1、高中物理人教版第八章第1節(jié)氣體的等溫變化第第1 1節(jié)節(jié)理解理解教材教材新知新知把握把握熱點(diǎn)熱點(diǎn)考向考向知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)二考向一考向一考向二考向二 第第八八章章應(yīng)用應(yīng)用創(chuàng)新創(chuàng)新演練演練隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練課時(shí)跟蹤訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)三考向三考向三 1.狀態(tài)參量狀態(tài)參量 研究氣體性質(zhì)時(shí)，常用氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)來描述研究氣體性質(zhì)時(shí)，常用氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)來描述氣體的狀態(tài)。氣體的狀態(tài)。 2實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究封閉的空氣柱封閉的空氣柱刻度尺刻度尺氣壓計(jì)氣壓計(jì)注射器注射器氣壓計(jì)氣壓計(jì)實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、鐵架臺(tái)、 、 等等研究對(duì)象研究對(duì)象(系系統(tǒng)統(tǒng))注射器內(nèi)被注射器內(nèi)被數(shù)

2、據(jù)收集數(shù)據(jù)收集壓強(qiáng)由壓強(qiáng)由 讀出，空氣柱體積讀出，空氣柱體積(長度長度)由由 讀出讀出注射器注射器氣壓計(jì)氣壓計(jì)壓強(qiáng)壓強(qiáng)p一條過原點(diǎn)的直線一條過原點(diǎn)的直線體積的倒數(shù)體積的倒數(shù)反比反比1一定質(zhì)量的氣體，在做等溫變化的過程中，下列物理量一定質(zhì)量的氣體，在做等溫變化的過程中，下列物理量發(fā)生變化的有發(fā)生變化的有 ()A氣體的體積氣體的體積 B單位體積內(nèi)的分子數(shù)單位體積內(nèi)的分子數(shù)C氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng) D分子總數(shù)分子總數(shù)解析：解析：等溫變化過程中，等溫變化過程中，p、V發(fā)生相應(yīng)變化，單位體積發(fā)生相應(yīng)變化，單位體積內(nèi)的分子數(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。內(nèi)的分子數(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。答案：答案：ABC自學(xué)教材自學(xué)教材

3、 1內(nèi)容內(nèi)容 一定質(zhì)量的某種氣體，在一定質(zhì)量的某種氣體，在 不變的情況下，壓強(qiáng)不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積與體積V成成 。 2公式公式 pV 或或 。溫度溫度反比反比Cp1V1p2V2重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1對(duì)玻意耳定律的理解對(duì)玻意耳定律的理解 (1)成立條件：玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，只有在氣體質(zhì)成立條件：玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，只有在氣體質(zhì)量一定溫度不變的條件下才成立。量一定溫度不變的條件下才成立。 (2)恒量的意義：恒量的意義：p1V1p2V2常量常量C。 該常量該常量C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，常量的氣體，溫度越高，常量C越大

4、。越大。 2利用玻意耳定律解題的基本思路利用玻意耳定律解題的基本思路 (1)明確研究對(duì)象，根據(jù)題意確定所研究的是哪部分封閉氣明確研究對(duì)象，根據(jù)題意確定所研究的是哪部分封閉氣體，注意其質(zhì)量和溫度應(yīng)不變。體，注意其質(zhì)量和溫度應(yīng)不變。 (2)明確狀態(tài)參量，找準(zhǔn)所研究氣體初、末狀態(tài)的明確狀態(tài)參量，找準(zhǔn)所研究氣體初、末狀態(tài)的p、V值。值。 (3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解。根據(jù)玻意耳定律列方程求解。 2如圖如圖811所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連 的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管 中的空氣

5、壓力，從而控制進(jìn)水量。設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量。設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi) 水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣()圖圖811A體積不變，壓強(qiáng)變小體積不變，壓強(qiáng)變小 B體積變小，壓強(qiáng)變大體積變小，壓強(qiáng)變大C體積不變，壓強(qiáng)變大體積不變，壓強(qiáng)變大 D體積變小，壓強(qiáng)變小體積變小，壓強(qiáng)變小解析：解析：以細(xì)管中封閉氣體為研究對(duì)象，當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位升高以細(xì)管中封閉氣體為研究對(duì)象，當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位升高時(shí)，細(xì)管中封閉氣體壓強(qiáng)變大，而氣體溫度不變，則由玻意時(shí)，細(xì)管中封閉氣體壓強(qiáng)變大，而氣體溫度不變，則由玻意爾定律知，氣體體積變小，故爾定律知，氣體體積變小，故B項(xiàng)正確。項(xiàng)正確

