(新课标)2017届高三物理一轮复习 第11章 热学 第2讲 固体液体与气体课件
2017届高三物理一轮复习 第11章 热学 第2讲 固体、液体与气体课件
选取汽缸和活塞整体为 研究对象, 相对静止时有 F=(M+ m)a 再选活塞为研究对象, 根 据牛顿第二定律有 pS-p0S=ma mF 解得 p=p0+ . SM+m
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封 闭气体的压强 p.(已知外界大气压为 p0)
mF p0+ SM+m
活塞在竖直方向上受力平 衡,如图,列平衡方程有 S mg+p0S=p · cos θ cos θ mg 则 p=p0+ S .
考点二
试题
解析
NO.1 梳理主干
2.如图所示,光滑水平面上放有一质量为 M 的汽缸,汽缸内放有一质量为 m 的可 在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞面积为 S.现用水平恒力 F 向右推汽缸,最后汽缸
考点三
试题
3.(2015· 高考全国卷Ⅰ)如图所示,一固定的竖直汽 缸由一大一小两个同轴圆筒组成, 两圆筒中各有一 个活塞.已知大活塞的质量为 m1=2.50 kg,横截 面积为 S1=80.0 cm2;小活塞的质量为 m2=1.50 kg,横截面积为 S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆 连接,间距保持为 l=40.0 cm;汽缸外大气的压强 为 p=1.00×105 Pa,温度为 T=303 K.初始时大 l 活塞与大圆筒底部相距 ,两活塞间封闭气体的温 2 度为 T1=495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活 塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重 力加速度大小 g 取 10 m/s2.求: (1)在大活塞与大圆筒底部接触前 的瞬间,汽缸内封闭气体的温度; (2)缸内封闭的气体与缸外大气达 到热平衡时,缸内封闭气体的压强. (1)330 K
NO.2 题组训练 提升能力
(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受 力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强. (3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处 压强相等.液体内深 h 处的总压强 p=p0+ρgh,p0 为液面上方的 压强.
高考物理 一轮复习 第十一章 热学(第2课时)固体、液体与气体
解析:晶体有固定的熔点,并不会因为颗粒的大小 而改变,即使敲碎为小颗粒,仍旧是晶体,选项A 错误;根据是否有固定的熔点,可以把固体分为晶 体和非晶体两类,晶体有各向异性,选项B正确; 同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形 成不同的晶体,如金刚石和石墨,选项C正确;晶 体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体, 反之亦然,选项D正确;熔化过程中,晶体要吸热, 温度不变,但是内能增大,选项E错误. 答案:BCD
第2课时 固体、液体与气体
考点一 固体与液体的性质
1.单晶体、多晶体、非晶体的判断 判断固体物质是晶体还是非晶体,要看其是否具有 确定的熔点;区分单晶体与多晶体,要看其物理性 质是各向异性还是各向同性.多晶体和非晶体都具 有各向同性,但多晶体有固定的熔点,非晶体没 有.同时,还要知道一些常见的晶体和非晶体,如 所有的金属都是晶体.
(2)固体(活塞或气缸)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.
[典例] 如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直 放置,金属圆块A的上表面是水平的,下表面是倾斜的, 下表面与水平面的夹角为θ,圆块的质量为M,不计圆块 与容器内壁之间的摩擦,若大气压强为p0,则被圆块封闭 在容器中的气体的压强p为( ) A.p0+Mgcos θ/S B.p0/cos θ+ Mg/( Scos θ) C.p0+Mgcos2θ/S D.p0+Mg/S
2.对液体表面张力的理解 (1)形成原因:表面层中分子间的距离比液体内部分 子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力. (2)表面特性:表面层分子间的引力使液面产生了表 面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜,分 子势能大于液体内部的分子势能.
高考一轮物理复习(人教版):第十一章第2节 固体、液体与气体
=Tp22 恒量
⑫
V1 T1
=
V2 T2
⑬大
⑭低
⑮
p1V1 T1
=pT2V2 2
⑯pTV=
⑰大量气体分子频繁撞击器壁 ⑱平均动能 ⑲
分子数密度
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第十一章 第2节
高考调研
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一、固体和液体 规律方法 1.掌握常见晶体和非晶体物质,知道单晶和多晶的 异同点,多晶和非晶体的异同点,能从外形、熔点和物 理性质上区分它们. 2.晶体有固定的熔点和各向异性是由于晶体分子的 微观空间点阵和沿不同方向分子排列不同造成的.
