（全國(guó)通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 選考部分 熱學(xué) 2 固體、液體與氣體課件.ppt

《（全國(guó)通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 選考部分 熱學(xué) 2 固體、液體與氣體課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 選考部分 熱學(xué) 2 固體、液體與氣體課件.ppt（78頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講 固體、液體與氣體,【知識(shí)導(dǎo)圖】,異性,熔點(diǎn),表面積,p1V1=p2V2,【微點(diǎn)撥】 1.封閉氣體壓強(qiáng)的求解步驟: (1)確定研究對(duì)象。 (2)受力分析。 (3)列出力學(xué)方程。 (4)代入數(shù)據(jù)求解。,2.處理“兩團(tuán)氣”問題的技巧: (1)分析“兩團(tuán)氣”初、末狀態(tài)的壓強(qiáng)關(guān)系。 (2)分析“兩團(tuán)氣”的體積及其變化關(guān)系。 (3)分析“兩團(tuán)氣”狀態(tài)參量的變化特點(diǎn),選取合適的實(shí)驗(yàn)定律列方程。,【慧眼糾錯(cuò)】 (1)大塊塑料粉碎成形狀相同的顆粒,每個(gè)顆粒即為 一個(gè)單晶體。 糾錯(cuò):_____________________________ (2)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。 糾錯(cuò):_______

2、____________________________,塑料粉碎成的顆粒仍為非晶體。,單晶體的有些物理性質(zhì)是各向異性的。,(3)液晶是液體和晶體的混合物。 糾錯(cuò):_________________________________________ _______ (4)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí),水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化,這時(shí) 蒸發(fā)和凝結(jié)就停止了。 糾錯(cuò):_________________________________________ _______,液晶既不是液體,也不是晶體,更不是二者的混,合物。,水蒸氣達(dá)到飽和時(shí),蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行,并未,停止。,(5)船浮于水面上是由于液體的表面張力。 糾錯(cuò):__

3、________________________________________ _____________ (6)一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化時(shí),其體積與攝氏 溫度成正比。 糾錯(cuò):_________________________,船浮于水面上是由于浮力作用,而不是液體的表,面張力作用。,體積與熱力學(xué)溫度成正比。,(7)在悶熱的夏天我們感到非常的不舒服,是因?yàn)榭諝?的絕對(duì)濕度很大。 糾錯(cuò):_________________________,應(yīng)是空氣的相對(duì)濕度很大。,考點(diǎn)1固體和液體的性質(zhì) 【典題探究】 【典例1】(多選)(2018錦州模擬)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟,用燒熱的針接觸其上

4、一點(diǎn),蠟熔化的范圍如圖所示。甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,則() 導(dǎo)學(xué)號(hào)04450276,A.甲、乙為非晶體,丙是晶體 B.甲、丙為晶體,乙是非晶體 C.甲、丙為非晶體,乙是晶體 D.甲為多晶體,乙為非晶體,丙為單晶體,【解析】選B、D。由題圖可知,甲、乙在導(dǎo)熱性質(zhì)上表現(xiàn)各向同性,丙具有各向異性,甲、丙有固定的熔點(diǎn),乙無固定的熔點(diǎn),所以甲為多晶體、丙為單晶體,乙是非晶體, B、D正確,A、C錯(cuò)誤。,【通關(guān)秘籍】 1.晶體和非晶體: (1)單晶體具有各向異性,但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。 (2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體。,(3)

5、只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體。 (4)有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。,2.液體表面張力:,【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018漳州模擬)下列現(xiàn)象中,不能說明液體存在表面張力的有() A.吹出的肥皂泡成球形 B.硬幣能漂浮于水面上 C.滴入水中的紅墨水很快散開 D.在完全失重的環(huán)境下,熔化的金屬能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形,【解析】選C。吹出的肥皂泡成球形,硬幣能漂浮于水面上,在完全失重的環(huán)境下,熔化的金屬能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形,都是由于表面張力的作用;滴入水中的紅墨水很快散開,是自由擴(kuò)散的結(jié)果,與表面張力無關(guān);故選C。,2.(多選)(2018石家莊模擬)下列說法正確的 是() A

6、.把一枚針輕放在水面上,它會(huì)浮在水面,這是由于水表面存在表面張力 B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干凈的玻璃板上卻不能,這是因?yàn)橛椭顾谋砻鎻埩υ龃?C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中,自由飄浮的水滴呈球形,這是表面張力作用的結(jié)果 D.在毛細(xì)現(xiàn)象中,毛細(xì)管中的液面有的升高,有的降低,這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān) E.當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí),在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開,這是由于水膜具有表面張力,【解析】選A、C、D。水的表面張力托起針,A正確;水在油脂上不浸潤(rùn),在干凈的玻璃上浸潤(rùn),B錯(cuò)誤;當(dāng)宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),里面的所有物體均處于完全失重狀態(tài),此時(shí)自由飄浮

