高考物理一轮复习 固体 液体与气体教学案.doc

固体 液体与气体 一考点整理 基本概念 1晶体和非晶体晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香单晶体具有 性，但不是在各种物理性质上都表现出 性；只要是具有 性的物体必定是晶体，且是单晶体只要是具有确定 的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2晶体的微观结构：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列现象原因晶体有规则的外形由于内部微粒有 的排列晶体各向异性由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的 不同晶体的多形性由于组成晶体的微粒可以形成不同的 3液体的表面张力： 作用：液体的表面张力使液面具有 的趋势 方向：表面张力跟液面 ，跟这部分液面的边界线 大小：液体的温度越高，表面张力越 ，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 4液晶： 液晶的产生：晶体 液晶 液体 物理性质：具有液体的 性；具有晶体的 学各向异性；在某个方向上看其分子排列比较_，但从另一个方面上，分子排列是杂乱无章的5气体和气体分子运动的特点 理想气体：在任何温度、任何压强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理想化模型，实际上不存在；实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太 ，温度不太 时都可当做理想气体来处理一定质量的理想气体状态方程：pv/t = c（恒量） 三个实验定律比较： 玻意耳定律（等温变化）：p1v1 = p2v2或pv = c（常数，c与 、物质的量有关）； 查理定律（等容变化）：p1/t1 = p2/t2或 p/t = c（常数，c与 、物质的量有关）； 盖吕萨克定律（等压变化）：v1/t1 = v2/t2或 v/t = c（常数，c与 、物质的量有关）； 图像： 二思考与练习 思维启动 1在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图中、所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示则由此可判断出甲为_，乙为_，丙为_（选填“单晶体”、“多晶体”、“非晶体”）2如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是 （ ）a液体表面层分子间的斥力作用 b液体表面受重力作用c液体表面张力作用 d棉线圈的张力作用3一定质量的理想气体由状态a变化到状态b，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程 （ ）a气体的密度增大 b外界对气体做功c气体从外界吸收了热量 d气体分子的平均动能增大 三考点分类探讨 典型问题 考点1气体实验定律和理想气体状态方程的应用【例1】如图所示，由u形管和细管连接的玻璃泡a、b和c浸泡在温度均在0 的水槽中，b的容积是a的3倍阀门s将a和b两部分隔开a内为真空，b和c内都充有气体u形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门s，整个系统稳定后，u形管内左右水银柱高度相等，假设u形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积 求玻璃泡c中气体的压强（以mmhg为单位）； 将右侧水槽的水从0 加热到一定温度时，u形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温【变式跟踪1】一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0103 m3用dis实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 k和1.0105 pa推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的温度和压强分别为320 k和1.6105 pa 求此时气体的体积 保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0104 pa，求此时气体的体积考点2气体状态变化的图象分析【例2】一定质量的理想气体，状态从a b c d a的变化过程可用如图所示的p v图线描述，图中p1、p2、v1、v2和v3为已知量 气体状态从a到b是_过程（选填“等容”“等压”或“等温”）； 状态从b到c的变化过程中，气体的温度_（选填“升高”“不变”或“降低”）； 状态从c到d的变化过程中，气体_（选填“吸热”或“放热”）； 状态从a b c d的变化过程中，气体对外界所做的总功为_【变式跟踪2】一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，再变化到状态c，其状态变化过程的p v图象如图所示已知该气体在状态a时的温度为27 该气体在状态b、c时的温度分别为多少？ 该气体从状态a到状态c的过程中内能的变化量是多大？ 该气体从状态a到状态c的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？考点3热力学第一定律与气体实验定律的综合问题甲乙【例3】 密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度t1、t2时的分子速率分布图象如图甲所示，则t1_（选填“大于”或“小于”） t2 如图乙所示，一定质量的理想气体从状态a经等压过程到状态b此过程中，气体压强p = 1.0105 pa，吸收的热量q = 7.0102 j，求此过程中气体内能的增量【变式跟踪3】如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的u型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1 = 20 cm（可视为理想气体），两管中水银面等高现将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h = 10 cm（环境温度不变，大气压强p0 = 75 cmhg） 求稳定后低压舱内的压强（用“cmhg”作单位）； 此过程中左管内的气体对外界_（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体将_（选填“吸热”或“放热”） 四考题再练 高考试题 1【2013上海】已知湖水深度为20m，湖底水温为4，水面温度为17，大气压强为1.0105pa当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的（取g = 10m/s2， = 1.0103kg/m3） （ ）a12.8倍 b8.5倍 c3.1倍 d2.1倍【预测1】如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是（ ）a温度降低，压强增大 b温度升高，压强不变c温度升高，压强减小 d温度不变，压强减小2【2013江苏】如图所示，一定质量的理想气体从状态a 依次经过状态b、c 和d 后再回到状态a其中，ab 