【绿色通道】高考物理 固体液体气体的实验定律课件 新人教选修33

一、固体1．固体通常可分为________和________，其结构和性质见下表分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵几何形状天然有规则各向异性________一定的熔解温度(熔点)多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成无天然规则的几何外形各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的________一定的熔解温度2.晶体的微观结构(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列．(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点晶体有天然的规则几何形状是由于内部微粒________地排列．晶体表现为各向异性是由于从内部任何一点出发，在不同方向上相等距离内微粒数________．晶体的多型性是由于组成晶体的微粒不同的________形成的．二、液体1．液体的表面张力液体表面具有收缩的趋势，液体表面各部分间相互吸引的力叫做表面张力．表面张力使液体自动收缩，液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向和液面________；表面张力的大小除了跟边界线的________有关外，还跟液体的________、________有关．2．液体的毛细现象浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，称为毛细现象.浸润不浸润附着层分子力表现为斥力分子力表现为引力在毛细管中液面上升而呈凹形液面下降而呈凸形3.液晶的性质特点(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性；(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体；(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，从另外一个方向看则是杂乱无章的；(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变．三、饱和汽和饱和汽压、相对湿度1．饱和汽和未饱和汽(1)饱和汽：在密闭容器中的液体，不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当两个同时存在的过程达到________时，宏观的蒸发停止，这种与液体处于动态平衡的蒸汽称为饱和汽．(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽称为未饱和汽．2．饱和汽压：在一定温度下饱和汽的分子密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强称做这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度的升高而增大．3．相对湿度四、气体1．气体的三个状态参量：________、______、________.2．气体的实验定律(1)玻意耳定律①公式：PV＝恒量，或________．②微观解释：一定质量的理想气体，分子的总数是一定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变，气体的体积减小到原来的几分之一，气体的密度就增大到原来的几倍，因此压强就增大到原来的几倍，反之亦然，所以气体的压强与体积成反比．②微观解解释：：一定定质量量的理理想气气体，，气体体总分分子数数N不变；；气体体体积积V不变，，则单单位体体积内内的分分子数数不变变；当当气体体温度度升高高时，，说明明分子子的平平均动动能增增大，，则单单位时时间内内跟器器壁单单位面面积上上碰撞撞的分分子数数增多多，且且每次次碰撞撞器壁壁产生生的平平均冲冲力增增大，，因此此气体体压强强p将增大大．