2015-2016學(xué)年高二物理粵教版選修3-3學(xué)案：第二章 固體、液體和氣體 章末總結(jié) 含解析

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績(jī)學(xué)案11章末總結(jié)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(méi)有例1關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法中正確的是(）a可以根據(jù)各向異性或各向同性來(lái)鑒別晶體和非晶體b一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?，發(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(wú)法用來(lái)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(wú)

2、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)誤答案c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

3、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(wèn)題，巧妙地選取對(duì)象，使變質(zhì)量的氣體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問(wèn)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(méi)有接觸；然后打開k，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間

4、,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)嵩吹臏囟萾；（2)重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積vx。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(guò)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(guò)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：vxv

5、0;另一解vxv0，不合題意，舍去答案(1)t0（2）v0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？解析（1）初始時(shí)，pa0p0gh2 atm,va0打開閥門k后，a室

6、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)関0，壓強(qiáng)仍為p0，即等壓過(guò)程根據(jù)蓋呂薩克定律得tt0450 k因?yàn)閠1400 k450 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(guò)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.答案（1）v0（2)015.2 cm三、理想氣體的圖象問(wèn)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)

7、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4一定質(zhì)量的理想氣體,在狀態(tài)變化過(guò)程中的pt圖象如圖3所示在a狀態(tài)時(shí)的體積為v0，試畫出對(duì)應(yīng)的vt圖象和pv圖象解析對(duì)氣體ab的過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律，有p0v03p0vb，則vbv0.由此可知a、b、c三點(diǎn)的狀態(tài)參量分別為:a：p0、t0、v0；b：3p0、t0、v0；c：3p0、3t0、v0。 圖3vt圖象和pv圖象分別如圖甲、乙所示答案見(jiàn)解析圖1(晶體和非晶體）下列關(guān)于晶體與非晶體的說(shuō)法，正確的是(）a橡膠切成有規(guī)則的幾何

8、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(méi)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(méi)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。（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)(

9、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(guò)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(wèn)題）一定質(zhì)