学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是( )
A．温度每升高1 ℃，压强的增量是原来压强的
B．温度每升高1 ℃，压强的增量是0 ℃时压强的
C．气体的压强和热力学温度成正比
D．气体的压强和摄氏温度成正比
E．压强的变化量与热力学温度的变化量成正比
【解析】 根据查理定律：p＝CT，知C正确；将T＝(273＋t)K代入得：p＝C(273＋t)，升高1 ℃时的压强为p1＝C(274＋t)，所以Δp＝C＝＝，B正确；由＝可知E正确．
【答案】 BCE
2．如图2-3-11所示为一定质量的某种气体等容变化的图线，下列说法中正确的有( )
图2-3-11
A．不管体积如何，图线只有一条
B．图线1和图线2体积不同，且有V1>V2
C．两条图线气体体积V2>V1
D．两图线必交于t轴上的同一点
E．0 ℃时的压强p1>p2
【解析】 一定质量的气体，在不同体积下进行等容变化，图像不同，图像的斜率越大，体积越小，所以V1p2，E正确．
【答案】 CDE
3．如图2-3-12所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程不相符合的是( )
图2-3-12
【解析】 由于密闭气体与外界温度相同，保持不变，是等温变化，图像A表示等容过程，A错；B表示等压变化，B错；C表示温度发生变化，C错；D、E表示等温变化，故D、E正确．
【答案】 ABC
4．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入—个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上．对其原因下列说法中不正确的是( )
A．当火罐内的气体温度不变时，体积减小，压强增大
B．当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小
C．当火罐内的气体压强不变时，温度降低，体积减小
D．当火罐内的气体质量不变时，压强增大，体积减小
E．当火罐内的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比
【解析】 纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由p∝T知封闭气体压强减小，在外界大气压作用下罐紧紧“吸”在皮肤上，B、E选项正确；答案为ACD.
【答案】 ACD
5．如图2-3-13所示，甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是( )
甲 乙
图2-3-13
A．甲是等压线，乙是等容线
B．乙图中p－t线与t轴交点对应的温度是－273.15 ℃，而甲图中V－t线与t轴的交点不一定是－273.15 ℃
C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系
D．乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变
E．由甲图表明温度每升高1 ℃，体积的增加相同，但乙图表明随温度的升高体积不变
【解析】 由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为－273.15 ℃，即热力学温度的0 K，故B错；查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C错；由于图线是直线，故D、E正确．
【答案】 ADE
6．房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1 %逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是 ℃.
【解析】 以升温前房间里的气体为研究对象，由盖—吕萨克定律：＝，解得：T＝300 K，t＝27 ℃.
【答案】 27
7．如图2-3-14所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0 ℃，B中气体的温度为20 ℃，如果将它们的温度都降低10 ℃，则水银柱将 (填“向A移动”或“向B移动”或“不动”)．
图2-3-14
【解析】 由Δp＝p，可知Δp∝，所以A部分气体压强减小的多，水银柱将向左移动．
【答案】 向A移动
8．如图2-3-15所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B之间容积为0.1 V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9 p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B.求：
图2-3-15
(1)活塞移动到B时，缸内气体温度TB；
(2)画出整个过程的p-V图线．
【解析】 (1)活塞由A移动到B的过程中，先做等容变化，后做等压变化．
＝，＝
解得T＝330 K、TB＝363 K.
(2)活塞在A位置先经历等容变化，温度由297 K→330 K，压强由0.9p0→p0，之后活塞由A移动到B，气体做等压变化，压强为p0不变，温度由330 K→363 K，体积由V0→1.1 V0，其p-V图如图所示：
【答案】 (1)363 K (2)见解析
[能力提升]
9．如图2-3-16所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板．初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的p -T图像或p -V图像不能正确反映缸内气体压强变化情况的是( )
图2-3-16
【解析】 初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，在p-T图像中，等容线为过原点的直线，所以A、C、D错误，B、E正确；答案为ACD.
【答案】 ACD
10．如图2-3-17所示为竖直放置的上粗下细的两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，A、B两部分气体压强变化量分别为ΔpA、ΔpB，则ΔpA与ΔpB的大小关系为：ΔpA ΔpB(填“>”或“<”或“＝”)．
图2-3-17
【解析】 由于不知道水银柱的移动情况．不妨假设水银柱不动，这时上下两边的封闭气体均做等容变化，由查理定律＝可得Δp＝p＝kp，其中＝k为常数，又初始状态满足pB＝pA＋ρgh，可见pB>pA，因此ΔpB>ΔpA.
