高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化精品第2课时练习

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【学习目标】
物理观念：了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体；
科学思维：能够从气体定律退出理想气体的状态方程。
科学探究：掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题。
科学态度与责任：通过由气体的实验定律推出理想气体的状态方程，培养学生的推理能力和抽象思维能力。【学习重难点】
教学重点：理想气体的状态方程的推导和应用。
教学难点：理想气体的状态方程的推导和应用。
【自主预习】
一 理想气体
1．理想气体的定义：若气体分子_______和_______可以忽略不计，也可以不计气体分子与器壁碰撞的____损失，这样的气体在任何温度、任何压强下都遵从________，我们把它叫作理想气体。
2．理想气体与实际气体
温度不太低：是指温度不低于零下几十摄氏度。
压强不太大：是指压强不超过大气压的几倍。
3．理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变，但是______跟_____的乘积与_______比却保持不变。也就是说______，式中C是与压强p、体积V、温度T无关的常量，它与气体的质量、种类有关。
4．理想气体的状态方程的适用条件：一定质量的_________。
二 气体实验定律的微观解释
1．玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是______的。在这种情况下，体积减小时，分子的数密度eq \x(\s\up1(02))增大，单位时间内、单位面积上碰撞的分子数就多，气体的压强就______。
2．盖—吕萨克定律：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能______；只有气体的体积同时增大，使分子的数密度______，才能保持压强不变。
3．查理定律：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度______。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能______，气体的压强就______。
【课堂探究】
【新课导入】
当压强很大、温度很低时，由气体实验定律计算的结果与实际测量结果有很大的差别.
不过，在通常的温度和压强下，很多实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合的很好.
为了研究方便，可以设想一种气体，它在任何温度、任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”.
【新课教学】
一、理想气体
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：根据图甲，给一定质量的氮气降温(氮气压强不变)，氮气体积会减小，假若能达到－273.15 ℃时体积将减小到0，但是实际降温到－195.8 ℃时氮气就液化了(如图乙所示)，体积不再减小，为什么会出现这种矛盾？
活动2：实验证明，当压强很大或温度很低时，玻意耳定律、盖—吕萨克定律、查理定律三个气体实验定律不能正确描述气体的状态变化规律。那么这三个气体实验定律是否没有实际价值？
活动3：假设有一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从三个气体实验定律，物理上称为理想气体。描述一定质量的某种理想气体的参量有p、T、V三个，三个气体实验定律描述的只是某个参量不变时的情况。若考虑三个参量都变化的普遍情况，如图丙所示，从状态A到C，p、T、V定量变化的关系式是怎样的？
活动4：根据活动3的结果，对于一定质量的理想气体，在p、T、V三个参量都变化的一般情况下，三个参量遵从的数学关系式应该是什么？
小试牛刀
【例题】(多选)下列对理想气体的理解，正确的有( )
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律
【例题】关于理想气体的性质，下列说法中正确的是 ( )
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在
B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体
C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高
D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
二、气体实验定律的微观解释
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：如图甲，用分子动理论分析，温度不变时，气体的体积减小，压强应如何变化？
活动2：如图乙，用分子动理论分析，压强不变时，气体的温度升高，体积应如何变化？
活动3：如图丙，用分子动理论分析，体积不变时，气体的温度升高，压强应如何变化？
实验探究：
(1)对于一定质量的理想气体，分子数密度一定时，气体压强的大小与什么因素有关？
(2)对于一定质量的理想气体，压强不变而温度降低时，气体分子数密度如何变化？
小试牛刀
【例题】（多选）如图所示,质量为m的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内,活塞可在汽缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对理想气体十分缓慢地加热,设汽缸处在大气中,大气压强恒定。经过一段较长时间后,下列说法正确的是 ( )

A.汽缸中气体的压强比加热前要大
B.汽缸中气体的压强保持不变
C.汽缸中气体的体积比加热前要大
D.活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少
【小试牛刀】
一定质量的理想气体状态发生变化,满足查理定律,若气体压强增大,下列说法正确的是( )
A.分子的平均动能增大
B.分子的平均动能减小
C.分子之间的平均距离变大
D.分子之间的平均距离变小
【自我测评】
1．判断下列说法的正误．
(1)实际气体在温度不太高，压强不太大的情况下，可看成理想气体。 ( )
(2)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。 ( )
(3)对于不同的理想气体，其状态方程eq \f(pV,T)＝C(恒量)中的恒量C相同。 ( )
(4)一定质量的理想气体压强增大到原来的2倍，可能是体积不变，热力学温度也增大到原来的2倍.
( )
(5)在应用理想气体状态方程时，所有物理量的单位都必须使用国际单位制中的单位。 ( )
(6)气体由状态1变到状态2时，一定满足方程eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2). ( )
2.、一定质量的某种理想气体，在压强不变的条件下，如果体积增大，则( )
A．气体分子的平均动能增大
B．气体分子的平均动能减小
C．气体分子的平均动能不变
D．条件不足，无法判定气体分子平均动能的变化情况
3、(多选)一定质量的理想气体沿着如图所示的方向发生状态变化，则该气体的压强变化情况是( )
A．从状态c到状态d，压强减小
B．从状态d到状态a，压强不变
C．从状态a到状态b，压强增大
D．从状态b到状态c，压强不变
4、如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比TA∶TB∶TC为( )
A．1∶1∶1
B．1∶2∶3
C．3∶3∶4
D．4∶4∶3
5、如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1 m，因上部混入少量空气，使其读数不准。当气温为300 K，标准气压计读数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg。
(1)在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68 cmHg，则实际气压应为多少cmHg?
(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压为多少cmHg?
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？