新高考人教版物理复习学案-第十三章-第2节-固体-液体-气体.docx

第2节　固体　液体　气体必备知识预案自诊　知识梳理一、温度和温标1.由大量分子组成的　　　　　　叫热力学系统,描述热力学系统的状态参量有　　　　、　　　　、　　　　等无外界影响下,　　　　　　　　　　时,系统处于平衡态2.当两个相互接触的热力学系统的参量　　　　　　时,这两个系统就达到　　　　　;当两个系统在接触时,若它们的　　　　　　　　　,则这两个系统处于热平衡;如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定　　　　　　　;一切互为热平衡的系统都具有相同的　　　　3.热力学温标表示的温度叫做　　　　　　它是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号　　　表示,单位是　　　　　,简称开,符号为K摄氏温度t与热力学温度T的关系是:T=t+　　　　K二、气体1.气体分子运动的特点(1)气体分子间距较　　　,分子力可以　　　　,因此可以认为气体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.气体的压强(1)产生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2)决定因素a.宏观上:决定于气体的　　　　和　　　　b.微观上:决定于分子的　　　　　　和　　　　　　　　3.气体实验定律玻意耳定律查理定律盖-吕萨克定律条件质量一定,　　　　不变质量一定,　　　　不变质量一定,　　　　不变表达式　　　　　p1p2=T1T2V1V2=T1T2图像4.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　　　　保持不变②公式:p1V1T1=p2V2T2或pVT=C(C是与p、V、T无关的常量)三、固体1.分类:固体分为　　　　和　　　　　两类晶体分　　　　　和　　　　　2.晶体与非晶体的比较项目晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则　　　　熔点固定固定不固定物理性质各向　　　各向同性各向　　　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生成不同的晶体。

同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香四、液体1.液体的表面张力(1)作用:液体的表面张力使液面具有　　　　到表面积最小的趋势2)方向:表面张力跟液面相切,且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2.毛细现象:指浸润液体在细管中　　　　的现象,以及不浸润液体在细管中　　　　的现象,毛细管越细,毛细现象越明显3.液晶的物理性质具有液体的　　　　　　,具有晶体的光学的　　　　　　在某个方向上看其分子排列比较　　　　,但从另一方向看,分子的排列是　　　　　　的考点自诊1.判断下列说法的正误1)晶体有天然规则的几何形状,是因为晶体的物质微粒是规则排列的　　)(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的　　)(3)气体的压强是由气体的自身重力产生的　　)(4)液晶是液体和晶体的混合物　　)(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力　　)2.关于草、树叶上的露珠呈球形的原因,下列说法中正确的是(　　)A.露珠呈球形只是因为重力的作用B.露珠受到重力的影响比表面张力小得多,露珠呈球形只能是因为表面张力的作用C.重力和表面张力互相平衡,露珠呈球形是因为水的黏合力D.露珠呈球形是因为重力和表面张力的同时作用3.对一定质量的气体来说,下列几点能做到的是(　　)A.保持压强和体积不变而改变它的温度B.保持压强不变,同时升高温度并减小体积C.保持温度不变,同时增加体积并减小压强D.保持体积不变,同时增加压强并降低温度4.(新教材人教版选择性必修第三册P30T1改编)盛有氧气的钢瓶,在27 ℃的室内测得钢瓶内的压强是9.31106 Pa。

当钢瓶搬到-23 ℃的工地上时,瓶内的压强变为多少?关键能力学案突破　考点一　固体和液体的性质(自主探究)1.晶体和非晶体的理解(1)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶体2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体3)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.液体表面张力的理解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表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线表面张力的效果表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小典型现象球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润对点演练1.(多选)(2020江苏卷)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体下列关于玻璃的说法正确的有(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.没有固定的熔点 B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同 D.分子在空间上周期性排列2.(2020内蒙古巴彦淖尔月考)关于液体的表面张力,下面说法中正确的是(　　)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密集,分子间相互作用表现为引力C.表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部D.表面张力的方向总是沿液面分布的3.(2020山东临沂高三期末)关于浸润与不浸润现象,下面的说法中正确的是(　　)A.水是浸润液体B.水银不是浸润液体C.同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象考点二　气体实验定律和理想气体状态方程的应用(师生共研)一、求解压强问题常用的四种方法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4.牛顿第二定律法:选取与气体接触的液体(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二、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三、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—吕萨克定律四、两个重要的推论1.查理定律的推论:Δp=p1T1ΔT2.盖-吕萨克定律的推论:ΔV=V1T1ΔT五、利用气体实验定律及气体状态方程解题的基本思路【典例1】如图甲所示,一个导热汽缸开口向上竖直放置,汽缸深度为L,现将质量为M的倒“工”字形绝热活塞从汽缸的开口处缓慢放入汽缸中,活塞与汽缸内壁无缝隙不漏气,最终活塞顶部横杠卡在汽缸口上,如图乙所示。

已知活塞下端的横截面积为S,外界环境的绝对温度恒为T0,大气压强为p0,重力加速度大小为g,不计活塞与汽缸的摩擦,倒“工”字形绝热活塞高度为L4,求:(1)此时刻汽缸内气体的压强p1;(2)现给汽缸外部套上绝热泡沫材料(未画出)且通过电热丝缓慢加热封闭气体,欲使活塞顶部横杠恰好与汽缸开口脱离,则此时汽缸内气体的温度T2解题指导审题关键词句分析解读导热汽缸气体温度不变绝热活塞从汽缸的开口处缓慢放入汽缸汽缸内气体初状态压强为p0最终活塞顶部横杠卡在汽缸口上汽缸内气体末状态体积为34LS汽缸外部套上绝热泡沫材料气体与外界不发生热交换活塞顶部横杠恰好与汽缸开口脱离汽缸对活塞没有支持力,对活塞受力分析,根据平衡条件可求出此时气体的压强破题1.选取汽缸内气体为研究对象,选取活塞放入前和最终活塞顶部横杠卡在汽缸口上为研究过程,初状态气体的压强为p0,体积为LS,末状态气体的体积为34LS,根据等温变化规律求末状态气体的压强2.选取汽缸内气体为研究对象,选取活塞顶部横杠卡在汽缸口上到顶部横杠恰好与汽缸开口脱离为研究过程,初状态气体的压强为p1,温度为T0,对活塞受力分析,根据平衡条件求出末状态气体的压强,根据等容变化规律求末状态气体的温度。

　　气体压强计算的两类模型(1)活塞模型图甲和图乙所示是最常见的封闭气体的两种方式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①图甲中活塞的质量为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,则气体的压强为p=p0+mgS②图乙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=p0-mgS=p0-ρgh2)液柱模型如图丙所示,U形管竖直放置根据连通器原理可知,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丙pB+ρgh2=pA而pA=p0+ρgh1,所以气体B的压强为pB=p0+ρg(h1-h2)对点演练4.(2020全国卷Ⅱ)潜水钟是一种水下救生设备,它是一个底部开口、上部封闭的容器,外形与钟相似潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气,以满足潜水员水下避险的需要为计算方便,将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下,如图所示已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g,大气压强为p0,H≫h,忽略温度的变化和水密度随深度的变化。

1)求进入圆筒内水的高度l2)保持H不变,压入空气使筒内的水全部排出,求压入的空气在其压强为p0时的体积5.(2020全国卷Ⅲ)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U型管,左管上端封闭,右管上端开口右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面。