2022_2023學(xué)年新教材高中物理第二章氣體液體和固體章末小結(jié)與素養(yǎng)評價課件粵教版選擇性必修第三冊-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

一、主干知識成體系第二章　氣體、液體和固體二、遷移交匯辨析清(一)氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解及應(yīng)用[典例1] 　一個質(zhì)量不計(jì)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在上端開口的圓筒形容器內(nèi)，活塞上堆放著鐵砂，如圖所示，最初活塞擱置在容器內(nèi)壁的固定卡環(huán)上，氣柱的高度為H0，橫截面積為S，壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0，現(xiàn)對氣體緩慢加熱，當(dāng)氣體溫度升高了ΔT＝60 K時，活塞及鐵砂開始離開卡環(huán)而上升，繼續(xù)加熱直到氣柱高度為H1＝1.5H0。此后，在維持溫度不變的條件下逐漸取出鐵砂，直到鐵砂全部取走時，氣柱高度為H2＝1.8H0，求此時氣體的溫度(不計(jì)活塞與容器之間的摩擦)。[答案]　540 K(二)變質(zhì)量問題及處理方法1．打氣問題選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題。2．抽氣問題將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程。3．灌氣問題把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。4．漏氣問題選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題。典例2　如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個氣缸連通而成，容器平放在水平地面上，氣缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?。平衡時，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強(qiáng)為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒有到達(dá)兩氣缸的連接處，求：(1)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；(2)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。[針對訓(xùn)練]2．鋼瓶中裝有一定質(zhì)量的氣體，現(xiàn)在用兩種方法抽取鋼瓶中的氣體，第一種方法是用小抽氣機(jī)，每次抽出1 L氣體，共抽取兩次，第二種方法是用大抽氣機(jī)，一次性抽取2 L氣體，在抽氣過程中無漏氣，且溫度不變，則這兩種抽法中，抽取氣體質(zhì)量較多的是 (　　) A．第一種抽法B．第二種抽法C．兩種抽法抽出氣體質(zhì)量一樣多D．無法判斷答案：A3．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·廣東卷)輪胎氣壓是行車安全的重要參數(shù)。某型號汽車輪胎容積V0為25 L，安全氣壓范圍為2.4～3.0 atm。汽車行駛一段時間后，發(fā)現(xiàn)胎壓下降到p1＝2.0 atm，用車載氣泵給其充氣，氣泵每秒鐘注入0.5 L壓強(qiáng)為p0＝1.0 atm的空氣。忽略輪胎容積與氣體溫度的變化。為使氣壓回到安全范圍，求氣泵工作的時間范圍。解析：外部向內(nèi)部充氣的過程，根據(jù)玻意耳定律有pV0＝p1V0＋p0V設(shè)氣泵工作的時間為t，則有V＝0.5t(L)聯(lián)立兩式得pV0＝p1V0＋p0×0.5t代入數(shù)據(jù)得p＝2＋0.02t(atm)由于2.4 atm≤p≤3.0 atm得20 s≤t≤50 s。答案：20 s≤t≤50 s(三)固體和液體的性質(zhì)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)只要具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(3)單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有天然規(guī)則的幾何外形，所以不能從形狀上區(qū)分晶體與非晶體。(4)晶體和非晶體不是絕對的，在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化。(5)液晶既不是晶體也不是液體。2．液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特征：表面層中分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層張緊的彈性薄膜。(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。(4)表面張力的效果：使液體表面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最小。典例3　(多選)關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法中正確的是 (　　)A．慢慢向小茶杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不會流下來，此現(xiàn)象與液體表面張力有關(guān)B．具有各向同性的物質(zhì)一定沒有確定的熔點(diǎn)C．某種液體和固體接觸，當(dāng)固體分子對液體分子的吸引力大于液體分子之間的吸引力時，該液體浸潤固體D．