高考物理大一轮复习 11.2固体、液体和气体课件 新人教版.ppt

考点一固体和液体的性质 考点二气体压强的产生与计算 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 考点 第十一章热学 高三物理一轮复习 第2节固体 液体和气体 考点四气体状态变化的图象问题 1 固体和液体的理解 多选 人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程 以下说法正确的是 a 液体的分子势能与体积有关b 晶体的物理性质都是各向异性的c 温度升高 每个分子的动能都增大d 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 液体体积与分子间相对位置相联系 从宏观上看 分子势能与体积有关 a正确 多晶体表现各向同性 b错误 温度升高 分子平均速率增大 遵循统计规律 c错误 露珠表面张力使其表面积收缩到最小 呈球状 d正确 解析 答案 基础自测 ad 2 对饱和汽的理解 多选 关于饱和汽 下面说法正确的是 a 达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大b 达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不变c 将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变 减小体积d 将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变 降低温度 饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态 分子密度不变 a错误 b正确 在一定温度下 可以通过减小体积增加分子密度使未饱和汽转化为饱和汽 c正确 在体积不变的情况下 可以通过降低温度来降低饱和汽压 使未饱和汽达到饱和状态 d正确 基础自测 解析 答案 bcd 3 对湿度的理解 关于空气湿度 下列说法正确的是 a 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定较大b 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较大c 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示d 空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 当人们感到潮湿时 空气的相对湿度一定较大 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小 这是因为无论空气的绝对湿度多大 只要比饱和汽压小得越多 液体就越容易蒸发 这时人身上分泌的液体越容易蒸发 人感觉就越干燥 a b错误 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和汽压之比 c正确 d错误 基础自测 解析 答案 c 4 理想气体实验定律的理解及应用 如图所示 汽缸中封闭着温度为127 的空气 一重物用轻绳经轻滑轮跟汽缸中的活塞相连接 不计一切摩擦 重物和活塞都处于平衡状态 这时活塞离汽缸底的高度为10cm 如果缸内空气温度降为87 则重物将上升 cm 该过程适用的气体定律是 填 玻意耳定律 或 查理定律 或 盖 吕萨克定律 1盖 吕萨克定律 基础自测 解析 答案 图片显 隐 一 固体1 分类 固体分为 和 两类 晶体又分为 和 2 晶体与非晶体的比较 教材梳理 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 规则 各向异性 确定 二 液体1 液体的表面张力 1 作用 液体的表面张力使液面具有 的趋势 2 方向 表面张力跟液面相切 跟这部分液面的分界线 3 大小 液体的温度越高 表面张力越小 液体中溶有杂质时 表面张力变小 液体的密度越大 表面张力越大 2 液晶的物理性质 1 具有 的流动性 2 具有 的光学各向异性 3 在某个方向上看 其分子排列比较整齐 但从另一方向看 分子的排列是杂乱无章的 教材梳理 收缩 垂直 液体 晶体 三 饱和汽湿度1 饱和汽与未饱和汽 1 饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽 2 未饱和汽 没有达到饱和状态的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义 饱和汽所具有的压强 2 特点 液体的饱和汽压与温度有关 温度越高 饱和汽压越大 且饱和汽压与饱和汽的体积无关 3 湿度 1 绝对湿度 空气中所含水蒸气的压强 教材梳理 2 相对湿度 空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比 3 相对湿度公式四 气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1 气体分子运动的特点 1 分子很小 间距 除碰撞外不受力 2 气体分子向各个方向运动的气体分子数目都 3 分子做无规则运动 大量分子的速率按 的规律分布 教材梳理 很大 相等 中间多 两头少 4 温度一定时 某种气体分子的速率分布是 的 温度升高时 速率小的分子数 速率大的分子数 分子的平均速率增大 但不是每个分子的速率都增大 2 气体的三个状态参量 1 2 3 3 气体的压强 1 产生原因 由于气体分子无规则的热运动 大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 教材梳理 体积 压强 温度 确定 减少 增多 压力 2 大小 气体的压强在数值上等于气体作用在 的压力 公式 3 常用单位及换算关系 国际单位 符号 pa 1pa 1n m2 常用单位 atm 厘米汞柱 cmhg 换算关系 1atm cmhg 1 013 105pa 1 0 105pa 4 气体实验定律 1 等温变化 玻意耳定律 内容 一定质量的某种气体 在 不变的情况下 压强p与体积v成 教材梳理 单位面积上 帕斯卡 标准大气压 76 温度 反比 公式 p2v2或pv c 常量 2 等容变化 查理定律 内容 一定质量的某种气体 在 不变的情况下 压强p与热力学温度t成 3 等压变化 盖 吕萨克定律 内容 一定质量的某种气体 在 不变的情况下 其体积v与热力学温度t成 教材梳理 p1v1 体积 正比 压强 正比 5 理想气体状态方程 1 理想气体 