高考物理一轮复习易错剖析课件：选修3-3.2 固体、液体与气体 （沪科版）

欢迎进入物理课堂 一 固体和液体的性质1 固体 由以上表格内容可知 1 同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体 2 晶体中的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 液体 1 液体的微观结构 2 液体的表面张力 作用 液体的表面张力使液面具有收缩的趋势 方向 表面张力跟液面相切 跟这部分液面的分界线垂直 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 应用a 利用液晶上加电压时 旋光特性消失 实现显示功能 如电子手表 计算器 微电脑等 b 利用温度改变时 液晶颜色会发生改变的性质来测温度 3 饱和汽湿度 1 饱和汽与未饱和汽 饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽 未饱和汽 没有达到饱和状态的蒸汽 2 饱和汽压 定义 饱和汽所具有的压强 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 湿度 定义 空气的干湿程度 描述湿度的物理量a 绝对湿度 空气中所含水蒸气的压强 b 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 c 相对湿度公式 1 只要是具有各向异性的固体必定是单晶体 2 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 3 液体沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等 二 气体1 气体分子运动的特点 2 气体的压强 1 产生的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 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 宏观上 决定于气体的温度和体积 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密度 3 常用单位帕斯卡 Pa 1Pa 1N m21atm 760mmHg 1 013 105Pa 4 计算方法 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 gh 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 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 1 气体压强与大气压强不同 大气压强由重力而产生 随高度增大而减小 气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生 大小不随高度而变化 2 求解液体内部深度为h处的总压强时 不要忘记液面上方气体的压强 3 封闭气体对器壁的压强处处相等 三 三个实验定律与理想气体状态方程1 玻意耳定律 1 表达式p1V1 p2V2或pV C 常数 2 微观解释一定质量的理想气体 分子的总数是一定的 在温度保持不变时 分子的平均动能保持不变 气体的体积减小到原来的几分之一 气体的密度就增大到原来的几倍 因此压强就增大到原来的几倍 反之亦然 所以气体的压强与体积成反比 2 查理定律 1 表达式或或 C 常数 2 微观解释一定质量的理想气体 说明气体总分子数N不变 气体体积V不变 则单位体积内的分子数不变 当气体温度升高时 说明分子的平均动能增大 则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多 且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大 因此气体压强p将增大 3 推论 p 3 盖 吕萨克定律 1 表达式或或 C 常数 2 微观解释一定质量的理想气体 当温度升高时 气体分子的平均动能增大 要保持压强不变 必须减小单位体积内的分子个数 即增大气体的体积 3 推论 V 4 理想气体的状态方程 1 理想气体 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 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 状态方程 或 3 应用状态方程解题的一般步骤 明确研究对象 即某一定质量的理想气体 确定气体在始末状态的参量p1 V1 T1及p2 V2 T2 由状态方程列式求解 讨论结果的合理性 1 气体实验定律可看成理想气体状态方程的特例 2 一般情况下 压强参量从受力角度分析 而体积参量要从几何角度分析 温度参量要注意温标的选取 3 查理定律的推论 p 盖 吕萨克定律的推论 V 利用这两个推论解决相关问题 往往非常方便 四 有关图象的认识和处理对于一定质量的理想气体 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量 不同温度的两条等温线 不同体积的两条等容线 不同压强的两条等压线的关系 根据pV CT C为常数 与物质的量有关 来认识图象的斜率与面积的物理意义 例如p V图中V1对应虚线为等容线 A B是等容线与T2 T1两线的交点 由图可知状态A与坐标轴围成的面积大 pV值大 据pV CT可知状态A对应T2大 即T2 T1 又如V T图中T1为等温线 从A状态到B状态体积增大 图中OA OB连线表示等压线 由V 可知A状态压强pA大于B状态压强pB 即压强减小 由B状态到C状态是等压过程 