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第十一章 第2节
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3.液体的浸润和不浸润现象以及毛细现象,都是附 着层内的液体分子在分子力的作用下使液体表面扩展和 收缩的结果,浸润时附着层内的分子力是斥力,液体表 面扩张,液面是凹面,不浸润时,附着层内的分子力是 引力,液体表面收缩,液面是凸面.
4.液体的表面张力是液体表面内的分子之间分子力 是引力的宏观表现,它使液体表面具有收缩的趋势.
外形 熔点 物理性质 典型物质
单晶体
多晶体
①______
不规则
确定
②______
④______
各向同性
石英、云母、食盐、硫酸铜
非晶体 不规则 ③______ 各向同性 玻璃、蜂蜡、松香
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第十一章 第2节
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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
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2017届高考物理一轮总复习 选修部分 第11章 热学 第2讲 固体、液体与气体课件
)
D.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 E.饱和汽压与温度无关,并不会随着温度的升高而变化
解析 液面上的蒸汽达到饱和,是一种动态平衡,即在相同时间内从水面飞出的分子数和回到水面的 分子数相等,选项 B 错误;温度升高,分子热运动加剧,单位时间飞出的分子数增多,所以饱和汽压增大, 选项 A 正确,E 错误;人们感到潮湿是因为相对湿度大,选项 C 正确;由相对湿度的定义可知选项 D 错 误。
解析 由图(1)、(2)、(3)可知:甲、乙具有各向同性,丙具有各向异性;由图(4)可知:甲、丙有固定 的熔点,乙无固定的熔点,所以甲、丙为晶体,乙是非晶体,其中甲为多晶体,丙为单晶体,故选项 B、 D 正确。
)
2.[液晶的特点](多选)下列事件与其结论中正确的是 ( A.鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿——不浸润现象
6.[气体实验定律的考查]如图所示,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, 则如图所示的 pT 图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是 ( )
解析 初始时刻,活塞紧压小挡板,说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强;在缓慢升高汽缸内气 体温度时,气体先做等容变化,温度升高,压强增大,当压强等于大气压时活塞离开小挡板,气体做等压 变化,温度升高,体积增大,在 pT 图象中,图线先为等容线、后为等压线,故选项 B 正确。
(3)等压变化——盖—吕萨克定律 ①内容:一定质量的某种气体,在 压强 不变的情况下,其体积 V 与热力学温度 T 成 正比 。 V1 T V 1 ②公式: V2 = 或 =C(常量)。 T2 T V1 ③推论式:ΔV= ·ΔT。 T1
高三物理一轮复习 第十一章 热学 第2节 固体、液体和气体课件(选修3-3)
E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内
能也保持不变
解析
要点二 气体压强的产生与计算
1.产生的原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁,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。
等压 面法 压强相等。液体内深h处的总压强p=p0+ρgh,p0为
液面上方的压强
4.加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(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。
[典例] 如图 11-2-1 所示,一气缸水平固定在静止的小 车上,一质量为 m,面积为 S 的活塞将一定量的气体封闭在 气缸内,平衡时活塞与气缸底相距 L。现让小车以一较小的 水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动 了距离 d。已知大气压强为 p0,不计气缸和活塞间的摩擦; 且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为 p0;整个过程温 度保持不变。求小车加速度的大小。
图 11-2-2
解析
3.若已知大气压强为 p0,在图 11-2-3 中各装置均处于静止 状态,图中液体密度均为 ρ,求被封闭气体的压强。
图 11-2-3
解析
要点三 气体实验定律的应用
1.三大气体实验定律 (1)玻意耳定律(等温变化): p1V1=p2V2 或 pV=C(常数)。 (2)查理定律(等容变化): Tp11=Tp22或Tp=C(常数)。 (3)盖—吕萨克定律(等压变化): VT11=VT22或VT=C(常数)。
解析
2.(多选)(2015·全国卷Ⅰ)下列说法正确的是
()
A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体
物理第11章 第2讲《固体》《液体与气体》(人教版) Word版含解析
