新教材适用2023_2024学年高中物理第2章气体固体和液体章末小结课件新人教版选择性必修第三册

这是一份新教材适用2023_2024学年高中物理第2章气体固体和液体章末小结课件新人教版选择性必修第三册，共60页。
第二章　气体、固体和液体章 末 小 结知识网络构建方法归纳提炼 2．应用理想气体状态方程解题的一般思路：(1)选对象：根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定。(2)找参量：找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是个关键，常需结合力学知识(如力的平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式。(3)认过程：过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定，认清变化过程是正确选用物理规律的前提。(4)列方程：根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律，代入具体数值，T必须用热力学温度，p、V的单位要统一，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。二、应用状态方程处理变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用相关规律求解。1．充气问题向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的变质量的气体问题。只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。2．抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，可把抽气过程中的气体质量转化为定质量问题。3．分装问题将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。4．漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用相关方程式求解。如果选容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，用相关方程求解。(1)求室内温度；(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到消毒液完全流出，求充入空气与原有空气的质量比。三、气体状态变化的图像问题对于气体变化的图像，由于图像的形式灵活多变，含义各不相同，考查的内容又比较丰富，处理起来有一定的难度，要解决好这个问题，应从以下几个方面入手。1．看清坐标轴，理解图像的意义。2．观察图像，弄清图中各量的变化情况，看是否属于特殊变化过程，如等温变化、等容变化或等压变化。3．若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图像(如等温线、等容线或等压线)实现两个状态的比较。4．涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微观量的对应关系。三种气体状态变化图像的比较 如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。(1)说出A→B过程中气体压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中状态A气体的温度TA；(2)请在图乙坐标系中，作出气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C，如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。答案：(1)压强不变，TA＝200 K　(2)见解析四、液体微观结构、宏观性质及浸润、毛细现象1．液体的结构更接近于固体，具有一定体积，难压缩、易流动、没有一定形状等特点。2．表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的吸引力。它是由表面层内分子之间的引力产生的，表面张力使液体表面具有收缩的趋势。3．浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，是由附着层的分子分布性质决定的。4．毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用的结果。若液体浸润毛细管管壁，则附着层有扩张的趋势，毛细管中液面上升，反之，下降。 　在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图a所示。2021年6月17号，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号将聂海胜等三人送入我国空间站，若将此容器置于在轨道上正常运行的空间站上，则容器内液体的分布情况应是( 　　)A．仍然如图a所示B．只能如图b所示C．可能如图d或e所示D．可能如图b或c所示D解析： 容器与液体所受重力均提供容器与液体做匀速圆周运动的向心力。液体仅受表面张力的作用，使其自由表面收缩到最小状态，所以两者的自由表面都呈球形。如果液体对于容器是浸润的，那么将出现图c的情况。如果液体对于容器是不浸润的，那么就表现为图b的情况。进考场练真题一、高考真题探析(1)将环境温度缓慢升高，求B气缸中的活塞刚到达气缸底部时的温度；(2)将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向气缸内缓慢注入气体，求A气缸中的活塞到达气缸底部后，B气缸内第Ⅳ部分气体的压强。二、临场真题练兵1．(2023·北京高考真题)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体( 　　)A．分子的平均动能更小B．单位体积内分子的个数更少C．所有分子的运动速率都变小D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大A解析：夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都变小，故A正确、C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，B、D错误。2. (2023·江苏高考真题)如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中( 　　)A．气体分子的数密度增大B．气体分子的平均动能增大C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小B3．(2023·山东高考真题)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和)，逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。B2.04×105增大5. (2023·全国高考真题)如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为10 cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1 cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。(气体温度保持不变，以 cmHg为压强单位)答案：pA＝74.36 cmHg，pB＝54.36 cmHg解析：设B管在上方时上部分气压为pB，则此时下方气压为pA，此时有pA＝pB＋20倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1 cm，A管中水银柱减小1 cm，A管的内径是B管的2倍，则SA＝4SB可知B管水银柱增加4 cm，空气柱减小4 cm；设此时两管的压强分别为pA′、pB′，所以有pA′＋23 cmHg＝pB′倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有pASALA＝pA′SALA′对B管有pBSBLB＝pB′SBLB′其中LA′＝10 cm＋1 cm＝11 cm，LB′＝10 cm－4 cm＝6 cm联立以上各式解得pA＝74.36 cmHg，pB＝54.36 cmHg。6．(2023·全国统考高考真题)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17 ℃，密度为1.46 kg/m3。(1)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27 ℃时舱内气体的密度；(2)保持温度27 ℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气体的密度。(结果保留三位有效数字)答案：(1)1.41 kg/m3　(2)1.18 kg/m37．(2022·山东统考高考真题)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：(1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量Δm；(2)鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。(2)B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为p1＝ρgH＋p0，p2＝ρgH1＋p0由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若H1≥H，则在H1处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV′，根据玻意耳定律有p1(V＋ΔV′)＝p2V1(1)此时上、下部分气体的压强；(2)“H”型连杆活塞的质量(重力加速度大小为g)。10．(2022·湖南卷，T15(2))如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0＝9.9 L的导热气缸下接一圆管，用质量m1＝90 g、横截面积S＝10 cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2＝10 g的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起气缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h＝10 cm，外界大气压强p0＝1.01×105 Pa，重力加速度取10 m/s2，环境温度保持不变。求：(1)活塞处于A位置时，气缸中的气体压强p1；(2)活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。答案：(1)105 Pa　(2)1 N解析：(1)选活塞与金属丝整体为研究对象，根据平衡条件有p0S＝p1S＋(m1＋m2)g，代入数据解得p1＝105 Pa。(2)当活塞在B位置时，设气缸内的压强为p2，根据玻意耳定律有p1V0＝p2(V0＋Sh)，代入数据解得p2＝9.9×104 Pa，选活塞与金属丝整体为研究对象，根据平衡条件有p0S＝p2S＋(m1＋m2)g＋F，联立解得F＝1 N。11．(2022·全国乙卷，T33(2))如图，一竖直放置的气缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，气缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，气缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到气缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，气缸无漏气，不计弹簧的体积。(1)求弹簧的劲度系数；(2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到气缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。