7、的水滴在表面張力作用下呈現(xiàn)球形,C正確;對(duì)于浸潤(rùn)液體,在毛細(xì)管中上升,對(duì)于非浸潤(rùn)液體,在毛細(xì)管中下降,D正確;在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開,是大氣壓的作用,E錯(cuò)誤。,【加固訓(xùn)練】 (多選)下列說法正確的是() A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體 B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體,D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變,【解析】選B、C、D。將一塊晶體敲碎后,得到的

8、小顆 粒還是晶體,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;固體可以分為晶體和非晶體兩 類,有些晶體在不同方向上各向異性,具有不同的光學(xué) 性質(zhì),選項(xiàng)B正確;由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于 原子的排列方式不同而成為不同的晶體,例如石墨和金 剛石,選項(xiàng)C正確;在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變 為非晶體,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,例如天然,石英是晶體,熔融過的石英卻是非晶體。把晶體硫加熱熔化(溫度超過300 )再倒進(jìn)冷水中,會(huì)變成柔軟的非晶硫,再過一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化為晶體硫,所以選項(xiàng)D正確;在熔化過程中,晶體要吸收熱量,雖然溫度保持不變,但是內(nèi)能要增加,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。,考點(diǎn)2氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生和計(jì)算 【典題探究】 【典例2】若已知大

9、氣壓強(qiáng)為p0,在圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài),圖中液體密度均為,求被封閉氣體的壓強(qiáng)。 導(dǎo)學(xué)號(hào)04450277,【解題探究】壓強(qiáng)乘以橫截面積等于壓力,關(guān)于力的問題,可以應(yīng)用什么規(guī)律解決上述問題? 提示:甲圖AB液柱處于平衡狀態(tài),可以應(yīng)用力的平衡規(guī)律處理,乙圖、丙圖問題也可以類似處理,若物體處于加速狀態(tài)可以應(yīng)用牛頓第二定律處理。,【解析】在甲圖中,以高為h的液柱為研究對(duì)象,由二力平衡知 p甲S=-ghS+p0S 所以p甲=p0-gh 在圖乙中,以B液面為研究對(duì)象,由平衡方程F上=F下有: pAS+ghS=p0S p乙=pA=p0-gh,在圖丙中,仍以B液面為研究對(duì)象,有 pA+ghsin 60=pB=

10、p0 所以p丙=pA=p0- gh 答案:甲:p0-gh乙:p0-gh丙:p0- gh,【通關(guān)秘籍】 理解氣體壓強(qiáng)的三個(gè)角度,【考點(diǎn)沖關(guān)】 如圖所示,光滑水平地面上放有一質(zhì)量為m的導(dǎo)熱汽缸, 用活塞封閉了一部分氣體?；钊|(zhì)量為 ,截面積為S, 可無摩擦滑動(dòng),汽缸靜止時(shí)與缸底距離為L(zhǎng)0。現(xiàn)用水平 恒力F向右推汽缸,最后汽缸與活塞達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)?態(tài)。已知大氣壓強(qiáng)為p0。求:導(dǎo)學(xué)號(hào) 04450278,(1)穩(wěn)定時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。 (2)穩(wěn)定時(shí)活塞與汽缸底部的距離。,【解析】(1)選擇汽缸、活塞和密閉氣體整體作為研究對(duì)象,受力分析可知,水平恒力F即為整體受到的合外力, 由牛頓第二定律得 F=(m+ )

11、a 隔離活塞對(duì)其受力分析,設(shè)封閉氣體壓強(qiáng)為p, 則由牛頓第二定律得,(p-p0)S= a 汽缸和活塞相對(duì)靜止具有相同的加速度,聯(lián)立以上兩式, 可得p=p0+,(2)由汽缸為導(dǎo)熱汽缸可知,汽缸內(nèi)氣體溫度不變,氣 體為等溫變化,設(shè)穩(wěn)定時(shí)活塞與缸底部的距離為L(zhǎng) 由理想氣體狀態(tài)方程 =C得 p0L0S=pLS 可得L= 答案:(1)p0+ (2),【加固訓(xùn)練】 如圖所示,一水平放置的汽缸,由橫截面積不同的兩圓 筒連接而成。活塞A、B用一長(zhǎng)為3L的剛性細(xì)桿連接。 它們可以在筒內(nèi)無摩擦地沿水平方向滑動(dòng)。活塞A、B 的橫截面積分別為SA=40 cm2、SB=20 cm2。A、B之間封 閉著一定質(zhì)量的理想氣