【答案】 <
11．如图2-3-18所示，汽缸中封闭着温度为100 ℃的空气，一重物用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离汽缸底的高度为10 cm，如果缸内空气变为0 ℃，重物将上升多少厘米？
图2-3-18
【解析】 汽缸中气体发生的是等压变化，初状态V1＝10S，T1＝373 K；末状态V2＝lS，T2＝273 K．由＝，得V2＝7.32S，即活塞到缸底的距离为7.32 cm，所以重物将上升Δl＝(10－7.32) cm＝2.68 cm.
【答案】 2.68 cm
12．容积为2 L的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa时，用塞子塞住瓶口，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被弹开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ℃，求：
(1)塞子弹开前的最大压强；
(2)27 ℃时剩余空气的压强．
【解析】 塞子弹开前，瓶内气体的状态变化为等容变化．塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解．
(1)塞子打开前，选瓶中气体为研究对象：
初态：p1＝1.0×105 Pa，T1＝(273＋27) K＝300 K
末态：p2＝？T2＝(273＋127) K＝400 K
由查理定律可得p2＝＝ Pa≈1.33×105 Pa.
(2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象：
初态：p1′＝1.0×105 Pa，T1′＝400 K
末态：p2′＝？，T2′＝300 K
由查理定律可得p2′＝＝Pa≈7.5×104 Pa.
【答案】 (1)1.33×105 Pa (2)7.5×104 Pa
科目 物理 年级 高二 学期 二 设计者 总课时
课 题
2.3
查理定律和盖吕萨克定律
第二章第 3 课 共 2 课时
课 型
检 查
记 录
初备
年 月 日
复备
年 月 日
年 月 日
年 月 日
教
学
目
标
知识与技能：
??（1）知道什么是气体的等容变化过程；
??（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；
??（3）知道查理定律的适用条件；
??（4）会用分子动理论解释查理定律。
过程与方法：
通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。
情感态度与价值观：
?? 培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。
重 点
难 点
教学重点
查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件
教学难点
气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强
教 学
方 法
间接测量法、类比法
教 学
准 备
引入新课的演示实验，带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。
活页教案 第1页
教学过程
学生活动
设计意图
教学过程
（一）引入新课
??我们先来看一个演示实验：
??滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。
??这个实验告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。
??请学生举一些生活中的实例。
??下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律。
??（二）教学过程设计
??1．气体的等容变化
??结合演示实验的分析，引导学生得出：
??气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化。
??2．一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究
??（1）实验装置——查理定律演示器
??请学生观察实物。
??请学生结合实物演示，弄明白如下问题：
??①研究对象在哪儿？
??② 当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？
??③ 当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？
??④怎样保证瓶中气体的体积不变？
??⑤瓶中气体的压强怎样表示？（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时）
??（2）用气压计测量大气压强
??p0=?????????????? mmHg
??（注意水银气压计的读数方法。）
??请两位学生读出当时的大气压强值。
??（3）实验条件：一定质量的气体、一定的气体体积
??请学生讨论：怎样保证实验条件？
??① 烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计B管连接处密封好。
??② 使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高，并将B管水银面的位置记下来。（室温）
??（4）实验过程
??① 将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。（请学生估测发生的现象）
??现象：烧瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降。气体压强减小。
??措施：请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??② 将烧瓶完全置于冰水混合物中。（请学生估测发生的现象）
??现象：烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少。
??措施：仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??③ 将烧瓶完全置于30 ℃的温水中。（请学生估测发生的现象）
??现象：B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置。
??措施：请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??④ 将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程。
??（5）实验数据表格
实验次数
1
2
3
4
5
6
气体温度(℃)
－20
0
30
45
60
75
气体压强mmHg
?
?
?
?
?
?
??p0=?????????? mmHg?????????? 室温??????????? ℃
??请学生计算：
??（1）以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??（2）以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??（6）图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）
??由此图象，可写出如下方程：
??p=p0+kt
??其中k为斜率
????精确的实验指出t外推=-273℃
??3．实验结论——查理定律
??1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从定律查理。
??适用条件：
??①温度不太低；②压强不太大。
??微观解释：请学生自学课本。
??4．查理定律的应用
??例1 ?一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃升高到5℃，压强的增量为 2.0×103 Pa，则 [??? ]
??A．它从5℃升高到10℃，压强增量为2.0×103Pa
??B．它从15℃升高到20℃，压强增量为2.0×103Pa
??C．它在0℃时，压强约为1.4×105Pa
??答案：C。（解题过程略）
??例2 ?密闭容器内装有一定质量的气体，当温度升高5℃时，气体
??答案：227℃（解题过程略）
??（三）课堂小结
??1．一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，温度每升高（或降
??2．查理定律可以用 p-t 图线来表示。
??3．查理定律是个实验定律。不论什么气体，只要符合压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的条件，都近似地符合这个定律。
?
活页教案 第２页
板
书
设
计
教
后
小
记
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