第二章　气体、固体和液体 章末素养提升-高中物理人教版选择性必修3(共19张PPT)

(共19张PPT)
第二章　气体、固体和液体
章末素养提升
物理观念 气体的状态参量 温度T(T＝t＋273.15 K)、压强p、体积V
理想气体状态方程与气体实验定律 (1)玻意耳定律(等温变化)：pV＝C
一、素养知识再现
物理观念 固体 的分类 (1)晶体
①单晶体：有规则的几何外形、有确定的熔点、物理性质各向异性
②多晶体：无规则的几何外形、有确定的熔点、物理性质各向同性
(2)非晶体：无规则的几何外形、没有确定的熔化温度、物理性质各向同性
液体 (1)液体的性质：表面张力、浸润和不浸润、毛细现象
(2)液晶：既具有液体的流动性又具有某些晶体的各向异性
科学思维 能用玻意耳定律、盖—吕萨克定律、查理定律解决常见的实际问题，会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律
科学探究 实验：探究气体等温变化的规律
科学态度与责任 通过探究气体等温变化规律，体验科学探究过程，培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。
二、素养能力训练
1.(多选)关于固体和液体，下列说法中正确的是
A.慢慢向小茶杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来，此现象与液体的表面张力有关
B.具有各向同性的物质一定没有确定的熔化温度
C.某种液体与固体接触，当固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力时，该液体浸润固体
D.液晶的物理性质稳定，外界条件的变动不会引起液晶分子排列变化
√
√
慢慢向小茶杯中注水，即使水面高出杯口，水仍不会流下来，此现象与液体的表面张力有关，A正确；
多晶体是各向同性的，但有确定的熔点，B错误；
某种液体和固体接触时，由浸润的特点可知，C正确；
液晶具有液体的流动性，其物理性质并不稳定，液晶分子的排列是不稳定的，外界的微小变动就能引起液晶分子排列的变化，D错误。
2.(2021·全国甲卷)如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积－温度(V－t)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0＝－273.15 ℃；a为直线Ⅰ上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比
＝_____；气体在状态b和c的压强之比 ＝________.
1
t＝0 ℃时，当气体体积为V1时，设其压强为
p1，当气体体积为V2时，设其压强为p2，根据等温变化，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
由于直线Ⅰ和Ⅱ各为两条等压线，则有p1＝pb，p2＝pc
3.(课本第42页第5题)有一教室，上午8时温度为17 ℃，下午2时的温度为27 ℃，假定大气压无变化，则下午2时与上午8时教室内的空气质量的比值为多大？
答案　见解析
以上午8时教室内空气为研究对象，气体发生等压变化，如图所示。
4.如图所示，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短、导热性能良好的大烧瓶，它底部开有一个横截面积为S＝2 cm2的圆孔，可用轻质橡皮塞塞住。已知橡皮塞与烧瓶间的最大静摩擦力Ffm＝60 N。在一次实验中，体积为V＝1 L的瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体，不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度。用打气筒向气
球中缓慢打气，每打一次都把体积为V0＝0.4 L、压强与大气压相同的气体打进气球内，气球缓慢膨胀过程中球内外气体压强近似相等，气体保持温度不变。已知实验室环境温度恒定，压强为标准大气压p0＝1.0×105 Pa，求：
(1)橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强p；
答案　4×105 Pa　
橡皮塞恰好被弹出时，由平衡条件得pS＝p0S＋Ffm
解得p＝4×105 Pa。
(2)第几次向气球内打气时，橡皮塞被弹出。
答案　第8次
设打入n次气体后橡皮塞被弹出，对球内气体有p0·nV0＝pV1
气球和瓶之间的气体有p0V＝p(V－V1)
解得n＝7.5
所以第8次打气时橡皮塞被弹出。
5.(课本第43页第1题)有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映玻璃泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。
(1)在标准大气压下对B管进行温度刻度标注(标准大气压相当于76 cm高的水银柱所产生的压强)。当温度t1为27 ℃时，管内水银面高度为16 cm，此高度即为27 ℃的刻度线。问t为－3 ℃的刻度线在x为多少厘米处？
答案　见解析
因为B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，所以认为气体发生等容变化。
由平衡条件得：p0S＝pS＋pxS
整理得p＝p0－phx
对泡内气体有：初状态：p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg
T1＝(27＋273) K＝300 K
末状态：T2＝(－3＋273) K＝270 K
得p2＝54 cmHg
而p2＝p0－px′
所以x′＝22 cm，
即刻度线在22 cm处。
(2)如果对以上B管标注27 ℃刻度线时，环境真实压强比标准大气压小(例如在高山上实验)，但实验者当成了标准大气压来设计。若此温度计显示为“－3 ℃”，则显示温度比实际温度高还是低？为什么？(认为环境大气压没有随温度变化)。
答案　见解析
显示温度比实际温度高。
显示为－3 ℃时压强
p3＝54 cmHg，T3＝270 K
设实际压强为p′，实际温度为T4
因为p′＜p3
所以T4＜T3
即显示温度比实际温度高。