温度升高 体积增大 在正确认识图象的基础上 利用图象提供的信息来判断理想气体状态参量的变化 以及外界对热力学系统的做功和系统的吸放热情况的分析判断 在应用气体图象分析问题时 一定要看清纵 横坐标所代表的物理量 同时要注意横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度 气体的结构特征与压强的微观认识 例证1 2011 漳州模拟 下列说法中正确的是A 一定质量的气体被压缩时 气体压强不一定增大B 一定质量的气体温度不变压强增大时 其体积也增大C 气体压强是由气体分子间的斥力产生的D 在失重的情况下 密闭容器内的气体对器壁没有压强 1 解题指导 解答本题应明确以下几个方面 1 气体的分子运动特点 2 气体压强的产生原因 3 影响气体压强的因素 标准解答 选A 气体分子间距离大 分子间的作用力表现为微弱的引力 C错 气体分子不停息地无规则运动 频繁撞击器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 既使在失重情况下 气体对器壁也有压强 D错 影响气体压强的状态参量是体积和温度 一定质量气体温度不变 压强增大则体积减小 B错 压缩气体 体积变小 若温度降低 气体压强可能减小或不变 故A对 气体压强的计算 例证2 如图所示 一个横截面积为S的圆筒型容器竖直放置 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 圆板的质量为M 不计圆板A与容器内壁之间的摩擦 若大气压强为p0 则被圆板封闭在容器中气体的压强p等于 2 A B C D 解题指导 解答本题应弄清以下两个方面 1 以金属圆板为研究对象 利用力的平衡求解压力 2 气体压强的作用面积与汽缸的横截面积的区别 自主解答 选D 以金属圆板A为研究对象 分析其受力情况 从受力图可知 圆板A受竖直向下的力有重力Mg 大气压力p0S 竖直向上的力为气体压力pS 在竖直方向的分力pS cos 其中S 所以p cos Mg p0S 故p p0 总结提升 气体压强的计算方法 1 热学问题的研究对象是一定质量的气体 主要研究三个状态参量的关系 力学问题的研究对象是液柱或活塞 利用力的平衡或牛顿第二定律分析各量的关系 而这两部分内容的联系点是压力与压强的关系 2 利用F pS 其中S为气体与活塞或液柱的接触面积 防止将汽缸的横截面积作为接触面积代入计算 并要注意F的方向是与接触面积相垂直的方向 而后以活塞或液柱为研究对象 利用平衡条件或牛顿第二定律求解 气体的实验定律与理想气体状态方程 例证3 2011 福州模拟 在如图所示的汽缸中封闭着一定质量的常温理想气体 一重物用细绳经滑轮与汽缸中光滑的活塞相连接 重物和活塞均处于平衡状态 如果将缸内气体的摄氏温度降低一半 则缸内气体的体积 3 A 仍不变B 为原来的一半C 小于原来的一半D 大于原来的一半 解题指导 解答本题注意以下两个方面 1 以活塞为对象研究密闭理想气体的压强 2 摄氏温标与热力学温标的关系 标准解答 选D 缸内气体温度降低 稳定时重物和活塞会处于平衡状态 对活塞受力分析可知气体对活塞压力与原来相同 因此气体压强不变 由盖 吕萨克定律知 但由于T 273 t 气体摄氏温度降低一半 T2 则V2 故选D 气体的图象与实验定律 例证4 2011 宝山区模拟 如图所示 由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内 活塞与汽缸壁之间无摩擦 活塞上方存有少量液体 将一细管插入液体 由于虹吸现象 活塞上方液体缓慢流出 在此过程中 大气压强与外界的温度保持不变 下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是 4 解题指导 解答本题应明确以下两个方面 1 导热材料制成的汽缸和活塞在缓慢变化过程中与外界的温度相同 2 图象的横纵坐标代表的物理量及图线的斜率或面积的物理意义 自主解答 选D 由于密闭气体与外界温度相同保持不变 是等温变化 图象A表示等容过程 A错 B表示等压变化 B错 C表示温度发生变化 C错 D表示等温变化 故选D 总结提升 气体状态变化图象的认识与应用 1 求解气体状态变化的图象问题 应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态 它对应着三个状态参量 图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程 2 在V T图象 或p T图象 中 比较两个状态的压强 或体积 大小 可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小 其规律是 斜率越大 压强 或体积 越小 斜率越小 压强 或体积 越大 3 对于图象的点与原点连线的斜率以及和横纵坐标所围成的面积的物理意义可依据pV CT加以判断 1 2011 福州模拟 在样本薄片上均匀地涂上一层石蜡 然后用灼热的金属针尖点在样本的另一侧面 结果得到如图所示的两种图样 则下列说法正确的是 A 样本A一定是非晶体B 样本A可能是非晶体C 样本B一定是非晶体D 样本B可能是非晶体 解析 选B 样本A具有各向同性 可能是非晶体 也可能是多晶体 A错B对 样本B具有各向异性 因此样本B一定是晶体 C D错 2 下列说法正确的是 A 当一定质量的气体吸热时 其内能一定增加B 玻璃 石墨和金刚石都是晶体 木炭是非晶体C 单晶体有固定的熔点 多晶体和非晶体没有固定的熔点D 当液体与大气相接触时 液体表面层内的分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体内部 解析 选D 一定质量的气体吸热时 如果同时对外做功 且做的功大于吸收的热量 则内能减小 