资源简介

第2节　气体实验定律(Ⅱ)
(分值：100分)
选择题1～9题，每小题7分，共63分。
对点题组练
题组一　查理定律
1.(多选)下列关于热力学温度的说法中正确的是(　　)
－33 ℃＝240 K
温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K
摄氏温度与热力学温度都可能取负值
温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了t＋273 K
2.在冬季，剩有半瓶热水的老式暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来。其中主要原因是(　　)
软木塞受潮膨胀
瓶口因温度降低而收缩变小
白天气温升高，大气压强变大
瓶内气体因温度降低而压强减小
3.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压强为1.0×105 Pa，刚通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为7 ℃，则此时密封在冷藏室中气体的压强是(　　)
0.26×105 Pa 0.93×105 Pa
1.07×105 Pa 3.86×105 Pa
题组二　盖－吕萨克定律
4.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则正确的说法是(　　)
气体的摄氏温度升高到原来的两倍
气体的热力学温度升高到原来的两倍
温度每升高1 K体积增加了原来的
体积的变化量与温度的变化量成正比
5.如图所示，一导热性能良好的气缸内用活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁的摩擦)，温度降低时，下列说法正确的是(　　)
气体压强减小 气缸高度H减小
活塞高度h减小 气体体积增大
6.如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中，玻璃管内装有一段长L＝4 cm的水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热)。开始时，开关S断开，水温为27 ℃，水银柱下方空气柱的长度为L0＝20 cm，电路中的A、B部分与水银接触且恰好处于水银柱的正中央。闭合开关S后，电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到A、B处时，电路自动断开，电热丝停止加热，大气压强p0＝76 cmHg。则水温为多少时电路自动断开(　　)
320 K 340 K
330 K 333 K
题组三　p－T图像与V－T图像
7.(2024·广东珠海高二期末)如图所示，为质量恒定的某种气体的p－T图像，A、B、C三态中体积最大的状态是(　　)
A状态 　　 B状态
C状态 　　 条件不足，无法确定
8.(2024·广东湛江高二期末)如图所示是某种气体经历的两个状态变化的p－T图像，对应的p－V图像应是(　　)
A B
C D
综合提升练
9.如图所示为0.2 mol的某种气体的压强和温度关系的p－t图线。p0表示1个标准大气压，标准状态(0 ℃，1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4 L/mol。则在状态B时气体的体积为(　　)
5.6 L 8.4 L
1.2 L 3.2 L
10.(10分)盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是9.31×106 Pa。当钢瓶搬到－13 ℃的工地上时，瓶内的压强变为8.15×106 Pa。钢瓶是不是漏气？为什么？
11.(10分)如图所示，经过高温消毒的空茶杯放置在水平桌面上，茶杯内密封气体的温度为87 ℃，压强等于外界大气压强p0。已知杯盖的质量为m，茶杯(不含杯盖)的质量为M，杯口面积为S，重力加速度为g。当茶杯内气体温度降为27 ℃时，求茶杯对杯盖的支持力大小。
培优加强练
12.(17分)(2024·广东清远高二期末)为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸，气缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。气缸开口向上，用质量为m＝2 kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝1 cm2。当气缸内气体温度为300 K时，活塞与气缸底间距为L，活塞上部距活塞处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时，警报器报警。已知室外空气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略，g取10 m/s2。求：
(1)(8分)当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度为多少？
(2)(9分)若锅炉外壁的安全温度为1 200 K，那么重物的质量应是多少？
第2节　气体实验定律(Ⅱ)
1.AB　[由T＝273＋t可知，－33 ℃相当于240 K，故A正确；由T＝273＋t可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，即温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，故B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，故C错误；初态温度为(273＋t)K，末态温度为(273＋2t)K，热力学温度升高了t K，故D错误。]