12、體。汽缸外大氣的壓強(qiáng)為,p0=1105 Pa,溫度T0=294 K。初始時(shí)活塞A與大圓筒底部(大小圓筒連接處)相距2L,汽缸內(nèi)氣體溫度為T1= 500 K時(shí),,(1)汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降至400 K時(shí),活塞移動(dòng)的位移。 (2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。,【解析】(1)汽缸內(nèi)氣體的溫度降低時(shí),其壓強(qiáng)不變,活 塞A、B一起向右移動(dòng),氣體狀態(tài)參量: V1=SA2L+SBL,V2=SA(2L-x)+SB(L+x), 已知:T1=500 K, 氣體發(fā)生等壓變化,由蓋呂薩克定律得: 解得:x=L,由于x=L<2L,表明活塞A未碰到大圓筒底部, 故活塞A、B向右移動(dòng)的位移

13、為L(zhǎng)。,(2)大活塞剛碰到大圓筒底部時(shí):V3=3SBL, 已知:T1=500 K, 由蓋-呂薩克定律得: 解得:T3=300 K,當(dāng)汽缸內(nèi) 封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí):T=T0=294 K,氣 體發(fā)生等容變化,由查理定律得: 解得:p=9.8 104 Pa。 答案:(1)L(2)9.8104 Pa,考點(diǎn)3理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 【典題探究】 【典例3】(2017全國(guó)卷)如圖,容積均為V的汽缸 A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細(xì)管的 中部,A、B的頂部各有一閥門K1、K3,B中有一可自由滑 動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí),三個(gè)閥門均 打開,活塞在B

14、的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,,使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ,汽缸導(dǎo)熱。導(dǎo)學(xué)號(hào)04450279,(1)打開K2,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)。 (2)接著打開K3,求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置。 (3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ,求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。,【題眼直擊】 (1)三個(gè)閥門均打開。 (2)活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。 (3)活塞穩(wěn)定時(shí)。,【解析】(1)設(shè)打開K2后,穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng) 為p1,體積為V1。依題意,被活塞分開的兩部分氣體都 經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得: p1V1 = p0V ;(3p0 )V = p1(2

15、V-V1); 聯(lián)立解得: V1 = ,p1 = 2p0,(2)打開K3后,由上式知活塞必上升。設(shè)在活塞下方氣 體與A中氣體的體積之和為V2(V22V) ,活塞下方氣體 壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得: (3p0 )V = p2 V2 ,可得:p2= 由上式可知,打開K3后活塞上升到B的頂部為止,此時(shí) p2= p0。,(3)設(shè)加熱后活塞下方氣體壓強(qiáng)為p3,氣體溫度從T1 =300 K上升到T2 = 320 K的等容過程中,由查理定律 得: 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入解得:p3=1.6p0。 答案:(1) 2p0(2)頂部 (3)1.6p0,【通關(guān)秘籍】 應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般步驟:,【考點(diǎn)沖關(guān)】

16、(2017全國(guó)卷)一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度為T0時(shí)的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓,重力加速度大小為g。,(1)求該熱氣球所受浮力的大小。 (2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力。 (3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。,【解析】(1)取1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣為研究對(duì)象,設(shè)它在溫度為T0時(shí)的體積為V0,則其密度 0= 設(shè)它在溫度為Tb時(shí)的體積為Vb,密度 b= 由于氣體壓強(qiáng)始終不變,由蓋呂薩克定律得 ,由得b= 熱氣球所受浮力的大小F浮=bgV 聯(lián)立得F浮= gV,(2)

17、由式可知?dú)馇騼?nèi)溫度為Ta的熱空氣的密度為 a= 熱氣球內(nèi)空氣所受的重力 G=aVg= gV,(3)設(shè)充氣后它還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件可得F浮=G+m0g+mg 由得m=T00V -m0 答案:(1) gV(2) gV (3)T00V -m0,【加固訓(xùn)練】 (2018青島模擬)某壓縮式噴霧器儲(chǔ)液桶的容量是5.710-3 m3。往桶內(nèi)倒入4.210-3 m3的藥液后開始打氣,打氣過程中藥液不會(huì)向外噴出。如果每次能打進(jìn)2.510-4m3的空氣,要使噴霧器內(nèi)藥液能全部噴完,且整個(gè)過程中溫度不變,則需要打氣的次數(shù)是(),A.16次 B.17次 C.20次 D.21次,【解析】選B。

