高考物理复习 高效学习方略 112 固体 液体与气体课件.ppt

1 固体 1 固体分类比较 异性 同性 不规则 晶体 晶体 非晶体 非晶体 晶体 2 由以上表格内容可知 同一种物质在不同的条件下可能是也可能是 晶体中的具有各向异性 但不是在各种上都表现出各向异性 晶体 非晶体 物理性质 单晶体 2 液体 1 表面张力 作用 液体的表面张力是液面各部分间的力 液体的表面张力使液面具有 方向 表面张力是跟液面相切的 跟这部分液面的分界线 大小 表面张力的大小与边界线长度有关 与液体的温度 纯度 种类有关 液体的温度越高 表面张力 液体中溶有杂质时 表面张力 液体的密度越大 表面张力 相互吸引 收缩的趋势 垂直 越小 小 越大 2 液晶 产生 液晶是一种特殊的物质状态 介于和之间 物理性质 a 具有液体的性 b 具有晶体的光学 c 在看其分子排列比较整齐 但从看 分子的排列是杂乱无章的 液体 固体 流动 各向异性 某个方向 另一个方向 3 气体的状态参量 1 温度宏观上表示物体的 微观上是分子热运动的标志 2 体积气体的体积微观上表示 宏观上等于 冷热程度 平均动能 气体分子所占据的空间 气体所充满的容器的体积 3 压强从宏观上看 气体的压强与气体的和有关 从微观上看 与单位体积内的和有关 气体分子数 体积 温度 分子的平均动能 4 气体实验定律 1 玻意耳定律 内容 一定质量的某种气体 在不变的情况下 压强与体积成 公式 pv 恒量或p1v1 p2v2 反比 温度 体积 正比 压强 正比 5 理想气体的状态方程 1 理想气体 意义 在任何温度 任何压强下 都遵从的气体 条件 实际气体在不太大 与相比 不太低 与相比 的情况下 可视为理想气体 特点 理想气体无 其内能由来决定 与体积无关 气体实验定律 压强 大气压强 温度 室温 分子间相互作用力 温度 1 下列叙述中正确的是 a 液体表面张力随温度升高而增大b 液体尽可能在收缩它们的表面积c 液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能d 液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些 解析bc这是有关液体表面分子相互作用的问题 液体的表面层由于和气体接触 与内部情况不同 表面层分子的分布要比内部稀疏 这样分子间就表现为引力了 即表面张力 这样液体表面就有收缩到最小的趋势 随温度的升高 表面层分子距离更要增大 引力作用随之减小 所以表面张力要减小 而在液体内 分子间的引力基本等于斥力 当r r0时 分子势能最小 在表面层r r0 所以分子势能比液体内部的分子势能大 2 如图所示 一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水 则可能发生的现象是 a 温度保持不变 慢慢地推进活塞 容器内压强会增大b 温度保持不变 慢慢地推进活塞 容器内压强不变c 温度保持不变 慢慢地拉出活塞 容器内压强会减小d 不移动活塞而将容器放在沸水中 容器内压强不变 解析b饱和汽压与温度有关 与饱和汽的体积无关 慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞 密闭容器内体积发生变化 而温度保持不变 饱和汽的压强只和温度有关 与体积无关 故a c错 b正确 不移动活塞而将容器放入沸水中 容器内饱和汽温度升高 故压强应发生变化 d错误 故选b 4 如图所示 某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度 当容器水温是30 时 空气柱的长度是30cm 当水温是90 时 空气柱的长度是36cm 则该同学测得的绝对零度相当于 a 273 b 270 c 268 d 271 5 如图所示为0 3mol的某种气体的压强和温度关系的p t图线 p0表示1个标准大气压 求在状态b时气体的体积 要点一物态和物态变化1 晶体与非晶体 1 关于晶体的各向异性晶体具有各向异性 并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性 有些晶体在导热上表现出显著的各向异性 如云母 石膏晶体 有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性 如方铅矿 有些晶体在弹性上表现出显著的各向异性 如立方体的铜晶体 有些晶体在折射上表现出各向异性 如方解石 2 晶体与非晶体的熔化 晶体的温度升高时 吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性 所以晶体熔化时有确定的熔点 虽然在熔化过程中不断地吸收热量 但温度并不升高 非晶体在加热时逐渐软化 温度持续升高 没有确定的熔点 从物理性质上看 与液体没有质的不同 所以有时又称非晶体为黏滞系数很大的液体 2 液体 1 液体的微观结构 2 液体的表面张力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 如吹出的肥皂泡呈球形 滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形 但由于受重力的影响 往往呈扁球形 在失重条件下才呈球形 3 饱和汽湿度 1 饱和汽与未饱和汽 饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽 未饱和汽 没有达到饱和状态的蒸汽 2 饱和汽压 定义 饱和汽所具有的压强 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 定义 