2.D　[由于暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内气体的温度降低，根据查理定律可知暖瓶内的压强减小，气体向外的压力减小，所以拔出瓶塞更费力，选项D正确。]
3.B　[冷藏室气体的初状态：T1＝(273＋27)K＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，末状态：T2＝(273＋7)K＝280 K，设此时冷藏室内气体的压强为p2，此过程气体体积不变，根据查理定律有＝，代入数据得p2＝0.93×105 Pa，故B正确。]
4.BD　[由盖－吕萨克定律＝可知，在压强不变时，气体的体积与热力学温度成正比，故A错误，B正确；温度每升高1 ℃即1 K，体积增加了0 ℃时体积的，故C错误；由盖－吕萨克定律的变形式＝可知，体积的变化量与温度的变化量成正比，故D正确。]
5.B　[对气缸受力分析，有Mg＋p0S＝pS，可知当温度降低时，气体的压强不变，A错误；对活塞和气缸的整体受力分析可知(m＋M)g＝kx，可知当温度变化时，x不变，即h不变，C错误；根据盖－吕萨克定律可知，温度降低时，气体的体积减小，因h不变，则气缸高度H减小，B正确，D错误。]
6.C　[当水银柱最下端上升到A、B处时，电路自动断开，此时空气柱长度为L1＝L0＋。在此过程中空气柱的压强不变，根据盖－吕萨克定律有＝，联立解得T1＝330 K，故C正确。]
7.C　[p－T坐标系中，每一个点表示气体的一个状态。而体积相同的点都在同一条过原点的直线上，且过原点的直线斜率越小时对应的体积越大。故选项C正确。]
8.C　[根据查理定律可知，当气体状态发生由A到B的变化时，气体的体积保持不变，压强变大，p－V图像为平行于p轴的直线，再根据玻意耳定律可知，当气体状态发生由B到C的变化时，气体的温度保持不变，p－V图像为双曲线。故选项C正确。]
9.A　[此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以此时它的体积应为22.4×0.2 L＝4.48 L，由题图可知，从压强为p0到A状态，气体做等容变化，则A状态时气体的体积为VA＝4.48 L，温度为TA＝(127＋273) K＝400 K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为TB＝(227＋273) K＝500 K，根据盖－吕萨克定律有＝，解得VB＝＝5.6 L，故A正确。]
10.解析　该钢瓶漏气。若不漏气，气体将发生等容变化。根据查理定律有＝，解得p2＝×p1＝×9.31×106 Pa＝8.35×106 Pa，而瓶中氧气的实际压强为8.15×106 Pa，可见该钢瓶漏气。
11.mg＋p0S
解析　由题意T0＝(273＋87) K＝360 K，T1＝(273＋27) K＝300 K，对于茶杯内的气体
由查理定律可得＝
解得p1＝p0
对杯盖受力分析，
由平衡条件可得mg＋p0S＝p1S＋FN
解得FN＝mg＋p0S。
12.(1)450 K　(2)5 kg
解析　(1)未接触重物前，活塞上升过程，气体发生等压变化
根据盖－吕萨克定律有＝
其中V1＝LS，T1＝300 K，V2＝S
得T2＝450 K。
(2)从活塞碰到重物到绳的拉力为零的过程，气体发生等容变化
设重物质量为M，对活塞进行受力分析
刚接触到重物时，有p2S＝p0S＋mg
绳的拉力为0时，有p3S＝p0S＋(m＋M)g
根据查理定律得＝，其中T3＝1 200 K
解得M＝5 kg。第2节　气体实验定律(Ⅱ)
学习目标　1.知道什么是等容变化和等压变化。2.知道查理定律和盖－吕萨克定律的内容、表达式及适用条件，并会进行相关计算。3.理解p－T图像和V－T图像及其物理意义。
知识点一　查理定律
在炎热的夏天，自行车为什么容易爆胎？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
1.等容过程
(1)定义：气体在________保持不变的情况下发生的状态变化过程。
(2)等容变化的图线
2.热力学温度
(1)热力学温度大小与摄氏温度t的大小换算关系为T＝____________。
(2)国际单位为________，简称________，符号为K。
(3)热力学温度0 K(即绝对零度)是__________实现的。
3.查理定律
(1)内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强p与热力学温度T成________。
(2)公式：＝________或＝。
(3)适用条件：气体的________和________不变。
4.等容变化的图像
(1)p－T图像：如图甲所示，气体的压强p和热力学温度T的关系图线是一条____________________，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小。
(2)p－t图像：如图乙所示，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，图像不过原点，但反向延长线交t轴于__________，图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。
【思考】 (1)一定质量的某种气体，在体积不变时，压强p与摄氏温度成正比吗？
(2)一定质量的某种气体发生等容变化时，某一过程的压强变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT之间有什么关系？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
例1 一定质量的理想气体，在体积不变时，温度由50 ℃升高到100 ℃，气体的压强变化情况是(　　)
A.气体的压强变为原来的2倍
B.气体的压强比原来增大了
C.气体的压强变为原来的倍
D.气体的压强比原来增大了
