2018届高考物理一轮复习 专题 固体、液体和气体导学案2

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(3)未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关,与体积无关;
(4)人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度。
考点二气体压强的计算
1.活塞模型
图1和图2所示是最常见的封闭气体的两种方式.
对“活塞模型”类求压强的问题,其基本的方法就是先对“活塞"进行受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图1中活塞的质量为m,活塞横截面积为S,外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态,所以p0S+mg=pS.
图6
解析 设汽缸横截面积为S,活塞恰上升到汽缸上部挡板处时,气体温度为T2,气体做等压变化,则对于封闭气体,初状态:T1=(27+273)K,V1=LS,p1=p0;末状态 :V2=2LS,p2=p0。
由 = ,解得:T2=600 K,即t2=327 ℃
设当加热到427 ℃时气体的压强变为p3,在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处,气体做等容变化,则对于封闭气体,初状态:T2=600 K,V2=2LS,p2=1.0×105Pa;末状态:T3=700 K,V3=2LS。
由 = ,代入数据得:p3=1.17×105Pa
答案 1。17×105Pa
2.[玻意耳定律和理想气体状态方程的应用]如图7,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,中管内水银面与管口A之间气体柱长为40 cm,气体温度为27 ℃。将左管竖直插入水银槽中,整个过程温度不变,稳定后右管内水银面和中管内水银面出现4 cm的高度差。已知大气压强p0=76 cmHg,气体可视为理想气体.
N= ④
联立①②③④式,并代入数据得N=4(天)⑤
方法二 对氧气瓶内的氧气,由于温度保持不变,由玻意耳气体实验定律和总质量不变得
p1V1=np2V2+p3V1
其中p1=20个大气压V1=0。08 m3
p2=1个大气压V2=0。36 m3
p3=2个大气压
代入数值得n=4(天)
答案 4天
对应训练
1.[查理定律、盖-吕萨克定律的应用]如图6所示,有一圆柱形汽缸,上部有固定挡板,汽缸内壁的高度是2L,一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体,开始时活塞处在离底部L高处,外界大气压强为1.0×105Pa,温度为27 ℃,现对气体加热,求:当加热到427 ℃时,封闭气体的压强。
2.液体表面张力
(1)形成的原因:表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,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,分子势能大于液本内部的分子势能。
(3)表面张力的大小:跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系.
对应训练
③换算关系:1 atm=76cmHg=1.013×105Pa
≈1.0×105Pa。
2.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律


一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比
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
一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积与热力学温度成正比
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;固体分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上光学性质不同,表现为晶体具有各向异性,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。
解析 饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态,分子密度不变,A、B错,C对;在一定温度下,通过减小体积增 加分子数密度使未饱和汽转化为饱和汽,D对;在体积不变的情况下,可以通过降低温度来降低
饱和汽压,使未饱和汽达到饱和状态,E对.
答案 CDE
3.[对饱和汽、湿度的理解](多选) 关于饱和汽压和相对湿度,下列说法中正确的是 ( )
2.[活塞封闭气体压强的计算]如图5中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压为p0,求封闭气体A、B的压强各多大?
图5
解析 题图甲中选m为研究对象。
pAS=p0S+mg
1.[晶体、非晶体的区别][2015·全国卷Ⅰ,33(1)](多选)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
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,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体
E.雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力
解析 水的饱和汽压随温度的升高而增大,选项A错误;液体的表面张力是由液体表面层分子之间的相互吸引而引起的,选项B错误。 Nhomakorabea答案 CDE
误区警示
分析液体现象注意四点
(1)液体表面层分子间距较大,表现为引力,其效果使表面积尽量收缩;
(2)沸腾发生在液体内部和表面,蒸发发生在液体表面;
得pA=p0+
题图乙中选M为研究对象得pB=p0- 。
答案p0+ p0- 。
考点三气体实验定律和理想气体状态方程的应用
1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系