第2讲固体液体与气体1.下列现象或事例不可能存在的是( ).A.80 ℃的水正在沸腾B.水的温度达到100 ℃而不沸腾C.沥青加热到一定温度时才能熔化D.温度升到0 ℃的冰并不融化解析因物质的沸点和熔点均与其表面的大气压强有关,且大气压强对沸点影响大,所以80 ℃的水可以沸腾,100 ℃的水不一定沸腾,温度升到0 ℃的冰也不一定融化,A、B、D均可能存在;而沥青是非晶体,没有固定的熔点,C错.答案 C2.如图1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( )图1A.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:晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点,固液共存态时吸热且温度不变,而非晶体没有固定熔点.B正确.答案:B3.如图所示的四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( ).A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动B.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用解析布朗运动是颗粒的运动不是分子的运动,选项A错误;食盐是晶体,晶体具有各向异性的特点,选项C错误;B、D正确.答案BD4.一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为( )A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.气体分子的密度增大解析:理想气体经等温压缩,压强增大,体积减小,分子密度增大,则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多,但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变,故B、D正确,A、C错误.答案:BD5.图a为测量分子速率分布的装置示意图.圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置.从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上.展开的薄膜如图b所示,NP、PQ间距相等.则 ( ).图2A .到达M 附近的银原子速率较大B .到达Q 附近的银原子速率较大C .位于PQ 区间的分子百分率大于位于NP 区间的分子百分率D .位于PQ 区间的分子百分率小于位于NP 区间的分子百分率解析 根据分子速率分布规律的“中间多,两头少”特征可知:M 附近的银原子速率较大,故选项A 正确,B 错误.PQ 区间的分子百分率最大,故选项D 错误,C 正确. 答案 AC6.封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A 变到状态D ,其体积V 与热力学温度T 的关系如图3所示,该气体的摩尔质量为M ,状态A 的体积为V 0,温度为T 0,O 、A 、D 三点在同一直线上,阿伏加德罗常数为N A . (1)由状态A 变到状态D 过程中( ).图3A .气体从外界吸收热量,内能增加B .气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C .气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大D .气体的密度不变(2)在上述过程中,气体对外做功为5 J ,内能增加9 J ,则气体________(填“吸收”或“放出”)热量________ J.(3)在状态D ,该气体的密度为ρ,体积为2V 0,则状态D 的温度为多少?该气体的分子数为多少?解析 (3)A →D ,由状态方程pV T=C ,得T D =2T 0,分子数n =2ρV 0N A M.答案 (1)AB (2)吸收 14 (3)2T 02ρV 0N AM7.如图4所示,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截面积为5×10-3 m 2,一定质量的气体被质量为2.0 kg 的光滑活塞封闭在汽缸内,其压强为________ Pa(大气压强取1.01×105Pa ,g 取10 m/s 2).若从初温27 ℃开始加热气体,使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m 缓慢地变为0.51 m .则此时气体的温度为________ ℃.图4解析 p 1=F S =mg S =2×105×10-3 Pa =0.04×105 Pa ,所以p =p 1+p 0=0.04×105 Pa +1.01×105Pa=1.05×105Pa ,由盖—吕萨克定律得V 1T 1=V 2T 2,即0.5S 273+27=0.51S 273+t,所以t =33 ℃.答案 1.05×105338.某同学利用DIS 实验系统研究一定量理想气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示如图5的pt 图象.已知在状态B 时气体的体积为V B =3 L ,则下列说法正确的是( ).图5A .状态A 到状态B 气体的体积越来越大 B .状态B 到状态C 气内能增加 C .状态A 的压强是0.5 atmD .状态C 体积是2 L解析 状态A 到状态B 是等容变化,故体积不变,A 错;状态B 到状态C 是等温变化,气体内能不变,B 错;从图中可知,p B =1.0 atm ,T B =(273+91) K =364 K ,T A =273 K ,根据查理定律,有p A T A =p B T B ,即p A 273=1.0364,解得p A =0.75 atm ,C 错;p B =1.0 atm ,V B =3 L ,p C =1.5 atm ;根据玻意耳定律,有p B V B =p C V C ,解得,V C =2 L ,D 对.答案 D9.在某高速公路发生一起车祸,车祸系轮胎爆胎所致.已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm ,温度为27 ℃,爆胎时胎内气体的温度为87 ℃,轮胎中的空气可看作理想气体. (1)求爆胎时轮胎内气体的压强;(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因;(3)爆胎后气体迅速外泄,来不及与外界发生热交换,判断此过程胎内原有气体内能如何变化?