(二)通過(guò)升高溫度從而獲得壓縮氣體 啟發(fā) 運(yùn)用我們學(xué)過(guò)的氣體的實(shí)驗(yàn)定律思考一下.還有什么方法可以得到壓縮氣體? 復(fù)習(xí)氣體實(shí)驗(yàn)定律 查理定律:一定質(zhì)量的氣體.在體積一定時(shí).壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比. 結(jié)論2 2.一定質(zhì)量的氣體.在體積一定時(shí).升高溫度.氣體的壓強(qiáng)增大.也可獲得壓縮氣體. 3.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題: 引入問(wèn)題的分析 米為什么能爆成爆米花? 學(xué)生討論并解釋 根據(jù)查理定律.空氣受熱后.壓強(qiáng)增大.打開(kāi)蓋子瞬間.由于內(nèi)部壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于外界大氣壓.米就被炸開(kāi)了.成了爆米花. 應(yīng)用1 公交車(chē)的車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)就是應(yīng)用壓縮氣體來(lái)工作的.車(chē)門(mén)是如何被打開(kāi)和關(guān)閉的?請(qǐng)同學(xué)們觀(guān)察圖片加以解釋. 引導(dǎo)學(xué)生邊觀(guān)察圖片邊分析 開(kāi)門(mén):售票員或司機(jī)向右拉動(dòng)電磁控制閥.壓縮氣體從總進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸的左側(cè).壓縮氣體壓強(qiáng)較大.向右推動(dòng)活塞.通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu).門(mén)就被打開(kāi). 關(guān)門(mén):售票員或司機(jī)向左拉動(dòng)電磁控制閥.壓縮氣體從總進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸的右側(cè).壓縮氣體壓強(qiáng)較大.向左推動(dòng)活塞.通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu).門(mén)就被關(guān)閉打開(kāi). 應(yīng)用2 1965年3月18日.蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫離開(kāi)“上升二號(hào) 飛船密閉艙.系者安全帶第一次實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)到茫茫太空中行走的夢(mèng)想.但在返回飛船時(shí)卻遇到了意想不到的困難.因?yàn)樘諑缀鯙檎婵?他的宇航服有些向外膨脹.很難從密封艙的接口處鉆回艙內(nèi).試估計(jì)宇航員在太空行走時(shí)每平方米宇航服上所承受的壓力.他應(yīng)用什么方法可以安全地回到密封艙內(nèi)? 引導(dǎo)學(xué)生思考 (1)由于宇航服內(nèi)部的氣體必須是大氣壓.而外界是真空.壓強(qiáng)幾乎為零.所以每平方米上的氣體壓強(qiáng)就是大氣壓強(qiáng). 解: F=p0S=1.0×105Pa×1m2=1.0×105N (2)可采取的方法(引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用前面所講的兩種方法著手解決這一問(wèn)題) ①根據(jù)查理定律.降低宇航服內(nèi)氣體的溫度.從而減少內(nèi)部氣體的壓強(qiáng).使宇航員回密閉艙. ②排出一些宇航服內(nèi)的氣體.從而減少內(nèi)部氣體的壓強(qiáng).使宇航員回密閉艙. 應(yīng)用3 高壓鍋有很好的密封性.基本上不漏氣.鍋蓋中間有一個(gè)排氣閥.上面套有類(lèi)似砝碼的限壓閥.將排氣孔堵住.當(dāng)加熱高壓鍋.鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí).氣體就能把限壓閥頂起來(lái).部分蒸汽即從排氣孔排出鍋外.已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量是0.1kg.排氣孔直徑為0.3cm.則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少?已知每增加3.5×103Pa.水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃.則這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度是多少?(g取10m/s2) 分析 什么時(shí)候氣體把限壓閥頂起來(lái)?只有當(dāng)內(nèi)部氣體的壓力和外部氣體的壓力之差剛好等于限壓閥的重力時(shí).才把限壓閥頂起來(lái). 解答 pS-p0S=mg p= p0+= p0+ =(1.013×105+)Pa ≈2.428×105 Pa 由于水的沸點(diǎn)每升高1℃.氣體壓強(qiáng)增加3.5×103Pa..所以高壓鍋內(nèi)氣體溫度最多能達(dá)到的值為t: t=100℃+℃ =140℃ 實(shí)驗(yàn)3 潛水艇是怎樣完成潛入水中和浮起來(lái)的工作的呢?我們先來(lái)做一個(gè)小實(shí)驗(yàn).請(qǐng)大家仔細(xì)觀(guān)察并解釋其中的原因. 在一個(gè)量筒內(nèi)放入大半筒水.里面放入一個(gè)倒置的小瓶.小瓶?jī)?nèi)留有大約一半水.使其能剛好浮出水面,再用橡膠薄膜把量筒口密封.如圖所示.當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時(shí).觀(guān)察所發(fā)生的現(xiàn)象.并加以解釋. 學(xué)生觀(guān)察現(xiàn)象并做出解釋 當(dāng)用力擠壓橡膠薄膜時(shí).根據(jù)玻意耳定律.量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大.將水壓入小瓶?jī)?nèi).小瓶?jī)?nèi)排開(kāi)氣體的體積減小.所受浮力減小.所以小瓶就下沉.撤去外力時(shí).量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)恢復(fù).小瓶?jī)?nèi)氣體被排出.浮力增加.小瓶又浮出水面. 潛水艇的工作原理與此次相仿.請(qǐng)同學(xué)們回去自己查找相關(guān)資料.大家互相交流一下. 4.課堂小結(jié): 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí).我們復(fù)習(xí)了氣體的兩條實(shí)驗(yàn)定律.即玻意耳定律和查理定律.知道了獲得壓縮氣體的兩種方式:一定質(zhì)量的氣體在溫度一定時(shí).減小氣體體積可增加氣體的壓強(qiáng).從而獲得壓縮氣體,一定質(zhì)量的氣體.在體積一定時(shí).升高溫度.氣體的壓強(qiáng)增大.也可獲得壓縮氣體.并且.我們還通過(guò)對(duì)一些生活.科技中壓縮氣體的實(shí)例研究.學(xué)會(huì)了運(yùn)用氣體的實(shí)驗(yàn)定律解釋實(shí)際問(wèn)題.并能進(jìn)行定量運(yùn)算. 5.課后作業(yè): 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(2011?陜西二模)某同學(xué)用電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器等常規(guī)器材研究標(biāo)有額定電壓為3.8V字樣(額定功率字跡不清)的小燈泡的伏安特性,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示
次數(shù) 1 2 3 4 5 6
U/V 0 0.10 0.20 0.40 0.60 1.00
I/A 0 0.080 0.100 0.118 0.128 0.160
次數(shù) 7 8 9 10 11 12
U/V 1.60 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80
I/A 0.200 0.238 0.258 0.278 0.291 0.310
請(qǐng)你根據(jù)上表數(shù)據(jù):
(1)在如圖1所示虛線(xiàn)框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(2)在如圖2所示的坐標(biāo)系中,選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度,畫(huà)出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn).
(3)實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端的電壓從零變化到額定電壓的過(guò)程中,小燈泡的最大電阻約為
12.3
12.3
Ω(保留三位有效數(shù)
字);電阻大小發(fā)生變化的原因是
隨著小燈泡電壓的增大,通過(guò)的電流增大,功率增大,燈絲的溫度升高,電阻增大
隨著小燈泡電壓的增大,通過(guò)的電流增大,功率增大,燈絲的溫度升高,電阻增大