听课笔记____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 (教材P25，图2－2－1改编)气体温度计结构如图所示，玻璃测温泡A内充有气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14 cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44 cm。已知外界大气压强p0＝76 cmHg，T＝t＋273 K。求恒温槽的温度。
_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
应用查理定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、压强。
(4)根据查理定律列式求解。
(5)求解结果并分析、检验。　　
知识点二　盖－吕萨克定律
如图所示，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银柱。用手捂住烧瓶，会观察到水银柱缓慢向外移动，思考：(1)气体压强如何变化？(2)封闭气体的体积随温度如何变化？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
1.等压过程：气体在________不变情况下发生的状态变化过程。
2.盖－吕萨克定律
(1)内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。
(2)公式：＝________或＝。
(3)适用条件：气体的________和________不变。
3.等压变化的图线
(1)V－T图像：如图甲所示，气体的体积V随热力学温度T变化的图线是________________。
(2)V－t图像：如图乙所示，体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，图像不过原点，反向延长线交t轴于－273.15 ℃，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。
【思考】 如图所示为一定质量的气体在不同压强下的V－T图线，p1和p2哪一个大？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
例3 一定质量的某种气体，在压强不变的条件下，温度为0 ℃时，其体积为V0，当温度升高为T(K)时，体积为V，那么每升高1 ℃增大的体积为(　　)
A. B.
C. D.
听课笔记____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为l1的空气柱，如图所示，此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
应用盖－吕萨克定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、体积。
(4)根据盖－吕萨克定律列式求解。
(5)求解结果并分析、检验。　　
知识点三　p－T图像与V－T图像
1.p－T图像与V－T图像的比较
不同点 图像
纵坐标 压强p 体积V
斜率意义 斜率越大，体积越小，V4相同点 ①横坐标都是热力学温度T ②都是一条通过原点的倾斜直线 ③都是斜率越大，气体的另外一个状态参量越小
2.分析气体图像问题的注意事项
(1)在根据图像判断气体的状态变化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其次根据图像的形状判断各物理量的变化规律。
(2)不是热力学温度的先转换为热力学温度。
(3)要将图像与实际情况相结合。
例5 (2024·广东广州高二期中)一定质量的某种气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.ab过程中不断增加 B.bc过程中不断减小
C.cd过程中不断增加 D.da过程中保持不变
听课笔记____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　
训练 如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V－T图像，由图像可知(　　)
A.pA＞pB B.pC＜pB
C.VA＜VB D.TA＜TB
随堂对点自测
1.(查理定律的应用)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，火罐就会紧紧地被“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
2.(盖－吕萨克定律的应用)(多选)一定质量的气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度是27 ℃，则温度的变化是(　　)
A.升高到450 K B.升高了150 ℃
C.升高到40.5 ℃ D.升高到450 ℃
3.(V－T图像)如图所示为一定质量的某种气体的体积V与温度T的关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C，设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC，则下列关系式中正确的是(　　)
A.pA＜pB，pB＜pC B.pA＞pB，pB＝pC
C.pA＞pB，pB＜pC D.pA＝pB，pB＞pC
第2节　气体实验定律(Ⅱ)
知识点一
导学　提示　温度升高，压强变大，大于车胎的最大承压，自行车就爆胎了。
知识梳理
1.(1)体积　2.(1)t＋273.15　(2)开尔文　开　(3)不可能
3.(1)正比　(2)　(3)质量　体积　4.(1)过原点的倾斜直线　(2)－273.15 ℃
[思考] 提示　(1)不成正比，而是一次函数关系。