简要说明理由.解析 (1)气体作等容变化,由查理定律得:p 1T 1=p 2T 2① T 1=t 1+273 ② T 2=t 2+273③p 1=2.5 atm t 1=27 ℃ t 2=87 ℃由①②③得:p 2=3 atm. 答案 (1)3 atm(2)气体体积不变,分子密集程度不变,温度升高,分子平均动能增大,导致气体压强增大.(3)气体膨胀对外做功,没有吸收或放出热量,据热力学第一定律 ΔU =W +Q 得ΔU <0,内能减少.10.质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T )随加热时间(t )变化关系如图6所示,单位时间所吸收的热量可看做不变.图6(1)以下说法正确的是( ). A .在区间Ⅱ,物质的内能不变 B .在区间Ⅲ,分子间的势能不变C .在区间Ⅲ,气体膨胀对外做功,内能减小D .在区间Ⅰ,物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ,若将压强不变的条件改为体积不变,则温度升高________(选填“变快”、“变慢”或“快慢不变”),请说明理由.解析 (1)在区间Ⅱ,物质的压强、温度均不变,但从外界吸收热量,物质的内能增加,A 错;在区间Ⅲ,物质已变成理想气体,分子间已无作用力,分子间的势能为0,由pVT=常数及一定量理想气体内能与温度的关系知:当压强一定,温度升高时气体体积增大,膨胀对外做功,气体内能增大,所以B 对C 错;在区间Ⅰ,随着温度的升高,分子平均动能增大,D 对.(2)根据热力学第一定律ΔU =Q +W 和理想气体的状态方程pVT=C 可知,在吸收相同的热量Q 时:压强不变的条件下,V 增大,W <0,ΔU 1=Q -|W |体积不变的条件下,W =0,ΔU 2=Q所以ΔU 1<ΔU 2,体积不变的条件下温度升高变快. 答案 (1)BD (2)变快,理由见解析11.一汽缸竖直放在水平地面上,缸体质量M =10kg ,活塞质量m =4 kg ,活塞横截面积S =2×10-3m 2,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O 与外界相通,大气压强p 0=1.0×105 Pa.活塞下面与劲度系数k =2×103 N/m 的轻弹簧相连.当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度L 1=20 cm ,g 取10 m/s 2,活塞不漏气且与缸壁无摩擦.图7(1)当缸内气柱长度L 2=24 cm 时,缸内气体温度为多少K?(2)缸内气体温度上升到T 0以上,气体将做等压膨胀,则T 0为多少K? 解析:(1)V 1=L 1S ,V 2=L 2S ,T 1=400 Kp 1=p 0-mgS =0.8×105 Pap 2=p 0+F -mg S=1.2×105Pa根据理想气体状态方程,得:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2解得T 2=720 K(2)当气体压强增大到一定值时,汽缸对地压力为零,此后再升高气体温度,气体压强不变,气体做等压变化.设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ,则k Δx =(m +M )gΔx =7 cmV 3=(Δx +L 1)Sp 3=p 0+MgS=1.5×105 Pa根据理想气体状态方程,得:p 1V 1T 1=p 3V 3T 0解得T 0=1 012.5 K升高气体温度,气体压强不变,气体做等压变化.设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ,则k Δx =(m +M )gΔx =7 cmV 3=(Δx +L 1)Sp 3=p 0+MgS=1.5×105 Pa根据理想气体状态方程,得:p 1V 1T 1=p 3V 3T 0解得T 0=1 012.5 K答案:(1)720 K (2)1 012.5 K12.如图8所示,一根两端开口、横截面积为S =2 cm 2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L =21 cm 的气柱,气体的温度为t 1=7 ℃,外界大气压取p 0=1.0×105Pa(相当于75 cm 高的汞柱压强).图8(1)若在活塞上放一个质量为m =0.1 kg 的砝码,保持气体的温度t 1不变,则平衡后气柱为多长?(g =10 m/s 2)(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t 2=77 ℃,此时气柱为多长? (3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10 J ,则气体的内能增加多少? 解析 (1)被封闭气体的初状态为p 1=p 0=1.0×105PaV 1=LS =42 cm 3,T 1=280 K末状态压强p 2=p 0+mgS=1.05×105PaV 2=L 2S ,T 2=T 1=280 K根据玻意耳定律,有p 1V 1=p 2V 2,即p 1L =p 2L 2得L 2=p 1p 2L =20 cm.(2)对气体加热后,气体的压强不变,p 3=p 2,V 3=L 3S ,T 3=350 K 根据盖—吕萨克定律,有V 2T 2=V 3T 3,即L 2T 2=L 3T 3得L 3=T 3T 2L 2=25 cm.(3)气体对外做的功W =p 2Sh =p 2S (L 3-L 2)=1.05 J 根据热力学第一定律得ΔU =W +Q =-1.05 J +10 J =8.95 J 即气体的内能增加8.95 J.答案 (1)20 cm (2)25 cm (3)8.95 J。
2017届高三物理一轮复习第十一章热学2固体液体与气体课件
要点研析突破
思维导引 :①两气缸活塞硕积不等,如何选择受力分析的研究对象?气缸平衡时 受到哪几个力作用?②第一次下降过程中气体温度下降,气体进行了哪种状态变
化?③内外气温达到相等过程中气体进行了哪种状态变化?