②微观解解释：：一定定质量量的理理想气气体，，当温温度升升高时时，气气体分分子的的平均均动能能增加加；要要保持持压强强不变变，必必须减减小单单位体体积内内的分分子个个数，，即增增大气气体的的体积积．(4)理想想气体体状态态方程程①理想气气体：：任何何条件件下始始终遵遵守气气体________的的气体体，实实际气气体在在________不太太大(与________相相比)、________不不太低低(与与________相比比)的的情况况下，，可视视为理理想气气体．．②理想气气体无无________，其其内能能仅由由________和气气体的的________来决决定．．答案：：一、1.晶晶体非非晶晶体有有没没有有2.(2)有规规则不不同同空空间排排列二、1.(1)相切切长度种种类温温度三、1.(1)动态态平衡3.压强四、1.温温度体积积压强2．p1V1＝p2V2(4)实验验定律压压强大气气压温度度室温分分子势能能温度物物质的量量1．气体分分子运动的的特点(1)由于于气体分子子间的距离离较大(约约为分子直直径的10倍)，故故气体分子子可看做质质点．(2)气体体分子间的的碰撞十分分频繁．(3)气体体分子运动动的统计规规律：某任任一时刻，，气体分子子沿各方向向运动的机机会均等，，即沿各个个方向运动动的分子数数目相同；；大量分子子的无规则则运动，其其速率按一一定规律分分布，即““中间多、、两头少””的分布规规律(“中中间多”是是指处于中中间速率的的分子数多多；“两头头少”是指指速率很大大的和速率率很小的分分子数少．．)2．分子的的平均动能能(1)意义义：物质分分子由于热热运动而具具有的动能能的平均值值，叫分子子平均动能能．(2)温度度是分子平平均动能的的标志．3．气体压压强的微观观解释(1)气体体的压强是是由气体中中大量做无无规则运动动的分子对对器壁频繁繁持续的碰碰撞产生的的．压强数数值上等于于大量气体体分子作用用在器壁单单位面积上上的平均作作用力．(2)明确确气体压强强的决定因因素气体分子密密集程度与与平均动能能．4．气体实实验定律的的微观解释释(1)一定定质量的气气体，分子子的总数是是一定的，，在温度保保持不变时时，分子的的平均动能能保持不变变，气体的的体积减小小到原来的的几分之一一，气体的的密集程度度就增大到到原来的几几倍，因此此压强就增增大到原来来的几倍，，反之亦然然，所以气气体压强与与体积成反反比，这就就是玻意耳耳定律．(2)一定定质量的气气体，体积积保持不变变而温度升升高时，分分子的平均均动能增大大，因而气气体压强增增大，温度度降低，情情况相反，，这就是查查理定律所所表达的内内容．(3)一定定质量的气气体，温度度升高时要要保持压强强不变，只只有增大气气体体积，，减小分子子的密集程程度才行，，这就是盖盖·吕萨克克定律所表表达的内容容．续表如图所示，，一个横截截面积为S的圆筒形容容器竖直放放置，金属属圆块A的上表面是是水平的，，下表面是是倾斜的，，下表面与与水平面的的夹角为θ，圆块的质质量为M，不计圆块块与容器内内壁之间的的摩擦，若若大气压强强为p0，则被圆块块封闭在容容器中的气气体的压强强p为()A．p0＋Mgcosθ/SB．p0/cosθ＋Mg/(Scosθ)C．p0＋Mgcos2θ/SD．p0＋Mg/S思路点拨：：金属圆块处处于平衡状状态，隔离离圆块进行行受力分析析，根据共共点力作用用下物体的的平衡条件件求解．解析：对圆块进进行受力力分析：：重力Mg，大气压压的作用用力p0S，封闭气气体对它它的作用用力pS/cosθ，容器侧侧壁的作作用力F1和F2，如图所所示．由由于不需需要求出出侧壁的的作用力力，所以以只考虑虑竖直方方向合外外力为零零，就可可以求被被封闭的的气体压压强．圆圆块在竖竖直方向向上合外外力为零零，有p0S＋Mg＝(pS/cosθ)·cosθ，p＝p0＋Mg/S.答案：D点评：气体对器器壁及活活塞的压压力始终终垂直于于表面，，此题中中封闭气气体对圆圆板下表表面的压压力斜向向上，而而非竖直直向上．．跟踪训练练1一圆形汽汽缸静置置于地面面上，如如图所示示，汽缸缸筒的质质量为M，活塞的的质量为为m，活塞面面积为S，大气压压强为p0.