液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定，外界條件的變動不會引起液晶分子排列變化[解析]　液體表面張力是液體表面層內(nèi)的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大，分子力表現(xiàn)為引力的結(jié)果，液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢，慢慢向小茶杯中注水，即使水面高出杯口，水仍不會流下來，此現(xiàn)象與液體表面張力有關(guān)，A正確；多晶體是各向同性的，但有確定的熔點(diǎn)，B錯誤；某種液體和固體接觸時存在附著層，當(dāng)附著層內(nèi)的分子比液體內(nèi)部分子密集時，分子力表現(xiàn)為斥力，該液體浸潤固體，C正確；液晶具有液體的流動性，其物理性質(zhì)并不穩(wěn)定，液晶分子的排列是不穩(wěn)定的，外界的微小變動就能引起液晶分子排列的變化，D錯誤。[答案]　AC[針對訓(xùn)練]4．(多選)關(guān)于固體、液體的性質(zhì)，下列說法正確的是 (　　)A．非晶體不可能轉(zhuǎn)化為晶體B．單晶體有確定的熔點(diǎn)，多晶體沒有確定的熔點(diǎn)C．某些細(xì)小的昆蟲能夠在水面上自由運(yùn)動而不下沉，說明水的表面具有張力作用D．玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，這是由于表面張力的作用解析：有的非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，選項(xiàng)A錯誤；單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)B錯誤；細(xì)小的昆蟲能夠在水面上自由運(yùn)動而不下沉，玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，這兩個實(shí)例都說明液體的表面具有張力作用，則C、D正確。答案：CD5．由于海水表面有表面張力的作用，水珠之間相互吸引著，這樣使得風(fēng)很難把水珠刮起，只能夠形成海浪，所以海洋上的風(fēng)中只帶有少量的水沫；而沙漠中的沙子卻不一樣，沙粒之間幾乎沒有作用力，所以風(fēng)很容易刮起大量的沙子……根據(jù)以上規(guī)律聯(lián)系所學(xué)知識請你設(shè)想，如果玻璃杯中盛有少量水銀，放在太空軌道上運(yùn)行的宇宙飛船內(nèi)，水銀在杯子中將呈現(xiàn)如圖所示的怎樣的形狀 (　　)解析：在宇宙飛船內(nèi)處于完全失重的情況下，由于重力的存在而產(chǎn)生的一切現(xiàn)象隨之消失，因?yàn)橐后w的表面張力不受失重的影響，水銀不浸潤玻璃，水銀的形狀只由表面張力來決定。在液體表面張力的作用下，水銀的表面有收縮到最小的趨勢，而體積一定時，球形的表面積最小，所以最終水銀會呈現(xiàn)球形，D正確。答案：D　三、創(chuàng)新應(yīng)用提素養(yǎng)1. (2021·山東濟(jì)寧期中)(多選)如圖所示，a、b是航天員在飛船實(shí)驗(yàn)艙做水球?qū)嶒?yàn)時水球中形成的兩個氣泡，a、b兩氣泡溫度相同且a的體積大，氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，則下列說法正確的是 (　　)A．水球呈球形是表面張力作用的結(jié)果B．a(chǎn)內(nèi)氣體的分子平均動能比b內(nèi)的小C．a(chǎn)內(nèi)氣體的分子平均動能比b內(nèi)的大D．在水球表面滴一小滴紅墨水，若水球未破，最后水球?qū)⒊始t色解析：水球呈球形是表面張力作用的結(jié)果，故A正確；溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志，故a內(nèi)氣體的分子平均動能與b的等大，B、C錯誤；在水球表面滴一小滴紅墨水，若水球未破，將發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，最后水球?qū)⒊始t色，故D正確。答案：AD　2．(2021·黑龍江哈爾濱三中高二下檢測)容積V＝20 L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強(qiáng)p ＝10 atm，打開鋼瓶閥門，讓氧氣分裝到容積為V′＝5 L的小鋼瓶中去，小鋼瓶已抽成真空。分裝完成后，每個鋼瓶的壓強(qiáng)p′＝2 atm。在分裝過程中無漏氣現(xiàn)象，且溫度保持不變，那么最多可能裝的瓶數(shù)是 (　　)A．4瓶　　　　　　　 B．10瓶C．16瓶 D．20瓶解析：取原來鋼瓶中的所有氣體為研究對象，初態(tài)p＝10 atm，V＝20 L，末態(tài)p′＝2 atm，V1＝V＋nV ′(n為瓶數(shù))，根據(jù)玻意耳定律可得pV＝p′V1，代入數(shù)據(jù)解得n＝16，故C正確。答案：C3．熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10－2 m3，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106 Pa；室溫溫度為27 ℃。氬氣可視為理想氣體。(1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；(2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ℃，求此時爐腔中氣體的壓強(qiáng)。解析：(1)設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時，其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0＝p1V1 ①被壓入到爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1′＝V1－V0 ②設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p2，體積為V2。由玻意耳定律p2V2＝10p1V1′ ③答案：(1)3.2×107 Pa　(2)1.6×108 Pa　