人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第2章 气体、固体和液体 本章整合.ppt

核心知识·整合构建专项提升·综合突破目录索引核心知识·整合构建气体、固体和液体温度273.15m、T一定pV=Cm、P一定m、V一定m一定几何形状熔点各向异性无有各向同性周期性外形没有各向同性专项提升·综合突破突破点一气体实验定律和理想气体的状态方程的综合应用1.理想气体的状态方程与气体实验定律2.玻璃管液封模型求液柱封闭的气体压强时,一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程,要注意:(1)液体因重力产生的压强大小为p=ρgh(其中h为液面的竖直高度)。(2)不要漏掉大气压强,同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力。(3)有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体,同种液体在同一水平面上各处压强相等。3.解决汽缸类问题的一般思路(1)弄清题意,确定研究对象。一般来说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。(2)分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象要分析清楚初、末状态及状态变化过程,依气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。(3)注意挖掘题目中的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。(4)多个方程联立求解。对求得的结果注意检验它们的合理性。【例1】(2023山东聊城高二期末)如图所示,一个导热性能良好、质量为2kg的汽缸开口向下用轻绳悬吊在天花板上,用厚度不计、横截面积为S=10cm2的密封良好的活塞封闭缸中的气体,活塞的质量为1kg,此时活塞离缸底的距离为20cm,轻弹簧一端连接在活塞上,另一端固定在地面上,轻弹簧处于竖直状态,此时弹簧的压缩量为1cm,弹簧的劲度系数为k=10N/cm,外界大气压恒为p0=1.0×105Pa。环境温度为300K,忽略一切摩擦,重力加速度取10m/s2。(1)要使弹簧处于原长,需要将环境温度降为多少?(2)要使轻绳的拉力刚好为零,需要将环境温度升高为多少?答案(1)256.5K(2)396K解析(1)设开始时汽缸内气体压强为p1,对活塞进行受力分析,根据力的平衡有p1S+mg=p0S+kx1代入数据解得p1=1×105Pa设弹簧处于原长时,缸内气体压强为p2,对活塞进行受力分析,根据力的平衡有p2S+mg=p0S解得p2=0.9×105Pa又L1=20cm,L2=L1-x1=19cm解得T2=256.5K。(2)当轻绳的拉力刚好为零时,设弹簧的压缩量为x2,对汽缸和活塞整体进行受力分析,根据力的平衡有kx2=mg+mg解得x2=3cm设缸内气体压强为p3,对汽缸进行受力分析,根据力的平衡有p3S=mg+p0S解得p3=1.2×105Pa又L3=L1+x2-x1=22cm解得T3=396K。突破点二气体状态变化的图像问题1.一定质量的气体不同图像的比较2.一般状态变化图像的处理方法化“一般”为“特殊”,如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A→B→C→A。在V-T图线上,等压线是一簇延长线过原点的直线,过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程,pApBpC,即pApBpC,所以A→B压强增大,温度降低,体积减小,B→C温度升高,体积减小,压强增大,C→A温度降低,体积增大,压强减小。【例2】(多选)(2023重庆万州第二高级中学阶段考试)如图所示,将汽缸用轻绳悬挂在天花板上,汽缸内部用轻质活塞密封一定质量的理想气体,已知汽缸与活塞间无摩擦,大气压强为p0,活塞距离汽缸开口处的小挡板的距离为L0。若将汽缸内气体的温度缓慢升高,下列图像能正确反映汽缸内气体相关物理量的变化关系的是()BC解析活塞到达小挡板前,对活塞受力分析有pS=p0S,即气体压强不变,做等压变化,活塞到达小挡板后,气体做等容变化,故D错误;气体先做等压变化,后做等容变化,因为当温度为绝对零度,即T=0时,气体压强为0,不可能有p=p0,故B、C正确,A错误。