高考物理一轮总复习 热学 第2讲 气体、液体和固体课件（选修33）.ppt

第2讲气体 液体和固体 考纲解读 1 知道晶体 非晶体的区别 2 理解表面张力 会解释有关现象 3 掌握气体实验三定律 会用三定律分析气体状态变化问题 一 固体1 分类 固体分为 和 两类 晶体分 和 考点o讲堂梳理自查 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 2 晶体与非晶体的比较 规则 确定 各向异性 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 具有液体的流动性 2 具有晶体的光学各向异性 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 收缩 垂直 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 四 气体1 气体分子运动的特点 1 气体分子间距 分子力可以忽略 因此分子间除碰撞外不受其他力的作用 故气体能充满它能达到的整个空间 2 分子做无规则的运动 速率有大有小 且时刻变化 大量分子的速率按 中间多 两头少 的规律分布 3 温度升高时 速率小的分子数 速率大的分子数 分子的平均速率将 但速率分布规律不变 较大 减少 增加 增大 2 气体实验三定律 温度 体积 压强 p1v1 p2v2 1 对晶体和非晶体的考查 多选 下列说法中 正确的是 a 只要是具有各向异性的物体必定是晶体b 只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体c 只要是具有确定的熔点的物体必定是晶体d 只要是不具有确定的熔点的物体必定是非晶体 答案 acd 解析 多晶体和非晶体都具有各向同性 只有单晶体具有各向异性 故b项错 a项对 晶体一定有确定的熔点 而非晶体无确定的熔点 故c d两项均正确 2 对晶体微观结构的考查 多选 晶体具有各向异性是由于 a 晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同b 晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同c 晶体内部结构的无规则性d 晶体内部结构的有规则性 答案 ad 解析 组成晶体的物质微粒是有规则排列的 由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同 造成晶体在不同方向上的物理性质不同 选项a d正确 3 对液体表面张力的考查 液体表面具有收缩趋势的原因是 a 液体可以流动b 液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离c 与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力d 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离 答案 d 解析 由于液体表面层里分子间的距离大于液体内部分子间的距离 所以表面层里分子间的相互作用表现为引力 这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力 即表面张力 表面张力使液体表面具有收缩的趋势 选项d正确 4 对浸润和不浸润的考查 附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是 a 附着层里液体分子间的斥力强b 附着层里液体分子间的引力强c 固体分子对附着层里的液体分子的吸引 比液体内部分子的吸引弱d 固体分子对附着层里的液体分子的吸引 比液体内部分子的吸引强 答案 c 解析 附着层里的分子既受到固体分子的吸引 又受到液体内部分子的吸引 如受到的固体分子的吸引比较弱 附着层中的部分分子进入液体内部 从而使附着层分子比液体内部稀疏 所以选项c正确 a d错误 对于b 虽然附着层分子稀疏 分子间吸引强 这是附着层分子稀疏后的一个结果 并不是引起附着层分子稀疏的原因 因此选项b错误 5 对饱和汽和饱和汽压的考查 多选 由饱和汽和饱和汽压的概念 选出下列正确的结论 a 饱和汽和液体之间的动态平衡 是指汽化和液化同时进行的过程 且进行的速率相等b 一定温度下的饱和汽的密度为一定值 温度升高 饱和汽的密度增大c 一定温度下的饱和汽压 随饱和汽的体积增大而增大d 饱和汽压跟绝对温度成正比 答案 ab 解析 由动态平衡概念可知a项正确 在一定温度下 饱和汽的密度是一定的 它随着温度升高而增大 b项正确 一定温度下的饱和汽压与体积无关 c项错 饱和汽压随温度升高而增大 原因是 温度升高时 饱和汽的密度增大 温度升高时 饱和汽分子平均速率增大 理想气体状态方程不适用于饱和汽 饱和汽压和绝对温度的关系不成正比 饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快 d项错 答案 bd 7 对p t图象的考查 如图所示为一定质量的某气体的压强 温度变化图象 a b是它的两个状态 a b o三点共线 则a b两状态的体积关系是 a vavbd 无法确定 答案 a 1 产生的原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁 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作气体的压强 