高二物理固体液体和气体(复习学案)Word版

1、全方位教学辅导教案学科：物理 任课教师： 授课时间：2014年 4月12 日 星期日学 生性 别年 级高二总课时： 小时 第22次课教 学内 容分子动理论 固体液体和气体重 点难 点分子动理论的三个要点宏观的物理现象揭示了物质的微观结构教 学目 标1了解分子动理论的初步知识。2了解扩散现象的重要意义。3培养学生抽象思维能力。教学过程课 前检 查与交流作业完成情况：交流与沟通针对性授课固体 液体和气体一、固体和液体 1. 固体：具有一定的_和_，不易压缩。（1）固体可分为_和_，晶体又分为_晶体和_晶体。（2）单晶体：有规则的几何形状，各向_性，_确定熔点。多晶体：没有规则的几何形状，不显示各向

2、_性，_确定的熔点。（3）非晶体：没有规则的几何形状，各向_性，_一定的熔点。晶体和非晶体_相互转化。（4）固体的微观结构：组成晶体的物质粒子依照一定规律在空间整齐排列，粒子在其平衡位置附近做微振动。（5）晶体的特性可以用固体的微观结构来解释。（6）固体新材料如半导体材料、磁存储材料、纳米材料等。 2. 液体：有一定的_，无一定的_，不易压缩。（1）液体的微观结构：液体分子排列是部分有序，整体无序。（2）液体的微观结构可解释液体表现出的各向异性。（3）液体的表面张力是表面层内分子力作用的结果，是液体表面具有收缩趋势的原因。 3. 液晶（1）液晶是一种介于_态和_态之间的中间态物质。（2）液晶是

3、现代应用广泛的新型材料。二、气体的状态参量 1. 温度（T或t）（1）意义：宏观上表示物体的_程度，微观上表示物体中分子_的大小。（2）数值表示法摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点为0，沸点为100。热力学温标T：单位K，把_作为0K。就每一度表示的温标变化来说，两种温标是相同的，只是零值起点不同，所以二者关系：，T=t。 2. 体积V：指气体分子所能达到的空间，即气体所充满容器的容积。单位：。 3. 压强2 / 28（1）定义：器壁单位面积上受到的_就是气体的压强。（2）微观意义：它是大量气体分子对容器器壁的撞击产生的，决定于单位体积内的分子数和分子的平均动能。（3）单位：帕斯卡

4、（Pa） 。 4. 气体的状态一定质量的气体，如果温度、体积和压强这三个量都不变，就说气体处于一定的状态，气体状态变化时，只有一个参量改变是不可能的，至少两个或者三个参量同时改变。三、气体实验定律 1. 玻意耳定律（1）内容：一定质量的气体，在_保持不变时，它的压强和体积成_比；或者说，压强和体积的乘积保持_，此即玻意耳定律。（2）数学表达式：（常量）或。（3）适用条件：气体质量不变、温度不变；气体温度不太低、压强不太大。（4）等温线（或p-V图象或图象如图） 例题1：一端开口，水平放置的长为30cm的玻璃管内有一段8cm长汞柱封住21cm的空气柱，现将玻璃管缓慢地竖直并开口向上放置，则空气柱

5、长度变为多少？（外界为标准大气压）总结：玻意耳定律的解题步骤：1、审清题意、确定研究对象、判断是否符合波意耳定律应用条件。（m一定的气体，T不变） 2、分析气体状态变化过程、找到初、末态各参量，并统一单位。（可以不是国际单位制）3、列方程求解。（考虑结果的合理性）例题2：一个体积为V的沼气泡从池塘底浮起，若水深为3m，沼气泡从池底上升到水面时，它的体积将变为多少？（设水底温度和水面温度相同，大气压强P0=1×105Pa，水的密度1×103kg/m3）【针对练习1】一个自行车内胎的容积为2.0L，用打气筒给这个车胎打气，每打一次气就把压强为1.0´105Pa的空气打

6、进去125cm3，设打气前胎内没有空气，那么打了20次后胎内的压强有多大？（假定空气的温度不变） 【针对练习2】一定质量的气体由状态A变到状态B的过程，其变化图像如上图直线AB所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（   ）A、一直下降                            

7、60;  B、先上升后下降 C、先下降后上升                       D、一直上升 2. 查理定律（1）等容变化：气体在_保持不变的情况下发生的状态变化，叫做_变化。（2）实验结论：实验表明：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，它的压强随着温度的升高而_，随着温度的降低而_。（3）查理定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，它的压强跟

