粤教版(2019) 选择性必修第三册第二章 章末核心素养提升(课件 学案,共2份)

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粤教版(2019) 选择性必修第三册第二章 章末核心素养提升(课件 学案,共2份)

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章末核心素养提升
一、气体实验定律与理想气体状态方程的应用
1.玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律可看成是理想气体状态方程分别在T恒定、V恒定、p恒定时的特例。
2.正确运用定律的关键在于状态参量的确定,特别是压强的确定。
3.求解压强的方法:确定气体的始、末状态的压强又常以封闭气体的物体(如液柱、活塞、气缸等)作为力学研究对象,分析受力情况,根据研究对象所处的不同状态,运用平衡的知识、牛顿运动定律等列式求解。
4.注意气体实验定律或理想气体状态方程的适用条件,即适用于一定质量的理想气体,对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题,巧妙地选取研究对象,使变质量问题转化为定质量的气体问题。
例1 (2023·湖南卷,13)汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图,刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成,连杆AB与助力活塞固定为一体,驾驶员踩刹车时,在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接,通过抽气降低助力气室压强,利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时,K1打开,K2闭合,抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动,助力气室中的气体充满抽气气室,达到两气室压强相等;然后,K1闭合,K2打开,抽气活塞向下运动,抽气气室中的全部气体从K2排出,完成一次抽气过程。已知助力气室容积为V0,初始压强等于外部大气压强p0,助力活塞横截面积为S,抽气气室的容积为V1。假设抽气过程中,助力活塞保持不动,气体可视为理想气体,温度保持不变。
(1)求第1次抽气之后助力气室内的压强p1;
(2)第n次抽气后,求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小ΔF。
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训练1 血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值,充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V,每次挤压加压气囊都能将40 cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(  )
A.30 cm3 B.40 cm3
C.50 cm3 D.60 cm3
二、气体图像之间的转换
1.理想气体状态变化的过程,可以用不同的图像描述。已知某个图像,可以根据这一图像转换成另一图像,如由p-V图像变成p-T图像或V-T图像。
2.在图像转换问题中要特别注意分析隐含物理量。p-V图像中重点比较气体的温度,p-T图像中重点比较气体的体积,以及V-T图像中重点比较气体的压强。确定了图像中隐含物理量的变化,结合理想气体状态方程图像转换问题就会迎刃而解。
例2 (2023·重庆卷,4)密封于汽缸中的理想气体,从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示,则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是(  )
听课笔记____________________________________________________________
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训练2 如图所示,是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p-T图像,已知气体在状态B时的体积是8 L,求VA、VC和VD,并画出此过程的V-T图像。
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章末核心素养提升
知识网络构建
p1V1=p2V2 = = T=t+273.15 =c = 稀疏 引力 上升 下降 细
核心素养提升
例1 (1)p0 (2)p0S
解析 (1)第1次抽气过程,助力气室发生等温变化,由玻意耳定律有
p0V0=p1(V0+V1)
解得p1=p0。
(2)第2次抽气过程,有p1V0=p2(V0+V1)
解得p2=p0
故第n次抽气后,助力气室内的压强为
pn=p0
故第n次抽气后,驾驶员省力的大小
ΔF=(p0-pn)S
解得ΔF=p0S。
训练1 B [根据玻意耳定律可知p0V+5p0V0=p1×5V,已知p0=750 mmHg,V0=40 cm3,p1=750 mmHg+150 mmHg=900 mmHg,代入数据得V=40 cm3,故A、C、D错误,B正确。]
例2 C [由题图中的V-T图像可知,理想气体在ab过程做等压变化,bc过程做等温变化,气体体积增大,压强减小,cd过程做等容变化,气体的温度升高,压强变大,故C正确,A、B、D错误。]
训练2 4 L 8 L 10.7 L V-T图见解析
解析 A→B为等温过程,有pAVA=pBVB
所以VA== L=4 L
B→C为等容过程,所以VC=VB=8 L
C→D为等压过程,有=
故VD=VC=×8 L≈10.7 L
此过程的V-T图如图所示。(共15张PPT)
第二章 气体、液体和固体
章末核心素养提升
目 录
CONTENTS
知识网络构建
01
核心素养提升
02
知识网络构建
1
p1V1=p2V2
T=t+273.15
稀疏
引力
上升
下降

核心素养提升
2
一、气体实验定律与理想气体状态方程的应用
1.玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律可看成是理想气体状态方程分别在T恒定、V恒定、p恒定时的特例。
2.正确运用定律的关键在于状态参量的确定,特别是压强的确定。
3.求解压强的方法:确定气体的始、末状态的压强又常以封闭气体的物体(如液柱、活塞、气缸等)作为力学研究对象,分析受力情况,根据研究对象所处的不同状态,运用平衡的知识、牛顿运动定律等列式求解。
4.注意气体实验定律或理想气体状态方程的适用条件,即适用于一定质量的理想气体,对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题,巧妙地选取研究对象,使变质量问题转化为定质量的气体问题。
例1 (2023·湖南卷,13)汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图,刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成,连杆AB与助力活塞固定为一体,驾驶员踩刹车时,在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接,通过抽气降低助力气室压强,利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时,K1打开,K2闭合,抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动,助力气室中的气体充满抽气气室,达到两气室压强相等;然后,K1闭合,K2打开,抽气活塞向下运动,抽气气室中的全部气体从K2排出,完成一次抽气过程。已知助力气室容积为V0,初始压强等于外部大气压强p0,助力活塞横截面积为S,抽气气室的容积为V1。假设抽气过程中,助力活塞保持不动,气体可视为理想气体,温度保持不变。
(1)求第1次抽气之后助力气室内的压强p1;
(2)第n次抽气后,求该刹车助力装置为驾
驶员省力的大小ΔF。
解析 (1)第1次抽气过程,助力气室发生等温变化,由玻意耳定律有
p0V0=p1(V0+V1)
(2)第2次抽气过程,有p1V0=p2(V0+V1)
故第n次抽气后,助力气室内的压强为
故第n次抽气后,驾驶员省力的大小
ΔF=(p0-pn)S
B
训练1 血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值,充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V,每次挤压加压气囊都能将40 cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg,气体温度不变。
忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(  )
A.30 cm3 B.40 cm3
C.50 cm3 D.60 cm3
解析 根据玻意耳定律可知p0V+5p0V0=p1×5V,已知p0=750 mmHg,V0=40 cm3,p1=750 mmHg+150 mmHg=900 mmHg,代入数据得V=40 cm3,故A、C、D错误,B正确。
二、气体图像之间的转换
1.理想气体状态变化的过程,可以用不同的图像描述。已知某个图像,可以根据这一图像转换成另一图像,如由p-V图像变成p-T图像或V-T图像。
2.在图像转换问题中要特别注意分析隐含物理量。p-V图像中重点比较气体的温度,p-T图像中重点比较气体的体积,以及V-T图像中重点比较气体的压强。确定了图像中隐含物理量的变化,结合理想气体状态方程图像转换问题就会迎刃而解。
C
例2 (2023·重庆卷,4)密封于汽缸中的理想气体,从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示,则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是(  )
解析 由题图中的V-T图像可知,理想气体在ab过程做等压变化,bc过程做等温变化,气体体积增大,压强减小,cd过程做等容变化,气体的温度升高,压强变大,故C正确,A、B、D错误。
训练2 如图所示,是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p-T图像,已知气体在状态B时的体积是8 L,求VA、VC和VD,并画出此过程的V-T图像。
答案 4 L 8 L 10.7 L V-T图见解析
解析 A→B为等温过程,有pAVA=pBVB
此过程的V-T图如图所示。

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