第二章　专题强化3　气体的等温变化规律的应用 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版选择性必修三

专题强化3　气体的等温变化规律的应用 [学习目标]　 1.理解等温变化的图像，并能利用图像分析实际问题(重点)。 2.学会应用玻意耳定律处理相关的气体问题(重难点)。 一、气体等温变化的p－V图像或p－图像 1．气体的压强p随体积V的变化关系如图所示，图线的形状为_____，它描述的是温度不变时的p－V关系，称为等温线。 2.一定质量的气体，不同温度下的等温线是_____。 1.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的p－V图线，T1和T2哪一个大？为什么？ _____ _____ _____ 2.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的p－ 图线，T1和T2哪一个大？为什么？ _____ _____ _____ 例1　(2022·苏州市高二期中)如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程。忽略分子势能的影响，则下列说法正确的是(　　) A．D→A温度升高 B．B→C气体内能不变 C．A→B气体分子平均速率变小 D．A→B体积变大，压强变大，内能不变 例2　如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，关于气体的温度和分子平均速率的变化情况，下列说法正确的是(　　) A．都一直保持不变 B．温度先升高后降低 C．温度先降低后升高 D．平均速率先减小后增大 二、玻意耳定律的应用 例3　如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为T时，被封闭的气柱长L＝22 cm，两边水银柱高度差h＝16 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg。 (1)求此时被封闭的气柱的压强p； (2)现向开口端缓慢注入水银，设气体温度保持不变，再次稳定后封闭气柱长度变为20 cm，求此时两边水银柱的高度差。 _____ _____ _____ _____ _____ 例4　(2022·盐城市高二月考)如图所示，在水平地面上放置一个深度h＝48 cm、质量M＝ 30 kg的圆柱形金属容器，通过锁定在容器正中央、质量m＝10 kg的薄圆柱形活塞密闭一些气体，此时气体压强与外界大气压相等，活塞与容器内横截面积均为S＝50 cm2。解除锁定后，活塞下降直至静止。不考虑气体温度的变化，忽略一切摩擦，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求活塞静止时距容器底部的高度； (2)活塞静止后，通过计算分析对活塞施加竖直向上的拉力F能否将金属容器缓缓提离地面。 _____ _____ _____ _____ 应用玻意耳定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件。 (2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)。 (3)根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位)。 (4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明。 特别提醒　确定气体压强或体积时，只要初、末状态的单位统一即可，没有必要都转换成国际单位制的单位。 例5　用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1 atm的空气0.1 L，自行车内胎的容积为2.0 L，假设胎内原来空气的压强为1 atm，且打气过程温度不变且内胎容积不变，那么打了40次后胎内空气压强为(　　) A．5 atm B．4 atm C．3 atm D．2 atm 温度不变时，向球或轮胎中充气时气体的质量发生变化。只要选择球或轮胎内原有气体和即将打入的气体整体作为研究对象，就可以把变质量气体问题转化为定质量气体的问题。 专题强化3　气体的等温变化规律的应用 [学习目标]　1.理解等温变化的图像，并能利用图像分析实际问题(重点)。2.学会应用玻意耳定律处理相关的气体问题(重难点)。 一、气体等温变化的p－V图像或p－图像 1.气体的压强p随体积V的变化关系如图所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p－V关系，称为等温线。 2．一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。 1．如图所示为一定质量的气体在不同温度下的p－V图线，T1和T2哪一个大？为什么？ 答案　T2。一定质量的气体，温度越高，气体压强 ... ...