在任何温度 任何 下都遵从气体实验定律的气体 理想气体是一种经科学的抽象而建立的 模型 实际上不存在 理想气体不考虑分子间相互作用的分子力 不存在分子势能 内能取决于温度 与体积无关 教材梳理 压强 理想化 实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大 温度 时都可看作理想气体 2 一定质量的理想气体状态方程 教材梳理 c 常量 不太低 1 晶体和非晶体 1 单晶体具有各向异性 但不是在各种物理性质上都表现出各向异性 2 只要是具有各向异性的物体必定是晶体 且是单晶体 3 只要是具有确定熔点的物体必定是晶体 反之 必是非晶体 4 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 2 液体表面张力 1 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大 分子间的相互作用力表现为引力 考点一固体和液体的性质 考点阐释 2 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力 使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 3 表面张力的方向 和液面相切 垂直于液面上的各条分界线 4 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势 使液体表面积趋于最小 而在体积相同的条件下 球形的表面积最小 5 表面张力的大小 跟边界线的长度 液体的种类 温度都有关系 考点阐释 考点一固体和液体的性质 题组一晶体和非晶体1 多选 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 a 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体b 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的c 单晶体和多晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点d 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 金刚石 食盐和水晶是晶体 但玻璃是非晶体 a错误 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的 b正确 晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点 c正确 单晶体的物理特性是各向异性的 而多晶体是各向同性的 d错误 题组设计 解析 答案 考点一固体和液体的性质 bc 2 在图甲 乙 丙三种固体薄片上涂蜡 由烧热的针接触其上一点 蜡熔化的范围如图甲 乙 丙所示 而甲 乙 丙三种固体在熔解过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示 以下说法正确的是 题组设计 解析 答案 图片显 隐 d 由图甲 乙 丙可知 甲 乙各向同性 丙各向异性 由图丁可知 甲 丙有固定熔点 乙无固定熔点 所以甲 丙为晶体 乙是非晶体 其中甲为多晶体 丙为单晶体 d正确 考点一固体和液体的性质 a 甲 乙为非晶体 丙是晶体b 甲 乙为晶体 丙是非晶体c 甲 丙为非晶体 乙是晶体d 甲为多晶体 乙为非晶体 丙为单晶体 题组设计 考点一固体和液体的性质 题组二液体的性质3 2013 高考海南卷 多选 下列说法正确的是 a 把一枚针轻放在水面上 它会浮在水面 这是由于水表面存在表面张力的缘故b 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠 而在干净的玻璃板上却不能 这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故 由于液体表面张力的存在 针 硬币等能浮在水面上 a正确 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠 这是不浸润的结果 而干净的玻璃板上不能形成水珠 这是浸润的结果 b错误 在太空中水滴呈球形 是液体表面张力作用的结果 c正确 液 题组设计 解析 答案 acd 考点一固体和液体的性质 c 在围绕地球飞行的宇宙飞船中 自由飘浮的水滴呈球形 这是表面张力作用的结果d 在毛细现象中 毛细管中的液面有的升高 有的降低 这与液体的种类和毛细管的材质有关e 当两薄玻璃板间夹有一层水膜时 在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开 这是由于水膜具有表面张力的缘故 体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润 浸润液体液面在细管中向下弯 不浸润液体液面在细管中向上弯 d正确 e项中 玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用 e错误 题组设计 解析 考点一固体和液体的性质 解答固体和液体问题的技巧 1 解答晶体和非晶体问题应当熟练掌握晶体和非晶体的区别和联系 2 解答液体的表面张力问题 应熟练掌握液体的表面张力形成的原因 表面特性 表面张力的方向 表面张力的效果 以及与表面张力大小相关的因素等 规律总结 考点一固体和液体的性质 1 产生的原因 由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强 2 决定因素 1 宏观上 决定于气体的温度和体积 2 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密集程度 3 平衡状态下气体压强的求法 1 液片法 选取假想的液体薄片 自身重力不计 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立平衡方程 消去面积 得到液片两侧压强相等方程 求得气体的压强 考点二气体压强的产生与计算 考点阐释 2 力平衡法 选取与气体接触的液柱 或活塞 为研究对象进行受力分析 得到液柱 或活塞 的受力平衡方程 求得气体的压强 3 等压面法 在连通器中 同一种液体 中间不间断 同一深度处压强相等 4 加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱 或活塞 为研究对象 进行受力分析 利用牛顿第二定律列方程求解 考点阐释 