高中物理第二章固体液体和气体章末总结课件粤教版选修3_3

第二章 章末总结 内容索引 知识网络 题型探究 达标检测 知识网络 固体 液体和气体 固体 晶体 单晶体 有规则的 有确定的 物理性质 多晶体 规则的几何外形确定的熔点物理性质 晶体的微观结构 内部微粒按照各自的规则排列 具有空间上的 非晶体 无规则的 确定的熔点物理性质 几何外形 各向异性 熔点 无 有 各向同性 周期性 几何外形 各向同性 无 固体 液体和气体 液体 液体的微观结构液体的性质 表面张力 浸润和不浸润 毛细现象液晶的性质及应用 气体 状态参量实验规律 饱和蒸汽与饱和汽压 汽化 蒸发 沸腾 吸收热量 饱和蒸汽 一种与液体处于 的蒸汽 空气的湿度 绝对湿度 相对湿度 动态平衡 题型探究 单晶体的某些物理性质表现出各向异性 多晶体和非晶体都具有各向同性 但单晶体和多晶体有确定的熔点 非晶体没有 一 单晶体 多晶体 非晶体的判断 例1关于晶体和非晶体 下列说法中正确的是 答案 解析 A 可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B 一块均匀薄片 沿各个方向对它施加拉力 发现其强度一样 则此薄片一定是非晶体C 一个固体球 如果沿其各条直径方向的导电性能不同 则该球体一定是单晶体D 一块晶体 若其各个方向的导热性能相同 则这块晶体一定是多晶体 解析根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体 无法用来鉴别晶体和非晶体 选项A错误 薄片在力学性质上表现为各向同性 也无法确定薄片是多晶体还是非晶体 选项B错误 固体球在导电性质上表现为各向异性 则一定是单晶体 选项C正确 某一晶体的物理性质显示各向同性 并不意味着该晶体一定是多晶体 对于单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性 选项D错误 1 玻意耳定律 查理定律 盖 吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定 V恒定 p恒定时的特例 2 正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键 求解压强的方法 1 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等列方程求气体压强 2 也可以把封闭气体的物体 如液柱 活塞 气缸等 作为力学研究对象 分析受力情况 根据研究对象所处的不同状态 运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解 3 注意气体实验定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体 对打气 抽气 灌气 漏气等变质量问题 巧妙地选取对象 使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题 二 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 例2如图1所示 两个侧壁绝热 顶部和底部都导热的相同气缸直立放置 气缸底部和顶部均有细管连通 顶部的细管带有阀门K 两气缸的容积均为V0 气缸中各有一个绝热活塞 质量不同 厚度可忽略 开始时K关闭 两活塞下方和右活塞上方充有气体 可视为理想气体 压强分别为p0和 左活塞在气缸正中间 其上方为真空 右活塞上方气体体积为 现使气缸底与一恒温热源接触 平衡后左活塞升至气缸顶部 且与顶部刚好没有接触 然后打开K 经过一段时间 重新达到平衡 已知外界温度为T0 不计活塞与气缸壁间的摩擦 求 图1 1 恒温热源的温度T 答案T0 解析与恒温热源接触后 在K未打开时 右活塞不动 两活塞下方的气体经历等压过程 由盖 吕萨克定律得 解得 T T0 答案 解析 2 重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx 答案V0 答案 解析 解析由初始状态的力学平衡条件可知 左活塞的质量比右活塞的质量大 打开K后 左活塞下降至某一位置 右活塞必须升至气缸顶 才能满足力学平衡条件 气缸顶部与外界接触 底部与恒温热源接触 两部分气体各自经历等温过程 设左活塞上方气体最终压强为p 由玻意耳定律得 pVx p p0 2V0 