2019-2020年高中物理第二章固體液體和氣體章末總結(jié)教學(xué)案粵教版選修3.doc

2019-2020年高中物理第二章固體液體和氣體章末總結(jié)教學(xué)案粵教版選修3一、單晶體、多晶體、非晶體的判斷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，但單晶體和多晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有例1關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是()A可以根據(jù)各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體B一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永Γl(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣，則此薄片一定是非晶體C一個(gè)固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性能不同，則該球體一定是單晶體D一塊晶體，若其各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能相同，則這塊晶體一定是多晶體答案C解析根據(jù)各向異性和各向同性只能確定是否為單晶體，無法用來鑒別晶體和非晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；薄片在力學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性，也無法確定薄片是多晶體還是非晶體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；固體球在導(dǎo)電性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，則一定是單晶體，選項(xiàng)C正確；某一晶體的物理性質(zhì)顯示各向同性，并不意味著該晶體一定是多晶體，對(duì)于單晶體并非所有物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向異性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤二、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用1玻意耳定律、查理定律、蓋呂薩克定律可看成是理想氣體狀態(tài)方程在T恒定、V恒定、p恒定時(shí)的特例2正確確定狀態(tài)參量是運(yùn)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)鍵求解壓強(qiáng)的方法：(1)在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求氣體壓強(qiáng)(2)也可以把封閉氣體的物體(如液柱、活塞、氣缸等)作為力學(xué)研究對(duì)象，分析受力情況，根據(jù)研究對(duì)象所處的不同狀態(tài)，運(yùn)用平衡條件或牛頓第二定律列式求解3注意氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程只適用于一定質(zhì)量的氣體，對(duì)打氣、抽氣、灌氣、漏氣等變質(zhì)量問題，巧妙地選取對(duì)象，使變質(zhì)量的氣體問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問題例2如圖1所示，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K.兩氣缸的容積均為V0.氣缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略)開始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強(qiáng)分別為p0和；左活塞在氣缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為，現(xiàn)使氣缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K，經(jīng)過一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡已知外界溫度為T0，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦求：圖1(1)恒溫?zé)嵩吹臏囟萒；(2)重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積Vx.答案(1)T0(2)V0解析(1)與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在K未打開時(shí)，右活塞不動(dòng)，兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過程，由蓋呂薩克定律得：，解得：TT0.(2)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的質(zhì)量大打開K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至氣缸頂，才能滿足力學(xué)平衡條件氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程設(shè)左活塞上方氣體最終壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得：pVx，(pp0)(2V0Vx)p0V0，聯(lián)立上述二式得：6VV0VxV0，其解為：VxV0；另一解VxV0，不合題意，舍去例3如圖2所示，一定質(zhì)量的氣體放在體積為V0的容器中，室溫為T0300 K，有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器上連接有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，兩邊水銀柱高度差為76 cm，右室容器中連接有一閥門K，可與大氣相通(外界大氣壓等于76 cmHg)求：圖2(1)將閥門K打開后，A室的體積變成多少？