高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第一章 第2講 固體 液體與氣體 新人教版選修33

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1、第第2講固體、液體與氣體講固體、液體與氣體01主干回顧固基礎(chǔ)知識點1固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體液晶的微觀結(jié)構(gòu) 1.晶體(單晶體、多晶體)和非晶體的區(qū)別分類分類比較比較晶體晶體非晶體非晶體單晶體單晶體多晶體多晶體外形外形規(guī)則規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點熔點確定確定不確定不確定物理性質(zhì)物理性質(zhì)各向異性各向異性各向同性各向同性原子排列原子排列有規(guī)則，但多晶體中各個單晶體間有規(guī)則，但多晶體中各個單晶體間的排列無規(guī)則的排列無規(guī)則無規(guī)則無規(guī)則形成與轉(zhuǎn)形成與轉(zhuǎn)化化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)同一有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有物質(zhì)可能以晶

2、體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體，在一定條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體些非晶體，在一定條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體典型物質(zhì)典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、玻璃、蜂蠟、松香松香2.晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點組成晶體的微觀粒子有規(guī)則地、周期性地在空間排列(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點解釋晶體的特點現(xiàn)象現(xiàn)象原因原因晶體有規(guī)則的外形晶體有規(guī)則的外形由于內(nèi)部微粒有規(guī)則的排列由于內(nèi)部微粒有規(guī)則的排列晶體各向異性晶體各向異性由于內(nèi)部從任一結(jié)點出發(fā)在不同方向的由于內(nèi)部從任一結(jié)點出發(fā)在不同方向的相同距離上的微粒數(shù)不同相同距離上的微粒數(shù)不同晶體的多形性晶體的多形性由于組成晶體的微

3、?？梢孕纬刹煌目沼捎诮M成晶體的微?？梢孕纬刹煌目臻g點陣間點陣3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向 ，又可以自由移動位置，保持了液體的 (2)液晶分子的位置無序使它像 ，排列有序使它像_(3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是 的(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下 異性異性流動性流動性液體液體晶體晶體雜亂無章雜亂無章發(fā)生改變發(fā)生改變 (5)應(yīng)用 利用液晶的 ，可以制成液晶顯示器 利用溫度改變時，液晶顏色會發(fā)生改變的性質(zhì)來測_.光學(xué)效應(yīng)光學(xué)效應(yīng)溫度溫度知識點2液體的表面張力現(xiàn)象1.概念液體表面各部分間 的力2作用液體的表面張力使液面具有收縮到表面積 的趨

4、勢3方向表面張力跟液面，且跟這部分液面的分界線 4大小液體的溫度越高，表面張力 ；液體中溶有雜質(zhì)時，表面張力 ；液體的密度越大，表面張力 互相吸引互相吸引最小最小相切相切垂直垂直越小越小變小變小越大越大5. 液體的毛細(xì)現(xiàn)象浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象.知識點3飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓相對濕度1. 飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處于的蒸汽(2)未飽和汽：沒有達(dá)到的蒸汽2. 飽和汽壓(1)定義：飽和汽所具有的 (2)特點：飽和汽壓隨溫度而變溫度越高，飽和汽壓_，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)動態(tài)平衡動態(tài)平衡飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)壓強壓強越大越大3

5、. 濕度(1)定義：空氣的程度(2)絕對濕度：空氣中所含的壓強(3)相對濕度：在某一溫度下，空氣中的水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓之比，潮濕潮濕水蒸氣水蒸氣知識點4氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布?xì)怏w實驗定律 理想氣體一、氣體分子運動的特點(1)分子很小，間距 ，除碰撞外不受力(2)氣體分子向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都 (3)分子做無規(guī)則運動，大量分子的速率按“_”的規(guī)律分布很大很大相等相等中間多，兩頭少中間多，兩頭少 (4)溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是 的，溫度升高時，速率小的分子數(shù)，速率大的分子數(shù) ，分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大確定確定減少減少增多增多二、氣體的

6、狀態(tài)參量1氣體的壓強(1)產(chǎn)生原因由于氣體分子無規(guī)則的 ，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力氣體的壓強在數(shù)值上等于作用在單位面積上的壓力(2)單位及換算關(guān)系國際單位：帕斯卡，符號：Pa,1 Pa1 N/m2常用單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg)換算關(guān)系：1 atm76 cmHg1.013105 Pa1.0105 Pa.熱運動熱運動2氣體的溫度(1)物理意義宏觀上溫度表示物體的冷熱程度，微觀上 是分子平均動能的標(biāo)志(2)國際單位開爾文，簡稱開，符號： .(3)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T.溫度溫度Kt273 K3. 氣體的體積氣體體積為氣體分子所能達(dá)到的空間的體積，即氣體