解析:(ⅰ)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭 气体的体积为V2,温度为T2.由题给条件得 V1=s2
以转变为晶体 E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持 不变
解析:晶体,无论体积大小,都是晶体.将一块晶体敲碎后,得到的
颗粒仍然是晶体,选项A错误;晶体由于空间点阵结构的不同,在 不同的方向上有不同的光学性质,选项B正确;由同种元素构成的 固体,例如碳元素,由于原子排列方式不同,可能构成石墨,也可 能构成金刚石,选项C正确;在合适的条件下,某些晶体可以转变 成非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体.例如天然水晶是晶体,熔 化后再凝固成石英玻璃就是非晶体,选项D正确;在熔化过程中,
(ⅱ)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧
的水银面达到同一高度,求注入的水银 在管内的长度.
要点研析突破
解析:(ⅰ)以cmHg为压强单位.设A侧空气柱长度l=10.0 cm时的压 强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时,设空气柱的长度为 l1,压强为p1.由玻意耳定律得pl=p1l1① 由力学平衡条件得p=p0+h②
基础自主梳理
(2)等容变化——查理定律 ①内容:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度 成正比. ������ ������ ������ ②公式:������1 = ������1 或 ������=C(常数).
2 2
③推论式:Δp= 1 ·ΔT. ④微观解释:一定质量的某种理想气体,体积保持不变,分子的密集程度 保持不变.当温度升高时,分子的平均动能增大,因而气体压强增大.温度降 低时,情况相反.
高考物理一轮总复习 选修部分 第11章 热学 第2讲 固体、液体与气体课件(选修3-3)
4.气体实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律 ①内容:一定质量的某种气体,在 温度 不变的情况下,压强 p 与体积 V 成 反比 。 ②公式: p1V1 =p2V2 或 pV=C(常量)。 (2)等容变化——查理定律 ①内容:一定质量的某种气体,在 体积 不变的情况下,压强 p 与热力学温度 T 成 正比 。
2.气体的温度 (1)物理意义 宏观上温度表示物体的冷热程度,微观上 温度 是分子平均动能的标志。 (2)国际单位 开尔文,简称开,符号: K 。 (3)热力学温度与摄氏温度的关系 T= t+273K 。 3.气体的体积 气体体积为气体分子所能达到的空间的体积,即气体所充满容器的容积。 国际单位:立方米,符号:m3 常用单位:升(L)、毫升(mL) 换算关系:1 m3=103 L,1 L=103 mL
由于组成晶体的微粒可以形成不同 晶体的多形性 的 空间点阵
3.液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 异性 ,又可以自由移动位置,保持了液体的流动性。 (2)液晶分子的位置无序使它像 液体 ,排列有序使它像 晶体 。 (3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐,而从另外一个方向看则是 杂乱无章 的。 (4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 发生改变 。
3.湿度 (1)定义:空气的 潮湿 程度。 (2)绝对湿度:空气中所含水蒸气 的压强。 (3)相对湿度:在某一温度下,空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比, 相对湿度(B)=同水温蒸度气水的的实饱际和压汽强压p1ps×100%。
知识点 4 气体分子运动速率的统计分布 气体实验定律 理想气体 Ⅰ
二、对点激活 1.[晶体和非晶体的区别](多选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触石蜡层背面 上一点,石蜡熔化的范围分别如图(1)、(2)、(3)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(4)所示。下列判断正确的是( ) A.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,乙是晶体 D.甲为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体 E.甲、乙、丙都是非晶体
高考物理大一轮复习 第11章 热学 第2节 固体、液体和气体
V1 ②公式: V2
=TT12或VT=C(常量).
③推论式:ΔV=VT11·ΔT.