空气的干湿程度 描述湿度的物理量a 绝对湿度 空气中所含水蒸气的压强 b 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 1 只要是具有各向异性的固体必定是单晶体 2 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 3 液体沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等 例1 2011 山东理综 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 解析ad液体的分子势能与分子之间的距离有关 而分子之间的距离影响物体的体积 因而分子势能与体积有关 选项a正确 有些晶体在某些物理性质上表现为各向异性 选项b错误 温度越高 分子的平均动能越大 但并非每个分子的动能都增大 选项c错误 由于液体表面张力的作用 液体的表现有收缩到最小的趋势 因同等体积的物体 以球面的面积最小 所以露珠呈球状 选项d正确 2011 福建理综 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 填选项前的字母 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 解析b晶体有固定熔点 非晶体没有固定熔点 a错 水平的一段bc所对的纵坐标就是该晶体的熔点 在这一段既有固态的晶体 也有液态的晶体 即处于固液共存状态 b对 ab段表示晶体处于固态 cd段表示晶体处于液态 但由于非晶体没有固定熔点 无法确定ef fg处于什么状态 c d错 例2 下列现象中 主要是表面张力起了作用的是 a 小缝衣针漂浮在水面上b 木船漂浮在水面上c 荷叶上的小水珠呈球形d 慢慢向小酒杯中注水 即使水面稍高出杯口 水仍不会流出来 解析acd表面张力和液体浮力不同 表面张力形成的原因是液体表面层的分子力 而浮力产生的原因是浸入液体内部的物体上 下表面的压强差 小缝衣针漂浮在水面上 针并没有浸入液体中 只受到水表面的作用力 故是表面张力现象 a正确 小船漂浮在水面上 受到的是水的浮力 b错 表面张力的作用效果可以使液面收缩 c d正确 在天平的左盘挂一根铁丝 右盘放一砝码 且铁丝浸于液体中 此时天平平衡 如图所示 现将左端液体慢慢下移使铁丝下端刚刚露出液面 则 a 天平仍然平衡b 由于铁丝离开水面沾上液体 重量增加而使天平平衡被破坏 左端下降c 由于铁丝刚离开液面时和液面间生成一液膜 此液膜的表面张力使天平左端下降d 以上说法都不对 解析c当铁丝下端刚刚露出水面时 铁丝与水面间形成薄膜 由于薄膜的表面张力使铁丝受到向下的拉力 因此天平左端下降 而铁丝离开水面时沾上的液体微乎其微 对平衡的影响非常小 由此可知a b d错误 c正确 要点二气体和气体分子运动的特点1 三性 2 气体的压强 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 宏观上 决定于气体的温度和体积 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密度 3 常用单位 帕斯卡 pa 1pa 1n m2 1atm 760mmhg 1 013 105pa 4 计算方法 系统处于平衡状态下的气体压强计算方法a 液体封闭的气体压强的确定平衡法 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 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 液体内部深度为h处的总压强为p p0 gh b 固体 活塞或汽缸 封闭的气体压强的确定由于该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来找出气体压强与其他各力的关系 加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选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 1 气体压强与大气压强不同 大气压强由重力而产生 随高度增大而减小 气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生 大小不随高度而变化 2 求解液体内部深度为h处的总压强时 不要忘记液面上方气体的压强 3 封闭气体对器壁的压强处处相等 例3 一位质量为60kg的同学为了表演 轻功 用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气 可视为理想气体 然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上 在气球的上方放置一轻质塑料板 如图所示 1 关于气球内气体的压强 下列说法正确的是 a 大于大气压强b 是由于气体重力而产生的c 是由于气体分子之间的斥力而产生的d 是由于大量气体分子的碰撞而产生的 2 在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中 球内气体温度可视为不变 下列说法正确的是 a 球内气体体积变大b 球内气体体积变小c 球内气体内能变大d 球内气体内能不变 3 为了估算气球内气体的压强 这位同学在气球的外表面涂上颜料 在轻质塑料板面向气球一侧的表面贴上间距为2 0cm的方格纸 表演结束后 留下气球与方格纸接触部分的 印迹 如图所示 若表演时大气压强为1 013 105pa 取g 10m s2 则气球内气体的压强为 