高中物理 第八章 氣體章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 新人教版選修33

6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 第八章第八章 氣體氣體 章末復(fù)習(xí)課 【知識體系】 答案填寫 標(biāo)志 t273.15 K 碰撞 密集程度 溫度 原點 體積 直線 壓強(qiáng) 理想氣體 主題 1 氣體的實驗定律 1玻意耳定律 (1)條件：質(zhì)量不變，溫度不變 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 (2)公式：pVC或p1V1p2V2或p1p2V2V1. 2查理定律 (1)條件：質(zhì)量不變，體積不變 (2)公式：pTC或p1T1p2T2. 3蓋呂薩克定律 (1)條件：質(zhì)量不變，壓強(qiáng)不變 (2)公式：VTC或V1T1 V2T2. 4使用步驟： (1)確定研究對象，并判斷是否滿足某個實驗定律條件； (2)確定初末狀態(tài)及狀態(tài)參量； (3)根據(jù)實驗定律列方程求解(注意單位統(tǒng)一)； (4)注意分析隱含條件，做出必要的判斷和說明 【例 1】 （2016全國卷）一氧氣瓶的容積為 0.08 m3，開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20 個大氣壓.某實驗室每天消耗 1 個大氣壓的氧氣 0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到 2 個大氣壓時，需重新充氣.若氧氣的溫度保持不變，則這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天. 解析：設(shè)氧氣開始時的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2（兩個大氣壓）時，體積為V2， 根據(jù)玻意耳定律得p1V1p2V2 重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3V2V1 設(shè)用去的氧氣在p0（1 個大氣壓）壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p2V3p0V0 設(shè)實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V，則氧氣可用的天數(shù)為NV0V 聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得 N4（天）. 答案：4 天 針對訓(xùn)練 1.如圖所示為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積為V0，壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當(dāng)體積壓縮到V時氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面處薄膜的壓力 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 解析：設(shè)壓力為F，壓縮后氣體壓強(qiáng)為p， 由p0V0pV和FpS， 解得FV0Vp0S. 答案：V0Vp0S 主題 2 理想氣體狀態(tài)方程 1條件：理想氣體 2公式：pVTC或p1V1T1p2V2T2. 3步驟： (1)確定研究對象，是否質(zhì)量不變； (2)確定初末狀態(tài)及狀態(tài)參量； (3)根據(jù)理想氣體方程求解(注意單位統(tǒng)一)； (4)注意分析隱含條件(變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題)，做出必要的判斷和說明 【例 2】 (2014上海卷)如圖， 一端封閉、 粗細(xì)均勻的 U 形玻璃管開口向上豎直放置，用水銀將一段氣體封閉在管中當(dāng)溫度為 280 K 時，被封閉的氣柱長L22 cm，兩邊水銀柱高度差h16 cm，大氣壓強(qiáng)p076 cmHg. (1)為使左端水銀面下降 3 cm，封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?(2)封閉氣體的溫度重新回到 280 K 后，為使封閉氣柱長度變?yōu)?20 cm，需向開口端注入的水銀柱長度為多少？ 解析：(1)初態(tài)壓強(qiáng) p1(7616)cmHg60 cmHg. 末態(tài)時左右水銀面高度差為 (1623)cm10 cm， 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 壓強(qiáng)p2(7610)cmHg66 cmHg. 由理想氣體狀態(tài)方程：p1V1T1p2V2T2， 解得T2p2V2T1p1V166256022280 K350 K. (2)設(shè)加入的水銀高度為l，末態(tài)時左右水銀面高度差 h(1622)l. 由玻意耳定律：p1V1p3V3. 式中p376(20l)， 解得：l10 cm. 答案：(1)350 K (2)10 cm 針對訓(xùn)練 2.如圖，氣缸左右兩側(cè)氣體由絕熱活塞隔開，活塞與氣缸光滑接觸初始時兩側(cè)氣體均處于平衡態(tài)，體積之比V1V212，溫度之比T1T225.先保持右側(cè)氣體溫度不變，升高左側(cè)氣體溫度，使兩側(cè)氣體體積相同；然后使活塞導(dǎo)熱，兩側(cè)氣體最后達(dá)到平衡，求： (1)兩側(cè)氣體體積相同時，左側(cè)氣體的溫度與初始溫度之比； (2)最后兩側(cè)氣體的體積之比 解析：(1)設(shè)初始時壓強(qiáng)為p. 左側(cè)氣體滿足：pV1T1pVkT1， 右側(cè)氣體滿足：pV2pV. 解得kV2V2. (2)活塞導(dǎo)熱達(dá)到平衡 左側(cè)氣體滿足：pV1kT1pV1T1， 右側(cè)氣體滿足：pVT2pV2T2， 平衡時T1T2， 解得V1V2T2kT154. 答案：(1)2 (2)54 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 主題 3 氣體的圖象問題 【例 3】 (多選)如圖所示，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動一段距離，由狀態(tài)變化到狀態(tài).如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài).下列圖象中可以表示此過程的是( ) 解析：由題意知，由狀態(tài)變化到狀態(tài)的過程中，溫度保持不變，體積增大，根據(jù)pVTC可知壓強(qiáng)減小 對 A 圖象進(jìn)行分析，pV圖象是雙曲線即等溫線， 且由到體積增大，壓強(qiáng)減小， 故 A 正確 對 B 圖象進(jìn)行分析，pV圖象是直線， 溫度會發(fā)生變化， 故 B 錯誤 對C 圖象進(jìn)行分析，可知溫度不變，但體積減小，故 C 錯誤對 D 圖象進(jìn)行分析，可知溫度不變，壓強(qiáng)減小，體積增大，故 D 正確 答案：AD 針對訓(xùn)練 3.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過如圖所示的一系列過程， 下列說法中正確的是( ) Aab過程中，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小 Bbc過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大 Cca過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小 Dca過程中，氣體內(nèi)能增大，體積不變 答案：AD 統(tǒng)攬考情 氣體是高考的必考部分， 這也說明本章在高考中所占比重比較大 本章習(xí)題在新課標(biāo)高考中多以計算題的形式出現(xiàn)，而且是必考的一類題考查內(nèi)容：氣體實驗定律和理想氣體狀6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 態(tài)方程，還要涉及壓強(qiáng)計算和壓強(qiáng)的微觀表示方法 真題例析 （2016全國卷） 在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)， 兩壓強(qiáng)差p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為p2r， 其中0.070 N/m.現(xiàn)讓水下 10 m 處一半徑為 0.50 cm 的氣泡緩慢上升.