5.理想气体状态方程 (1)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. ①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. ②理想气体不考虑分子间相互作用的分子力液化的气体在压强不太大,温度 不太低 时都可看作理想气体.
(2)等容变化——查理定律:
①内容:一定质量的某种气体,在体积 不变的情况下,压强
p与热力学温度T成 正比 .
②公式:
p1 p2
=TT12或Tp=C(常量).
③推论式:Δp=Tp11·ΔT.
(3)等压变化——盖—吕萨克定律:
①内容:一定质量的某种气体,在 压强 不变的情况下,其
体积V与热力学温度T成 正比 .
3.湿度 (1)绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强. (2)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. (3)相对湿度公式 相对湿度=同水温蒸度气水的的实饱际和压汽强压B=pps×100%.
四、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律 理想气体 1.气体分子运动的特点 (1)分子很小,间距 很大 ,除碰撞外不受力. (2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都 相等 . (3)分子做无规则运动,大量分子的速率按
考点一 固体和液体的性质(高频考点) 1.晶体和非晶体 (1)单晶体具有各向异性,但不是在各种物理性质上都表现出 各向异性. (2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体. (3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶 体. (4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.
2.液体表面张力 (1)形成原因: 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间 的相互作用力表现为引力. (2)表面特性: 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好 像一层绷紧的弹性薄膜.
高考物理一轮课件 第11章 第2单元 固体、液体和气体
固体、液体和气体
核心考点导学
• 师说: • 本节内容主要包括晶体、液晶、物态变化、
湿度、表面张力、气体实验定律等基本概念 和规律,高考对本节内容的考查几率较大, 既有对本节内容的单独考查,又有与热学等 其他知识的综合考查,考查的题型较全面, 考查的难度中等.针对高考对这一部分知识 考查的特点,复习时要重视对概念和规律的 理解及应用,特别是气体实验定律更是复习 中的重点,在明年的高考中,它仍将是出题 的特点.
(3)液晶 加热 加热 ①液晶的产生:晶体――→液晶――→液体
具有液体的流动性 ②物理具有晶体的光学 各向异性 性质在某个方向上看,其分子排列比较整齐,但从 另一方向看,分子的排列是杂乱无章的
• • • • • • •
3.饱和汽 湿度 (1)饱和汽与未饱和汽 动态平衡 ①饱和汽:与液体处于 的蒸汽. 饱和状态 ②未饱和汽:没有达到 的蒸汽. (2)饱和汽压 压强 ①定义:饱和汽所具有的 . ②特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度 越大 越高,饱和汽压 ,且饱和汽压与饱和汽 的体积无关.
(3)常用单位:帕斯卡(Pa):1 Pa=1 N/m2 1 atm= 760 mmHg=1.013×105 Pa (4)计算方法 ①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+ρgh. • 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.
2017届高三物理一轮复习 第十一章 热学 2 固体、液体与气体课时达标
固体、液体与气体1.关于空气湿度,下列说法正确的是导学号36280363( ) A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.当人们感到干燥时,空气的绝对湿度一定较小C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比答案:C解析:空气的绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强,它与温度、体积无关.水的饱和汽压与温度有关,与体积无关.空气的绝对湿度要小于水的饱和汽压.因为相对湿度=水蒸气的实际压强,而空气的绝对湿度与水的饱和汽压都与体积同温度下的饱和汽压无关,故相对湿度与体积无关;因饱和汽压与温度有关,故相对湿度与温度有关;在绝对湿度不变而降低温度时,由于水的饱和汽压减小会使空气的相对湿度增大.居室的相对湿度以40%~60%较适宜.2.下列说法正确的是 ( )A.饱和蒸汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大B.饱和蒸汽是指液体不再蒸发,蒸汽不再液化时的状态C.所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点D.所有晶体由固态变成液态后,再由液态变成固态时,固态仍为晶体答案:A解析:饱和蒸汽压与温度有关,A项正确;饱和蒸汽是指蒸发和液化处于动态平衡,B项错误;单晶体有固定形状,而多晶体没有固定形状,C项错误;水晶为晶体,熔化再凝固后变为非晶体,D项错误;本题答案为A.3.关于液晶,下列说法中正确的是 ( )A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质不随温度的变化而变化答案:C解析:液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,所以A、B两项错误;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,如温度、压力、外加电压等因素的变化,都会引起液晶光学性质的变化.4.