气体的压强和体积的关系

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1、A.气体的压强和体积的关系【基础知识】1 知道一定质量气体的状态由压强、体积、温度三参量描述；并能从分子动理论角度知道气体压强产生的微 观情景2 掌握气体压强计算的一般方法，掌握压强的国际单位、常用单位及换算关系。3 学会用DIS实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，并能对实验数据进行探究 （图像拟合、简单误差分析）4 理解玻意耳定律的内容，能运用玻意耳定律求解质量不变气体，与压强、体积有关的实际问题并解释生活 中的相关现象5 会读、画一定质量气体的PV图【规律方法】1 能将初中有关压强、大气压强、液体内部的压强、连通器原理、托里拆利实验等物理概念、物理模型、实 验迁移到本节

2、学习过程中2 会求固态物封闭气体的压强、液态物封闭气体的压强3 通过DIS实验进一步感受控制变量法在研究多参量内在关系中的作用4 通过描绘P-V、P-1/V图像，进一步增强利用图像描述物理规律的能力作业4 气体的压强与体积的关系（玻意耳定律）一、选择题D 气体压强1 下列哪个物理量不表示气体的状态参量（）A 气体体积B 气体密度C 气体温度答案:B2 关于气体的体积，下列说法中正确的是（）A 气体的体积与气体的质量成正比B 气体的体积与气体的密度成反比C. 气体的体积就是所有气体分子体积的总和D. 气体的体积是指气体分子所能达到的空间答案:D3 气体对器壁有压强的原因是（）A. 单个分子对器壁

3、碰撞产生压力B. 几个分子对器壁碰撞产生压力C.大量分子对器壁碰撞产生压力D.以上说法都不对答案:C4 如图所示，大气压是 压强应是（）1标准大气压（相当于 76厘米水银柱），管内被圭寸闭A 30厘米水银柱C 50厘米水银柱C. 26厘米水银柱D 46厘米水银柱答案:C5 如图所示，在玻璃罩内放入一个充气较多的气球，下列关于玻璃罩内气球的说的是（）A. 通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积减小B. 通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积增大C. 通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积增大D.通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积不变答案:B6 如图所示，一气竖直倒放 ，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一

4、定量的理想气气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。现保持温度不变把气缸稍微点，在气缸达到平衡后，与原来相比，则（）A .气体的压强变大B .气体的压强变小C.气体的体积变大D .气体的体积不变答案:A7 长100厘米内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用封住49厘米长的空气柱，管外大气压相当 向下时，管内被封闭空气柱的长度是（A . 84厘米。B . 18.4厘米。答案:C76厘米高水银柱产生的压强，如右图所示,）C. 81.6 厘米。D . 157.6 厘米。8如图所示，一端封闭，一端开口截面积相同的U形管AB，管内灌有水银，两管内高度相等，闭管 A内封有一定

5、质量的理想气体，气体压强为9.6X 104pa。今将开口端气机上，抽尽 B管上面的空气，结果两水银柱产生18cm的高度差，则 A管内原来空度约为（）A. 18cmB . 12cmC. 6cmD . 3cm答案:D、填空题A B水银面B接到抽气柱长9 如图所示，水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的U形管内都有一段水银柱，封闭端里有一定质量的气体，图 中的水银柱长度和图（b）、（c）、（d）中U形管两臂内水银柱高度差均为h=10cm，外界大气压强po=76cmHg。则四部分气体的压强分别为Pa=cmHg， pb=cmHg ， pc=cmHg ，p d=cmHg答案：76; 86 ; 66; 861

6、0如图所示，（a）中U形管内液面高度差为 h，液体密度为 p,大气压强为p。，此时容器内被封闭气体的压强P1为; （ b）中内壁光滑的气缸放置在水平桌面上，活塞的质量为m1，底面积为 S,在活塞上再放置一个质量为 m2的金属块，大气压强为 Po，则气缸内被封闭气体的压强p2为。（已知重力加速度为 g）SSS3(b)答案：Po - ph, Po +(m1 + m2) gS11如图所示，总质量为 M的气缸放在地面上，活塞连同手柄的质量为m,活塞的为S,大气压强为 po。当气缸竖直放置时，气缸内空气压强为 。现用手柄慢慢向上提，若不计摩擦和气体温度的变化，则在气缸离开地面时，气缸内气体为。截面积握住

7、手的压强答案：po皿；po -胞SS12如图所示，总质量M=3千克的气缸放在地面上，活塞的质量m1=1克，活塞的截面积为 S=5o厘米2,大气压强为Po=1 X 1o5帕，细绳跨过滑 端与活塞相连，另一端连接质量m2=2千克的砝码，气缸内气体的压强为，逐渐增加砝码的质量，直至气缸刚好离开地面，此时气缸 体的压强为 ,与气缸外壳所受重力相平衡的外力是m1m2千轮一内气答案：9.8 X 1o4pa； 9.4 X 1o4Pa；气缸内气体的压力和大气压力13 小车静止在水平直轨道上，车内固定着一玻璃管，管内水银柱长 h=10厘米，当小车静止时，封闭的气体柱长 L=28厘米，如图所示,QO当小车启动后，