8、热力学温度成正比，这个规律叫查理定律。数学表达式：对于一定质量的某种气体，在两个确定的状态I（、）和II（、）有：或。成立条件：a. 温度不太低（与室温相比）；b. 压强不太高（与大气压相比）；c. 气体的质量保持不变；d. 气体的体积保持不变。（4）等容变化图象由函数式可知，在坐标系中，等容线是一条通过坐标原点的倾斜的直线，如图所示。必须明确：k=_。质量一定的气体，不同等容线的直线斜率不同，斜率越小，体积越_，如图所示，V1_V2。【例1】要求瓶内氢气在500时的压强不超过1atm，则在20时对瓶子充气时，瓶内压强最多为多少？瓶子的热膨胀不计。【针对练习1】一定质量的氢气在0摄氏度时压强是

9、9×104Pa ，它在30摄氏度时的压强是多大？【针对练习2】一定质量气体在状态变化前后对应着图1中A、B两点，则与A、B两状态所对应的体积VA、VB的大小关系是 AVA=VB BVAVBCVAVB D无法比较3. 盖·吕萨克定律（1）等压变化：气体在_不变的情况下发生的状态变化叫_变化。（2）盖·吕萨克定律内容：一定质量的气体在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成_比。数学表达式：或。（3）等压变化图象：由得，在坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线，k=_。对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同，斜率越小，压强越_，如图所示，P1_P2。【针对练

10、习1】如图所示，两端开口的直玻璃管竖直插入水银中，管上端的一段水银柱下封闭一定质量的气体，管下端水银面与槽中水银面的高度差为h。当环境温度降低时，高度差h将( )A减小 B变大 C不变 D条件不足，无法判断 注意：空气柱变短【针对练习2】ACB图815如图815所示，气缸中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，上放一重物，与的总量为，大气压为0。当气缸内气体温度是20时，活塞与气缸底部距离为h1；当气缸内气体温度是100时活塞与气缸底部的距离是多少？4.三个量均发生变化：应用公式_例题1 一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为758毫米汞柱时，这个水银气

11、压计的读数为738毫米汞柱，此时管中水银面距管顶80毫米，当温度降至-3时，这个气压计的读数为743毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？四、饱和蒸汽和空气的湿度 1. 饱和汽和未饱和汽当蒸汽的密度达到一定值以后，液体和蒸汽之间达到了动态平衡（单位时间内，出入液面的分子数相同），这种状态的气体叫做饱和蒸汽。尚未达到平衡状态的气体称为未饱和蒸汽，在一定温度下，饱和蒸汽的密度是一定的，未饱和蒸汽的密度小于饱和蒸汽的密度。 2. 饱和汽压：饱和汽所具有的压强，叫做这种液体的饱和汽压，实验得出以下结论：（1）在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的，挥发性大的液体，饱和汽压大。（2）饱和

12、汽压随温度的升高而升高。（3）饱和汽压与其体积大小无关。 3. 空气湿度：空气中所含水蒸气的压强表征空气的绝对湿度，某一温度下，空气中水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压的百分比叫做这时空气的相对湿度，一般说来，相对湿度为40%60%时，是我国大多数人民感觉理想舒适的气候环境。相对湿度的计算式：其中P表示空气的绝对湿度，表示同一温度下水的饱和汽压，B表示相对湿度。【典型例题】一、几种常见情况的压强计算 1. 在气体流通的区域，各处压强相等，如容器与外界相通，容器内外压强相等；用细管相连的容器，平衡时两边气体压强相等。 2. 液体内深为h处的总压强为，式中为液面上方的大气压强。在水银内，用作单

13、位时可表示为。 3. 连通器内静止的液体，同种液体同一水平面上各处压强相等。 4. 参考液片法的一般思路（1）选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象。（2）分析液片两侧受力情况，建立力的方程，消去横截面积，得到液片两侧的压强平衡方程。（3）解方程，求得气体压强。 5. 平衡条件法欲求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体进行受力分析，然后根据平衡条件求解。 6. 当封闭气体所在的系统处于力学非平衡的状态时，欲求封闭气体的压强，首先选择恰当的对象（如与气体相关联的液柱、活塞等），并对其进行正确的受力分析（特别注意内、外气体的压力），然后根据牛顿第二定律列方程求解。 例题1