pa 取4位有效数字 解析 1 气球充气后膨胀 内部气体的压强应等于大气压强加上气球收缩产生的压强 a对 气球内部气体的压强是大量气体分子做无规则运动发生频繁的碰撞产生的 b c错 d对 2 该同学站上塑料板后 因温度视为不变 而压强变大 故气体体积变小 内能不变 所以a c错 b d对 答案 1 ad 2 bd 3 1 053 105 如图所示 在一个圆柱形导热的汽缸中 用活塞封闭了一部分空气 活塞与汽缸壁间是密封而光滑的 一弹簧秤挂在活塞上 将整个汽缸悬吊在天花板上 当外界气温升高 大气压不变 时 a 弹簧秤示数变大b 弹簧秤示数变小c 弹簧秤示数不变d 条件不足 无法判断 因为m s p0均为不变量 所以 在气体温度变化时 气体的压强不变 而气体在此过程中作等压膨胀 由此而知 弹簧秤的示数不变 正确答案为c 要点三三个实验定律与理想气体状态方程1 三个实验定律比较 2 理想气体的状态方程 1 理想气体 宏观上讲 理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件下 可视为理想气体 微观上讲 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 1 气体实验定律可看成理想气体状态方程的特例 2 一般情况下 压强参量从受力角度分析 而体积参量要从几何角度分析 温度参量要注意温标的选取 例4 2011 全国新课标理综 1 对于一定量的理想气体 下列说法正确的是 a 若气体的压强和体积都不变 其内能也一定不变b 若气体的内能不变 其状态也一定不变c 若气体的温度随时间不断升高 其压强也一定不断增大d 气体温度每升高1k所吸收的热量与气体经历的过程有关e 当气体温度升高时 气体的内能一定增大 2 如图 一上端开口 下端封闭的细长玻璃管 下部有长l1 66cm的水银柱 中间封有长l2 6 6cm的空气柱 上部有长l3 44cm的水银柱 此时水银面恰好与管口平齐 已知大气压强为p0 76cmhg 如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周 求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度 封入的气体可视为理想气体 在转动过程中没有发生漏气 2 设玻璃管开口向上时 空气柱的压强为p1 p0 gl3 式中 和g分别表示水银的密度和重力加速度 玻璃管开口向下时 原来上部的水银有一部分会流出 封闭端会有部分真空 设此时开口端剩下的水银柱长度为x 则p2 gl1 p2 gx p0 式中 p2为管内空气柱的压强 由玻意耳定律得p1 sl2 p2 sh 式中 h是此时空气柱的长度 s为玻璃管的横截面积 由 式和题给条件得h 12cm 从开始转动一周后 设空气柱的压强为p3 则p3 p0 gx 由玻意耳定律得p1 sl2 p3 sh 式中 h 是此时空气柱的长度 由 式得h 9 2cm 答案 1 ade 2 9 2cm 2010 上海 如图所示 上端开口的圆柱形汽缸竖直放置 截面积为5 10 3m2 一定质量的气体被质量为2 0kg的光滑活塞封闭在汽缸内 其压强为 pa 大气压强取1 01 105pa 取g 10m s2 若从初温27 开始加热气体 使活塞离汽缸底部的高度由0 50m缓慢地变为0 51m 则此时气体的温度为 易错点不能正确分析气体的状态变化 例 一端封闭一端开口 内径均匀的直玻璃管注入一段60mm的水银柱 当管水平放置达到平衡时 闭端空气柱长140mm 开口端空气柱长140mm 如图a所示 若将管轻轻倒转后再竖直插入水银槽内 达到平衡时 管中封闭端空气柱a长133mm 如图b所示 设大气压强为1 01325 105pa 760mmhg 温度保持不变 求槽中水银进入管中的长度h 则进入玻璃管中的水银柱长h la lb l a l b 140 140 133 123 72 mm 23 28mm 初看上述解题过程似乎没有问题 实际上 认真分析解题的全过程不难发现 在玻璃管竖直倒立的过程中 当其还未插入水银槽内时 水银受重力作用要下降 故封闭端空气柱变长 开口端空气柱变短 说明开口端有空气溢出 即b部分气体质量减少 不是定质量 这部分研究对象的质量发生了变化 但仍草率地认为初态水平 末态竖直插入的这两个状态是质量不变 而应用玻意耳定律 固而造成上述失误 规律方法 需要分析清楚问题所述情景的真实物理过程 而有些同学在解题时 只关注已知数值 对某些微妙的变化混然不顾 因此导致思维失误 以致产生错误解法和答案 1 2010 广东理综 如图所示 某种自动洗衣机进水时 与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气 通过压力传感器感知管中的空气压力 从而控制进水量 设温度不变 洗衣缸内水位升高 则细管中被封闭的空气 a 体积不变 压强变小b 体积变小 压强变大c 体积不变 压强变大d 体积变小 压强变小解析b细管中封闭空气的压强等于洗衣缸与细管间水位差产生的压强加大气压强 洗衣缸内水位升高 两者间水位差变大 封闭气体压强变大 同时细管中水位上升 封闭气体体积减小 故选项b正确 2 2010 福建高考 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律 后来有许多实验验证了这一规律 若以横坐标v表示分子速率 纵坐标f v 表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比 下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 解析d气体分子速率分