(2)打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300 K分別加熱到400 K和540 K時(shí)，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差各為多少？答案(1)V0(2)015.2 cm解析(1)初始時(shí)，pA0p0gh2 atm，VA0打開閥門K后，A室氣體等溫變化，pA1 atm，體積為VA，由玻意耳定律得pA0 VA0pAVAVAV0(2)假設(shè)打開閥門K后，氣體從T0300 K升高到T時(shí)，活塞C恰好到達(dá)容器最右端，即氣體體積變?yōu)閂0，壓強(qiáng)仍為p0，即等壓過程根據(jù)蓋呂薩克定律得TT0450 K因?yàn)門1400 K<450 K，所以pA1p0，水銀柱的高度差為零從T450 K升高到T2540 K為等容過程，根據(jù)查理定律，得pA21.2 atm.T2540 K時(shí)，p0gh1.2 atm，故水銀高度差h15.2 cm.三、理想氣體的圖象問題名稱圖象特點(diǎn)其他圖象等溫線pVpVCT(C為常量)，即pV之積越大的等溫線對(duì)應(yīng)的溫度越高，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)pp，斜率kCT，即斜率越大，對(duì)應(yīng)的溫度越高等容線pTpT，斜率k，即斜率越大，對(duì)應(yīng)的體積越小等壓線VTVT，斜率k，即斜率越大，對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)越小例4(多選)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程的pV 圖象如圖3所示，其中A是初狀態(tài)，B、C是中間狀態(tài)，AB是等溫變化，如將上述變化過程改用pT圖象和VT圖象表示，則下列各圖象中正確的是()圖3答案BD解析在pV圖象中，由AB，氣體經(jīng)歷的是等溫變化過程，氣體的體積增大，壓強(qiáng)減?。挥葿C，氣體經(jīng)歷的是等容變化過程，根據(jù)查理定律，pC>pB，則TC>TB，氣體的壓強(qiáng)增大，溫度升高；由CA，氣體經(jīng)歷的是等壓變化過程，根據(jù)蓋呂薩克定律，VC>VA，則TC>TA，氣體的體積減小，溫度降低A項(xiàng)中，BC連線不過原點(diǎn)，不是等容變化過程，A錯(cuò)誤；C項(xiàng)中，BC體積減小，C錯(cuò)誤；B、D兩項(xiàng)符合全過程綜上所述，正確答案選B、D.1(晶體和非晶體)下列關(guān)于晶體與非晶體的說法，正確的是()A橡膠切成有規(guī)則的幾何形狀，就是晶體B石墨晶體打碎后變成了非晶體C晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬塊是非晶體D非晶體沒有確定的熔點(diǎn)答案D解析晶體具有天然的規(guī)則的幾何形狀，故A錯(cuò)；石墨晶體打碎后還是晶體，故B錯(cuò)；金屬是多晶體，故C錯(cuò)；非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，故D對(duì)故正確選項(xiàng)為D.2(氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用)如圖4所示，氣缸放置在水平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為5 kg，面積為25 cm2，厚度不計(jì)，氣缸全長(zhǎng)25 cm，大氣壓強(qiáng)為1105 Pa，當(dāng)溫度為27 時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10 cm，若保持氣體溫度不變，將氣缸緩慢豎起倒置g取10 m/s2.圖4(1)求氣缸倒置后氣柱長(zhǎng)度；(2)氣缸倒置后，溫度升至多高時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)(活塞摩擦不計(jì))?答案(1)15 cm(2)227 解析(1)將氣缸倒置，由于保持氣體溫度不變，故氣體做等溫變化：p1p01.2105 Pap2p00.8105 Pa由玻意耳定律得：p1L1Sp2L2S，解得L215 cm(2)氣體做等壓變化：T2T1(27327) K300 K，L215 cm，L325 cm，T3T2T2500 K227 .3(氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用)容積為1 L的燒瓶，在壓強(qiáng)為1.0105 Pa時(shí)，用塞子塞住，此時(shí)溫度為27 ；當(dāng)把它加熱到127 時(shí)，塞子被打開了，稍過一會(huì)兒，重新把塞子塞好(塞子塞好時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體溫度仍為127 ，壓強(qiáng)為1.0105 Pa)，把273 視作0 K求：(1)塞子打開前，燒瓶?jī)?nèi)的最大壓強(qiáng)；(2)最終瓶?jī)?nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量的比值答案(1)1.33105 Pa(2)解析(1)塞子打開前：選瓶中氣體為研究對(duì)象初態(tài)有p11.0105 Pa，T1300 K末態(tài)氣體壓強(qiáng)設(shè)為p2，T2400 K由查理定律可得p2p11.33105 Pa.(2)設(shè)瓶?jī)?nèi)原有氣體體積為V，打開塞子后溫度為400 K、壓強(qiáng)為1.0105 Pa時(shí)氣體的氣體為V由玻意耳定律有p2Vp1V可得VV故瓶?jī)?nèi)所剩氣體的質(zhì)量與原瓶?jī)?nèi)氣體質(zhì)量的比值為.4(理想氣體的圖象問題)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷一膨脹過程，此過程可以用圖5中的直線ABC來表示，在A、B、C三個(gè)狀態(tài)上，氣體的溫度TA、TB、TC相比較，大小關(guān)系為()圖5ATBTATCBTATBTCCTBTATCDTBTATC答案C解析由題圖中各狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積的值得：pAVApCVCpBVB，因?yàn)镃，可知TATCTB.