14、. 一圆形气缸静置于地面上，如图（1）所示，气缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞面积为S，大气压强为，现将活塞缓慢上提，求气缸离地面时气缸内气体的压强。（忽略摩擦） 例题2. 如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体，静止时气柱长为，水银柱长L1，水银柱到圆心的距离为L2，大气压强为，当试管绕竖直轴以角速度在水平面内匀速转动时气柱长变为L，求转动时的气体压强（设温度不变，水银密度为）。 二、气体实验定律的应用规律总结：理想气体的状态方程为恒量，由此可以看出，当其中一个参量发生变化时，另两个参量至少有一个会发生变化。 例题3.一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为，用DIS实

15、验系统测得此时气体的温度和压强分别为和，推动活塞压缩气体测得气体的温度和压强分别为和。（1）求此时气体的体积；（2）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，求此时气体的体积。答案：（1）（2）例题4.内壁光滑的导热气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压强为，体积为的理想气体，现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽缓慢加热，使气体温度变为127。（1）求气缸内气体的最终体积；（2）在图上画出整个过程中气缸内气体状态变化的图象。（大气压强为） 三、实验定律图象的应用对于气体实验定律的图象，一定分清是什么图象即图象的性质。等

16、温线是双曲线，双曲线与两轴间的面积愈大，温度愈高。等容线是一条过原点的直线，直线的斜率表示等容的容积，斜率小的体积大。等压线是一条过原点的直线，其斜率表示压强，斜率越小，压强愈大。 （画图）等温线是双曲线 等容线 等压线例题5. 气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。下面图中哪些能正确反映上述过程（ ） A. 只有和B. 只有和 C. 只有和D. 只有和 例题6.一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在图上表示如图所示，则（ ）A.

17、在过程AC中，气体的压强不断变大 B. 在过程CB中，气体的压强不断变小C. 在状态A时，气体的压强最大 D. 在状态B时，气体的压强最大【针对练习】下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ）PTOPTOPTOPOt/0C-273A B C D四、计算液体产生的压强的方法计算液体产生压强的步骤是：选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象；分析液片两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两侧的压强平衡方程；解方程，求得气体压强。例1、如图所示，左管是封闭的，所装液体的密度是r1，高度是h1 ；右管是开口的，所装液体的密度是r2，高度是h2，大气压是p0，求左管中

18、的气体压强。例2、如下图所示，粗细均匀的竖直倒置的U型管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2。已知h1=15cm,h2=12cm,外界大气压强p0=76cmHg,求空气柱1和2的压强。ABabh2h121综合练习1如图1125所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则如图1126所示的pT图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是 ()图11262(2010·上海模拟)(1)研成粉末后的物体已无法从外形特征和物理性质各向异性上加以判断时，可以通过_方法来判断

19、它是否为晶体(2)在严寒的冬天，房间玻璃上往往会结一层雾，雾珠是在窗玻璃的_表面(填“外、内”)(3)密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后，还有没有液体分子从液面飞出？为什么这时看起来不再蒸发？答：_3(2010·东城模拟)如图1127所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中(状态)，汽缸的内壁光滑现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离(状态)，在此过程中：(1)如果环境保持恒温，下列说法正确的是()A每个气体分子的速率都不变 B气体分子平均动能不变C水平外力F逐渐变大 D气体内能减少E气体放热 F气体内能不变，却对外做功，此过程违反热

20、力学第一定律，不可能实现G气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律(2)如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度气体从状态变化到状态，此过程可用图1128中的哪几个图象表示 ()图11284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压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×103 m3的理想气体现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127.(大气压强为1.0×105 Pa)(1)求汽缸内气体的最终体积；(2)在图1129

21、所示的pV图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化6.某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如图11210所示但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述，不要画图)，并指出这样画的物理依据(1)正确的画法应为：_.(2)物理学依据：_.(3)试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因_7(2009·上海高考)如图11211所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口管内有一段水银柱，右

22、管内气柱长为39 cm，中管内水银面与管口A之间气柱长为40 cm.先将B端封闭，再将左管竖直插入水银槽，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2 cm.求：(1)稳定后右管内的气体压强p；(2)左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p076 cmHg)例8、如下图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气，气柱长=20cm。活塞A上方的水银深H=10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直到水银的一半被推入细筒中，求此时气体的压强。大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强。课 堂检 测【模拟试题】1. 如下左图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封一定质量的气体，管内水银面低于管外