2019-2020年高三物理一轮复习气体学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习气体学案 【知识梳理】1气体的状态参量:(p、V、T）(1)压强(p)：气体的压强是大量分子对器壁碰撞的宏观表现。微观决定因素：一个是气体分子的_；另一个是分子的密集程度。 宏观决定因素：一个是单位体积内的分子数；另一个是温度T(2)体积(V)：气体的体积，通常就是容器的容积(不是指分子本身的体积)(3)温度(T)：物体内部分子热运动的平均动能的标志2玻意耳定律的表达式为_，在p-V图象中等温线是一条_3查理定律的表达式为_，在p-T图象中等容线是一条_4盖吕萨克定律的表达式为_，在V-T图象中等压线是一条_5理想气体状态方程的表达式为_，适用条件是_6气体分子运动的特点 分子之间碰撞频繁，作杂乱无章的热运动；大量分子任一时刻向各方向运动的机会均等，分子速率按“中间多、两头少”的统计规律分布7理想气体（1）分子间无相互作用力，分子势能为零；（2）一定质量的理想气体的内能只与温度有关。（3）在温度不太低、压强不太大（常温常压）的条件下，实际气体可以近似为理想气体。【方法提示】1 理想气体的内能仅由温度决定，体积无关。2 气体的压强可结合微观定义与宏观的的状态方程统筹考虑。【典型例题】例1、已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为2910-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为BA.41016 m3 B.41018 m3 C. 41030 m3 D. 41022 m3例2、（xx年全国II卷理综） 对一定量的气体， 下列说法正确的是（ ）A气体的体积是所有气体分子的体积之和B气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少例2、BC例3、（xx年四川延考卷理综）下列说法正确的是A大量分子能聚集在一起形成液体或固体，说明分子之间存在引力B被活塞封闭在气缸中的气体体积增大时压强一定减小C被活塞封闭在气缸中的气体温度升高时压强一定增大D气体压强的大小只与温度和气体分子的总数有关例3、A例4、一定质量的理想气体，下列过程可能实现的是（ ）A若压强变大、温度降低，则体积减小B若压强变大、体积变大，则内能增大C若体积减小、温度减小，则压强一定减小D若压强变大、体积减小，则温度可能升高，也可能降低例4、ABD例5、 下列各图中，P表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，在下面四幅图中：（1）表示等压变化的是（ ），（2）表示等容变化的是（ ），（3）表示等温变化的是（ ）例5、（1）AC；（2）D；（3）B 例6如图气缸静止在水平面上，缸内用活塞封闭一定质量的空气活塞的的质量为m，横截面积为S，下表面与水平方向成角，若大气压为p0，求封闭气体的压强p 例6h1h3h2ab例7竖直平面内有如图所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示大气压为p0，求空气柱a、b的压强各多大？例7从开口端开始计算：右端为大气压p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb= po+g（h2-h1），而a气柱的压强为pa= pb-gh3= p0+g（h2-h1-h3）例8用微观解释下列现象1一定质量的气体在体积保持不变的情况下，温度越高压强越大2一定质量的气体在压强保持不变的情况下，体积越大，说明温度越高3一定质量的气体，在温度保持不变的情况下，体积越大，压强越小4在压强相同的情况下，温度越高的气体，说明分子密度越小例9.（09山东） 一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体 放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。解析：设气体在B状态时的体积为VB，由盖-吕萨克定律得，,代入数据得。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于例10.一气象探测气球，在充有压强为100atm（即760cmHg）、温度为270的氦气时，体积为350m3。在上升至海拔650km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压360cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-480。求：（1）氦气在停止加热前的体积；（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。答案：（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。根据玻意耳马略特定律有 式中，是在此等温过程末氦气的体积。由式得 （2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同，即。这是一等压过程 根据盖吕萨克定律有 式中，是在此等压过程末氦气的体积。由式得 【同步训练】1. 一定量的理想气体,处在某一初始状态.现在要使它的温度经过状态变化后回到初始状态的温度,用下列哪些过程可能实现（ ）A先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀1AD2关于密封在容器中的气体到压强，下列说法中正确的是（ ）A气体的压强是由于气体受到重力作用而产生的B气体的压强是由于气体分子间的相互作用的分子斥力而产生的C气体的压强是由于容器器壁对气体分子的排斥作用而产生的D气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击容器壁而产生的2D3关于气体的体积和气体的压强，下列说法中正确的是（ ）A气体的体积是所有气体分子体积的总和B气体的体积与气体的质量和分子体积无关，只取决于容器的容积C气体的压强取决于气体的质量和温度D气体的压强取决于气体的密度和温度3BD4一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，体积增大、压强减小，体积减小、压强增大的原因是（ ）A体积增大后，气体分子运动的速率变小了B体积减小后，气体分子运动的速率变大了C体积增大后，单位体积内的分子数变少了D体积减小后，在单位时间内，撞击到单位面积上的分子数变多了4CD5封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）A、气体的密度增大B、气体的压强增大C、气体分子的平均动能减小D、每秒撞击单位面积器壁的气体分子增多5BD 6如图所示，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热起初，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡在这个过程中（ ）A、大气压力对水做功，水的内能减小B、水克服大气压力做功，水的内能减小C、大气压力对水不做功，水的内能不变D、大气压力对水不做功，水的内能增加6D7如图所示，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态，现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在达到平衡后与原来相比，则（ ） A气体的压强变大 B气体的压强变小 C气体的体积变大 D气体的体积变小7AD AB8如图甲、乙中两个气缸的质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下两个气缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？乙甲89下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣1分，最低得分为0分）A气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B一定量100的水变成100的水蒸汽，其分子之间的势能增加C对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大E一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和F如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 9 BCE 解析：（1）A错误之处在于气体分子是无规则的运动的，故失去容器后就会散开；D选项中没考虑气体的体积对压强的影响；F选项对气温升高，分子平均动能增大、平均速率增大，但不是每个分子速率增大，对单个分子的研究是毫无意义的。 10在做托里拆利实验时，玻璃管有一些残存的空气，此时玻璃管竖值放置，如图所示假如把玻璃管竖直向上提起一段距离，玻璃管下端仍浸没在水银中，则管内空气体积如何变化？管内水银柱竖直高度如何变化？10此类问题可运用假设法解决 11（09山东卷）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体 放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。11（1）设气体在B状态时的体积为VB， 由盖-吕萨克定律得，,代入数据得。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于12.如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求： （1）稳定后右管内的气体压强p；（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p076cmHg）12.（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0Sp（l0Dh/2）S，所以p78cmHg；（2）插入水银槽后左管压强：pprgDh80cmHg，左管内外水银面高度差h14cm，中、左管内气体p0lpl，l38cm，左管插入水银槽深度hlDh/2lh17cm。