和cd 为等温过程，bc 和da 为绝热过程（气体与外界无热量交换）这就是著名的“卡诺循环” 该循环过程中，下列说法正确的是_aa b 过程中，外界对气体做功bb c 过程中，气体分子的平均动能增大cc d 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多dd a 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化 该循环过程中，内能减小的过程是_（选填“ab”、“bc”、“cd”或“da”）；若气体在ab 过程中吸收63 kj 的热量，在cd 过程中放出38 kj 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_kj 若该循环过程中的气体为1 mol，气体在a 状态时的体积为10 l，在b 状态时压强为a状态时的 2/3求气体在b 状态时单位体积内的分子数（已知阿伏加德罗常数na = 6.01023 mol-1,计算结果保留一位有效数字）【预测2】如图所示，教室内用截面积为0.2 m2的绝热活塞，将一定质量的理想气体封闭在圆柱汽缸内，活塞与汽缸之间无摩擦a状态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.6 m；b状态是汽缸从容器中移出后达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.65 m设室内大气压强始终保持1.0105 pa，忽略活塞质量 求教室内的温度； 若气体从a状态变化到b状态的过程中，内能增加了560 j，求此过程中气体吸收的热量 五课堂演练 自我提升 1如图所示，曲线m、n分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度t从图中可以确定的是 （ ）a晶体和非晶体均存在固定的熔点t0b曲线m的bc段表示固液共存状态c曲线m的ab段、曲线n的ef段均表示固态d曲线m的cd段、曲线n的fg段均表示液态2下列现象中，能说明液体存在表面张力的有 （ ）a水黾可以停在水面上 b叶面上的露珠呈球形c滴入水中的红墨水很快散开 d悬浮在水中的花粉做无规则运动3一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态a到状态b，外界对该气体做功为6j；第二种变化是从状态a到状态c，该气体从外界吸收的热量为9j图线ac的反向延长线通过坐标原点o，b、c两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零求： 从状态a到c的过程，该气体对外界做的功w1和其内能的增量u1； 从状态a到b的过程，该气体内能的增量u2及其从外界吸收的热量q2参考答案： 一考点整理 基本概念 1各向异 各向异 各向异 熔点2规则 微粒数 空间点阵3收缩 相切 垂直 小 大4流动 光 整齐5大 低 温度 体积 压强 二思考与练习 思维启动 1多晶体非晶体单晶体2c；由于液体表层内分子间距离比较大，液体表面张力使得液体表面具有收缩的趋势，故松弛的棉线圈变为圆形，c正确3ab；气体由状态a变化到状态b为等温变化，由玻意耳定律pava = pbvb，pbpa，所以vavb，气体体积减小，外界对气体做功，气体密度增加，a、b正确由于温度不变气体的分子平均动能不变，d错误温度不变，气体的内能不变，外界对气体做功，由uw + q，气体放出热量，c错 三考点分类探讨 典型问题 例1 在打开阀门s前，两水槽水温均为t0 = 273 k设玻璃泡b中气体的压强为p1，体积为vb，玻璃泡c中气体的压强为pc，依题意有p1 = pc + p 式中p = 60 mmhg打开阀门s后，两水槽水温仍为t0，设玻璃泡b中气体的压强为pb，依题意有，pb = pc 玻璃泡a和b中气体的体积为v2 = va + vb 根据玻意耳定律得p1vb = pbv2 联立式，并代入题给数据得pc = (vb/va)p = 180 mmhg 当右侧水槽的水温加热到t 时，u形管左右水银柱高度差为p，玻璃泡c中气体的压强为pc= pb + p 玻璃泡c中的气体体积不变，根据查理定律得 pc/t0 = pc/t 联立式，并代入题给数据得t = 364 k变式1 对缸内封闭气体 初态：p1 = 1105 pa，v1 = 3.0103 m3，t1 = 300 k，末态：p2 =1.6105 pa，v2 =？，t2 =320 k 由理想气体状态方程可知p1v1/t1 = p2v2/t2，所以v2 = p1v1t2/t1 p2 = 2103 m3，即末态时气体体积为2103 m3 当气体保持t2不变，变到状态3时 最后状态：p3 = 0.8105 pa，v3 = ？，t3 = t2 = 320 k 所以p2v2 = p3v3，即v3 = p2v2/p3 = 4103 m3例2 答案： 等压 降低 放热 p2(v3 v1) p1(v3 v2)解析： 由题图可知，气体状态从a到b的过程为等压过程 状态从b到c的过程中，气体发生等容变化，且压强减小，根据 p/t = c（常量），则气体的温度降低 状态从c到d的过程中，气体发生等压变化，且体积减小，外界对气体做功，即w 0，根据 v/t = c（常量），则气体的温度t降低，气体的内能减小，由u = q + w，则q = u w 0，所以气体放热 状态从abcd的变化过程中气体对外界所做的总功w = p2(v3 v1) p1(v3 v2)变式2 对于理想气体：ab，由pa/ta = pb/tb得：tb = 100 k，所以tb = 173，bc由vb/ta = vc/tc得：tc = 300 k，所以tc = 27 a c由温度相等得：u = 0 a c的过程中是吸热吸收的热量q = w = pv = 1105(3103 1103) j = 200 j例3答案： 平均动能小于 5.0102 j解析： 温度升高时，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子的速率较大的分子占总分子数比例较大，所以t1t2 等压变化 va/ta = vb/tb，对外做的功w = p(vb va)，根据热力学第一定律u = q w，解得u = 5.0102 j变式3答案： 50 cmhg 做正功 吸热解析： 设u型管横截面积为s，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p，左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1v1 = p2v2 p1 = p0 p2 = p + ph v1 = l1s v2 = l2s 由几何关系得h = 2(l2 l1) 联立式，代入数据得p = 50 cmhg 左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，u = 0，根据热力学第一定律，u = q + w且w 0，所以q = w 0，气体将吸热 四考题再练 高考试题 1c预测1 a；对被封闭的气体研究，当水柱上升时，封闭气体的体积v减小，结合理想气体的状态方程pv/t = c得，当外界大气压强p0不变时，封闭气体的压强p减小，则温度t一定降低；当外界大气压强p0减小时，封闭气体的压强p减小，则温度t一定降低；当外界大气压强p0增大时，封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况当封闭气体的压强p增大时，温度t可能升高、不变或降低，封闭气体的压强p不变时，