考点二气体压强的产生与计算 题组一平衡类压强计算1 如右图所示 只有一端开口的u形玻璃管 竖直放置 用水银封住两段空气柱 和 大气压为p0 水银柱高为压强单位 那么空气柱 的压强p1为 a p1 p0 hb p1 p0 hc p1 p0 2hd p1 p0 由图可知 p1 h p2 p0 h 故p1 p0 选项d正确 题组设计 解析 答案 d 考点二气体压强的产生与计算 2 如图所示 一个横截面积为s的圆筒形容器竖直放置 金属圆块a的上表面是水平的 下表面是倾斜的 下表面与水平面的夹角为 圆块的质量为m 不计圆块与容器内壁之间的摩擦 若大气压强为p0 则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为 题组设计 解析 答案 d 考点二气体压强的产生与计算 题组设计 解析 考点二气体压强的产生与计算 题组二加速类压强的计算3 如图所示 一汽缸水平固定在静止的小车上 一质量为m 面积为s的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内 平衡时活塞与汽缸底相距l 现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动 稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d 已知大气压强为p0 不计汽缸和活塞间的摩擦 且小车运动时 大气对活塞的压强 设小车加速度大小为a 稳定时汽缸内气体的压强为p1 则活塞受到汽缸内外气体的压力分别为f1 p1sf0 p0s由牛顿第二定律得f1 f0 ma小车静止时 在平衡情况下 汽缸内气体的压强应为p0 题组设计 解析 考点二气体压强的产生与计算 题组设计 解析 答案 仍可视为p0 整个过程温度保持不变 求小车加速度的大小 考点二气体压强的产生与计算 封闭气体的压强 不仅与气体的状态变化有关 还与相关的水银柱 活塞 汽缸等物体的受力情况和运动状态有关 解决这类问题的关键是要明确研究对象 然后分析研究对象的受力情况 再根据运动情况 列研究对象的平衡方程或牛顿第二定律方程 然后解方程 就可求得封闭气体的压强 规律总结 考点二气体压强的产生与计算 1 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 考点阐释 2 几个重要的推论 考点阐释 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 题组一气体实验定律的应用1 2014 高考新课标全国卷 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内 汽缸壁导热良好 活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动 开始时气体压强为p 活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h 外界的温度为t0 现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面 沙子倒完时 活塞下降了 题组设计 解析 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 题组设计 解析 答案 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 2 2015 云南第一次检测 如图所示 一端开口 内壁光滑的玻璃管竖直放置 管中用一段长h0 38cm的水银柱封闭一段长l1 20cm的空气 此时水银柱上端到管口的距离为l2 4cm 大气压强恒为p0 76cmhg 开始时封闭气体温度为 题组设计 解析 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 t1 27 取0 为273k 求 1 缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出 此时封闭气体的温度 2 保持封闭气体温度不变 在竖直平面内缓慢转动玻璃管至水银开始从管口溢出 玻璃管转过的角度 2 初状态 v1 l1s p1 p0 38cmhg 设玻璃管转过角度 后水银开始溢出末状态 v2 l1 l2 s p2 p0 38cos cmhg 据玻意耳定律有 p1v1 p2v2 解得 60 1 87 2 60 题组设计 解析 答案 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 题组二理想气体状态方程的应用3 2013 高考上海卷 如图所示 柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体 容器外包裹保温材料 开始时活塞至容器底部的高度为h1 容器内气体温度与外界温度相等 在活塞上逐步加上多个砝码后 活塞下降到距容器底部h2处 气体温度升高了 t 然后取走容器外的保温材料 活塞位置继续下降 最后静止于距容器 题组设计 解析 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 底部h3处 已知大气压强为p0 求 气体最后的压强与温度 题组设计 解析 答案 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 应用气体定律或状态方程解题的一般步骤 1 明确研究对象 即选取一定质量的气体 及过程变化特点 2 确定气体在始 末状态的参量 列出相关联的两部分气体的压强 体积的关系式 3 结合气体定律或状态方程列式求解 4 讨论结果的合理性 规律总结 考点三气体实验定律及理想气体状态方程 一定质量的气体不同图象的比较 考点四气体状态变化的图象问题 考点阐释 考点阐释 考点四气体状态变化的图象问题 题组一识图 选图1 2015 上海松江区一模 如图甲所示 一根上细下粗 粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口 下端封闭 上端足够长 下端 粗端 中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体 现对气体缓慢加热 气体温度不断升高 水银柱上升 则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图乙中的 题组设计 解析 答案 a 考点四气体状态变化的图象问题 斜率减小 当水银柱全部进入细管后 气体的压强又不变 v t图线又为直线 只是斜率比