(4)將本實(shí)驗(yàn)用的小燈泡接入圖3所示的電路,電源電壓恒為6.0V,定值電阻R1=30Ω,電流表(內(nèi)阻不計(jì))讀數(shù)為0.45A.根據(jù)你描繪出的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),此時(shí)小燈泡消耗的實(shí)際功率約為
0.63(0.60~0.65)
0.63(0.60~0.65)
W(保留兩位有效數(shù)字).

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(2011?長(zhǎng)春二模)[物理--選修3-3]
(1)下列說(shuō)法中正確的是
A.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增大
B.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)體積減小時(shí),單位體積的分子數(shù)增多,則氣體的壓強(qiáng)一定增大
C.壓縮一定質(zhì)量的理想氣體,其內(nèi)能一定增加
D.分子a從很遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b,當(dāng)分子a運(yùn)動(dòng)到與分子b的相互作用力為零時(shí),分子a的動(dòng)能一定最大
(2)如圖所示,一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞橫截面積為S,氣體最初的體積為V0,氣體最初的壓強(qiáng)為
p02
;汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的.開(kāi)始活塞被固定,打開(kāi)固定螺栓K,活塞下落,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,活塞停在B點(diǎn),設(shè)周?chē)h(huán)境溫度保持不變,已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g.求:
①活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積V;
②整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q(一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定).

