高考物理人教版一轮复习课件 62页

晶体和非晶体[想一想]在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图11－2－1中(1)、(2)、(3)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(4)所示。则由此可判断出甲、乙、丙分别为________、________、________。 图11－2－1[提示]多晶体、非晶体、单晶体。 [记一记](1)固体分为和两类。晶体分和。(2)单晶体具有的几何形状，多晶体和非晶体的几何形状；晶体有的熔点，非晶体的熔点。(3)单晶体具有各向，多晶体和非晶体具有各向。晶体非晶体单晶体多晶体规则无确定确定无确定异性同性 [试一试]1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的 解析：金刚石、水晶和食盐是晶体，玻璃是非晶体，A错误；晶体的分子排列规则，且有固定的熔点，非晶体的分子排列不规则，且没有固定的熔点，故B、C正确；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性，故D错误。答案：BC 液晶、液体[想一想]如图11－2－2所示为一沾有肥皂膜的闭合金属框，若将膜面上棉线圈内部的膜戳破后，棉线圈会被拉成圆形，这是什么原因？与戳破前相比，肥皂膜的内能如何变化？图11－2－2[提示]液体表面张力，内能减少。 [记一记]1．液体的表面张力(1)概念：液体表面各部分间的力。(2)作用：液体的使液面具有收缩到表面积最小的趋势。(3)方向：表面张力跟液面，且跟这部分液面的分界线。(4)大小：液体的温度越高，表面张力；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。互相吸引表面张力相切垂直越小越大 2．液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向，又可以自由移动位置，保持了液体的。(2)液晶分子的位置无序使它像，排列有序使它像。(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是的。(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下。异性流动性液体晶体杂乱无章发生改变3．毛细现象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。上升下降 [试一试]2．(2012·江苏高考)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有()A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动 解析：由于液体表面层分子引力，使得液体表面具有收缩的趋势，露珠表面张力使表面面积收缩到最小，水面的张力给水黾向上的弹力，选项A、B正确；红墨水散开是扩散现象，选项C错误；悬浮在水中的花粉做无规则运动，是水分子对花粉颗粒碰撞不均衡造成的，选项D错误。答案：AB 气体实验定律[想一想]电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过一个大气压，则在20℃的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少？ [记一记]1．气体的状态参量(1)；(2)；(3)。2．气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的。压强体积温度压力单位面积上 3．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，压强与体积成。②公式：或pV＝C(常量)(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，压强与热力学温度成。温度反比p1V1＝p2V2体积正比 (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，其体积与热力学温度成_______压强正比 4．理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从的气体。气体实验定律C(常量) [试一试]3．(2012·福建高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()A．2.5atmB．2.0atmC．1.5atmD．1.0atm解析：由玻意耳定律，p1(V＋V′)＝p2V，解得充气后储气罐中气体压强为p2＝2.5atm，选项A正确。答案：A 饱和蒸汽、湿度[记一记]1．饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于的蒸汽。(2)未饱和汽：没有达到的蒸汽。2．饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的。(2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压，且饱和汽压与饱和汽的体积。动态平衡饱和状态压强越大无关 3．湿度(1)定义：空气的潮湿程度。(2)描述湿度的物理量①绝对湿度：空气中所含的压强。②相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即水蒸气压强 [试一试]4．下列说法正确的是()A．饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大B．饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态C．所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点D．所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体解析：饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，A正确；饱和蒸汽是指蒸发和液化处于动态平衡，B错误；单晶体有固定形状，而多晶体没有固定形状，C错误；水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，D错误。答案：A 气体压强的计算1.系统处于平衡状态下的气体压强计算方法(1)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p＝p0＋ρgh (2)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求出气体压强。2．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。 [例1]如图11－2－3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)[审题指导]选与气体相接触的活塞为研究对象，进行受力分析，再利用牛顿第二定律列方程求解。图11－2－3 气体实验定律及状态方程的应用1.气体实验定律的比较定律名称比较项目玻意耳定律(等温变化)查理定律(等容变化)查理定律(等容变化)数学表达式p1V1＝p2V2或pV＝C(常数) 定律名称比较项目玻意耳定律(等温变化)查理定律(等容变化)查理定律(等容变化)同一气体的两条图线 2．理想气体的状态方程(1)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。 (3)应用状态方程解题的一般步骤：①明确研究对象，即某一定质量的理想气体；②确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；③由状态方程列式求解；④讨论结果的合理性。 [例2](2012·新课标高考)如图11－2－4，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。图11－2－4 (1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)；(2)将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。[审题指导]第一步：抓关键点 管中气体体积忽略不计U形管和细管中气体体积远小于玻璃泡容积压强相等打开阀门左右水银柱高度相等压强关系U形管内左右水银柱高度差60mm气体发生等温变化玻璃泡A、B、C均浸泡在水槽内获取信息关键点第二步：找突破口(1)要求C中气体压强→由于pC＝pB可求解B中气体压强；(2)要求右侧水槽水温→C中气体作等容变化。 [答案](1)180mmHg(2)364K 气体实验定律与热力学定律的综合应用[例3](2012·山东高考)如图11－2－5所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10cm。