7、所充滿容器的容積國際單位：立方米，符號：m3常用單位：升(L)、毫升(mL)換算關(guān)系：1 m3103 L,1 L103 mL4. 氣體實驗定律(1)等溫變化玻意耳定律：內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在 不變的情況下，壓強p與體積V成 公式： p2V2或pVC(常量)溫度溫度反比反比p1V1 (2)等容變化查理定律： 內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在 不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T成 體積體積正比正比 (3)等壓變化蓋呂薩克定律： 內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在 不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成壓強壓強正比正比5. 理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體：在任何溫度、任何 下都遵從氣體實驗定律的氣體理想

8、氣體是一種經(jīng)科學(xué)的抽象而建立的模型，實際上不存在理想氣體不考慮分子間相互作用的分子力，不存在分子勢能，內(nèi)能取決于溫度，與體積無關(guān)實際氣體特別是那些不易液化的氣體在壓強不太大，溫度 時都可當(dāng)成理想氣體來處理壓強壓強理想化理想化不太低不太低C(常量常量)一、基礎(chǔ)知識題組1. 晶體和非晶體的區(qū)別(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A. 有規(guī)則的幾何外形的固體一定是晶體B. 晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性的C. 晶體熔化時具有一定的熔點D. 晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下是可以相互轉(zhuǎn)化的解析：因為外形是否規(guī)則可以用人工的方法處理，所以選項A錯誤因為晶體可分為單晶體和多晶體，而多晶體在物理性質(zhì)上是

9、各向同性的，所以選項B錯誤因為晶體在物理性質(zhì)上的重要特征之一是具有一定的熔點，所以選項C正確理論和實驗都證明非晶體具有不穩(wěn)定狀態(tài)，在適當(dāng)?shù)臈l件下會變成晶體，因此D正確答案：CD2. 液晶的特點關(guān)于液晶，下列說法中正確的是()A. 液晶是一種晶體B. 液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C. 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D. 液晶的光學(xué)性質(zhì)不隨溫度的變化而變化解析：液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定的方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，A、B錯誤外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)，如溫度、壓力、外加電壓等因素的變化，

10、都會引起液晶光學(xué)性質(zhì)的變化，C正確，D錯誤答案：C3. 氣體實驗定律的考查一定質(zhì)量的氣體，要從溫度T1的狀態(tài)變化到溫度T2的狀態(tài)，并且T2T1，則可供選擇的過程是()A. 先等壓壓縮，再等容降壓B. 先等容降壓，再等壓壓縮C. 先等溫膨脹，再等容降壓D. 先等溫壓縮，再等壓膨脹解析：先等壓壓縮，VT，再等容降壓PT，A錯，先等容降壓，PT，再等壓壓縮，VT，B錯，先等溫膨脹T不變，再等容降壓PT，先等溫壓縮T不變，再等壓膨脹VT，D對答案：D4. 氣體實驗定律的應(yīng)用如圖所示，一定質(zhì)量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U形玻璃管內(nèi)，右管上端開口且足夠長，右管內(nèi)水銀面比左管內(nèi)水銀面高h(yuǎn)，能使h變小

11、的是()A. 環(huán)境溫度升高B. 大氣壓強升高C. 沿管壁向右管內(nèi)加水銀D. U形玻璃管自由下落解析： 若環(huán)境溫度升高，氣體溫度也會升高，假設(shè)h不變，則氣體壓強p會增大，所以在大氣壓強p0不變的情況下，h將變大，選項A錯誤；若大氣壓強p0升高，假設(shè)h不變，則右管中高出的水銀柱的合力豎直向下，所以，h將變小，選項B正確；C選項中，在往右管內(nèi)加入水銀的過程中，假設(shè)左管中氣體體積不變，沿管壁向右管內(nèi)加水銀后，封閉氣體壓強增大，體積減小，故高度差增大，所以選項C錯誤；若U形玻璃管自由下落，管內(nèi)水銀處于完全失重狀態(tài)，水銀的“壓強”消失，兩側(cè)氣體壓強一定相等，所以左管中氣體壓強減小，體積增大，高度差增大，選