(多选)下列说法正确的是导学号36280365( )A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力的缘故答案:ACD解析:由于针的重力比较小,水的表面张力可以与重力平衡,因此针能浮在水面上,A项正确;水对油脂不浸润,能在油脂面上形成水珠,水对玻璃浸润,不能在玻璃表面形成水珠,B项错误;在宇宙飞船中的水滴完全失重,水滴的表面张力作用使得水滴成球形,C项正确;同种液体对不同的材料是否浸润的情况不同,所以在毛细管中液面有的升高,有的降低,D 项正确;当两薄玻璃板间有一层水膜时,两玻璃板内部没有了大气压,而两玻璃板外部的大气压将两玻璃板紧紧地压在一起,将很难拉开,E 项错误.5.某自行车轮胎的容积为V ,里面已有压强为p 0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p ,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是p 0,体积为___的空气.(填选项前的字母)A.p 0p VB.p p 0VC .(pp 0-1)V D .(p p 0+1)V答案:C解析:设需要充入的气体体积为ΔV ,由气体状态方程可知p 0(V+ΔV)=pV ,ΔV =⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V ,选项C 正确.6.如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体的体积和热力学温度的关系最接近哪个图象 ( )答案:A.解析:对气体缓慢加热的过程中,水银柱缓慢上升,始终处于平衡状态;刚开始,水银柱完全处在粗端,气体的压强p 1=p 0+ρgh 1保持不变,气体经历等压变化,此时vt 图象是一条直线,斜率k1∝1p1;最终水银柱将完全处在细端,同理,此时气体的压强p2=p0+ρgh2保持不变,气体经历等压变化,此时图象的斜率k2∝1p2,显然,h1<h2,p1<p2,所以k1>k2,选项B、C可排除;在水银柱经过粗细交接部位时,水银柱的长度由h1逐渐增大到h2,气体的压强也由p1逐渐增大到p2,气体的体积和温度也均在变化,显然,该过程不是等容变化过程,选项D错误.7.(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的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 ( ) A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变答案:AB解析:因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B项正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A项正确;cd是等压线,溫度降低则体积减小,C项错误;连接aO交cd于e,如图,则ae是等容线,即V a=V e,因为V d<V e,所以V d<V a,所以da过程中体积不是保持不变,D项错误.8.(2015·上海卷)如图所示,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触.初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比V 1∶V 2=1∶2,温度之比T 1∶T 2=2∶5.先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡.求:(1)两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;(2)最后两侧气体的体积之比.答案:(1)2 (2)54解析:(1)设初始时压强为p左侧气体满足pV 1T 1=p ′V kT 1右侧气体满足pV 2=p′V解得k =V 2V 1=2 (2)活塞导热达到平衡左侧气体满足p ′V kT 1=p ″V 1′T 1′右侧气体满足p ′V T 2=p ″V 2′T 2′平衡时T 1′=T 2′解得V 1′V 2′=T 2kT 1=549.如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10 kg ,横截面积为50 cm 2,厚度为1 cm ,气缸全长为21 cm ,气缸质量为20 kg ,大气压强为1×105Pa ,当温度为 7 ℃时,活塞封闭的气柱长10 cm ,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g 取10 m/s 2,求:(1)气柱的长度;(2)当温度为多高时,活塞刚好接触平台?答案:(1)15 cm (2)100 ℃解析:(1)设气缸倒置前后被封闭气体的压强分别为p 1和p 2,气柱长度分别为L 1和L 2.p 1=p 0+mg S=1.2×105 Pa , p 2=p 0-mg S=0.8×105 Pa . 倒置过程为等温变化,由玻意耳定律可得p 1L 1S =p 2L 2S ,所以L 2=p 1p 2L 1=15 cm . (2)设倒置后升温前后封闭气柱温度分别为T 2和T 3,升温后气柱长度为L 3,则T 2=T 1=(273+7)K =280 K ,L 2=15 cm ,L 3=20 cm .升温过程为等压变化,由盖·吕萨克定律可得L 2S T 2=L 3S T 3,所以T 3=L 3L 2T 2=373 K . 即温度升高到100 ℃时,活塞刚好接触平台.。
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填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
(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 .
考点二
1.平衡状态下气体压强的求法
NO.1 梳理主干
填准记牢
(1)液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分 析液片两侧受力情况,建立平衡方程,消去面积,得到液片两侧 压强相等方程,求得气体的压强.
晶体都具有固定的熔点, A 正确.蜂蜡是非晶体, B 错误. 晶体的微粒在空 间中排列是规则的, C错 误. 由于石墨和金刚石的 物质微粒排列结构不同, 导致了它们的物理性质 不同,D 正确.