(环境温度不变，大气压强p0＝75cmHg)图11－2－5 (1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。(2)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)。[尝试解题](1)设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2①p1＝p0②p2＝p＋ph③V1＝l1S④V2＝l2S⑤由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50cmHg⑦ (2)左管内气体体积增大，说明气体膨胀对外做正功；由于气体温度保持不变，根据热力学第一定律可得W＋Q＝0，故气体从外界吸热。[答案](1)50cmHg(2)做正功　吸热 气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法(1)气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体。(2)解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决。(3)对理想气体，只要体积变化，外界对气体(或气体对外界)要做功W＝pΔV；只要温度发生变化，其内能要发生变化。(4)结合热力学第一定律ΔU＝W＋Q求解问题。 [随堂巩固落实]1．(2012·广东高考)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的()A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析：由水汽凝结成水珠时，分子间的距离减小，分子引力和斥力都增大，所以D正确。答案：D 2．(2012·威海一模)下列说法正确的是()A．某种液体的饱和蒸汽压与温度有关B．物体内所有分子热运动动能的总和就是物体的内能C．气体的温度升高，每个分子的动能都增大D．不是所有晶体都具有各向异性的特点解析：某种液体的饱和蒸汽压与温度有关，选项A正确；物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和就是物体的内能，选项B错误；气体的温度升高，分子平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，选项C错误；不是所有晶体都具有各向异性的特点，例如多晶体各向同性，选项D正确。答案：AD 3．(2011·上海高考)如图11－2－6所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强()A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终不变D．先增大后减小图11－2－6答案：A 4．(2013·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是()A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变 解析：若单位体积内分子个数不变即气体体积不变，当分子热运动加剧时即气体温度升高，由理想气体状态方程知压强一定变大，选项A正确B错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，选项C正确D错误。答案：AC 5.(2012·渭南质检)如图11－2－7所示，一导热良好的汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，汽缸全长21cm，汽缸质量20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，现将汽缸倒过来放置，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通，g取10m/s2。求稳定后气柱多长？图11－2－7 答案：15cm 6．(2012·德州模拟)如图11－2－8所示，在长为l＝57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度相同。现将水银缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。(大气压强p0＝76cmHg)(1)求此时管中封闭气体的压强；(2)此过程封闭气体________(填“吸热”或“放热”)，内能________(填“增大”、“减小”或“不变”)。图11－2－8 解析：(1)设玻璃管的横截面积为S，水银柱与管口相平时水银柱高为H，则：初状态时，p1＝p0＋ph＝80cmHg，V1＝51S注满水银后，p2＝p0＋pH＝(76＋H)cmHg，V2＝(57－H)S，由玻意耳定律，p1V1＝p2V2代入数据解得，p2＝85cmHg。 (2)此过程封闭气体放热，内能不变。答案：(1)85cmHg(2)放热　不变 （给有能力的学生加餐）1．(2011·四川高考)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外()A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：布朗运动是固体颗粒在分子的不均衡撞击下产生的无规则运动，故气体分子运动不是布朗运动，A项错；气体分子的动能符合统计规律，并不完全相同，B项错；分子做无规则热运动，故分子间距离不可能完全相等，D项错。故C项正确。答案：C 2．(2011·全国高考)关于一定量的气体，下列叙述正确的是()A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少 解析：根据热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，但气体吸收热量在引起了其他变化的情况下，可以完全转化为功，A对；内能的影响因素有气体的体积和温度，故气体体积增大时，由于温度变化情况未知，故内能不一定减少，B错；内能可以通过做功和热传递改变，气体从外界吸收热量，由于对外做功情况未知，故内能不一定增加，C错；同理外界对气体做功，由于热传递情况未知，故气体内能有可能减少，D对。答案：AD 3．(2013·江西重点中学联考)如图1所示为一均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S，内装有密度为ρ的液体。右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，重力加速度为g，现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动。求：图1 (1)右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p1；(2)温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；(3)温度升高到T2为多少时，两管液面高度差为L。答案：见解析 4．(2012·琼海一模)如图2所示，大气压强为p0，汽缸水平固定，开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分，光滑活塞可自由移动。初始时汽缸内被封闭气体温度为T，A、B两部分容积相同。加热气体，使A、B两部分体积之比为1∶2。(1)气体应加热到多少温度？(2)将活塞向左推动，把B部分气体全部压入A中，气体温度变为2T，求此时气体压强。图2 答案：见解析 5．标准状况下的压强为p0＝1.013×105Pa，在标准状况下用打气筒给一个体积为V0＝2.5L的足球充气，如图3所示。充气前足球呈球形、内部空气的压强为1.013×105Pa，设充气过程中球内、外的温度始终保持20℃不变。在充气的最后时刻，对打气活塞施加的压力为F＝200N。设打气筒为圆柱形，其活塞的截面积为S＝10cm2，打气筒每次打气压下的高度为20cm。不计各种摩擦，打气筒的活塞与连杆、把手的重力均不计。求：充气过程中，打气筒的活塞下压了多少次？图3 解析：打气的最后时刻，设足球内气体的压强为p，以活塞为对象，由平衡条件得p0S＋F＝pS，每次压下打气筒的体积为lS，设共需要压下打气筒n次。取足球内原有气体与外面打进的气体整体为研究对象，做等温变化，由玻意耳定律得p0(V0＋nlS)＝p·V0，解得n＝25(次)。答案：25次 6.如图4所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为多少？(大气压强取1.01×105Pa，g取10m/s2)图4答案：1.05×105Pa 7.(2012·海南高考)如图5所示，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变，求小车的加速度的大小。图5 8．(2012·江苏高考)如图6所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量。图6 答案：5.0×102J