2.两个重要的推论
(1)查理定律的推论:Δp= ΔT
(2)盖-吕萨克定律的推论:ΔV= ΔT
【典例】 [2016·全国卷Ⅱ,33(2)]一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.
A.温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同
B.温度升高时,饱和汽压增大
C.在相对湿度相同的情况下,夏天比冬天的绝对湿度大
D.饱和汽压和相对湿度都与体积无关
E.饱和汽压和相对湿度都与体积有关
解析 在一定温度下,饱和汽压是一定的,饱和汽压随温度的升高而增大,饱和汽压与液体的种类有关,与体积无关。空气中所含水蒸气的压强,称为空气的绝对湿度;相对湿度= ,夏天的饱和汽压大,在相对湿度相同时,夏天的绝对湿度大.由以上分析可知B、C、D正确。
知识点二、液体的表面张力现象
1.概念
液体表面各部分间互相吸引的力.
2.作用
液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
3.方向
表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的分界线垂直。
4.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。
知识点三、饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压
相对湿度
1.饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽。
(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽。
2.饱和汽压
(1)定义:饱和汽所具有的压强。
(2)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.相对湿度
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。即:相对湿度= 。
知识点四、气体实验定律 理想气体
1.气体的压强
(1)产生原因:由于气体分子无规则的热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
(2)大小:气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式:p= .
(3)常用单位及换算关系:
①国际单位:帕斯卡,符号:Pa,1 Pa=1 N/m2。
②常用单位:标准大气压(atm);厘米汞柱(cmHg)。


p1V1=p2V2
= 或

= 或


3。理想气体的状态方程
(1)理想气体
①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。
②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.
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
2.晶体的微观结构
(1)晶体的微观结构特点:组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。
(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点
现象
原因
晶体有规则的外形
由于内部微粒有规则的排列
晶体各向异性
由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同
晶体的多形性
而pA=p0+ρgh1,
所以气体B的压强为
pB=p0+ρg(h1-h2).
其实该类问题与“活塞模型"并没有什么本质的区别。熟练后以上压强的关系式均可直接写出,不一定都要从受力分析入手。
对应训练
1.[液体封闭气体压强的计算]若已知大气压强为p0,在图4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。
则气体的压强为p=p0+ .
图1 图2
图2中的液柱也可以看成一个活塞,由于液柱处于平衡状态,所以pS+mg=p0S.
则气体压强为p=p 0- =p0-ρgh。
2.连通器模型
图3
如图3所示,U形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知,同一液体中的相同高度处压强一定相等。所以气体B和A的压强关系可由图中虚线所示 的等高线联系起来.则有pB+ρgh2=pA。
在图丁中,以液面A为研究对象,由二力平衡得
p丁S=(p0+ρgh1)S
所以p丁=p0+ρgh1
在戊图中,从开口端开始计算:右端为大气压p0,同种液体同一水平面上的压强相同,所以b气柱的压强为pb=p0+ρg(h2-h1),而a气柱的压强为pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3).
答案 甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:p0- ρgh丁:p0+ρgh1戊:pa=p0+ρg(h2-h1-h3)pb=p0+ρg(h2-h1)
答案 BCD
2.[饱和汽的特点](多选)关于饱和汽,下面说法正确的是( )
A.达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断减小
B.达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大
C.达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变
D.将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变,减小体积
E.将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变,降低温度
答案 BCD
4.[液体的性质](多选)下列说法正确的是()
A.水的饱和汽压随温度的升高而减小
B.液体的表面张力是由表面层液体分子之间的相互排斥引起的
C.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,压强也增大
D.空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之 比叫做空气的相对湿度
固体、液体和气体
知识梳理
知识点一、固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构
1.晶体与非晶体
分类
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
原子排列
有规则,但多晶体每个晶体间的排列无规则
无规则
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也可转化为晶体
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程: = 或 =C。
考点精练
考点一固体和液体的性质
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。
图4
解析 在甲图中,以高为h的液柱为研究对象,由二力平衡知pAS=-ρghS+p0S
所以p甲=pA=p0-ρgh
在图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F上=F下有:pAS+ρghS=p0S
p乙=pA=p0-ρgh
在图丙中,仍以B液面为研究对象,有
pA+ρghsin 60°=pB′=p0
所以p丙=pA=p0- ρgh
解析 方法一 设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2.根据玻意耳定律得
p1 V1=p2V2①
重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为
V3=V2-V1②
设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有
p2V3=p0V0③
设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV,则氧气可用的天数为
由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵
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。
相关文档
最新文档