第二章 章末提升 固体 、液体和气体（word教参）- 【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册配套教参（教科版）

如果以n次压入的气体nV0和桶内气体V这个整体为研究对象，由玻意耳定律有 p0×(nV0＋V)＝(p0＋Δp)×V 代入数据解得n＝2.4次 所以至少需要压缩3次。 (2)封闭气体的体积不变，由查理定律可得＝ 其中T0＝(273＋7)K＝280 K，p1＝p0＋Δp＝1 040 cmH2O，代入数据解得T1＝291.2 K 则室内温度至少是18.2 ℃。 答案：(1)3次　(2)18.2 ℃ 　　　　　　　　　　　　固体、液体和气体 1　物理观念——物理概念和规律的辨析 一、正确理解热平衡和平衡态 　热平衡和平衡态是两个不同的概念，平衡态是针对一个系统，当这个系统内的状态参量都不发生变化时，才会处于平衡态；而热平衡是对两个系统而言的，当两个系统温度相同(只需要这一个参量相同)时，就可以达到热平衡。 　(多选)关于热平衡定律，下列理解正确的是(　　) A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡 B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统处于热平衡 C．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 D．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触，最终也达到热平衡，则甲、丙是热平衡的 [解析]　两系统达到热平衡时，两系统温度一定相同，A对；A与C达到热平衡，TA＝TC，B与C也达到热平衡，TB＝TC，所以TA＝TB，A与B也处于热平衡，B对；A、B各自处于平衡态，但A、B接触可能需要一段时间才能达到热平衡，平衡态不等于热平衡，C错；乙与丙达到新的热平衡时，其各状态参量发生了变化，不再与甲热平衡，D错。 [答案]　AB 二、晶体与非晶体 　单晶体有各向异性，但并不是所有性质都是各向异性，只是在某些条件下，在某种性质中会表现为各向异性，但具有各向异性的固体物质一定是单晶体；晶体和非晶体的明显区别是有没有固定的熔点。 　关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　) A．所有的晶体都表现为各向异性 B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体 D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 [解析]　只有单晶体才表现为各向异性，A错；单晶体有天然规则的几何形状，而多晶体无天然规则的几何形状，金属属于多晶体，B错；大块塑料是非晶体，粉碎后仍然是非晶体，C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，D对。 [答案]　D 2　科学思维——气体实验定律的综合问题 一、气体状态变化的图像问题 1．常见的有pV图像、VT图像、pT图像三种。 2．要能够识别pV图像、pT图像、VT图像中的等温线、等容线和等压线，能从图像上解读出状态参量和状态变化过程。 3．依据理想气体状态方程＝C得到p＝CT·或V＝·T或p＝·T，认识p图像、VT图像、pT图像斜率的意义。 4．作平行于横轴(或纵轴)的平行线，与同一坐标系内的两条图线交于两点，两点横坐标(或纵坐标)相同，依据纵坐标(或横坐标)关系，比较第三个物理量的关系。 　如图所示， 1、2、3为一定质量的理想气体在pV 图像中的三个状态。该理想气体由状态1经过程1→2→3到达状态3，其中2→3之间图线为双曲线。已知状态1的参量为p1＝1.0×105 Pa，V1＝2 L，T1＝200 K。 (1)若状态2的压强p2＝4.0×105 Pa，则温度T2是多少？ (2)若状态3的体积V3＝6 L，则压强p3是多少？ [解析]　(1)1→2是等容变化 由查理定律得＝ 则T2＝T1＝800 K。 (2)2→3是等温变化 由玻意耳定律得p2V2＝p3V3 则p3＝＝×105 Pa。 [答案]　(1)800 K　(2)×105 Pa 二、液柱移动问题的分析 1．液柱问题的特点 (1)当封闭气体温度T变化时，其p、V都发生变化，液柱的平衡状态被打破，液柱就发生移动。 (2)由于p、V、T 三个量相互制约，当p、V、T都发生变化时，直接判断液柱移动的方向比较困难，关键是判断封闭气体的体积 V 如何变化。 2．判断方法： 以如图所示的装置为例。两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为 h 的水银柱，将管内气体分为两部分。若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同) (1)假设法：假设水银柱不动，则上、下两部分气体发生等容变化，对上部气体＝，压强变化量Δp2＝(－1)p2，同理，下部气体压强变化量Δp1＝(－1)p1，由于开始时，p1>p2，故Δp1>Δp2，水银柱向上移动。 (2)图像法：判断液柱移动还可用pT法，在同一pT坐标系中画出两段气柱的等容线，如图所示，在温度相同时p1>p2，则气柱l1等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量