(2)正比关系。
例1 B　[一定质量的气体，在体积不变的情况下，由查理定律可知压强与热力学温度成正比。当温度从50 ℃升高到100 ℃时，有＝＝，所以p2＝p1，因此压强比原来增大了，故B正确，A、C、D错误。]
例2 364 K
解析　设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273 K
恒温槽温度变化前压强为p1＝p0＋ρgh1
恒温槽温度变化后压强为p2＝p0＋ρgh2
细玻璃管内气体体积可忽略，A内气体发生等容变化，根据查理定律得＝
代入数据得T2＝364 K。
知识点二
导学　提示　(1)水银柱缓慢向外移动，根据受力平衡，可知气体压强不变。
(2)在保持气体压强不变的情况下，封闭气体的体积随温度的升高而增大。
知识梳理
1.压强　2.(2)　(3)质量　压强　3.(1)过原点的倾斜直线
[思考] 提示　p1例3 A　[由等压变化规律可得＝＝＝，则每升高1 ℃增大的体积ΔV＝＝，故选项A正确。]
例4
解析　封闭气体发生等压变化，设容器容积为V0
则V1＝V0＋Sl1，V2＝V0＋Sl2
根据盖－吕萨克定律有＝
即＝，解得V0＝。
知识点三
例5 A　[ab过程气体发生的是等温变化，压强减小，由玻意耳定律可知，气体的体积变大，故A正确；bc过程中bc连线过原点，是等容变化，即bc过程中体积不变，故B错误； cd过程是等压变化，由盖－吕萨克定律可知，温度降低，体积变小，故C错误；过d点的斜率大于过a的斜率，则d点的体积小于a点的体积，即da过程中体积增大，故D错误。]
训练 D　[由V－T图像可知由A→B是等容过程，TB＞TA，故pB>pA，A、C错误，D正确；由B→C为等压过程，pB＝pC，故B错误。]
随堂对点自测
1.B　[把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，故B正确。]
2.AB　[等压变化中，有＝，即＝，解得T2＝450 K，故温度会升高到450 K，即升高了150 ℃，故A、B正确，C、D错误。]
3.A　[气体从状态A变化到状态B，发生等温变化，p与体积V成反比，由题图可知VA>VB，所以pA第2节　气体实验定律(Ⅱ)
第二章 气体、液体和固体
1.知道什么是等容变化和等压变化。
2.知道查理定律和盖－吕萨克定律的内容、表达式及适用条件，并会进行相关计算。
3.理解p－T图像和V－T图像及其物理意义。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　盖－吕萨克定律
知识点一　查理定律
知识点三　p－T 图像与V－T 图像
知识点一　查理定律
　　　在炎热的夏天，自行车为什么容易爆胎？
提示　温度升高，压强变大，大于车胎的最大承压，自行车就爆胎了。
1.等容过程
(1)定义：气体在______保持不变的情况下发生的状态变化过程。
(2)等容变化的图线
体积
2.热力学温度
(1)热力学温度大小与摄氏温度t的大小换算关系为T＝__________。
(2)国际单位为________，简称____，符号为K。
(3)热力学温度0 K(即绝对零度)是________实现的。
t＋273.15
开尔文
开
不可能
3.查理定律
(1)内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强p与热力学温度T成______。
正比
(3)适用条件：气体的______和______不变。
质量
体积
4.等容变化的图像
(1)p－T图像：如图甲所示，气体的压强p和热力学温度T的关系图线是一条__________________，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小。
(2)p－t图像：如图乙所示，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，图像不过原点，但反向延长线交t轴于____________________，图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。
过原点的倾斜直线
－273.15 ℃
【思考】 (1)一定质量的某种气体，在体积不变时，压强p与摄氏温度成正比吗？
(2)一定质量的某种气体发生等容变化时，某一过程的压强变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT之间有什么关系？
提示　(1)不成正比，而是一次函数关系。
(2)正比关系。
例1 一定质量的理想气体，在体积不变时，温度由50 ℃升高到100 ℃，气体的压强变化情况是(　　)
B
例2 (教材P25，图2－2－1改编)气体温度计结构如图所示，玻璃测温泡A内充有气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14 cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44 cm。已知外界大气压强p0＝76 cmHg，T＝t＋273 K。求恒温槽的温度。
答案　364 K
解析　设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273 K
恒温槽温度变化前压强为p1＝p0＋ρgh1
恒温槽温度变化后压强为p2＝p0＋ρgh2
代入数据得T2＝364 K。
应用查理定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、压强。
(4)根据查理定律列式求解。
(5)求解结果并分析、检验。　　
知识点二　盖－吕萨克定律
　　　如图所示，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银柱。用手捂住烧瓶，会观察到水银柱缓慢向外移动，思考：(1)气体压强如何变化？(2)封闭气体的体积随温度如何变化？