现将活活塞缓慢慢上提，，求汽缸缸刚离开开地面时时汽缸内内气体的的压强．．(忽略略摩擦)某登山运运动员在在一次攀攀登珠穆穆朗玛峰峰的过程程中，在在接近山山顶时他他裸露在在手腕上上的防水水手表的的表盘玻玻璃突然然爆裂了了，而手手表没有有受到任任何撞击击，该手手表出厂厂时给出出的参数数为：27℃℃时表内内气体压压强为1.0××105Pa(常常温下的的大气压压强值)，当内内外压强强差超过过6.0×104Pa时表表盘玻璃璃将爆裂裂．当时时登山运运动员携携带的温温度计的的读数是是－21℃，，表内气气体体积积的变化化可忽略略不计．．(1)通通过计算算判断手手表的表表盘玻璃璃是向外外爆裂还还是向内内爆裂？？(2)当当时外界界的大气气压强为为多少？？思路点拨拨：对于实际际问题，，在认真真审题的的前提下下，根据据所学知知识，从从中抽象象出理想想模型，，结合相相关规律律求解．．解析：(1)取取表内封封闭气体体为研究究对象初状态的的压强为为p1＝1.0×105Pa温度为T1＝(273＋27)K＝300K其末状态态的压强强为p2，温度为为T2＝(273－21)K＝252K解得：p2＝8.4×104Pa如果手表表的表盘盘玻璃是是向内爆爆裂的，，则外界界的大气气压强为为p0＝p2＋Δp＝8.4×104Pa＋6.0×104Pa＝1.44×105Pa，大于山山脚下的大气气压强(即常常温下的大气气压强)，这这显然是不可可能的，所以以可判断手表表的表盘玻璃璃是向外爆裂裂的．(2)当时外外界的大气压压强为p0＝p2－Δp＝8.4×104Pa－6.0×104Pa＝2.4×104Pa.答案：(1)手表的的表盘玻璃是是向外爆裂的的(2)2.4×104Pa点评：判断玻璃向哪哪侧爆裂，应应先假设一种种情况，求出出大气压再结结合实际，判判断是否合理理．跟踪训练2(2009··上海单科)如图所示，粗粗细均匀的弯弯曲玻璃管A、B两端开口，管管内有一段水水银柱，右管管内气体柱长长为39cm，中管内内水银面与管管口A之间气体柱长长为40cm.先将口口B封闭，再将左左管竖直插入入水银槽中，，设整个过程程温度不变，，稳定后右管管内水银面比比中管内水银银面高2cm，求：(1)稳定后后右管内的气气体压强p；(2)左管A端插入水银槽槽的深度h.(大气压强强p0＝76cmHg)答案：(1)78cmHg(2)7cm如图甲所示，，水平放置的的汽缸内壁光光滑，活塞厚厚度不计，在在A、B两处设有限制制装置，使活活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容容积为V0，A、B之间的容积为为0.1V0.开始时活塞塞在B处，缸内气体体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现缓慢加热热汽缸内气体体，直至399.3K．求：(1)活塞刚刚离开B处时的温度TB；(2)缸内气气体最后的压压强p；(3)在乙图图中画出整个个过程的p－V图线．思路点拨：本题阐述的是是一个较为复复杂的气体状状态变化过程程，巧妙地把把三个变化过过程(等容——等压—等容容)联系在一一起，涉及气气体4个状态态，12个状状态参量．由由于涉及过程程及参量较多多，极易混淆淆而导致错误误．解题关键键在于明确变变化过程，弄弄清状态参量量.状态压强体积温度变化过程10.9p0V0297K2p0V0T21→2等容变化3p01.1V0T32→3等压变化4p41.1V0399.3K3→4等容变化解析：(1)加热汽汽缸到活塞刚刚离开B，气体体积不不变(3)如图所所示：答案：(1)330K(2)1.1p0(3)见解析析点评：明确研究对象象的状态及状状态参量，是是解决气体问问题的关键．．对于图象问问题要知道等等压、等温、、等容过程在在p－V、p－T、V－T坐标中图线特特点，找出关关键的状态然然后连线画图图．跟踪训练3(2010··江苏单科)为了将空气装装入气瓶内，，现将一定质质量的空气等等温压缩，空空气可视为理理想气体．下下列图象能正正确表示该过过程中空气的的压强p和体积V关系的是()答案：B1．关于晶体体和非晶体，，下列说法中中正确的是()A．