物理 高三：高中物理第1轮专题复习全套学案-第11章 第2课时

图1第2课时气体液体与固体导学目标1掌握气体三定律的内容、表达式及图象2掌握理想气体的概念，理解气体热现象的微观意义3掌握晶体与非晶体以及液晶的微观结构，理解液体的表面张力现象一、气体基础导引1一定质量理想气体的状态经历了如图1所示的AB、BC、CD、DA四个过程，其中BC的延长线通过原点，CD垂直于AB且与水平轴平行，DA与BC平行，则气体体积在AAB过程中不断减小BBC过程中保持不变CCD过程中不断增加DDA过程中保持不变2电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500C时的压强不超过一个大气压，则在20C的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少知识梳理1气体分子运动的特点1气体分子间距较_，分子力可以_，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满_2分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，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_2三个实验定律玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律内容一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比表达式_或_或_图象3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2理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程_或_气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例二、液体和固体基础导引关于晶体和非晶体，下列说法正确的是A有规则几何外形的固体一定是晶体B晶体的各向同性是由于组成它的微粒是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性C晶体一定具有各向异性的特点D某些物质微粒能够形成几种不同的空间分布知识梳理1晶体与非晶体单晶体多晶体非晶体外形_不规则不规则熔点确定_不确定物理性质_各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香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可以转化为晶体2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液晶的物理性质1具有液体的_性2具有晶体的光学各向_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_的4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绝对湿度空气中所含水蒸气的压强相对湿度空气的绝对湿度与同一温度时水的饱和汽压的百分比即相对湿度100水蒸气的实际汽压同温度水的饱和汽压考点一气体压强的产生与计算考点解读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常用单位帕斯卡PA1PA1N/M21ATM760MMHG1013105PA4计算方法1系统处于平衡状态下的气体压强计算方法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PP0GH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，由平衡条图3件建立方程来求出气体压强2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特别提醒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容器内气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生的，并非因其重力而产生的3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典例剖析例12010上海单科22改编如图2所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5103M2，一定质量的气体被质量为20KG的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为_PA大气压强取101105PA，G取10M/S2跟踪训练1如图3所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是A若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些B若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大C若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大考点二理想气体实验定律的微观解释及应用考点解读实验定律的微观解释等温变化等容变化等压变化微观解释一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变典例剖析例2如图4所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中，注射器活塞的横截面积S5105M2，活塞及框架的总质量M05102KG，大气压强P010105PA当水温为T013C时，注射器内气体的体积为55MLG10M/S21向烧杯中加入热水，稳定后测得T165C时，气体的体积为多图4大2保持水温T165C不变，为使气体的体积恢复到55ML，则要在框架上挂质量多大的钩码方法突破应用实验定律及状态方程解题的一般步骤1明确研究对象，即一定质量的某理想气体；2确定气体在始末状态的参量P1、V1、T1及P2、V2、T2；3由气体实验定律或状态方程列式求解4讨论结果的合理性跟踪训练2一气象探测气球，在充有压强为760CMHG、温度为270的氦气时，体积为350M3在上升至海拔650KM高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压360CMHG，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为480求1氦气在停止加热前的体积；2氦气在停止加热较长一段时间后的体积考点三气体实验定律图象的应用考点解读一定质量的气体不同图象的比较类别图线特点举例PVPVCT其中C为恒量，即PV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远P1VPCT，斜率KCT，即斜率越大，温度越高1VPTPT，斜率K，即斜率越大，体积越小CVCVVTVT，斜率K，即斜率越大，压强越小CPCP典例剖析例3一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图5所示开始时气体的体积为20103M3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细砂，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为1365C大气压强为10105PA图51求汽缸内气体最终的体积；2在PV图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化请用箭头在图线上标出状态变化图6图7的方向跟踪训练3一定质量的理想气体经过一系列过程，如图6所示下列说法中正确的是AAB过程中，气体体积增大，压强减小BBC过程中，气体压强不变，体积增大CCA过程中，气体压强增大，体积变小DCA过程中，气体内能增大，体积变小考点四固体、液体的性质考点解读1液体的微观结构特点1分子间的距离很小；2液体分子间的相互作用力很大；3分子的热运动特点表现为振动与移动相结合2液体的表面张力1作用液体的表面张力使液面具有收缩的趋势2方向表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直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3液晶物理,性质ERROR典例剖析例41下列说法中正确的是A黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体B同一种物质只能形成一种晶体C单晶体的所有物理性质都是各向异性的D玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状2经实验证明，表面张力的大小与液体的种类、温度和边界长度有关，我们把某种液体在一定温度下单位边界长度的表面张力大小定义为这种液体的表面张力系数，它的大小反映了液体表面张力作用的强弱图7所示是测量表面张力系数的一种方法若已知金属环质量为M010KG，半径为R020M，当用FT115N的力向