第十五章　第3课时　气体的性质_4.2025物理总复习_2025年新高考资料_一轮复习_2025物理大一轮复习讲义+课件ppt（完结）_2025物理大一轮复习讲义学生用书Word版文档整书

第 3 课时 气体的性质 目标要求 1.掌握气体压强的计算方法。2.掌握气体实验定律的内容、适用条件，并会应用 解决问题。3.会分析气体状态变化的图像问题。 考点一 气体压强的计算 1.活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p 。由于活塞处于平衡状态， 0 所以pS＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p＋。 0 0 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝pS， 0 则气体压强为p＝p－＝p－ρ gh。 0 0 液 2．连通器模型 如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压 强关系可由图中虚线联系起来。 则有p ＋ρgh ＝p ，而p ＝p＋ρgh ， B 2 A A 0 1 所以气体B的压强为p ＝p＋ρg(h－h)。 B 0 1 2 例1 若已知大气压强为p ，液体密度均为ρ，重力加速度为g，图甲、乙中汽缸横截面积 0 为S，不计摩擦力，下列图中各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 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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。 1．理想气体是一种假想的物理模型，实际上并不存在。( ) 2．理想气体严格遵守气体实验定律。( ) 3．一定质量的理想气体，温度升高时压强一定增大。( ) 4．一定质量的理想气体温度升高，气体的内能一定增大。( ) 例2 (2023·河南安阳市模拟)如图所示，上端开口、横截面积为S且导热性能良好的汽缸 放置在水平面上，大气压强为p。汽缸内有一卡子，横截面积为S的轻质活塞上面放置一个 0 质量为m的重物，活塞下面密封一定质量的理想气体。当气体温度为T 时，活塞静止，此 1 位置活塞与卡子距离为活塞与汽缸底部距离的。现缓慢降低汽缸温度，活塞被卡子托住后， 继续降温，直到缸内气体压强为p 。已知重力加速度为g，活塞厚度、汽缸壁厚度及活塞与 0 汽缸壁之间的摩擦均不计。求： (1)活塞刚接触卡子瞬间，缸内气体的温度； (2)缸内气体压强为p 时气体的温度。 0 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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(2)若仅缓慢加热A部分气体，使下方液柱左右液面相平，则此时A部分气体温度为多少？ (结果保留整数) ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 例4 (2021·辽宁卷·14)如图(a)所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的 氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图(b)为某一“系留气球”的简化模型图； 主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想 气体)，副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时， 活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的 1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p ＝1.0×105 Pa、 0 温度T＝300 K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。 0 (1)设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p； (2)气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压 缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 应用气体实验定律或理想气体状态方程解题的基本思路 考点三 气体状态变化的图像问题 四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原 p－V 点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 例5 (2023·河南焦作市博爱第一中学期末)一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如 图所示，下列说法中正确的是( ) A．a→b过程中，气体温度降低，体积增大 B．b→c过程中，气体温度不变，体积减小 C．c→a过程中，气体压强增大，体积不变 D．在c状态时，气体的体积最小 思考 根据例5中气体状态变化的p－T图像，定性作出三个过程的V－T图像和p－V图像。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 处理气体状态变化的图像问题的技巧 1．图像上的某一条直线段或曲线段对应气体状态变化的一个过程，首先要看此过程属于等 温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解。 2．在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可直接根据气体实验定 律确定两个状态参量的关系，也可根据某点与原点连线斜率的大小确定，斜率越大，压强 (或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。