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(2008?揭陽(yáng)二模)[適合選修3-3(含2-2)模塊的考生]
(1)下面列舉五個(gè)熱事實(shí):a.水與酒精混合后體積變小;b.糖在熱水中溶解得較快;c.粉筆在黑板寫(xiě)下了字;d.花粉微粒越大,其在液體上的運(yùn)動(dòng)越慢;e.放在封閉氣體的瓶里的乙醚自燃.
再列舉產(chǎn)生這五個(gè)熱事實(shí)的原因:f.分子間存在著引力;g.分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān);h.分子間存在著空隙;i.分子對(duì)物體的碰撞幾率與物體的體積有關(guān);j.壓縮氣體時(shí)對(duì)氣體做功,氣體的內(nèi)能增大,溫度升高.
請(qǐng)你找出熱事實(shí)所對(duì)應(yīng)的熱原因:a-
h
h
;b-
g
g
;c-
f
f
;d-
i
i
;e-
j
j
.(填代號(hào))
(2)理想氣體狀態(tài)方程如下:
P 1V 1
T 1
=
P 2V 2
T 2
.從理論的角度,設(shè)定一定的條件,我們便能得到氣體三大定律:玻意爾定律、查理定律和蓋?呂薩克定律.下面請(qǐng)你通過(guò)設(shè)定條件,列舉其中兩條定律的內(nèi)容.(要求條件、內(nèi)容要與定律名稱(chēng)相對(duì)應(yīng),不必寫(xiě)數(shù)學(xué)表達(dá)式)

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(2012?西城區(qū)二模)實(shí)驗(yàn)題
(1)甲乙兩個(gè)同學(xué)共同做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示.

①兩位同學(xué)用砝碼盤(pán)(連同砝碼)的重力作為小車(chē)(對(duì)象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響.他們將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高,在不掛砝碼盤(pán)的情況下,小車(chē)能夠自由地做
勻速直線(xiàn)
勻速直線(xiàn)
運(yùn)動(dòng).另外,還應(yīng)滿(mǎn)足砝碼盤(pán)(連同砝碼)的質(zhì)量m
遠(yuǎn)小于
遠(yuǎn)小于
小車(chē)的質(zhì)量M.(填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”)
接下來(lái),甲同學(xué)研究:在保持小車(chē)的質(zhì)量不變的條件下,其加速度與其受到的牽引力的關(guān)系;乙同學(xué)研究:在保持受到的牽引力不變的條件下,小車(chē)的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系.
②甲同學(xué)通過(guò)對(duì)小車(chē)所牽引紙帶的測(cè)量,就能得出小車(chē)的加速度a.圖2是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶,在紙帶上標(biāo)出了5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,圖中數(shù)據(jù)的單位是cm.實(shí)驗(yàn)中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以算出小車(chē)的加速度a=
0.343
0.343
m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
③乙同學(xué)通過(guò)給小車(chē)增加砝碼來(lái)改變小車(chē)的質(zhì)量M,得到小車(chē)的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù),畫(huà)出a~
1
M
圖線(xiàn)后,發(fā)現(xiàn):當(dāng)
1
M
較大時(shí),圖線(xiàn)發(fā)生彎曲.于是,該同學(xué)后來(lái)又對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)一步地修正,避免了圖線(xiàn)的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象.那么,該同學(xué)的修正方案可能是
A
A

A.改畫(huà)a與
1
M+m
的關(guān)系圖線(xiàn)       B.改畫(huà)a與(M+m)的關(guān)系圖線(xiàn)
C.改畫(huà) a與
m
M
的關(guān)系圖線(xiàn)         D.改畫(huà)a與
1
(M+m)2
的關(guān)系圖線(xiàn)
(2)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”實(shí)驗(yàn)中,采用如圖3所示的電路.
①請(qǐng)根據(jù)圖3在圖4中進(jìn)行實(shí)物連線(xiàn).

②某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到下面一組U和I的數(shù)據(jù):
序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
U/V 0.05 0.10 0.20 0.30 0.40 1.00 1.50 2.00 3.00
I/A 0.05 0.08 0.10 0.11 0.12 0.16 0.19 0.22 0.27
圖5是該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線(xiàn).從圖線(xiàn)上可以看出,當(dāng)通過(guò)小燈泡的電流逐漸增大時(shí),燈絲的阻值逐漸
增大
增大
;這表明燈絲的電阻率隨溫度升高而
增大
增大
.(以上兩空均選填“增大”、“不變”或“減小”)
③將本實(shí)驗(yàn)中的小燈泡兩端加3.0V的電壓,則小燈泡的實(shí)際功率約為
0.81(0.80~0.82)
0.81(0.80~0.82)
W;若直接接在電動(dòng)勢(shì)為3.0V、內(nèi)阻為2.0Ω的直流電源兩端,則小燈泡的實(shí)際功率約為
0.62(0.60~0.64)
0.62(0.60~0.64)
W.(以上兩空的結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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