6、。答案：答案：B自學(xué)教材自學(xué)教材 1pV圖像圖像 在在pV坐標(biāo)系中，每一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)坐標(biāo)系中，每一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)狀態(tài)。在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體其壓強(qiáng)狀態(tài)。在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體其壓強(qiáng)隨體積的變化而變化的圖像，在隨體積的變化而變化的圖像，在pV坐標(biāo)系中坐標(biāo)系中是一條被稱之為是一條被稱之為 的曲線，如圖的曲線，如圖812所示。所示。 2等溫線等溫線 一定質(zhì)量的氣體在一定質(zhì)量的氣體在 不變時(shí)的不變時(shí)的pV圖線稱為等溫線。圖線稱為等溫線。不同溫度下的等溫線是不同的。不同溫度下的等溫線是不同的。雙曲線雙曲線溫度溫度圖圖812重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1pV圖圖 (1)一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的

7、情況一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下下p與與V成反比，因此等溫過程的成反比，因此等溫過程的pV圖像是圖像是雙曲線的一支。雙曲線的一支。 (2)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，氣體壓強(qiáng)與體積的乘一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，氣體壓強(qiáng)與體積的乘積必然越大，在積必然越大，在pV圖上的等溫線就越高，如圖圖上的等溫線就越高，如圖813中中t1t2。圖圖813圖圖8143. 一條等溫線如圖一條等溫線如圖815所示，圖線上兩點(diǎn)所示，圖線上兩點(diǎn) A、B表示氣體所處的兩個(gè)狀態(tài)，表示氣體所處的兩個(gè)狀態(tài)，A、B兩個(gè)兩個(gè) 狀態(tài)的壓強(qiáng)比狀態(tài)的壓強(qiáng)比pA pB_；體積之比；體積之比 VA VB_；溫度之比；溫度之比TA TB _

8、。 解析：解析：pA pB40 104 1；VA VB0.5 21 4， 因?yàn)橐驗(yàn)锳、B在一條等溫線上，所以在一條等溫線上，所以TA TB1 1。 答案：答案：4 11 41 1圖圖815 例例1求圖求圖816中被封閉氣體中被封閉氣體A的壓強(qiáng)，圖中的玻璃的壓強(qiáng)，圖中的玻璃管內(nèi)都灌有水銀。大氣壓強(qiáng)管內(nèi)都灌有水銀。大氣壓強(qiáng)p076 cmHg。(p01.01105 Pa，g10 m/s2)解析解析(1)pAp0ph76 cmHg10 cmHg66 cmHg(2)pAp0ph76 cmHg10sin 30 cmHg71 cmHg(3)pBp0ph276 cmHg10 cmHg86 cmHgpApBph

9、186 cmHg5 cmHg81 cmHg答案答案(1)66 cmHg(2)71 cmHg(3)81 cmHg 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)容器靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：容器靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算： 取等壓面法。取等壓面法。 根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面。由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng)。靈活選取等壓面。由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng)。 例如，圖例如，圖817中同一液面中同一液面C、D處壓強(qiáng)相等，則處壓強(qiáng)相等，則pAp0ph。圖圖817 力平衡法。力平衡法。 選與封閉氣體接觸的液柱選與封閉氣體接觸的液

10、柱(或活塞、汽缸或活塞、汽缸)為研究對(duì)象為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由進(jìn)行受力分析，由F合合0列式求氣體壓強(qiáng)。列式求氣體壓強(qiáng)。圖圖818 (2)容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：1. 如圖如圖819所示，一個(gè)橫截面積為所示，一個(gè)橫截面積為S的圓的圓 筒形容器豎直放置，金屬圓板的上表面是筒形容器豎直放置，金屬圓板的上表面是 水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平 面的夾角為面的夾角為，圓板的質(zhì)量為，圓板的質(zhì)量為M，不計(jì)圓板，不計(jì)圓板 與容器內(nèi)壁的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為與容器內(nèi)壁的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為p0，則，則 被圓板封閉在容器中的氣體的