考点二
气体压强的产生与计算
NO.1 梳理主干
1.产生的原因 由于大量分子无规则运动而 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 的压力叫作气体的压强. 2.决定因素
NO.2 题组训练 提升能力
(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受 力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强. (3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处 压强相等.液体内深 h 处的总压强 p=p0+ρgh,p0 为液面上方的 压强.
考点二
由于液体表面张力的存在, 针、硬币等能浮在水面上,A 正确. 水在涂有油脂的玻璃板 上能形成水珠, 这是不浸润的 结果, 而干净的玻璃板上不能 形成水珠,这是浸润的结果, B 错误.在太空中水滴呈球 形, 是液体表面张力作用的结 果,C 正确.液体的种类和毛 细管的材质决定了液体与管 壁的浸润或不浸润, 浸润液体 液面在细管中向下弯, 不浸润 液体液面在细管中向上弯,D 正确.E 项中,玻璃板很难被 拉开是由于分子引力的作用, E 错误.
考点一
试题
解析
NO.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
3. (多选)(2015· 高考江苏卷)对下列几种固 体物质的认识,正确的有( AD ) A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说 明食盐是晶体 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母 片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡 是晶体 C.天然石英表现为各向异性,是由于该 物质的微粒在空间的排列不规则 D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由 于组成它们的物质微粒排列结构不同
考点一
试题
解析
NO.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
2. (多选)(2015· 高考全国卷Ⅰ)下列说法正 确的是( BCD ) A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是 非晶体 B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有 些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C.由同种元素构成的固体,可能会由于 原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D.在合适的条件下,某些晶体可以转变 为非晶体, 某些非晶体也可以转变为晶体 E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但 温度保持不变,内能也保持不变
第 2讲
固体、液体与气体
考点一
固体与液体的性质
1.晶体与非晶体
NO.1 梳理主干
填准记牢
比较 外形 NO.2 题组训练 提升能力 熔点
分类
单晶体 规则
晶体 非晶体 多晶体 不规则 。 确定 不规则 不确定
物理性质
原子排列
各向 异性 。
各向 同性 。
无规则 玻璃、蜂 蜡、松香
有规则,但多晶体每个晶体 间的排列无规则 石英、云母、食盐、硫酸铜
NO.1 梳理主干
填准记牢
2.加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(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.
NO.2 题组训练 提升能力
考点二
试题
解析
NO.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
1.如图所示,一个横截面积为 S 的圆筒形 容器竖直放置, 金属圆板 A 的上表面是水 平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面 的夹角为 θ,圆板质量为 m,不计圆板与 容器内壁之间的摩擦.若大气压强为 p0, 则封闭在容器内的气体的压强为( D ) mgcos θ A.p0+ S p0 mg B. + cos θ Scos θ mgcos2θ C.p0+ S mg D.p0+ S
典型物质
考点一
2.液体的表面张力
NO.1 梳理主干
(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.液晶的物理性质 (1)具有液体的 流动 性. (2)具有晶体的光学 各向异 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 杂乱无章 的.
活塞在竖直方向上受力平 衡,如图,列平衡方程有 S mg+p0S=p · cos θ cos θ mg 则 p=p0+ S .
考点二
试题
解析
NO.1 梳理主干
2.如图所示,光滑水平面上放有一质量为 M 的汽缸,汽缸内放有一质量为 m 的可 在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞面积为 S.现用水平恒力 F 向右推汽缸,最后汽缸
将一块晶体敲碎后,得到的 小颗粒仍是晶体, A 错误. 单 晶体具有各向异性,有些单 晶体沿不同方向上的光学 性质不同,B 正确.金刚石 与石墨都是由碳元素构成 的,但是属于不同的晶体, C 正确.天然石英是晶体, 加工后做成玻璃就是非晶 体,D 正确.在熔化过程中, 晶体固液共存,吸热但温度 并不增加,分子平均动能不 变,但分子势能增加,E 错 误.
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
考点一
试题
解析
NO.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
1.(多选)(2016· 陕西高三质检)下列说法正确的 是( ACD ) A. 把一枚针轻放在水面上, 它会浮在水面. 这 是由于水表面存在表面张力的缘故 B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而 在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水 的表面张力增大的缘故 C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮 的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果 D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高, 有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有 关 E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直 于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于 水膜具有表面张力的缘故