高中物理第二章固体液体和气体章末总结教学案粤教版选修3_37页

第二章 固体、液体和气体
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
答案 C
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．
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
p0
3
；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
V0
4
，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.
答案 (1)
7
5
T0 (2)
1
2
V0
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：
7
4
V0
T
＝
5
4
V0
T0
，解得：T＝
7
5
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＝
p0
3
·
V0
4
，
(p＋p0)(2V0－Vx)＝p0·
7
4
V0，
联立上述二式得：6V2x－V0Vx－V20＝0，
其解为：Vx＝
1
2
V0；另一解 Vx＝－
1
3
V0，不合题意，舍去．
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＝300 K，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 76 cm，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 76 cmHg)．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 300 K分别加热到 400 K和 540 K时，U形管内两边水银
面的高度差各为多少？
答案 (1)
2
3
V0 (2)0 15.2 cm
解析 (1)初始时，pA0＝p0＋ρgh＝2 atm，VA0＝
V0
3
打开阀门 K后，A室气体等温变化，pA＝1 atm，体积为 VA，由玻意耳定律得
pA0 VA0＝pAVA
VA＝
pA0VA0
pA
＝
2
3
V0
(2)假设打开阀门 K后，气体从 T0＝300 K升高到 T时，活塞 C恰好到...