《（名师导学）2020版高考物理总复习 第十三章 第3节 气体、固体和液体教学案 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（名师导学）2020版高考物理总复习 第十三章 第3节 气体、固体和液体教学案 新人教版（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节气体、固体和液体【p224】夯实基础描述气体状态的物理量1体积V：气体分子所能达到的空间的体积，密闭容器中气体的体积_等于_容器的容积单位：m3，1 m3103 dm3(L)106 cm3(mL)2温度(T或t)：摄氏温标与热力学温标关系：T(t273)K，Tt.3压强p：(1)气体的压强：气体作用在器壁_单位面积_上的压力(2)产生原因及决定因素宏观：气体作用在器壁单位面积上的压力，大小取决于分子数密度和温度T.微观：大量气体分子无规则热运动对器壁碰撞产生的，大小取决于单位体积内的分子数(分子数密度)和分子平均速率(3)气体压强的特点：封闭气体压强处处_相等_(4)单位：国际单位是帕(
2、Pa)，常用单位有：标准大气压(atm)、厘米汞柱(cmHg)和毫米汞柱(mmHg)换算关系是：1 atm76 cmHg1.013105 Pa，1 mmHg133 Pa.考点突破例1关于对气体压强的理解，下列说法正确的是()A气体的压强是由于地球对气体分子的吸引而产生的B气体的压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的C气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能D某一密闭容器中各器壁受到的气体压强是相同的【解析】气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，而不是由地球引力产生的，故A错误、B正确从微观看，气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能，故C正确某一密
3、闭容器中各器壁受到的气体压强是相同的，故D正确【答案】BCD【小结】1.气体压强的微观解释气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力气体分子的平均动能越大，分子越密，对单位面积器壁产生的压力就越大，气体的压强就越大2气体实验定律的微观解释(1)一定质量的气体，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密度减小，情况相反，所以气体压强与体积成反比，这就是玻意耳定律(2)一定质量的气体，体积保持不变而温度升高时，分子的平均动能增大
4、，因而气体压强增大；温度降低，情况相反，这就是查理定律所表达的内容(3)一定质量的气体，温度升高时要保持压强不变，只有增大气体体积，减小分子的分布密度才行，这就是盖吕萨克定律所表达的内容针对训练1一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大，则有关原因错误的是(D)A温度升高后，气体分子的平均速率变大B温度升高后，气体分子的平均动能变大C温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大D温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了【解析】温度升高后，分子的平均动能增加，根据Ekmv2知气体分子的平均速率变大，故A、B正确；温度升高后，分子的平均动能增加，分子撞击器壁
5、的平均作用力增大，故C正确；体积不变，分子的密集程度不变，单位体积内的分子数不变，撞到器壁单位面积上的分子数增多，故D错误【p224】夯实基础气体分子速率分布规律在一定状态下，气体的大多数分子速率都在某个数值附近，速率离这个数值越远，具有这种速率的分子就越少，即气体分子速率总体上呈现出“中间多，两头少”的分布特征考点突破例2密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1_(填“大于”或“小于”)T2.【解析】温度升高时，平均动能增大，气体分子平均速率变大，图象的峰值向速率增大的方向移动，所
6、以T1T2.【答案】平均动能小于【小结】决定分子速率分布的两个因素1温度当温度升高时，分子速率增大的概率增大，分子的平均速率增大；当温度降低时，分子平均速率减小2分子质量温度相同时，分子质量较大，则分子平均速率较小，分子质量较小，则分子平均速率较大针对训练2氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知(D)A随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大B随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C状态的温度比状态的温度高D同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律【解析】随着温度的升高，氧气分子中速率大的
7、分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大；故A错误温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大；故B错误由图可知，中速率大的分子占据的比例较大，则说明对应的平均动能较大，故对应的温度较高；故C错误同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律；故D正确故选D.【p225】夯实基础1气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：内容：一定质量的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的_乘积_保持不变数学表达式：_pVC(常量)或p1V1p2V2_适用条件：a.气体质量不变、_温度保持不变_；b.气体温度不