Vx p0 V0 联立上述二式得 其解为 Vx V0 另一解Vx V0 不合题意 舍去 例3如图2所示 一定质量的气体放在体积为V0的容器中 室温为T0 300K 有一光滑导热活塞C 不占体积 将容器分成A B两室 B室的体积是A室的两倍 A室容器上连接有一U形管 U形管内气体的体积忽略不计 两边水银柱高度差为76cm 右室容器中连接有一阀门K 可与大气相通 外界大气压等于76cmHg 求 图2 1 将阀门K打开后 A室的体积变成多少 答案V0 解析初始时 pA0 p0 gh 2atm VA0 打开阀门K后 A室气体等温变化 pA 1atm 体积为VA 由玻意耳定律得pA0VA0 pAVAVA V0 答案 解析 2 打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K时 U形管内两边水银面的高度差各为多少 答案015 2cm 答案 解析 解析假设打开阀门K后 气体从T0 300K升高到T时 活塞C恰好到达容器最右端 即气体体积变为V0 压强仍为p0 即等压过程 根据盖 吕萨克定律 得T T0 450K因为T1 400K 450K 所以pA1 p0 水银柱的高度差为零 从T 450K升高到T2 540K为等容过程 根据查理定律 得pA2 1 2atm T2 540K时 p0 gh 1 2atm 故水银高度差h 15 2cm 三 理想气体的图象问题 例4 多选 一定质量的理想气体的状态变化过程的p V图象如图3所示 其中A是初状态 B C是中间状态 A B是等温变化 如将上述变化过程改用p T图象和V T图象表示 则下列各图象中正确的是 图3 答案 解析 解析在p V图象中 由A B 气体经历的是等温变化过程 气体的体积增大 压强减小 由B C 气体经历的是等容变化过程 根据查理定律 pC pB 则TC TB 气体的压强增大 温度升高 由C A 气体经历的是等压变化过程 根据盖 吕萨克定律 VC VA 则TC TA 气体的体积减小 温度降低 A项中 B C连线不过原点 不是等容变化过程 A错误 C项中 B C体积减小 C错误 B D两项符合全过程 综上所述 正确答案选B D 达标检测 1 2 3 4 1 晶体和非晶体 下列关于晶体与非晶体的说法 正确的是 答案 解析 A 橡胶切成有规则的几何形状 就是晶体B 石墨晶体打碎后变成了非晶体C 晶体一定有规则的几何形状 形状不规则的金属块是非晶体D 非晶体没有确定的熔点 解析晶体具有天然的规则的几何形状 故A错 石墨晶体打碎后还是晶体 故B错 金属是多晶体 故C错 非晶体没有确定的熔点 故D对 故正确选项为D 1 2 3 4 2 气体实验定律的应用 如图4所示 气缸放置在水平台上 活塞质量为5kg 面积为25cm2 厚度不计 气缸全长25cm 大气压强为1 105Pa 当温度为27 时 活塞封闭的气柱长10cm 若保持气体温度不变 将气缸缓慢竖起倒置 g取10m s2 图4 1 2 3 4 1 求气缸倒置后气柱长度 答案 解析 答案15cm 解析将气缸倒置 由于保持气体温度不变 故气体做等温变化 p1 p0 1 2 105Pap2 p0 0 8 105Pa由玻意耳定律得 p1L1S p2L2S 解得L2 15cm 1 2 3 4 2 气缸倒置后 温度升至多高时 活塞刚好接触平台 活塞摩擦不计 答案 解析 答案227 解析气体做等压变化 T2 T1 273 27 K 300K L2 15cm L3 25cm T3 T2 T2 500K 227 1 2 3 4 1 塞子打开前 烧瓶内的最大压强 3 气体实验定律的应用 容积为1L的烧瓶 在压强为1 0 105Pa时 用塞子塞住 此时温度为27 当把它加热到127 时 塞子被打开了 稍过一会儿 重新把塞子塞好 塞子塞好时瓶内气体温度仍为127 压强为1 0 105Pa 把 273 视作0K 求 答案 解析 答案1 33 105Pa 解析塞子打开前 选瓶中气体为研究对象初态有p1 1 0 105Pa T1 300K末态气体压强设为p2 T2 400K由查理定律可得p2 p1 1 33 105Pa 1 2 3 4 2 最终瓶内剩余气体的质量与原瓶内气体质量的比值 答案 解析 答案 解析设瓶内原有气体体积为V 打开塞子后温度为400K 压强为1 0 105Pa时气体的气体为V 由玻意耳定律有p2V p1V 可得V V故瓶内所剩气体的质量与原瓶内气体质量的比值为 1 2 3 4 4 理想气体的