具有各向向同性的物体体一定没有明明显的熔点B．晶体熔化化时，温度不不变，则内能能也不变C．通常的金金属材料在各各个方向上的的物理性质都都相同，所以以这些金属都都是非晶体D．晶晶体和和非晶晶体在在适当当条件件下可可相互互转化化答案：：D解析：：多晶体体显示示各向向同性性，但但具有有确定定的熔熔点，，A错错；晶晶体熔熔化时时，其其温度度虽然然不变变，但但其体体积和和内部部结构构可能能发生生变化化，则则内能能就可可能发发生变变化，，故B错；；金属属材料料虽然然显示示各向向同性性，并并不意意味着着一定定是非非晶体体，可可能是是多晶晶体，，故C错；；理论论和实实验都都证明明非晶晶体是是不稳稳定状状态，，在适适当的的条件件下会会变成成晶体体，因因此选选项D正确确．2．玻玻璃烧烧杯中中盛有有少许许水银银，在在太空空轨道道上运运行的的宇宙宙飞船船内，，水银银在烧烧杯中中呈怎怎样的的形状状(如如图所所示)()答案：：D解析：：因为水水银不不浸润润玻璃璃，所所以在在完全全失重重的情情况下下，其其形状状由表表面张张力决决定．．在表表面张张力作作用下下表面面要收收缩至至最小小，因因而最最终水水银成成球形形．3．由由饱和和汽和和饱和和汽压压的概概念，，选出出下列列结论论中哪哪些是是正确确的()A．饱饱和汽汽和液液体之之间的的动态态平衡衡，是是指汽汽化和和液化化同时时进行行，且且进行行的速速率相相等B．一一定温温度下下饱和和汽的的密度度为一一定值值，温温度升升高，，饱和和汽的的密度度增大大C．一一定温温度下下的饱饱和汽汽压，，随饱饱和汽汽体积积的增增大而而增大大D．饱饱和汽汽压跟跟绝对对温度度成正正比答案：：AB解析：：由动态态平衡衡概念念可知知A正正确；；在一一定温温度下下，饱饱和汽汽的密密度是是一定定的，，它随随着温温度升升高而而增大大，故故B正正确；；一定定温度度下的的饱和和汽压压与体体积无无关，，C错错误；；饱和和汽压压随温温度升升高而而增大大，原原因是是：温温度升升高时时，饱饱和汽汽的密密度增增大；；温度度升高高时，，气体体分子子平均均速率率增大大．理理想气气体状状态方方程不不适用用于饱饱和汽汽，饱饱和汽汽压和和绝对对温度度的关关系不不成正正比，，饱和和汽压压随温温度的的升高高增大大得比比线性性关系系更快快，D错误误．4．．(2010··广广东东理理综综)如图图所所示示，，某某种种自自动动洗洗衣衣机机进进水水时时，，与与洗洗衣衣缸缸相相连连的的细细管管中中会会封封闭闭一一定定质质量量的的空空气气，，通通过过压压力力传传感感器器感感知知管管中中的的空空气气压压力力，，从从而而控控制制进进水水量量．．设设温温度度不不变变，，洗洗衣衣缸缸内内水水位位升升高高，，则则细细管管中中被被封封闭闭的的空空气气()A．．体体积积不不变变，，压压强强变变小小B．．体体积积变变小小，，压压强强变变大大C．．体体积积不不变变，，压压强强变变大大D．．体体积积变变小小，，压压强强变变小小答案案：：B解析析：：由图图可可知知空空气气被被封封闭闭在在细细管管内内，，水水面面升升高高时时，，根根据据玻玻意意尔尔定定律律，，气气体体压压强强增增大大，，气气体体体体积积减减小小．．5．．我我国国北北方方冬冬季季需需要要对对房房间间空空气气加加热热，，设设有有一一房房间间室室内内面面积积为为14m2，高高为为3.0m，，室室内内空空气气通通过过房房间间缝缝隙隙与与外外界界大大气气相相通通．．开开始始时时室室内内空空气气温温度度为为0℃℃，，通通过过加加热热使使室室内内温温度度升升为为20℃℃.已已知知气气体体在在标标准准状状况况下下的的摩摩尔尔体体积积为为22.4L/mol，，试试估估算算这这个个过过程程中中有有多多少少个个空空气气分分子子从从室室内内跑跑出出．．(保保留留两两位位有有效效数数字字)．．答案：8.2××1025个6．用真真空泵抽抽出某容容器中的的空气，，若某容容器的容容积为V，真空泵泵一次抽抽出空气气的体积积为V0，设抽气气时气体体温度不不变，容容器里原原来的空空气压强强为p，抽出n次空气后后容器中中空气的的压强是是多少？？7．(2010·大大连模拟拟)如图所示示，将导导热汽缸缸开口向向上