8、太低(与室温相比)、压强不太大(与大气压相比)(2)查理定律(等容变化)：内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成_正比_，这个规律叫做查理定律数学表达式：_C(常量)或或_适用条件：a.气体的质量、_体积保持不变_；b.气体压强不太大，温度不太低 (3)盖吕萨克定律(等压变化)：内容：一定质量的气体在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成_正比_数学表达式：_C(常量)或或_适用条件：a.气体质量不变、_压强保持不变_；b.气体温度不太低、压强不太大2气体实验三定律的比较气体状态变化图象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)盖吕萨克定律(等压变化
9、)数学表达式p1V1p2V2或pVC(常量)或C(常量)或C(常量)同一气体的两条图线3.理想气体状态方程(1)理想气体的分子模型：理想气体是一种理想化模型，其微观模型是：分子本身大小可忽略；分子间除碰撞外不计分子之间的相互作用力，无分子势能，内能只与_温度_有关；分子间的碰撞看成_弹性碰撞_实际气体在温度不太低、压强不太大时，可近似看做理想气体(2)理想气体状态方程：内容：一定质量的理想气体发生状态变化时，它的压强与体积的乘积跟热力学温度的比值保持不变，这种关系称为理想气体的状态方程数学表达式：常量或.考点突破例3如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C.已知
10、状态A的温度为480 K求：(1)气体在状态C时的温度；(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，在状态B时的温度【解析】(1)A、C两状态体积相等，则有得TCTA K160 K.(2)由理想气体状态方程得TBTA K480 K.【小结】运用气体实验定律和理想气体状态方程解题的一般步骤：(1)明确所研究的气体状态变化过程；(2)确定初、末状态压强p、体积V、温度T；(3)根据题设条件选择规律(实验定律或状态方程)列方程；(4)根据题意列辅助方程(如压强大小的计算方程等)(5)联立方程求解例4如图所示，均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长管的横截面积为S，内装密度为的液体右管内有一质量为
11、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、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0.现使两管温度同时缓慢升高，求：(1)温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？(2)温度升高到多少时，左管内液面下降h?【解析】 (1)活塞未离开卡口前，右管内气体发生等容变化，由查理定律有刚离开时，由活塞平衡可知p1p0解得T1T0(2)随着活塞上升，右管内气体的压强不变；当左管液面下降h时，左管气体的压强为p2p12gh p02gh对左管气体，由理想气体状态方程有 解得：T2(p02gh)(Lh)针对训练3(多选)一定质量的理想气体经历
12、如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程中在pT图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab而cd平行于ab，由图可以判断(BCD)Aab过程中气体体积不断减小Bbc过程中气体体积不断减小Ccd过程中气体体积不断增大Dda过程中气体体积不断增大【解析】由理想气体状态方程C(常量)，整理得：pT，在pT图象中a到b过程斜率不变，不变，则得气体的体积不变，故A错误；由理想气体状态方程整理得：pT，可以判断图象上的各点与坐标原点连线的斜率即为，所以bc过程中气体体积不断减小，cd过程中气体体积不断增大，故B、C正确；da过程中，Od线的斜率大于Oa线的斜率，减小，则气
13、体的体积变大，故D正确4如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm；汽缸外大气的压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸
14、外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强【解析】(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得V1S1S2V2S2l在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸内气体的压强不变由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据得T2330 K(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有联立式并代入题给数据得p1.01105 Pa【p227】夯实基础理想气体在状态变化中体积V的变化，决定了功W的正负；温度T的变化，决定了内能变化量U的正、负因此，综合运用理气体状态方程和热力学第一定律，可解决一些问题考点突破例5封闭汽缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B再变化到状态C，其体积V随热力学温度T变化的关系图象如图所示，气体在状态B时