A错误 玻璃是非晶体 B错 多晶体也有固定的熔点 C错 液体表面层内的分子 间距大于液体内部分子的距离 因此分子力的合力指向液体内部 D正确 3 2010 福建高考 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律 后来有许多实验验证了这一规律 若以横坐标v表示分子速率 纵坐标f v 表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比 下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 解析 选D 气体分子速率分布规律是中间多两边少 且分子不停地做无规则运动 速度为零的分子所占比例也为零 故选D A B C均错 4 关于液晶 下列说法中不正确的是 A 液晶既不是液体也不是晶体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 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 解析 选B 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 A正确 B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 温度 压力 外加电压等因素变化时 都会改变液晶的光学性质 C D正确 所以选B 5 2011 南平模拟 小草 树叶上的小露珠常呈球形 其主要原因是 A 受到重力的作用B 因为表面张力的作用C 重力和大气压力的同时作用D 重力和表面张力互相平衡 解析 选B 本题的关键在于小露珠常呈球形的原因 任何物体都受到重力 因此不是呈球形的原因 A错 处于大气中的物体都受到重力和大气压力的同时作用 也不是小露珠常呈球形的原因 C错 重力和表面张力互相平衡 则液体表面不会呈球形 D错 液体表面的张力使液面具有收缩趋势是小露珠常呈球形的原因 B对 6 如图为医院给病人输液的部分装置 图中A为输液瓶 B为滴壶 C为进气管 与大气相通 则在输液过程中 瓶A中尚有液体 下列说法正确的是 A 瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大B 瓶A中液面下降 但A中上方气体的压强不变C 滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小D 在瓶中药液输完以前 滴壶B中的气体压强变大 解析 选A 进气管C端的压强始终是大气压p0 设输液瓶A内的压强为pA 可以得到pA p0 gh 因此pA将随着h的减小而增大 滴壶B的上液面与进气管C端的高度差不受输液瓶A内液面变化的影响 因此压强不变 选A 7 2010 广东高考 如图所示 某种自动洗衣机进水时 与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气 通过压力传感器感知管中的空气压力 从而控制进水量 设温度不变 洗衣缸内水位升高 则细管中被封闭的空气 A 体积不变 压强变小B 体积变小 压强变大C 体积不变 压强变大D 体积变小 压强变小 解析 选B 由题图可知空气被封闭在细管内 水面升高时 气体压强增大 根据玻意耳定律 气体体积减小 B选项正确 8 在冬季 剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后 第二天拔瓶口的软木塞时感觉很紧 不易拔出来 这主要是因为 A 软木塞受潮膨胀B 瓶口因温度降低而收缩变小C 白天气温升高 大气压强变大D 瓶内气体因温度降低而压强变小 解析 选D 软木塞受潮膨胀是一直存在的 不是软木塞不易拔出的原因 A错 瓶口温度降低 瓶口和软木塞都收缩 但软木塞收缩更多 若此因素起主要作用时更容易拔出 B错 大气层不是密闭气体 气温变化 大气压强变化不大 不是软木塞不易拔出的原因 C错 瓶内气体因温度降低而压强变小 软木塞受到的压力差变大 D对 9 2011 莆田模拟 封闭在汽缸内的一定质量的气体 如果保持气体体积不变 当温度从300K升高到600K时 以下说法正确的是 A 气体的密度增大一倍B 气体的压强增大一倍C 气体分子的平均动能减小一半D 每秒撞击单位面积的器壁的分子数不变 解析 选B 一定质量的气体 保持体积不变是等容变化 据查理定律有 当T2 2T1 则p2 2p1 B对 质量 体积不变 密度不变 A错 温度升高 气体分子平均动能增大 C错 每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多 D错 故选B 10 一定质量的理想气体 从图所示的A状态开始 经历了B C 最后到D状态 下列判断中不正确的是 A A B温度升高 压强不变B B C体积不变 压强变大C C D体积变小 压强变大D D点的压强比A点的压强小 解析 选B A B过程V与T成线性关系 是等压线 A对 B C是等容过程 温度降低 压强减小 B错 C D是等温过程 体积变小 压强变大 C对 D点与坐标原点连线的斜率大于OA的斜率 D点的压强比A点的压强小 D对 故选B 11 已知理想气体的内能与温度成正比 如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线 则在整个过程中汽缸内气体的内能 A 先增大后减小B 先减小后增大C 单调变化D 保持不变 解析 选B 由于pV T为恒量 且图线与坐标轴围成的面积表示pV乘积 从实线与虚线等温线比较可得出 该面积先减小后增大 说明温度T先减小后增大 内能先减小后增大 故选B Thankyou 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全