11、壓強(qiáng)等于被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)等于 ()圖圖819答案：答案：D 例例2在在A、B兩個(gè)注射器中分別封閉兩個(gè)注射器中分別封閉1105 Pa、300 mL和和1105 Pa、400 mL的空氣，在相同的環(huán)境溫度下，將它們的空氣，在相同的環(huán)境溫度下，將它們的體積緩慢地壓縮一半，其壓強(qiáng)分別為多少？的體積緩慢地壓縮一半，其壓強(qiáng)分別為多少？ 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)題中題中“體積緩慢體積緩慢”變化，說明狀態(tài)變化時(shí)間足夠長，與變化，說明狀態(tài)變化時(shí)間足夠長，與外界充分發(fā)生熱交換，即總保持室溫不變。外界充分發(fā)生熱交換，即總保持室溫不變。 (2)氣體做等溫變

12、化，應(yīng)用玻意耳定律求解。氣體做等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律求解。答案答案2105 Pa2105 Pa 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)應(yīng)用玻意耳定律解決問題時(shí)，一定要先確定好兩個(gè)應(yīng)用玻意耳定律解決問題時(shí)，一定要先確定好兩個(gè)狀態(tài)的體積和壓強(qiáng)。狀態(tài)的體積和壓強(qiáng)。 (2)確定氣體壓強(qiáng)或體積時(shí)，只要初末狀態(tài)的單位統(tǒng)一確定氣體壓強(qiáng)或體積時(shí)，只要初末狀態(tài)的單位統(tǒng)一即可，沒有必要都化成國際單位制。即可，沒有必要都化成國際單位制。2.如圖如圖8110所示，在一根一端封閉且粗細(xì)所示，在一根一端封閉且粗細(xì) 均勻的長玻璃管中，用長為均勻的長玻璃管中，用長為h10 cm的水銀的水銀 柱將管內(nèi)一部分空氣密封，當(dāng)管開口向上豎柱將管內(nèi)

13、一部分空氣密封，當(dāng)管開口向上豎 直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱的長度直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱的長度L10.3 m；若；若 溫度保持不變，玻璃管開口向下放置，水銀溫度保持不變，玻璃管開口向下放置，水銀 沒有溢出。待水銀柱穩(wěn)定后，空氣柱的長度沒有溢出。待水銀柱穩(wěn)定后，空氣柱的長度L2為多少米？為多少米？ (大氣壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)p076 cmHg)圖圖8110答案：答案：0.39 m例例3 如圖如圖8111所示為一定質(zhì)量所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說法正確的是說法正確的是 () A從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化

14、時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比 B一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的 C由圖可知由圖可知T1T2 D由圖可知由圖可知T1T2圖圖8111 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比，溫度升高后，壓強(qiáng)與體積的乘積變大，等溫線表現(xiàn)成反比，溫度升高后，壓強(qiáng)與體積的乘積變大，等溫線表現(xiàn)為遠(yuǎn)離原點(diǎn)。為遠(yuǎn)離原點(diǎn)。 解析解析因?yàn)榈葴鼐€是雙曲線的一支，說明壓強(qiáng)與體積成因?yàn)榈葴鼐€是雙曲線的一支，說明壓強(qiáng)與體積成反比，反比，A正確；一定質(zhì)量的氣體，體積一定時(shí)，溫度越高，壓正確

15、；一定質(zhì)量的氣體，體積一定時(shí)，溫度越高，壓強(qiáng)越大，所以不同溫度下的等溫線是不同的，強(qiáng)越大，所以不同溫度下的等溫線是不同的，B、D正確，正確，C錯(cuò)誤。對(duì)于錯(cuò)誤。對(duì)于C、D兩項(xiàng)的判定，也可以直接用結(jié)論。兩項(xiàng)的判定，也可以直接用結(jié)論。 答案答案ABD 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 比較兩條等溫線溫度高低時(shí)，可垂直比較兩條等溫線溫度高低時(shí)，可垂直V軸作一輔助線，軸作一輔助線，分別交兩等溫線于兩點(diǎn)，那么這兩點(diǎn)體積相同，壓強(qiáng)大者分別交兩等溫線于兩點(diǎn)，那么這兩點(diǎn)體積相同，壓強(qiáng)大者溫度高。溫度高。3.一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)A開始，開始， 圖圖8112中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系 列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)A，即，即 ABCA(其中