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 静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 1 平衡法 选与气体接触的液柱为研究对象 进行受力分析 利用它的受力平衡 求出气体的压强 考点1气体压强的产生与计算 求pa 取液柱h1为研究对象 设管截面积为s 大气压力和液柱重力向下 a气体压力向上 液柱h1静止 如图乙 a 则p0s gh1s pas 所以pa p0 gh1 求pb 取液柱h2为研究对象 由于h2的下端是连通器 a气体压强由液体传递后对h2的压力向上 b气体压力 液柱h2重力向下 液柱平衡如图乙 b 则pbs gh2s pas 所以pb p0 gh1 gh2 熟练后 可直接由压强平衡关系写出待测压强 不一定非要从力的平衡方程式找起 2 取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处压强相等 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等建立方程求出压强 仍以图甲为例 求pb时从a气体下端面作等压面 则有pb gh2 p0 gh1 所以pb p0 gh1 gh2 选取等压面时要注意气体下面一定是同种液体 否则 就要取液体对应的密度 4 加速运动系统中封闭气体压强的确定常从两处入手 一是选择与气体接触的液柱或活塞等为研究对象 受力分析 利用牛顿第二定律解出 二是对气体 考虑用气体定律确定 后面遇到 具体问题中常把二者结合起来 建立方程组联立求解 自由落体的试管中液柱产生的压强为零 温馨提醒 1 在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p gh时 应特别注意h是表示液面间的竖直高度 不一定是液柱长度 2 连通器原理 在连通器中 同一种液体 中间液体不间断 的同一水平液面上的压强相等 如图中同一液面c d处压强相等 则pa p0 ph 思路剖析 1 以每个h的液柱为研究对象 它受几个力的作用 2 h的液柱处静止状态 如何由平衡条件列方程 气体压强的求解方法1 平衡系统中封闭气体压强的确定 1 平衡法 选与气体接触的液柱为研究对象 进行受力分析 利用它的受力平衡 求出气体的压强 2 取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处压强相等 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等建立方程求出压强 3 固体 活塞或气缸 封闭的气体压强 由于固体必定受到被封闭气体的压力 所以可通过对该固体进行受力分析 由平衡条件建立方程 找出气体压力与其他各力的关系 2 加速运动系统中封闭气体压强的确定要恰当地选择研究对象进行受力分析 依据牛顿第二定律列式求出封闭气体的压强 一般地 进行受力分析的研究对象选择与封闭气体相联系的液柱 活塞或气缸等 该解法的实质就是把要求解的热学中的压强问题转化为力学问题 一定质量的气体不同图象的比较 考点2气体状态变化的图象问题 1 说出a b过程中压强变化的情形 并根据图象提供的信息 计算图中ta的温度值 2 请在图乙坐标系中 作出由状态a经过状态b变为状态c的p t图象 并在图线相应位置上标出字母a b c 如果需要计算才能确定有关坐标值 请写出计算过程 思路剖析 由v t图线分别得到气体在a b c三个状态参量 然后根据气体状态方程进行计算 练2汽缸中有一定质量的理想气体 开始时处于状态a 在保持体积不变的条件下 逐渐增加气体的压强 到达状态b 再保持温度不变 体积逐渐膨胀到达状态c 最后保持压强不变 体积减小 回到状态a 下图中哪些能正确反映上述过程 a 只有 1 和 4 b 只有 2 和 3 c 只有 1 3 和 4 d 只有 2 3 和 4 答案 d 解析 气缸中一定质量的理想气体经历了等容加压 等温膨胀和等压压缩三个物理过程 结合p v p t v t图象 不难得出选项d正确 气体状态变化图象问题的分析技巧1 图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态 它对应着三个状态参量 图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程 2 在v t或p t图象中 比较两个状态的压强或体积大小 可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断 斜率越大 压强或体积越小 斜率越小 压强或体积越大 考点3理想气体状态方程 例3如图所示 绝热汽缸a与导热汽缸b均固定于地面 由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦 两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体 开始时体积均为v0 温度均为t0 缓慢加热a中气体 停止加热达到稳定后 a中气体压强为原来的1 2倍 设环境温度始终保持不变 求汽缸a中气体的体积va和温度ta 思路分析 两汽缸内的气体之间的压强相等 a部分气体三个状态参量均发生变化 而b部分气体温度不变 据此分别列方程求解 分析气体状态变化的问题要抓住三点1 阶段性 即弄清一个物理过程分为哪几个阶段 2 联系性 即找出几个阶段之间是由什么物理量联系起