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学而优教有方
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第二章气体、固体和液体
第2节气体的等温变化
（第三课时）气体的等温变化
【核心素养目标】
物理观念
知道玻意耳定律的内容、表达式及适用条件.
科学思维
能运用玻意耳定律对有关问题进行分析、计算.
科学探究
理解等温变化的图像，并能利用图像分析实际问题．
科学态度与责任
通过气体的等温变化知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。
知识点一玻意耳定律
【情境导入】
如图所示，在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂．问：
(1)上升过程中，气泡内气体的压强如何改变？
(2)气泡在上升过程中体积为何会变大？
(3)为什么到达水面会破？
【重难诠释】
1．常量的意义
p1V1＝p2V2＝C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大．
2．应用玻意耳定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件．
(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)．
(3)根据玻意耳定律列方程求解．(注意统一单位)
(4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明．
特别提醒确定气体压强或体积时，只要初、末状态的单位统一即可，没有必要都转换成国际单位制．
【典例精析】
例1．如图所示，高为H的导热汽缸竖直固定在水平地面上，汽缸的横截面积为S，重力为G的“⊥”形活塞封闭着一定质量的气体，活塞离缸底高为h，现手持“⊥”形活塞上端，缓慢竖直上提活塞，当活塞上升到汽缸上端口时，求竖直上提的力F的大小．已知大气压强为p0，不考虑活塞与汽缸之间的摩擦及温度的变化，不计活塞及汽缸壁的厚度．
知识点二气体等温变化的p－V图像及p－eq\f(1,V)图像
【情境导入】
(1)如图甲所示为一定质量的气体在不同温度下的p－V图线，T1和T2哪一个高？为什么？
(2)如图乙所示为一定质量的理想气体在不同温度下的p－eq\f(1,V)图线，T1和T2哪一个高？为什么？
【重难诠释】
两种等温变化图像
内容
p－eq\f(1,V)图像
p－V图像
图像特点
物理意义
一定质量的某种气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与eq\f(1,V)就成正比，在p－eq\f(1,V)图上的等温线应是过原点的倾斜直线
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，因此等温过程的p－V图像是双曲线的一支
【典例精析】
例2．如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()
A．一直保持不变
B．一直增大
C．先减小后增大
D．先增大后减小
针对训练
一、单选题
1．如图所示，同一房间中有a、b、c三根完全相同的玻璃试管，管内各用一段相同长度的水银柱封闭了相等质量的空气。现使管由静止沿光滑斜面下滑；管轻放在粗糙斜面上，之后下滑；管以初速度沿粗糙斜面上滑过程中，当水银柱与玻璃管位置相对稳定时，三管内的气柱长度、、之间的大小关系为（）
A． B． C． D．
2．用图示装置探究气体做等温变化的规律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。实验中（）
A．活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量
B．注射器内装入少量空气进行实验，可以减小实验误差
C．0°C和20°C环境下完成实验，对实验结论没有影响
D．外界大气压强发生变化，会影响实验结论
3．在被抓出水面后河鲀会通过吸气使体内的气囊迅速膨胀，假设某河鲀吸气前总体积为是，吸气后整体近似为半径的球体，河鲀皮肤的张力系数为，河鲀内压强差与半径、张力系数α的关系为。外界大气压强为，忽略吸气前河鲀皮肤的张力以及体内的气体和吸气过程的气体温度变化，则此河鲀从外界吸入气体的总体积约为（）
A． B． C． D．
4．如图所示，竖直放置的、内径粗细均匀的U形玻璃管左端开口，右端封闭，管内通过水银柱封闭有一段可视为理想气体的空气柱。已知空气柱长度为d=20cm，两侧水银柱液面的高度差为h=10cm，大气压强为，环境温度为，热力学温度与摄氏温度之间的关系为。下列说法正确的是（）
A．封闭气体的压强为86cmHg
B．若将该U形玻璃管以为轴由竖直位置缓慢旋转至水平位置（此过程中水银未溢出），则最终空气柱的长度约为17.4cm
C．若使封闭气体温度降低，则h不变，d减小
D．若将U形玻璃管竖直置于非密闭的恒温箱中，当恒温箱温度为432℃时U形管两侧水银面相平
5．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内，两段水银柱A
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