【綠色通道】高考物理 固體液體氣體的實(shí)驗(yàn)定律 新人教選修33

編輯ppt編輯ppt一、固體1．固體通?？煞譃開_______和________，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)見下表分類微觀結(jié)構(gòu)宏觀表現(xiàn)外形物理性質(zhì)晶體單晶體組成晶體的物質(zhì)微粒(原子、分子、離子)在空間按一定規(guī)則排列——空間點(diǎn)陣幾何形狀天然有規(guī)則各向異性________一定的熔解溫度(熔點(diǎn))多晶體由無數(shù)的晶體微粒(小晶粒)無規(guī)則排列組成無天然規(guī)則的幾何外形各向同性非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的________一定的熔解溫度編輯ppt2.晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列．(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的特點(diǎn)晶體有天然的規(guī)則幾何形狀是由于內(nèi)部微粒________地排列．晶體表現(xiàn)為各向異性是由于從內(nèi)部任何一點(diǎn)出發(fā)，在不同方向上相等距離內(nèi)微粒數(shù)________．晶體的多型性是由于組成晶體的微粒不同的________形成的．編輯ppt二、液體1．液體的表面張力液體表面具有收縮的趨勢(shì)，液體表面各部分間相互吸引的力叫做表面張力．表面張力使液體自動(dòng)收縮，液體表面有收縮到最小的趨勢(shì)，表面張力的方向和液面________；表面張力的大小除了跟邊界線的________有關(guān)外，還跟液體的________、________有關(guān)．編輯ppt2．液體的毛細(xì)現(xiàn)象浸潤(rùn)液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象.浸潤(rùn)不浸潤(rùn)附著層分子力表現(xiàn)為斥力分子力表現(xiàn)為引力在毛細(xì)管中液面上升而呈凹形液面下降而呈凸形編輯ppt3.液晶的性質(zhì)特點(diǎn)(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性，又可以自由移動(dòng)位置，保持了液體的流動(dòng)性；(2)液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體；(3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊，從另外一個(gè)方向看則是雜亂無章的；(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下發(fā)生改變．編輯ppt三、飽和汽和飽和汽壓、相對(duì)濕度1．飽和汽和未飽和汽(1)飽和汽：在密閉容器中的液體，不斷地蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地凝結(jié)，當(dāng)兩個(gè)同時(shí)存在的過程達(dá)到________時(shí)，宏觀的蒸發(fā)停止，這種與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽稱為飽和汽．(2)未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽稱為未飽和汽．編輯ppt2．飽和汽壓：在一定溫度下飽和汽的分子密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個(gè)壓強(qiáng)稱做這種液體的飽和汽壓，飽和汽壓隨溫度的升高而增大．3．相對(duì)濕度編輯ppt四、氣體1．氣體的三個(gè)狀態(tài)參量：________、______、________.2．氣體的實(shí)驗(yàn)定律(1)玻意耳定律①公式：PV＝恒量，或________．②微觀解釋：一定質(zhì)量的理想氣體，分子的總數(shù)是一定的，在溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密度就增大到原來的幾倍，因此壓強(qiáng)就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強(qiáng)與體積成反比．編輯ppt②微觀解釋：一定質(zhì)量的理想氣體，氣體總分子數(shù)N不變；氣體體積V不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變；當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，說明分子的平均動(dòng)能增大，則單位時(shí)間內(nèi)跟器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)增多，且每次碰撞器壁產(chǎn)生的平均沖力增大，因此氣體壓強(qiáng)p將增大．編輯ppt②微觀解釋：一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能增加；要保持壓強(qiáng)不變，必須減小單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)，即增大氣體的體積．編輯ppt(4)理想氣體狀態(tài)方程①理想氣體：任何條件下始終遵守氣體________的氣體，實(shí)際氣體在________不太大(與________相比)、________不太低(與________相比)的情況下，可視為理想氣體．②理想氣體無________，其內(nèi)能僅由________和氣體的________來決定．編輯ppt答案：一、1.晶體非晶體有沒有2.(2)有規(guī)則不同空間排列二、1.(1)相切長(zhǎng)度種類溫度三、1.(1)動(dòng)態(tài)平衡3.壓強(qiáng)四、1.溫度體積壓強(qiáng)2．p1V1＝p2V2(4)實(shí)驗(yàn)定律壓強(qiáng)大氣壓溫度室溫分子勢(shì)能溫度物質(zhì)的量編輯ppt編輯ppt1．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)由于氣體分子間的距離較大(約為分子直徑的10倍)，故氣體分子可看做質(zhì)點(diǎn)．(2)氣體分子間的碰撞十分頻繁．(3)氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律：某任一時(shí)刻，氣體分子沿各方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，即沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相同；大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，其速率按一定規(guī)律分布，即“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律(“中間多”是指處于中間速率的分子數(shù)多；“兩頭少”是指速率很大的和速率很小的分子數(shù)少．)