第二章-章末總結(jié)(2019人教版選擇性必修第三冊)

第二章章末總結(jié)要點(diǎn)歸納知識點(diǎn)一、理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)?eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(T1＝T2時，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2時，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2時，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)蓋－呂薩克定律))知識點(diǎn)二、晶體和非晶體的區(qū)別1．區(qū)分單晶體、多晶體、非晶體要抓住它們的特點(diǎn)，單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)出各向異性，多晶體和非晶體都具有各向同性，但多晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有．2．從微觀角度(如溫度是分子平均動能的標(biāo)志，克服分子力做功，勢能增加)分析分子動能，分子勢能的變化，從客觀(如吸熱、放熱)上分析物體內(nèi)能的變化．知識點(diǎn)三、浸潤、不浸潤及表面張力1．在分析這類現(xiàn)象時，應(yīng)抓住兩點(diǎn)：(1)液體表面因存在表面張力而具有收縮趨勢；(2)浸潤液體的附著層內(nèi)因存在排斥力而具有擴(kuò)張趨勢；不浸潤液體的附著層內(nèi)因存在收縮力而具有收縮趨勢．2．毛細(xì)現(xiàn)象是浸潤與不浸潤和表面張力的共同作用而形成的，浸潤液體跟毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時，引起液體附著層擴(kuò)張，而表面張力的作用是使液體與毛細(xì)管內(nèi)壁的接觸面減小而收縮，從而使液面彎曲對液柱起提升作用，而且毛細(xì)管內(nèi)徑越小，提升越高．與此相反，不浸潤的液體與毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時，引起液體附著層收縮，而表面張力也使液面收縮，從而使液面彎曲對液柱起壓低下降的作用，而且毛細(xì)管內(nèi)徑越小，壓低下降的高度也越大．應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟(1)明確研究對象，即某一定質(zhì)量的理想氣體；(2)確定氣體在始、末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性．知識點(diǎn)三、應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟拓展二變質(zhì)量問題分析變質(zhì)量問題時，可以通過巧妙選擇合適的研究對象，使這類問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問題，用理想氣體狀態(tài)方程求解．1．打氣問題．向球、輪胎中充氣是一個典型的氣體變質(zhì)量的問題．只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可以把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題．2．抽氣問題．從容器內(nèi)抽氣的過程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小，這屬于變質(zhì)量問題．分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可看做是等溫膨脹的過程．拓展三氣缸類問題的處理方法解決氣缸類問題的一般思路：1．弄清題意，確定研究對象．一般來說，研究對象分兩類：一類是熱學(xué)研究對象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對象(氣缸、活塞或某系統(tǒng))．2．分析清楚題目所述的物理過程，對熱學(xué)研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依氣體定律列出方程；對力學(xué)研究對象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程．3．注意挖掘題目中的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程．4．多個方程聯(lián)立求解．對求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性．典例分析一、圖像問題例1一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2×104Pa.(1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng)．(2)請?jiān)趫D乙中畫出該狀態(tài)變化過程的p－T圖象，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個狀態(tài)，不要求寫出計(jì)算過程．解析(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pDVD,TD)，則pA＝eq\f(pDVDTA,VATD)＝4×104Pa.(2)p－T圖象及A、B、C、D各個狀態(tài)如圖所示．答案(1)4×104Pa(2)如上圖所示歸納總結(jié)：1．圖象上的一個點(diǎn)表示一定質(zhì)量氣體的一個平衡態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量；圖象上的某一條直線或曲線表示一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化的一個過程．2．在V－T或P－T圖象中，比較兩個狀態(tài)的壓強(qiáng)或體積大小，可以用這兩個狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率大小來判斷．斜率越大，壓強(qiáng)或體積越??；斜率越小，壓強(qiáng)或體積越大．二、活塞問題例2一豎直放置、缸壁光滑且導(dǎo)熱的柱形氣缸內(nèi)盛有一定量的氮?dú)?，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ兩部分．達(dá)到平衡時，這兩部分氣體的體積相等，上部氣體的壓強(qiáng)為p10，如圖(a)所示，若將氣缸緩慢倒置，再次達(dá)到平衡時，上下兩部分氣體的體積之比為3∶1，如圖(b)所示．設(shè)外界溫度不變，已知活塞面積為S，重力加速度大小為g，求活塞的質(zhì)量．