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

第2讲固体、液体与气体考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力固体与液体的性质1．晶体与非晶体玻璃、蜂蜡、松香石英、云母、食盐、硫酸铜典型物质无规则有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则原子排列各向。各向。物理性质不确定确定熔点不规则。规则外形多晶体单晶体非晶体晶体分类比较不规则异性同性考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力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)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．收缩垂直3．液晶的物理性质(1)具有液体的性．(2)具有晶体的光学性．(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．流动各向异杂乱无章1．(多选)(2016·陕西高三质检)下列说法正确的是()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解析ACD试题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()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，内能也保持不变解析BCD试题将一块晶体敲碎后，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．考点一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()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解析AD试题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．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力气体压强的产生与计算考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．产生的原因由于大量分子无规则运动而器壁，形成对器壁各处均匀、持续的，作用在器壁的压力叫作气体的压强．2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的和．(2)微观上：决定于分子的和分子的．碰撞压力单位面积温度体积平均动能密集程度考点二1．平衡状态下气体压强的求法(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．(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．NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力考点二2．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.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()A．p0＋mgcosθSB．p0cosθ＋mgScosθC．p0＋mgcos2θSD．p0＋mgSD解析试题活塞在竖直方向上受力平衡，如图，列平衡方程有mg＋p0S＝pScosθ·cosθ则p＝p0＋mgS.考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力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)解析试题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解得p＝p0＋mFSM＋m.考点二p0＋mFSM＋mNO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力3．若已知大气压强为p0，下图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．见解析解析试题在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p气S＋ρghS＝p0S所以p气＝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＋phS＝p0Sp气＝pA＝p0－ρgh.在图丙中,仍以B液面为研究对象,有pA＋ρghsin60°＝pB＝p0所以p气＝pA＝p0－32ρgh.在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p气S＝(p0＋ρgh1)S所以p气＝p0＋ρgh1.考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力反思提升考点二封闭气体压强的求解方法封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状态有关．解决这类问题的关键是要明确研究对象，然后分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，列研究对象的力学方程，然后解方程，就可求得封闭气体的压强．NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力气体实验定律及状态方程的应用考点三NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．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，在不变的情况下，压强p与体积V成．②公式：或pV＝C(常数)．(2)等容变化——查理定律①内容：一定质量的某种气体，在不变的情况下，压强p与热力学温度T成．②公式：或pT＝C(常数)．温度反比p1V1＝p2V2体积正比p1p2＝T1T2考点三(3)等压变化——盖—吕萨克定律①内容：一定质量的某种气体，在不变的情况下，其体积V与热力学温度T成．②公式：或VT＝C(常数)．压强正比V1T1＝V2T2NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力考点三2．理想气体状态方程(1)理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体．实际气体在压强、温度的条件下，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．(2)理想气体的状态方程①内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值．②公式：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C(C是与p、V、T无关的常量)．不太大不太低保持不变NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力考点三1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系p1V1T1＝p2V2T2温度不变：p1V1＝p2V2玻意耳定律体积不变：p1T1＝p2T2查理定律压强不变：V1T1＝V2T2盖—吕萨克定律NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力考点三2．几个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp＝p1T1ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝V1T1ΔT(3)理想气体状态方程的推论：p0V0T0＝p1V1T1＋p2V2T2＋….NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．(2015·高考江苏卷)给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L．请通过计算判断该包装袋是否漏气．见解析解析试题若不漏气，设加压后的体积为V1，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1代入数据得V1＝0.5L因为0.45L0.5L，故包装袋漏气．考点三NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力2.如图所示，一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中，初始状态管内外水银面的高度差为l0＝62cm，系统温度为27℃.因怀疑玻璃管液面上方存在空气，现从初始状态分别进行两次实验如下：①保持系统温度不变，将玻璃管竖直向上提升2cm(开口仍在水银槽液面以下)，结果液面高度差增加了1cm；②将系统温度升到77℃，结果液面高度差减小1cm.已知玻璃管内粗细均匀，空气可看成理想气体，热力学零度可认为是－273℃.求：(1)实际大气压为多少cmHg?(2)初始状态玻璃管内的空气柱有多长？(1)75cmHg(2)12cm解析试题设大气压强相当于高为H的水银柱产生的压强，初始状态空气柱的长度为x，玻璃管的横截面积为S.第一次实验由玻意耳定律得(H－l0)xS＝(H－l0－Δl1)(x＋Δh－Δl1)S式中Δl1＝1cm，Δh＝2cm第二次实验的初、末状态有H－l0xST1＝H－l0＋Δl2x＋Δl2ST2式中Δl2＝1cm，T1＝300K，T2＝350K联立解得H＝75cm，x＝12cm考点三NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力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＝2.50kg，横截面积为S1＝80.0cm2；小活塞的质量为m2＝1.50kg，横截面积为S2＝40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105Pa，温度为T＝303K．初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K．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10m/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)330K解析试题(1)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l－l2＋S1·l2①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p)③故缸内气体的压强不变．由盖—吕萨克定律有V1T1＝V2T2④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330K⑤考点三NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力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