編輯ppt2．分子的平均動(dòng)能(1)意義：物質(zhì)分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能的平均值，叫分子平均動(dòng)能．(2)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．編輯ppt3．氣體壓強(qiáng)的微觀解釋(1)氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁持續(xù)的碰撞產(chǎn)生的．壓強(qiáng)數(shù)值上等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．(2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素氣體分子密集程度與平均動(dòng)能．編輯ppt4．氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋(1)一定質(zhì)量的氣體，分子的總數(shù)是一定的，在溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密集程度就增大到原來的幾倍，因此壓強(qiáng)就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體壓強(qiáng)與體積成反比，這就是玻意耳定律．(2)一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變而溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，因而氣體壓強(qiáng)增大，溫度降低，情況相反，這就是查理定律所表達(dá)的內(nèi)容．編輯ppt(3)一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)要保持壓強(qiáng)不變，只有增大氣體體積，減小分子的密集程度才行，這就是蓋·呂薩克定律所表達(dá)的內(nèi)容．編輯ppt編輯ppt續(xù)表編輯ppt編輯ppt如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓塊A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為θ，圓塊的質(zhì)量為M，不計(jì)圓塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓塊封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p為()A．p0＋Mgcosθ/SB．p0/cosθ＋Mg/(Scosθ)C．p0＋Mgcos2θ/SD．p0＋Mg/S編輯ppt思路點(diǎn)撥：金屬圓塊處于平衡狀態(tài)，隔離圓塊進(jìn)行受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件求解．編輯ppt解析：對(duì)圓塊進(jìn)行受力分析：重力Mg，大氣壓的作用力p0S，封閉氣體對(duì)它的作用力pS/cosθ，容器側(cè)壁的作用力F1和F2，如圖所示．由于不需要求出側(cè)壁的作用力，所以只考慮豎直方向合外力為零，就可以求被封閉的氣體壓強(qiáng)．圓塊在豎直方向上合外力為零，有p0S＋Mg＝(pS/cosθ)·cosθ，p＝p0＋Mg/S.答案：D點(diǎn)評(píng)：氣體對(duì)器壁及活塞的壓力始終垂直于表面，此題中封閉氣體對(duì)圓板下表面的壓力斜向上，而非豎直向上．編輯ppt跟蹤訓(xùn)練1一圓形汽缸靜置于地面上，如圖所示，汽缸筒的質(zhì)量為M，活塞的質(zhì)量為m，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)將活塞緩慢上提，求汽缸剛離開地面時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．(忽略摩擦)編輯ppt編輯ppt某登山運(yùn)動(dòng)員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中，在接近山頂時(shí)他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了，而手表沒有受到任何撞擊，該手表出廠時(shí)給出的參數(shù)為：27℃時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值)，當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過6.0×104Pa時(shí)表盤玻璃將爆裂．當(dāng)時(shí)登山運(yùn)動(dòng)員攜帶的溫度計(jì)的讀數(shù)是－21℃，表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計(jì)．(1)通過計(jì)算判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂？(2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為多少？編輯ppt思路點(diǎn)撥：對(duì)于實(shí)際問題，在認(rèn)真審題的前提下，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，從中抽象出理想模型，結(jié)合相關(guān)規(guī)律求解．解析：(1)取表內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1＝1.0×105Pa溫度為T1＝(273＋27)K＝300K其末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p2，溫度為T2＝(273－21)K＝252K解得：p2＝8.4×104Pa如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的，則外界的大氣壓強(qiáng)為p0＝p2＋Δp＝8.4×104Pa＋6.0×104Pa＝1.44×105Pa，大于山腳下的大氣壓強(qiáng)(即常溫下的大氣壓強(qiáng))，這顯然是不可能的，所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的．編輯ppt(2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為p0＝p2－Δp＝8.4×104Pa－6.0×104Pa＝2.4×104Pa.答案：(1)手表的表盤玻璃是向外爆裂的(2)2.4×104Pa點(diǎn)評(píng)：判斷玻璃向哪側(cè)爆裂，應(yīng)先假設(shè)一種情況，求出大氣壓再結(jié)合實(shí)際，判斷是否合理．