解析設(shè)活塞的質(zhì)量為m，氣缸倒置前下部氣體的壓強(qiáng)為p20，倒置后上下氣體的壓強(qiáng)分別為p2、p1，由力的平衡條件有p20＝p10＋eq\f(mg,S)，p1＝p2＋eq\f(mg,S)，倒置過程中，兩部分氣體均經(jīng)歷等溫過程，設(shè)氣體的總體積為V0，由玻意耳定律得p10eq\f(V0,2)＝p1eq\f(V0,4)，p20eq\f(V0,2)＝p2eq\f(3V0,4)，解得m＝eq\f(4p10S,5g).答案eq\f(4p10S,5g)歸納總結(jié)：兩部分氣體問題中，對每一部分氣體來講獨(dú)立滿足eq\f(pV,T)＝C.兩部分氣體往往滿足一定的聯(lián)系：如壓強(qiáng)關(guān)系，體積關(guān)系，從而再列出聯(lián)系方程即可．三、打起問題例3某種噴霧器的貯液筒的總?cè)莘e為7.5L，如圖所示，裝入6L的藥液后再用密封蓋將貯液筒密封，與貯液筒相連的活塞式打氣筒每次能壓入300cm3，1atm的空氣，設(shè)整個過程溫度保持不變．(1)要使貯氣筒中空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4atm，打氣筒應(yīng)打壓幾次？(2)在貯氣筒中空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4atm時，打開噴嘴使其噴霧，直到內(nèi)外氣體壓強(qiáng)相等，這時筒內(nèi)還剩多少藥液？解析(1)設(shè)每打一次氣，貯液筒內(nèi)增加的壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得：1atm×300cm3＝1.5×103cm3×p.p＝0.2atm，需打氣次數(shù)n＝eq\f(4－1,0.2)＝15.(2)設(shè)停止噴霧時貯液筒內(nèi)氣體體積為V，由玻意耳定律得：4atm×1.5L＝1atm×V，V＝6L.故還剩貯液7.5L－6L＝1.5L.答案(1)15(2)1.5L歸納總結(jié)：解決氣體問題要么利用氣體的實(shí)驗(yàn)定律，要么利用理想氣體狀態(tài)方程，但前提條件都是定質(zhì)量問題．處理所有變質(zhì)量問題時，首先要轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題．四、氣體中牛頓第二定律的應(yīng)用例4如圖，一汽缸水平固定在靜止的小車上，一質(zhì)量為m、面積為S的活塞將一定量的氣體封閉在汽缸內(nèi)，平衡時活塞與汽缸底相距L.現(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運(yùn)動，穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了距離d.已知大氣壓強(qiáng)為p0，不計(jì)汽缸和活塞間的摩擦；且小車運(yùn)動時，大氣對活塞的壓強(qiáng)仍可視為p0；整個過程溫度保持不變．求小車加速度的大?。馕鲈O(shè)小車加速度大小為a，穩(wěn)定時汽缸氣體的壓強(qiáng)為p1，活塞受到汽缸內(nèi)、外氣體的壓力分別為f1＝p1S①f0＝p0S②由牛頓第二定律得f1－f0＝ma③小車靜止時，在平衡情況下，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)應(yīng)為p0，由玻意耳定律得p1V1＝p0V④式中V＝SL⑤V1＝S(L－d)⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得a＝eq\f(p0Sd,mL－d)答案eq\f(p0Sd,mL－d)歸納總結(jié)：這類問題的一般解題思路：首先明確研究對象，然后明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量，再利用玻意耳定律列方程，從而聯(lián)立求解．對于充氣、抽氣類問題可以通過靈活選取研究對象，化變質(zhì)量為一定質(zhì)量，進(jìn)行解答．五、理想氣體狀態(tài)方程例5如圖，絕熱氣缸A與導(dǎo)熱氣缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦．兩氣缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為V0、溫度均為T0.緩慢加熱A中氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A中氣體壓強(qiáng)為原來的1.2倍．設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求氣缸A中氣體的體積VA和溫度TA.解析設(shè)初態(tài)壓強(qiáng)為p0，膨脹后A、B壓強(qiáng)相等pB＝1.2p0B中氣體始、末狀態(tài)溫度相等，p0V0＝1.2p0(2V0－VA)得VA＝eq\f(7,6)V0A部分氣體滿足eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(1.2p0VA,TA)，得TA＝1.4T0.方法指導(dǎo)這類問題的處理方法：確定研究對象后，再分析初、末狀態(tài)的變化．若p、V、T三個量都發(fā)生變化，則選用eq\f(pV,T)＝常數(shù)列方程．若某一個量不變，則選用合適的定律，列方程求解，在涉及兩部分氣體時，要注意找出兩部分氣體的聯(lián)系，再列出聯(lián)立方程．答案eq\f(7,6)V01.4T0六、對氣體壓強(qiáng)的理解例6如圖所示，兩個完全相同的圓柱形密閉容器，甲中裝有與容器容積相等的水，乙中充滿空氣，試問：(1)兩容器各側(cè)壁壓強(qiáng)的大小關(guān)系及壓強(qiáng)的大小決定于哪些因素？(容器容積恒定)(2)若讓兩容器同時做自由落體運(yùn)動，容器側(cè)壁上所受壓強(qiáng)將怎樣變化？解析(1)對甲容器，上壁的壓強(qiáng)為零，底面的壓強(qiáng)最大，其數(shù)值為p＝ρgh(h為上下底面間的距離)．側(cè)壁的壓強(qiáng)自上而下，由小變大，其數(shù)值大小與側(cè)壁上各點(diǎn)距水面的豎直距離x的關(guān)系是p＝ρgx.對乙容器，各處器壁上的壓強(qiáng)大小都相等，其大小決定于氣體的分子密集程度和溫度．(2)甲容器做自由落體運(yùn)動時器壁各處的壓強(qiáng)均為零．乙容器做自由落體運(yùn)動時，器壁各處的壓強(qiáng)不發(fā)生變化．答案見解析歸納總結(jié)：(1)掌握好氣體分子壓強(qiáng)的微觀解釋．(2)千萬不要把液體和氣體壓強(qiáng)混淆，要從產(chǎn)生原因上加以區(qū)別．七、液體張力例7下列現(xiàn)象是因液體的表面張力所致的是()A．小孩用細(xì)管蘸肥皂水，吹出圓形的肥皂泡B．小木船漂浮在水面上C．縫衣針漂浮在水面上D．透過布制的傘面能看見紗線間的縫隙，但是使用時傘面卻不漏雨水E．注滿