提示　(1)水银柱缓慢向外移动，根据受力平衡，可知气体压强不变。
(2)在保持气体压强不变的情况下，封闭气体的体积随温度的升高而增大。
1.等压过程：气体在______不变情况下发生的状态变化过程。
2.盖－吕萨克定律
(1)内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。
压强
(3)适用条件：气体的______和______不变。
质量
压强
3.等压变化的图线
(1)V－T图像：如图甲所示，气体的体积V随热力学温度T变化的图线是__________________。
(2)V－t图像：如图乙所示，体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，图像不过原点，反向延长线交t轴于－273.15 ℃，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。
过原点的倾斜直线
【思考】 如图所示为一定质量的气体在不同压强下的V－T图线，p1和p2哪一个大？
提示　p1A
例3 一定质量的某种气体，在压强不变的条件下，温度为0 ℃时，其体积为V0，当温度升高为T(K)时，体积为V，那么每升高1 ℃增大的体积为(　　)
例4 一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为l1的空气柱，如图所示，此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。
解析　封闭气体发生等压变化，设容器容积为V0
则V1＝V0＋Sl1，V2＝V0＋Sl2
应用盖－吕萨克定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、体积。
(4)根据盖－吕萨克定律列式求解。
(5)求解结果并分析、检验。　　
知识点三　p－T图像与V－T图像
1.p－T图像与V－T图像的比较
不同点 图像
纵坐标 压强p 体积V
斜率意义 斜率越大，体积越小，V4相同点 ①横坐标都是热力学温度T
②都是一条通过原点的倾斜直线
③都是斜率越大，气体的另外一个状态参量越小
2.分析气体图像问题的注意事项
(1)在根据图像判断气体的状态变化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其次根据图像的形状判断各物理量的变化规律。
(2)不是热力学温度的先转换为热力学温度。
(3)要将图像与实际情况相结合。
例5 (2024·广东广州高二期中)一定质量的某种气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　)
A.ab过程中不断增加
B.bc过程中不断减小
C.cd过程中不断增加
D.da过程中保持不变
A
解析　ab过程气体发生的是等温变化，压强减小，由玻意耳定律可知，气体的体积变大，故A正确；bc过程中bc连线过原点，是等容变化，即bc过程中体积不变，故B错误； cd过程是等压变化，由盖－吕萨克定律可知，温度降低，体积变小，故C错误；过d点的斜率大于过a的斜率，则d点的体积小于a点的体积，即da过程中体积增大，故D错误。
解析　ab过程气体发生的是等温变化，压强减小，由玻意耳定律可知，气体的体积变大，故A正确；bc过程中bc连线过原点，是等容变化，即bc过程中体积不变，故B错误； cd过程是等压变化，由盖－吕萨克定律可知，温度降低，体积变小，故C错误；过d点的斜率大于过a的斜率，则d点的体积小于a点的体积，即da过程中体积增大，故D错误。
D
训练 如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V－T图像，由图像可知(　　)
A.pA＞pB B.pC＜pB
C.VA＜VB D.TA＜TB
解析　由V－T图像可知由A→B是等容过程，TB＞TA，
故pB>pA，A、C错误，D正确；由B→C为等压过程，
pB＝pC，故B错误。
随堂对点自测
2
B
1.(查理定律的应用)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，火罐就会紧紧地被“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
解析　把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，故B正确。
AB
A
3.(V－T图像)如图所示为一定质量的某种气体的体积V与温度T的关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C，设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC，则下列关系式中正确的是(　　)
A.pA＜pB，pB＜pC B.pA＞pB，pB＝pC
C.pA＞pB，pB＜pC D.pA＝pB，pB＞pC
解析　气体从状态A变化到状态B，发生等温变化，p与体积V成反比，由题图可知VA>VB，所以pA课后巩固训练
3
AB
题组一　查理定律
1.(多选)下列关于热力学温度的说法中正确的是(　　)
A.－33 ℃＝240 K
B.温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K
C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D.温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了t＋273 K
解析　由T＝273＋t可知，－33 ℃相当于240 K，故A正确；由T＝273＋t可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，即温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，故B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，故C错误；初态温度为(273＋t)K，末态温度为(273＋2t)K，热力学温度升高了t K，故D错误。