已知大氣壓強(qiáng)p01.0105Pa，水的密度1.0103kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2. （1）求在水下 10 m 處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差； （2）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值. 解析： （1）由公式p2r，得 p20.0705103Pa28 Pa， 水下 10 m 處氣泡的壓強(qiáng)差是 28 Pa. （2）忽略水溫隨水深的變化，所以在水深 10 m 處和在接近水面時氣泡內(nèi)溫度相同. 由玻意耳定律得p1V1p2V2 其中，V143r31 V243r32 由于氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差遠(yuǎn)小于水壓， 氣泡內(nèi)壓強(qiáng)可近似等于對應(yīng)位置處的水壓， 所以有 p1p0gh12105Pa2p0 p2p0 將帶入得， 2p043r31p043r32， 氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值r2r1321.3. 答案： （1）28 Pa （2）1.3 針對訓(xùn)練 （2015全國卷）如圖所示，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質(zhì)量為m12.50 kg，橫截面積為S180.0 cm2，小活塞的質(zhì)量為m21.50 kg，橫截面積為S240.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l40.0 cm，氣缸外大氣壓強(qiáng)為p1.00105 Pa，溫度為T303 K.初始時大活塞與大圓筒6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 底部相距l(xiāng)2，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1495 K，現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度g取 10 m/s2，求： （1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度； （2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng). 解析： （1）大小活塞緩慢下降過程，活塞外表受力情況不變，氣缸內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣缸內(nèi)氣體為等壓變化. 初始狀態(tài)：V1L2（S1S2） ，T1495 K； 末狀態(tài)：V2LS2. 由蓋呂薩克定律：V1T1V2T2代入數(shù)值可得：T2330 K. （2）對大小活塞受力分析則有 m1gm2gpS1p1S2pS2p1S1， 可得p11.1105 Pa， 缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時，氣體體積不變，為等容變化. 初狀態(tài)：p11.1105 Pa，T2330 K， 末狀態(tài)：T303 K， 由查理定律p1T2p2T，得p21.01105 Pa. 答案： （1）330 K （2）1.01105 Pa 1.如圖，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內(nèi)氣體( ) 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 A壓強(qiáng)增大，體積增大 B壓強(qiáng)增大，體積減小 C壓強(qiáng)減小，體積增大 D壓強(qiáng)減小，體積減小 解析：初始時，水銀處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的重力和封閉氣體的壓力之和與外界大氣壓力等大反向；當(dāng)試管自由下落時，管中水銀也處于完全失重狀態(tài)，加速度為g豎直向下，所以封閉氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓等大； 由此可知封閉氣體的壓強(qiáng)增大， 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體的體積減小，B 項正確 答案：B 2(2015江蘇卷)給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為 1 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、 體積為 1 L 將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為 2 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時， 氣體的體積變?yōu)?0.45 L 請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣 解析：將包裝袋壓縮到壓強(qiáng)為 2 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓溫度不變： 初狀態(tài)：p11 atm，V11 L； 末狀態(tài)：p12 atm. 由玻意耳定律：p1V1p2V2， 解得：V20.5 L0.45 L. 則會漏氣 答案：會漏氣 3(2015重慶卷)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結(jié)若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T2.整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為p0.求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差 解析：由題知質(zhì)量和體積不變得 初狀態(tài)：p1，T1，末狀態(tài)：p2，T2. 由查理定理：p1T1p2T2，則：p2P1T1T2， 則壓強(qiáng)差：pp2p1T2T1p1p1T2T11p1. 答案：T2T11p1 4.（2016全國卷）一 U 形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞.初始時， 管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示.用力向下緩慢推活塞， 直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止.求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p075.0 cmHg.6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 環(huán)境溫度不變. 解析：設(shè)初始時，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2p0，長度為l2.活塞被推下h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2，長度為l2.以 cmHg 為壓強(qiáng)單位，由題給條件，得 p1p0()20.05.00 cmHg， l120.020.05.002cm. 根據(jù)玻意耳定律得p1l1p1l1， 聯(lián)立解得p1144 cmHg， 根據(jù)題意可得p1p2， l2（4.0020.05.002h）cm， 根據(jù)玻意耳定律可得，p2l2p2l2， 解得h9.42 cm. 答案：144 cmHg 9.42 cm 5.(2015海南卷)如圖所示，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B ；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V.已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸求活塞A移動的距離 解析：A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強(qiáng)分別為p1、p2，在漏氣前，對A分析有p1p0mgS，對B有p2p1mgS. B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強(qiáng)為p，氣體體積為V，則有pp0mgS， 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 因為溫度始終不變， 對于混合氣體有(p1p2)2VpV， 漏氣前A距離底面的高度為h2VS， 漏氣后A距離底面的高度為hVS. 聯(lián)立可得h2p0S3mg（p0Smg）S2VS. 答案：2p0S3mg（p0Smg）S2VS