18、設(shè)大氣壓強(qiáng)為p,由玻意耳定律,npV0+ pV=pV,V0=2.510-4m3,V=5.710-3 m3-4.2 10-3 m3=1.510-3 m3,V=5.710-3 m3,解得n=16.8 17次,選項(xiàng)B正確。,考點(diǎn)4氣體狀態(tài)變化中的圖象問題 【典題探究】 【典例4】(2018唐山模擬)如圖甲所示,上端開口的 光滑圓柱形汽缸豎直放置,橫截面積S=20 cm2的活塞將 一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體M封閉在汽缸 內(nèi)。在汽缸內(nèi)距底部H=30 cm處有a、b兩限制裝置(a、 b的體積可忽略),使活塞只能向上滑動(dòng)。開始時(shí)活塞擱,在a、b上,缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0(p0=1.0105 Pa,為大

19、氣壓強(qiáng)),溫度為27 ?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,其狀態(tài)變化如圖乙中的A、B、C所示,從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中活塞上升了4 cm?；钊宦?缸內(nèi)氣體可視為理想氣體,g取10 m/s2。求活塞的質(zhì)量和固體M的體積。導(dǎo)學(xué)號(hào)04450280,【解析】由題圖乙可判斷缸內(nèi)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B經(jīng)歷等容變化,設(shè)缸內(nèi)氣體在狀態(tài)A時(shí)溫度為TA=(27+273)K,在狀態(tài)B時(shí),氣體壓強(qiáng)為pB,溫度為TB=(57+273)K, 則由查理定律得 到狀態(tài)B時(shí)活塞離開a、b,設(shè)活塞的質(zhì)量為m,則,pB=p0+ 聯(lián)立解得m=2 kg。 從狀態(tài)B到狀態(tài)C缸內(nèi)氣體經(jīng)歷等壓變化,設(shè)缸內(nèi)氣體初狀態(tài)的體積為V0,在狀態(tài)C時(shí)溫度為T

20、C=(117+273)K,由蓋-呂薩克定律可得,解得V0=440 cm3, 則固體M的體積VM=SH-V0=160 cm3。 答案:2 kg160 cm3,【通關(guān)秘籍】 一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較:,【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.某一定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等壓膨脹、等溫壓縮、等 容降溫三個(gè)狀態(tài)變化后回到初始狀態(tài),整個(gè)過程的p-V 圖象如圖所示,則下列也能反映該過程的圖象是(),【解析】選B。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 =C,等壓膨脹 過程,溫度增加,p-T圖象與T軸平行,等溫壓縮過程,壓 強(qiáng)增加,p-T圖象與p軸平行,等容降溫過程,壓強(qiáng)減 小,p-T圖象經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)理想氣 體狀態(tài)方程 =C

21、,等壓膨脹過程,溫度增加,V-T圖象,經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),等溫壓縮過程,壓強(qiáng)增加,V-T圖象與V軸平行,等容降溫過程,壓強(qiáng)減小,V-T圖象與T軸平行,故C、D錯(cuò)誤。,2.(2018唐山模擬)回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備,制冷極限約50 K。某臺(tái)設(shè)備工作時(shí),一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個(gè)過程:從狀態(tài)A到B和C到D是等溫過程,溫度分別為t1=27 和t2= -133 ;從狀態(tài)B到C和D到A是等容過程,體積分別為V0和5V0。求狀態(tài)B與D的壓強(qiáng)之比。,【解析】A到B、C到D均為等溫過程,則TB=(27+273)K =300 K,TD=(-133+273)K=140 K,由理想氣體狀態(tài)

22、方程 可知: 得: 答案:10.7,【加固訓(xùn)練】 如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋?態(tài)C的V-T圖象。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5 105 Pa。 (1)說出AB過程中壓強(qiáng)變化的情形,并根據(jù)圖象提供的信息,計(jì)算圖甲中TA的溫度值。,(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中,作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖象,并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C。如果需要計(jì)算才能確定的有關(guān)坐標(biāo)值,請(qǐng)寫出計(jì)算過程。,【解析】(1)由圖甲所示圖象可知,A與B的連線的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O, 所以AB是一個(gè)等壓變化, 即pA=pB=1.5105 Pa, 由圖示圖象可知:VA=0.4 m3,VB=VC=0.6 m3, TB=300 K,TC=400 K,,從A到B過程,由蓋-呂薩克定律得: 得TA=200 K。 (2)由圖甲所示圖象可知,從B到C為等容過程, 由(1)知: pB=1.5105 Pa,TB=300 K,TC=400 K, 由查理定律得:,解得:pC=2105 Pa,氣體狀態(tài)變化圖象如圖所示: 答案:(1)壓強(qiáng)不變200 K(2)見解析,