12、項D錯誤答案：B5. 氣體實驗定律解決變質(zhì)量的問題2012福建高考空氣壓縮機(jī)的儲氣罐中儲有1.0 atm的空氣6.0 L，現(xiàn)再充入1.0 atm的空氣9.0 L設(shè)充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，則充氣后儲氣罐中氣體壓強為()A. 2.5 atm B. 2.0 atmC. 1.5 atm D. 1.0 atm解析：取全部氣體為研究對象，由p1V1p2V2pV1得p2.5 atm，故A正確答案：A二、規(guī)律方法題組6. 氣體實驗定律解決液柱的移動問題兩個容器A、B，用截面均勻的水平細(xì)玻璃管相通，如圖所示，A、B所裝氣體的溫度分別為17和27，水銀柱在管中央平衡，如果兩邊溫度都升高10，則水銀

13、柱將()A. 向右移動B. 向左移動C. 不動 D. 條件不足，不能確定答案：A要判斷液柱的移動方向，應(yīng)首先假設(shè)液柱不動，然后需要選擇好研究對象，進(jìn)行受力分析，綜合應(yīng)用玻意耳定律、查理定律和力學(xué)規(guī)律進(jìn)行推理和判斷02典例突破知規(guī)律考點1固體和液體的性質(zhì) 考點解讀：1晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 2. 液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為

14、引力(2)表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線 (4)表面張力的效果： 表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小 (5)表面張力的大小： 跟邊界線的長度、液體的種類、溫度都有關(guān)系3. 對液體性質(zhì)的三點說明(1)液體表面層、附著層的分子結(jié)構(gòu)特點是導(dǎo)致表面張力、浸潤和不浸潤現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象等現(xiàn)象的根本原因(2)同一種液體，對一些固體是浸潤的，對另一些固體可能不浸潤(3)液體沸騰的條件是飽和汽壓和外部壓強相等典例透析2012江蘇高考(多選)下列現(xiàn)象

15、中，能說明液體存在表面張力的有()A. 水黽可以停在水面上B. 葉面上的露珠呈球形C. 滴入水中的紅墨水很快散開D. 懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動 嘗試解答選AB.滴入水中的紅墨水很快散開是擴(kuò)散現(xiàn)象，懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動是布朗運動，反映了液體分子的熱運動解答固體和液體問題的技巧(1)解答晶體和非晶體問題應(yīng)當(dāng)熟練掌握晶體和非晶體的區(qū)別和聯(lián)系(2)解答液體的表面張力問題，應(yīng)熟練掌握液體的表面張力形成的原因、表面特性、表面張力的方向、表面張力的效果，以及與表面張力大小相關(guān)的因素等變式訓(xùn)練1. 2011山東高考(多選)人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程，以下說法正確的是()A.

16、液體的分子勢能與體積有關(guān)B. 晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C. 溫度升高，每個分子的動能都增大D. 露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用解析： 液體的分子勢能與分子之間的距離有關(guān)，而分子之間的距離影響物體的體積，因而分子勢能與體積有關(guān)，選項A正確；有些晶體在某些物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，選項B錯誤；溫度越高，分子的平均動能越大，但并非每個分子的動能都增大，選項C錯誤；由于液體表面張力的作用，液體的表現(xiàn)有收縮到最小的趨勢，因同等體積的物體，以球面的面積最小，所以露珠呈球狀，選項D正確答案：AD2. 2014福州質(zhì)檢以下說法正確的是()A. 露珠呈球形是由于液體表面張力的作用B. 用氣筒給自行車打氣

17、，越打越費勁，說明氣體分子之間有斥力C. 在溫度不變的情況下，減小液面上方飽和汽的體積時，飽和汽的壓強增大D. 教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運動，這種運動是布朗運動解析：露珠呈球形是由于液體表面張力的作用，選項A正確；用氣筒給自行車打氣，越打越費勁，說明氣體壓強增大，選項B錯誤；在溫度不變的情況下，減小液面上方飽和汽的體積時，飽和汽的壓強不變，選項C錯誤；教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運動，這種運動不是布朗運動，選項D錯誤答案：A考點2對氣體壓強的理解及計算 考點解讀：1. 決定因素(1)宏觀上：決定于氣體的溫度和體積(2)微觀上：決定于分子的平均動能

