化过程中( ) A、从 A 到 B 的过程温度升高 B、从 B 到 C 的过程温度升高 C、从 A 到 C 的过程温度先降低再升高 D、A、C 两点的温度相等
P A B C O 图 8—8 V 图 8—9 h1 h2

5、如图 8—9 所示 ,两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中,管中有一段水银柱 h1 封闭一定质量的气体, 这时管下端开口处内外水银面高度差为 h2, 若保持环境温度不变, 当外界压强增大时,下列分析正确的是( ) A、h2 变长 B、h2 变短 C、h1 上升 D、h1 下降 6、一个容积是 10 升的球,原来盛有 1 个大气压的空气,现在使球内气体压强变为 5 个 大气压,应向球内打入 升 1 个大气压的空气(设温度不变) 7、抽气机对某容器抽气,已知被抽容器的容积是抽气机最大活动容积的两倍,在按最 大活动容积抽气 2 次后,容器中气体的压强变为原来的 倍。:

等温变化习题课
【自主学习】 例题 1、 一端开口的均匀玻璃管长 200 cm,内有一段长 20 cm 的水银柱封住一段空气柱,开口向上 竖直放置时空气柱长为 80 cm,大气压强为 76 cmHg,求: (1)现再向管内加入 10 cm 长的水银柱,空气柱长为多少? (2)若要使空气柱长为 40 cm,需加入多少水银柱? (3)若将管开口向上倾斜到成水平面成 30?时管内空气柱长为多少? (4)若开口向下与水平面成 30?时管内空气柱长又为多少? (5)若开口缓慢变为向下时管内空气柱长又为多少? (6)当玻璃管自由下落时,空气柱长度将变为多大? 5 例题 2、右图中,容器 A 的容器是容器 B 容积的 4 倍,开始时 A 中是真空,B 中有 20×10 帕压强的 气体,打开开关,A、B 相通后,温度不变, (1)B 中气体压强为多大? (2)B 中气体的质量是原来的多少倍?

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实际教学日期

合作探究:1、某个容器的容积是 10 升,所装气体的压强是 20×10 Pa。若温度保持不变打开阀门, 求:容器中剩余气体是原来的百分之几?(设大气压为 1.0×105Pa) 2.一个贮气筒内装有 30L 一个大气压的空气,现在要使筒内压强增为 5 个大气压,则应向筒内再打 入多少升一个大气压的空气。 (设此过程中温度保持不变) 若贮气筒内装有 30L 两个大气压的空气, 现在要使筒内压强增为 10 个大气压,则应向筒内再打入多少升一个大气压的空气。 (设此过程中温 度保持不变) 3、容积为 20L 的钢瓶,充满氧气后,压强为 150atm,打开钢瓶的阀门,把氧气分装到每个容积为 5L 的小瓶中去,原来小瓶是真空的,装至压强为 10atm 时为止。假设在分装过程中不漏气,并且 温度不变,那么最多能分装多少瓶?

4.如图 3 所示,用抽气筒 V1 通过两个单向阀门 a、b 把 V0 中的气体抽去,若容器 V0=10L,抽气 筒容积 V1=1L,容器中原有气体压强 p0=1atm,则抽气筒抽了 10 次以后,容器内气体的压强为多 大?

【当堂检测】 1、如右图所示,用一段水银柱将管内气体与外界隔绝,管口朝下竖直放置,今将玻璃管倾斜,下列 叙述正确的是( ) A.封闭端内的气体压强增大 B.封闭端内的气体压强减小 C.封闭端内的气体体积增大 D.封闭端内的气体体积减小

2、活塞式抽气机气缸容积为 V,用它给容积为 2V 的容器抽气,抽气机抽动两次,容器内剩余气体 压强是原来的 [ ] A.1/4 B.1/2 C.4/9 D.5/9 3、如图所示,一端封闭一定质量气体的直玻璃管,开口朝下竖直插入水中,玻璃管中 的波面高出水面 h.今将管竖直向上提(保持管口不出液面),且温度不变,则关于液柱 高度变化的说法中正确的是( ) A.h 不变 B.h 变小 C.h 变大 D.无法确定 4、一个气泡从水底升到水平面上,它的体积增大到原来的 3 倍,设水的密度为 ? =1.0×10 kg/m ,
3 3

一个大气压强为 1.0×10 Pa,水底与水面温差不计,水的深度为

5

(g=lO m/s )

2

5、容积为 20L 的钢瓶充满氧气后,压强为 100atm,打开钢瓶的阀门,让氧气分装到容积为 5L 的小 钢瓶中去.若小瓶原是真空的,氧气装至 5atm 为止,分装过程中无漏气,且温度不变,那么最多能 分装 瓶 6、 .如图 5,将一根两端开口粗细均匀的细直玻璃管竖直插入水银中,并且使它的上端高出 水银面 8cm, 封闭管的上端再将管竖直上提 46cm, 问此时管内水银面高出外面水银面多少? (大气压强 p0=76cmHg)
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