【教案】粤教版高中物理选修（3-3）第二章《固体、液体和气体》章末导学案.docxVIP

学案11　章末总结一、单晶体、多晶体、非晶体的判断单晶体的某些物理性质表现出各向异性，多晶体和非晶体都具有各向同性，但单晶体和多晶体有确定的熔点，非晶体没有．例1　关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　)A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则该球体一定是单晶体D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则这块晶体一定是多晶体解析　根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体，无法用来鉴别晶体和非晶体，选项A错误；薄片在力学性质上表现为各向同性，也无法确定薄片是多晶体还是非晶体，选项B错误；固体球在导电性质上表现为各向异性，则一定是单晶体，选项C正确；某一晶体的物理性质显示各向同性，并不意味着该晶体一定是多晶体，对于单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性，选项D错误．答案　C二、气体实验定律和理想气体状态方程的应用1．玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例．2．正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键．求解压强的方法：(1)在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、气缸等)作为力学研究对象，分析受力情况，根据研究对象所处的不同状态，运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．3．注意气体实验定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体，对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题，巧妙地选取对象，使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题．例2　如图1所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0.气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为，现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：图1(1)恒温热源的温度T；(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx.解析　(1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得：＝，解得：T＝T0.(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的质量大．打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件．气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程．设左活塞上方气体最终压强为p，由玻意耳定律得：pVx＝·，(p＋p0)(2V0－Vx)＝p0·V0，联立上述二式得：6V－V0Vx－V＝0，其解为：Vx＝V0；另一解Vx＝－V0，不合题意，舍去．答案　(1)T0　(2)V0例3　如图2所示，一定质量的气体放在体积为V0的容器中，室温为T0＝300K，有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于76cmHg)．求：图2(1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K时，U形管内两边水银面的高度差各为多少？解析　(1)初始时，pA0＝p0＋ρgh＝2atm，VA0＝打开阀门K后，A室气体等温变化，pA＝1atm，体积为VA，由玻意耳定律得pA0VA0＝pAVAVA＝＝V0(2)假设打开阀门K后，气体从T0＝300K升高到T时，活塞C恰好到达容器最右端，即气体体积变为V0，压强仍为p0，即等压过程．根据盖·吕萨克定律＝得T＝T0＝450K因为T1＝400K450K，所以pA1＝p0，水银柱的高度差为零．从T＝450K升高到T2＝540K为等容过程，根据查理定律＝，得pA2＝1.2atm.T2＝540K时，p0＋ρgh′＝1.2atm，故水银高度差h′＝15.2cm.答案　(1)V0　(2)0　15.2cm三、理想气体的图象问题名称图象特点其他图象等温线p－VpV＝CT(C为常量)，即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远p－p＝，斜率k＝CT，即斜率越大，对应的温度越高等容线p－Tp＝T，斜率k＝，即斜率越大，对应的体积越小等压线V－TV＝T，斜率k＝，即斜率越大，对应的压强越小例4　一定质量的理想气体，在状态变化过程中的p－T图象如图3所示．在A状态时的体积为V0，试画出对应的V－T图象