人教版选择性必修三第二章2.2 气体的等温变化学案

2.2 气体的等温变化学案
一学科核心素养
物理观念∶知道玻意耳定律的内容，具有将玻意耳定律与实际相联系的意识。
科学思维∶从具体事物入手分析和解决问题。
科学探究：能在他人指导下独立完成探究气体等温变化的规律的实验，知道基本的实验原理。
科学态度与责任∶培养学生从具体事物入手的分析方法，提高学生综合运用知识来分析和解决实际问题的能力。
二学习重难点
重点：通过实验探究得出玻意耳定律的内容，并能进行简单运算。
难点：玻意耳定律的实际应用。
三课前预习
1．如图所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T形管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积为V0，压强为p0。T形管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。
（1）该装置可用于验证_______定律。（填写气体实验定律名称）
（2）将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为V0，压强传感器读数为p1，则此时气球体积为_______。
2．判断下列说法是否正确。
（1）玻意耳定律是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的。( )
（2）公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。( )
（3）对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C值是相同的。( )
（4）在探究气体的等温变化实验中空气柱体积变化的快慢对实验没有影响。( )
（5）气体等温变化的p－V图像是一条倾斜的直线。( )
（6）一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成正比。( )
3．玻意耳定律
（1）内容：
一定质量的某种气体，在______不变的情况下，压强p与体积V成______。
（2）公式：
pV＝C或______
（3）条件：
气体的______一定，______不变。
4．为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示。注射器下端的开口有橡胶塞，它和活塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中空气柱体积变化缓慢，可认为___________保持不变。空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V=___________。为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出___________(或)图像。
5．一只汽车轮胎，充足气时的气体体积，压强为。汽车装载货物后，轮胎形变，气体体积减小到。可知每秒撞击单位面积轮胎内壁的气体分子数___________（选填“增加”、“减少”或“不变”），轮胎内气体压强为___________Pa。（假设胎内气体温度不变）
16．如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置。用一段长为15cm的水银柱在管中封有15cm长的空气柱，大气压强是75cmHg，此时气体的压强为 _______ cmHg。在距管底20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，则稳定时空气柱的长度是_______ cm（温度保持不变，第二空答案保留3个有效数字）。
7．小朋友画了一幅鱼儿在水中吐气泡的图画，如图所示。假设湖水的温度恒定不变，你认为他画得_________（填“对”或“不对”），你的理由是：__________________（请运用物理原理简要说明）。
8．把上端A封闭、下段B开口的玻璃管插在水中，放掉部分空气后放手，玻璃管竖直可以浮在水面上，如图所示，设玻璃管的质量m=40g，横截面积S=2cm2，水面以上部分的长度b=1cm，大气压强p0=105Pa，玻璃管厚度不计，管内空气质量不计，玻璃管内外水面的高度差为_________m；用手向下缓慢地将玻璃管压入水中，当管的A端达到水下一定深度时放手，玻璃管将恰好不再浮起，这个深度为_________m。
四自我检测
1．下列说法正确的是（　　）
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
D．若液体P滴在固体Q上很难擦去，则说明液体P浸润固体Q
2．用打气筒给篮球打气，设每推一次活塞都将一个大气压的一整筒空气压入篮球。不考虑打气过程中的温度变化，忽略篮球容积的变化，则后一次与前一次推活塞过程比较（ ）
A．篮球内气体压强的增加量相等 B．篮球内气体压强的增加量大
C．篮球内气体压强的增加量小 D．压入的气体分子数少
3．一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲，抽气时如图乙），其筒内体积为V0，现将它与另一只容积为V的容器相连接，气筒和容器内的空气压强为p0，已知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（　　）
A．np0， B． ，
C． ， D．，
4．如图是由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与气缸摩擦均可忽略不计，气缸导热性和气密性良好。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，气缸内的气体可视为理想气体，压强为，封闭气体和活塞柱长度均为。活塞柱横截面积为；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为时，弹簧的压缩量为。大气压强恒为，环境温度不变。则该装置中弹簧的劲度系数为（ ）
A．2×104N/m B．4×104N/m C．6×104N/m D．8×104N/m
5．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（　　）
A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞
B．柱塞与注射器之间的摩擦会影响压强的测量
C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D．实验中，探究体积与压强的关系时，不需要测量柱塞的横截面积
6．如图，容积为V的气缸由导热材料制成，面积为S的活塞将气缸分成容积相等的上、下两部分，气缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，气缸内上、下两部分气体的压强均为p0。现将K打开，容器内的液体缓慢地流入气缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。流入气缸内液体的质量是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长30cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25cm，大气压强为75cmHg，现移动右侧玻璃管，使两侧管内水银面相平，此时气体柱的长度为（　　）
A．20cm B．25cm
C．40cm D．45cm
8．血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V，每次挤压气囊都能将40cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　）
A．30cm3 B．40cm3 C．50cm3 D．60cm3
9．一只轮胎容积为，已装有的空气。现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为，设打气过程中轮胎容积及气体温度保持不变，大气压。要使胎内气体压强达到，应打气（　　）
A．8次 B．10次 C．12次 D．15次
10．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱形压水气囊直径为6cm，高为8cm；水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于10m高水柱产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从细出水管流出？（不考虑温度的变化）（　　）
A．1次 B．2次 C．3次 D．4次
参考答案：
三课前预习
1． 玻意耳
2． 正确 错误 错误 错误 错误 错误
3． 温度 反比 p1V1＝p2V2 质量 温度
4． 温度 SL
5． 增加
6． 90 17.4
7． 不对 见解析
8． 0.2 0.52
四自我检测
1．D
2．A
3．D
4．A
5．D
6．C
7．A
8．B
9．A
10．C
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