上提金属环时，恰好可以将金属环提离液面，求该种液体的表面张力系数G980M/S2方法归纳本题第2问属于信息给予题，根据所学物理知识，结合题目描述的内容，理解所给信息的含义是解决这类问题的关键本题首先需理解表面张力系数的含义，其次是分析环所受的力注意表面张力在环内外均有作用，所以作用边界长度为4R跟踪训练4关于液体表面现象的说法中正确的是A把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小，图8图9又受液体的浮力的缘故B在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故A组气体实验定律11下列有关热现象的说法中，正确的是_A布朗运动是液体或气体分子的运动，它说明分子永不停息做无规则运动B两分子间距离增大，分子间的势能一定增加C在热传导过程中，热量可以自发地由低温物体传递到高温物体D液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的2如图8所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸，高度为L、底面积为S，缸内有一个质量为M的活塞，封闭了一定质量的理想气体温度为热力学温标T0时，用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为L0已知重力加速度为G，大气压强为P0，不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦，求采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少当活塞刚要脱离汽缸时，缸内气体的内能增加量为U，则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少2标准状况下的压强为P01013105PA，在标准状况下用充气筒给一个体积为V025L的足球充气，如图9所示充气前足球呈球形、内部空气的压强为1013105PA，设充气过程中球内、外的温度始终保持20C不变在充气的最后时刻，对打气活塞施加的压力为F200N设打气筒为圆柱形，其活塞的截面积为S10CM2，打气筒每次打气压下的高度为20CM不计各种摩擦，打气筒的活塞与连杆、把手的重力均不计求充气过程中，打气筒的活塞下压了多少次B组固体与液体3在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图10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，则图10A甲、乙为非晶体，丙是晶体B甲、丙为晶体，乙是非晶体C甲、丙为非晶体，丙是晶体D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体4下列现象，哪些是因液体的表面张力所造成的A使用洗洁精易清除餐具上的油渍B融化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C早上看到叶面上的露珠呈球形D小昆虫能漂浮在水面上课时规范训练限时45分钟一、选择题12010课标全国理综33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2关于液体的表面张力，下列说法中正确的是A表面张力是液体各部分间的相互作用B液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力C表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部的D表面张力的方向总是与液面相切的3封闭在汽缸内的一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是A气体的密度增大B气体的压强增大C气体分子的平均动能减小D气体分子的平均动能增大4用如图1所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变图1A将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动B将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动C将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动D将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动5分子动能随分子速率的增大而增大，早在1859年麦克斯韦就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下列描述分子动能与温度关系正确的是A气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大B气体温度升高，其内部少数分子的动能可能减少C不同气体相同温度下，分子的平均动能相同，平均速率也相同D当气体温度一定时，其内部绝大多数分子动能相近，动能很小或很大的很少图2图36某同学用导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的空气视为理想气体封闭在汽缸内活塞与缸壁间的摩擦不计，待活塞静止后，将小石子缓慢的加在活塞上，如图2所示在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，下列说法正确的是A由于汽缸导热，故缸内气体的压强保持不变B缸内气体温度不变，缸内气体对活塞的压力保持不变C外界对缸内气体做的功大小等于缸内气体向外界释放的热量D外界对缸内气体做功，缸内气体内能增加7一定质量的理想气体，在某一状态下的压强、体积和温度分别为P0、V0、T0，在另一状态下的压强、体积和温度分别为P1、V1、T1，则下列关系错误的是A若P0P1，V02V1，则T0T112B若P0P1，V0V1，则T02T112C若P02P1，V02V1，则T02T1D若P02P1，V0V1，则T02T1二、非选择题81小强新买了一台照相机，拍到如图3所示照片，他看到的小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，他认为是靠水的浮力作用，同班的小明则认为小强的说法不对事实上小昆虫受到的支持力是由_提供的小强将照相机带入房间时，发现镜头上蒙上了一层雾，说明室内水蒸气的温度相对室外温度，超过了其对应的_2若把体积为V的油滴滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为_已知阿伏加德罗常数为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为_92010上海单科28用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图4所示，实验步骤如下图4把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；图5图6图7用V图象处理实验数据，得出如图5所示的图线1P1为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_；2为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_和_；3如果实验操作规范正确，但图中的V图线不过原点，则V0代表1P_101关于分子运动和热现象的说法，正确的是_填入正确选项前的字母A布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动B气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加C一定量100C的水变成100C的水蒸汽，其分子之间的势能增加D气体压强的大小只与气体分子的平均动能有关2如图6所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，能够方便测出所封闭理想气体的压强开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30CM3，气压表读数为11105PA若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为22105PA不计活塞与汽缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变求活塞稳定后气体的体积；对该过程中压强变化做出微观解释11吸盘是由橡胶制成的一种生活用品，其上固定有挂钩用于悬挂物体如图7所示，现有一吸盘，其圆形盘面的半径为20102M，当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为10105M3；按下吸盘时，吸盘与天花板所围容积为20106M3，盘内气体可看作与大气相通，大气压强为P010105PA设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密接触，吸盘内气体初态温度与末态温度相同不计吸盘的厚度及吸盘与挂钩的重量1吸盘恢复原状时，盘内气体压强为_；2在挂钩上最多能悬挂