8、空气柱长L = 30厘米，水银柱长度不变，此时小车向 移动，小车的加速度是 米/秒 2。（大气压强75厘米汞柱，g取10米/秒 2）答案：5m/s2 （先用玻意耳定律求岀加速后管内气压，再用牛顿第二定律求岀加速度。）14 容积为20升的贮气筒，内贮有压强为5大气压的氢气。在温度不变的条件下，用它给容积为1升的瘪气球充气，要使每个气球内氢气的压强都达到1大气压，则最多可充起 个气球。答案：80 （注意要保持气体质量不变要把储气罐的体积和最后压强1atm考虑在内）15如图所示，圆筒形气缸中，有a、b、c三个可无摩擦滑动的活塞，在相邻两个活塞之间分别封闭着空气A和B。当三个活塞静止时，空气A、B的体

9、积之比为3:1。现对活塞a、c分别施方向相反的力F,使活塞a向右移动3厘米，活塞c向左移动3厘米。若温度不变，待三个活塞再度静止时，活塞b向移动了厘米。答案：左；1.5 （分别对A、B列玻意耳定律，切 A、B的压强始终 相等）三、实验题16.（ 1）右图表示用 DIS探究气体的压强和体积关系时所用的部 分实验器材，其中A是传感器。所研究的对象是注射器直接读出。2cm3记录一次数据。所中被封闭的空气，它的体积可由（2）进入专用软件，设定每压缩有数据记录完后，点击绘图的图线，说明一定质量的气体，变时，气体的答案：（1）压强；注射器刻度，（17 在做“用DIS研究温度不变时， 体积的关系”实验时，得

10、到一组压强并计算岀p、V的乘积，如下表所示:1V ，可以看到如图所示当保持不_成反比。2）温度；压强与体积 定质量的气体压强与p与体积V的数据,Po (当曲大气压)=5 KPa- 102.00 KPa： E3 : KPt ：-1I.M.E2LIT-3LI3113. 1111IF9.VIV5I.VT.EIE*rCurBi实验次数压强p(Pa)体积V(m3)pV值(Pa m3)L51.59 X050.75 X01.19251.20 X051.00 101.20350.97 X051.25 101.21450.75 X051.60 101.20550.60 X052.00 101.20ip/xlOs

11、PaI I 11 I I ji 9 I I匸!_ -I- J.丄普 JL.h.*I I I E I 4 I 1140.51.0 1.5 2,0 J7xl(rW（1）实验时除需保持气体温度不变外，还需保持气体的不变。实验数据表明，在实验允许的误差范围内， 气体的压强 p与体积V成。将表格中记录的 p、V数据画在p V图中，如图所示, 请将数据点连接成一根光滑的p V图像。（3）若保持纵轴 p不变，横轴改为 ，则得到的实验图像为一根过原点的直线。答案：(1)质量；反比四、计算题18如图所示，在一个玻璃气缸内，用活塞封闭了一定质量的气体，活塞和柄的总质量为m,活塞的面积为 S,当活塞自由放置且处于平

12、衡状态时，气体体积为V,现缓慢地用力向下推动活塞，使气体的体积减少为0.5 V，已知大气压强为 p0，求：(1) 活塞自由放置时，气体的压强(2) 气体的体积减少为(3) 气体的体积减少为(2)图略P1。0.5 V时的压强P2。0.5 V时，加在活塞手柄上的外力F。答案：以气缸中的气体为研究对象(1)(2)mgP1 二 P。 g因为缓慢推动活塞,所以气缸内气体的温度保持不变,(3)PlVi = p2V2式中,Vi根据玻意耳定律,2根据P2 =P2= 2(P0 +mg )PoS mg19. 一个气泡从水底升到水面时，5x 10 Pa,假设水底与水面的温度差不计，求水的深度。 答案：设气泡在水底时

13、的体积为V1、压强为：它的体积增大为原来的3 倍,设水的密度为2(取 g=10m/s )p=1 x 103kg/m3,大气压强 Po=1.O1气泡升到水面时的体积为 V2, 由玻意耳定律P 1V仁P2V2，即P1=p0+p gh则 V2=3V1,压强为 p2=p。(po+ p gh) V仁Po 3V1得水深20.根两端开口、粗细均匀的细玻璃管，长轻轻提出水银槽，并缓缓倒转，则此时管内封闭空气柱多长？已知大气压 答案：由于整个过程中气体的温度不变，由玻意耳定律：L=30cm，竖直插入水银槽中深ho=1Ocm处，用手指按住上端,Po=75cmHg。75x 20S=由前两式得:取合理解h=7.7cm，代入得PlV = P2V2=P3V3(75-h )( 30-h ) S= (75+h) L3Sh2-105h+750=0h2=17.1cmB.气体的压强和温度的关系【基础知识】1 知道一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的图象表达，即2 知道热力学温标，知道绝对零度的物理意义。3 理解查理定律的内容，能运用查理定律求解体积不变气体，与压强、温度有关的实际问题并解释生活中的 相关现象。4 学会用DIS实验器材探究一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的规律P t图像和P- T图像。