对点题组练
D
2.在冬季，剩有半瓶热水的老式暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来。其中主要原因是(　　)
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.白天气温升高，大气压强变大
D.瓶内气体因温度降低而压强减小
解析　由于暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内气体的温度降低，根据查理定律可知暖瓶内的压强减小，气体向外的压力减小，所以拔出瓶塞更费力，选项D正确。
B
3.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压强为1.0×105 Pa，刚通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为7 ℃，则此时密封在冷藏室中气体的压强是(　　)
A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa
C.1.07×105 Pa D.3.86×105 Pa
BD
题组二　盖－吕萨克定律
4.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则正确的说法是(　　)
A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍
B.气体的热力学温度升高到原来的两倍
B
5.如图所示，一导热性能良好的气缸内用活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁的摩擦)，温度降低时，下列说法正确的是(　　)
A.气体压强减小 B.气缸高度H减小
C.活塞高度h减小 D.气体体积增大
解析　对气缸受力分析，有Mg＋p0S＝pS，可知当温度降低时，气体的压强不变，A错误；对活塞和气缸的整体受力分析可知(m＋M)g＝kx，可知当温度变化时，x不变，即h不变，C错误；根据盖－吕萨克定律可知，温度降低时，气体的体积减小，因h不变，则气缸高度H减小，B正确，D错误。
C
6.如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中，玻璃管内装有一段长L＝4 cm的水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热)。开始时，开关S断开，水温为27 ℃，水银柱下方空气柱的长度为L0＝20 cm，电路中的A、B部分与水银接触且恰好处于水银柱的正中央。闭合开关S后，电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到A、B处时，电路自动断开，电热丝停止加热，大气压强p0＝76 cmHg。则水温为多少时电路自动断开(　　)
A.320 K B.340 K
C.330 K D.333 K
C
题组三　p－T图像与V－T图像
7.(2024·广东珠海高二期末)如图所示，为质量恒定的某种气体的p－T图像，A、B、C三态中体积最大的状态是(　　)
A.A状态 　　 B.B状态
C.C状态 　　 D.条件不足，无法确定
解析　p－T坐标系中，每一个点表示气体的一个状态。
而体积相同的点都在同一条过原点的直线上，且过原
点的直线斜率越小时对应的体积越大。故选项C正确。
C
8.(2024·广东湛江高二期末)如图所示是某种气体经历的两个状态变化的p－T图像，对应的p－V图像应是(　　)
解析　根据查理定律可知，当气体状态发生由A到B的变化时，气体的体积保持不变，压强变大，p－V图像为平行于p轴的直线，再根据玻意耳定律可知，当气体状态发生由B到C的变化时，气体的温度保持不变，p－V图像为双曲线。故选项C正确。
A
9.如图所示为0.2 mol的某种气体的压强和温度关系的p－t图线。p0表示1个标准大气压，标准状态(0 ℃，1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4 L/mol。则在状态B时气体的体积为(　　)
A.5.6 L B.8.4 L
C.1.2 L D.3.2 L
综合提升练
10.盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是9.31×106 Pa。当钢瓶搬到－13 ℃的工地上时，瓶内的压强变为8.15×106 Pa。钢瓶是不是漏气？为什么？
11.如图所示，经过高温消毒的空茶杯放置在水平桌面上，茶杯内密封气体的温度为87 ℃，压强等于外界大气压强p0。已知杯盖的质量为m，茶杯(不含杯盖)的质量为M，杯口面积为S，重力加速度为g。当茶杯内气体温度降为27 ℃时，求茶杯对杯盖的支持力大小。
解析　由题意T0＝(273＋87) K＝360 K，T1＝(273＋27) K＝300 K，对于茶杯内的气体，
对杯盖受力分析，
由平衡条件可得mg＋p0S＝p1S＋FN
培优加强练
(1)当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度为多少？
(2)若锅炉外壁的安全温度为1 200 K，那么重物的质量应是多少？
答案　(1)450 K　(2)5 kg
解析　(1)未接触重物前，活塞上升过程，气体发生等压变化
得T2＝450 K。
(2)从活塞碰到重物到绳的拉力为零的过程，气体发生等容变化
设重物质量为M，对活塞进行受力分析
刚接触到重物时，有p2S＝p0S＋mg
绳的拉力为0时，有p3S＝p0S＋(m＋M)g
解得M＝5 kg。

展开更多......

收起↑