編輯ppt跟蹤訓(xùn)練2(2009·上海單科)如圖所示，粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣體柱長(zhǎng)為39cm，中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長(zhǎng)為40cm.先將口B封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)整個(gè)過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm，求：編輯ppt(1)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p；(2)左管A端插入水銀槽的深度h.(大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)答案：(1)78cmHg(2)7cm編輯ppt如圖甲所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B左面汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.1V0.開始時(shí)活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0(p0為大氣壓強(qiáng))，溫度為297K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3K．求：編輯ppt(1)活塞剛離開B處時(shí)的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p；(3)在乙圖中畫出整個(gè)過程的p－V圖線．思路點(diǎn)撥：本題闡述的是一個(gè)較為復(fù)雜的氣體狀態(tài)變化過程，巧妙地把三個(gè)變化過程(等容—等壓—等容)聯(lián)系在一起，涉及氣體4個(gè)狀態(tài)，12個(gè)狀態(tài)參量．由于涉及過程及參量較多，極易混淆而導(dǎo)致錯(cuò)誤．解題關(guān)鍵在于明確變化過程，弄清狀態(tài)參量.編輯ppt狀態(tài)壓強(qiáng)體積溫度變化過程10.9p0V0297K2p0V0T21→2等容變化3p01.1V0T32→3等壓變化4p41.1V0399.3K3→4等容變化編輯ppt解析：(1)加熱汽缸到活塞剛離開B，氣體體積不變編輯ppt(3)如圖所示：答案：(1)330K(2)1.1p0(3)見解析編輯ppt點(diǎn)評(píng)：明確研究對(duì)象的狀態(tài)及狀態(tài)參量，是解決氣體問題的關(guān)鍵．對(duì)于圖象問題要知道等壓、等溫、等容過程在p－V、p－T、V－T坐標(biāo)中圖線特點(diǎn)，找出關(guān)鍵的狀態(tài)然后連線畫圖．編輯ppt跟蹤訓(xùn)練3(2010·江蘇單科)為了將空氣裝入氣瓶?jī)?nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體．下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是()編輯ppt答案：B編輯ppt編輯ppt1．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是()A．具有各向同性的物體一定沒有明顯的熔點(diǎn)B．晶體熔化時(shí)，溫度不變，則內(nèi)能也不變C．通常的金屬材料在各個(gè)方向上的物理性質(zhì)都相同，所以這些金屬都是非晶體D．晶體和非晶體在適當(dāng)條件下可相互轉(zhuǎn)化答案：D編輯ppt解析：多晶體顯示各向同性，但具有確定的熔點(diǎn)，A錯(cuò)；晶體熔化時(shí)，其溫度雖然不變，但其體積和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，則內(nèi)能就可能發(fā)生變化，故B錯(cuò)；金屬材料雖然顯示各向同性，并不意味著一定是非晶體，可能是多晶體，故C錯(cuò)；理論和實(shí)驗(yàn)都證明非晶體是不穩(wěn)定狀態(tài)，在適當(dāng)?shù)臈l件下會(huì)變成晶體，因此選項(xiàng)D正確．編輯ppt2．玻璃燒杯中盛有少許水銀，在太空軌道上運(yùn)行的宇宙飛船內(nèi)，水銀在燒杯中呈怎樣的形狀(如圖所示)()答案：D解析：因?yàn)樗y不浸潤(rùn)玻璃，所以在完全失重的情況下，其形狀由表面張力決定．在表面張力作用下表面要收縮至最小，因而最終水銀成球形．編輯ppt3．由飽和汽和飽和汽壓的概念，選出下列結(jié)論中哪些是正確的()A．飽和汽和液體之間的動(dòng)態(tài)平衡，是指汽化和液化同時(shí)進(jìn)行，且進(jìn)行的速率相等B．一定溫度下飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大C．一定溫度下的飽和汽壓，隨飽和汽體積的增大而增大D．飽和汽壓跟絕對(duì)溫度成正比編輯ppt答案：AB解析：由動(dòng)態(tài)平衡概念可知A正確；在一定溫度下，飽和汽的密度是一定的，它隨著溫度升高而增大，故B正確；一定溫度下的飽和汽壓與體積無關(guān)，C錯(cuò)誤；飽和汽壓隨溫度升高而增大，原因是：溫度升高時(shí)，飽和汽的密度增大；溫度升高時(shí)，氣體分子平均速率增大．理想氣體狀態(tài)方程不適用于飽和汽，飽和汽壓和絕對(duì)溫度的關(guān)系不成正比，飽和汽壓隨溫度的升高增大得比線性關(guān)系更快，D錯(cuò)誤．編輯ppt4．(2010·廣東理綜)如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量．設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣()A．體積不變，壓強(qiáng)變小B．體積變小，壓強(qiáng)變大C．體積不變，壓強(qiáng)變大D．體積變小，壓強(qiáng)變小編輯ppt答案：B解析：由圖可知空氣被封閉在細(xì)管內(nèi)，水面升高時(shí)，根據(jù)玻意爾定律，氣體壓強(qiáng)增大，氣體體積減?。庉媝pt5．我國(guó)北方冬季需要對(duì)房間空氣加熱，設(shè)有一房間室內(nèi)面積為14m2，高為3.0m，室內(nèi)空氣通過房間縫隙與外界大氣相通．開始時(shí)室內(nèi)空氣溫度為0℃，通過加熱使室內(nèi)溫度升為20℃.已知?dú)怏w在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積為22.4L/mol，試估算這個(gè)過程中有多少個(gè)空氣分子從室內(nèi)跑出．(保留兩位有效數(shù)字)．答案：8.2×1025個(gè)編輯ppt編輯ppt6．用真空泵抽出某容器中的空氣，若某容器的容積為V，真空泵一次抽出空氣的體積為V0，設(shè)抽氣時(shí)氣體溫度不變，容器里原來的空氣壓強(qiáng)為p，抽出n次空氣后容器中空氣的壓強(qiáng)是多少？編輯ppt編輯ppt編輯ppt7．(2010·大連模擬)如圖所示，將導(dǎo)熱汽缸開口向上放置在水平平臺(tái)上，活