18、和分子數(shù)密度 2. 氣體壓強的計算(1)在氣體流通的區(qū)域，各處壓強相等，如容器與外界相通，容器內(nèi)外壓強相等；用細(xì)管相連的容器，平衡時兩邊氣體壓強相等(2)液體內(nèi)深為h處的總壓強pp0gh，式中的p0為液面上方的壓強，在水銀內(nèi)，用cmHg做單位時可表示為pp0h.(3)連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強相等 (4)求用固體(如活塞)或液體(如液柱)封閉在靜止的容器內(nèi)的氣體壓強，應(yīng)對固體或液體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解 (5)當(dāng)封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡的狀態(tài)時，欲求封閉氣體的壓強，首先選擇恰當(dāng)?shù)膶ο?如與氣體關(guān)聯(lián)的液柱、活塞等)，并對其進(jìn)行正確的受力分析(特別注意內(nèi)

19、、外氣體的壓力)，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解知能拓展(1)氣體壓強與大氣壓強不同，大氣壓強由重力產(chǎn)生，隨高度增大而減小，氣體壓強由大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生，大小不隨高度而變化；(2)求解液體內(nèi)部深度為h處的總壓強時，不要忘記液面上方氣體的壓強；(3)封閉氣體對器壁的壓強處處相等典例透析如圖所示，一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓塊A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為，圓塊的質(zhì)量為M，不計圓塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強為p0，則被圓塊封閉在容器中的氣體的壓強p為()A. p0Mgcos/SB. p0/cosMg/(Scos)C. p0Mgcos2/S

20、 D. p0Mg/S解題探究(1)應(yīng)確定哪個物體為研究對象？提示：以圓塊為研究對象，對圓塊進(jìn)行受力分析(2)應(yīng)根據(jù)什么規(guī)律來分析？提示：根據(jù)共點力作用下物體的平衡條件求解嘗試解答選D.對圓塊進(jìn)行受力分析：重力Mg，大氣壓的作用力p0S，封閉氣體對它的作用力pS/cos，容器側(cè)壁的作用力F1和F2，如圖所示由于不需要求出側(cè)壁的作用力，所以只考慮豎直方向合外力為零，就可以求被封閉的氣體壓強圓塊在豎直方向上合外力為零，有p0SMg(pS/cos)cos，即pp0Mg/S.封閉氣體的壓強，不僅與氣體的狀態(tài)變化有關(guān)，還與相關(guān)的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運動狀態(tài)有關(guān)解決這類問題的關(guān)鍵是要明確研究

21、對象，然后分析研究對象的受力情況，再根據(jù)運動情況，列研究對象的平衡方程或牛頓第二定律方程，然后解方程，就可求得封閉氣體的壓強 變式訓(xùn)練 如圖所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的氣缸，氣缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，活塞的橫截面積為S.現(xiàn)用水平恒力F向右推氣缸，最后氣缸和活塞達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài)，求此時氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強p.(已知外界大氣壓強為p0)考點3氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用 考點解讀：1. 氣體實驗定律的比較 2. 理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體微觀上講

22、，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間典例透析一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C，最后到D狀態(tài)，下列說法中正確的是()A. AB溫度升高，體積不變B. BC壓強不變，體積變大C. CD壓強變小，體積變小D. B點的溫度最高，C點的體積最大解題探究(1)pT圖象中過原點的傾斜直線表示哪一狀態(tài)變化？提示：傾斜直線過原點表示等容過程(2)對于pT圖象中與坐標(biāo)軸平行的線段：與T軸平行，表示_與p軸平行，表示_提示：等壓過程等溫過程氣體狀態(tài)變化的圖象的應(yīng)用技巧(1)求解氣體狀態(tài)變化的圖象問題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點表示一定質(zhì)量的理想

23、氣體的一個平衡狀態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量；圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程(2)在VT圖象(或pT圖象)中，比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小，可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(或體積)越?。恍甭试叫?，壓強(或體積)越大變式訓(xùn)練1. 如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，在此過程中，其壓強()A. 逐漸增大B. 逐漸減小C. 始終不變D. 先增大后減小解析：在VT圖象中，各點與坐標(biāo)原點的連線的斜率越小，壓強越大，A正確答案：A2. 2012課標(biāo)全國卷如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0的

24、水槽中，B的容積是A的3倍閥門S將A和B兩部分隔開A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm.打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)；(2)將右側(cè)水槽的水從0加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫解析：(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0273 K設(shè)玻璃泡B中氣體壓強為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體壓強為pC，依題意有p1pCp 式中p60 mmHg.在打開閥門S后，兩水槽水溫均為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體壓強為pB，依題意，有答案：(1)180 mmHg(2)364 K