人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化优秀第1课时同步训练题

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【学习目标】
物理观念：理解一定质量的气体，在压强不变的情况下气体体积和温度的关系；会用盖吕萨克定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题；
理解一定质量的气体，在体积不变的情况下气体压强和温度的关系；会用查理定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。
科学思维：从有序设计的一系列问题和实验，通过模型建构和科学推理，得出等温变化的规律。
科学探究：能基于观察和实验提出问题、形成猜想，设计实验验证猜想并综合分析实验证据，得出气体等温变化的规律。
科学态度与责任：在实验过程中保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点。
【学习重难点】
重点:
气体的等温变化规律的探究；理解玻意耳定律，会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。
难点:
气体的等温变化规律的探究。
【自主预习】
1．气体的等压变化：一定质量的某种气体，在 不变时， 随 变化的过程。
2．盖—吕萨克定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其 与 成正比。
(2)表达式： (其中C是常量)，或者 。
(3)图像
(4)适用条件：①气体的 不变；②气体的 不变。
二 气体的等容变化
1．气体的等容变化：一定质量的某种气体，在 不变时， 随 变化的过程。
2．查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下， 与 成正比。
(2)表达式： （其中C是常量)，或者 。
(3)图像
(4)适用条件：①气体的 不变；②气体的 不变。
【课堂探究】
【新课导入】
问题：烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么?
【新课教学】
（一）气体的等压变化
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：根据日常生活经验我们知道，一定质量的气体，其压强、温度、体积三个状态参量之间存在一定关系。上节我们探究了一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积变化的关系，还可以用实验探究哪些量的变化？
(2)体积不变时，压强与温度的关系。
活动2：如图甲，活塞与汽缸壁润滑良好，且密封不漏气，用电热器给汽缸加热，汽缸中的气体哪个状态参量不变？
活动3：用电子温度计测出不同温度时图甲汽缸中气体的温度t，用刻度尺测算出密封气体对应的体积V，增加砝码，再测得多组V、t数据。描点作图可得到图乙所示图像，猜想3条图线延长后的交点横坐标对应什么温度？
活动4：如果活动3中的猜想正确，以图乙中图线的交点为坐标原点建立坐标系，分析图像可得到什么结论？
1.等压变化：一定质量的某种气体，压强不变，体积随温度的变化过程
2.盖吕萨克——定律
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积 V与热力学温度T 成正比.
V=CT 或 eq \f(V,T) =C
对定律的理解：
①温度不能太低，否则会发生液化。
②常数C与气体的摩尔数有关。
③注意将摄氏度(℃)转化为热力学温度(K)。
小试牛刀
【例题】1、如图所示，两个水平固定的汽缸由管道连通．活塞a、b用刚性杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，缸内及管中封有一定质量的理想气体．整个系统处于平衡状态，大气压强不变．现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时( )
A．活塞向左移动一点，缸内气体压强不变
B．活塞向左移动一点，缸内气体压强增大
C．活塞向右移动一点，缸内气体压强不变
D．活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大
2. 如图甲所示，质量M＝10 kg的导热汽缸置于水平地面上，用质量和厚度均不计的水平导热活塞密封一定质量的理想气体，气体温度为300 K．一质量m＝1 kg的重物用轻绳经光滑滑轮与汽缸中活塞竖直相连接，重物和活塞均处于静止状态，这时活塞离缸底的高度L0＝10 cm，不计活塞与汽缸间的摩擦，且汽缸不漏气．已知大气压强p0＝1×105 Pa，活塞的横截面积为S＝10－2 m2，g取10 m/s2，下列两种情况中，活塞均未脱离汽缸．
(1)若将图甲中环境温度缓慢降低至240 K，求此时活塞离汽缸底的高度；
(2)若保持图甲中环境温度为300 K不变，将汽缸从图甲状态变为图乙状态，用轻绳将汽缸和活塞竖直悬挂在天花板上，稳定后处于静止状态，求稳定后活塞离汽缸底的高度。

（二）气体的等容变化
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：用如图甲的装置可以探究一定质量的气体体积不变时，气体压强与温度的关系。若已测定当时大气压值为p0，实验思路应该是什么？
活动2：图乙是测得的数据，根据数据画出p­t图像如图丙所示，图像有什么特点？
活动3：根据图丙，计算当气体压强减小到零时，气体的温度是多少？
活动4：结合以上活动，能得到什么结论？
小试牛刀
【例题】1．(湖北武汉2022高二下期中)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一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会被紧紧地“吸”在皮肤上．其原因是当火罐内的气体( )
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
【例题】
如图所示，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273 K，B中气体的温度为293 K，如果将它们的温度都降低10 K，则水银柱将( )
A．向A移动
B．向B移动
C．不动
D．不能确定
【自我测评】
1．判断下列说法的正误．
(1)现实生活中，自行车轮胎在烈日下暴晒，车胎内气体的变化是等容过程。 ( )
(2)一定质量的气体，等容变化时，气体的压强和温度不一定成正比。 ( )
(3)气体的温度升高，气体的体积一定增大。 ( )
(4)一定质量的气体，等压变化时，体积与温度成正比。( )
(5)一定质量的某种气体，在压强不变时，其V－T图象是过原点的倾斜直线。 ( )
(6)查理定律的数学表达式 eq \f(p,T)＝C，其中C是一常量，C是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的恒量。( )
【例题】
一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了12，若气体原来温度为300 K，则温度的变化是( )
A．升高450 K
B．升高了150 ℃
C．升高了40.5 ℃
D．升高了450 ℃
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？