【创新设计】2016高考物理 第2课时 固体、液体和气体课件(选修3-3)

第2课时固体、液体和气体 知 识 梳 理知识点一、液晶、晶体和非晶体晶体的微观结构(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 ，又可以自由移动位置，保持了液体的 。(2)液晶分子的位置无序使它像 ，排列有序使它像 。(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看那么是 的。(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 。异性流动性液体晶体杂乱无章发生改变 2晶体与非晶体分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性 原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香 (1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有 地、周期性地在空间排列。(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点规那么现象原因晶体有规则的外形由于内部微粒有规则的排列晶体各向异性由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数 同晶体的多形性由于组成晶体的微粒可以形成 不同的空间点阵不 知识点二、液体的外表张力现象1概念液体外表各局部间 的力。2作用液体的外表张力使液面具有收缩到外表积 的趋势。3方向外表张力跟液面 ，且跟这局部液面的分界线 。互相吸引最小相切垂直 4大小液体的温度越高，外表张力 ；液体中溶有杂质时，外表张力 ；液体的密度越大，外表张力 。越小变小越大 知识点三、理想气体气体实验定律1气体和气体分子运动的特点 压力帕斯卡标准大气压76 玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比 思维深化判断正误，正确的画“，错误的画“。(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的。()(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。()(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。()(4)液晶是液体和晶体的混合物。() 答案(1)(2)(3)(4) 题 组 自 测题组一固体、液体的性质1(多项选择)关于晶体、非晶体、液晶，以下说法正确的选项是()A所有的晶体都表现为各向异性B晶体一定有规那么的几何形状，形状不规那么的金属一定是非晶体C所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 D液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化 解析只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规那么的几何形状，而多晶体的几何形状不规那么，金属属于多晶体，故B错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故C对；液晶的光学性质随温度、压力、外加电压的变化而变化，D对。答案CD 2(多项选择)以下说法中正确的选项是()A水黾能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体外表张力的作用B小木块能够浮于水面上是液体外表张力与重力平衡的结果C喷泉喷射到空中的水将会形成一个个球形的小水珠D用力敲击液晶，将在其两极间产生蓝色火花 解析水黾在水面上站定或行走的过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，这是液体外表张力在起作用，A项正确；小木块浮于水面上，已有局部陷入水中，受到浮力的作用而非液体外表张力作用，B项错；喷射到空中的水分散时每一小局部的外表都有外表张力在起作用且又处于完全失重状态，因此形成球状水珠，C项正确；用力敲击液晶会产生“压电效应，使得其两极间形成高电压而击穿空气放电形成蓝色火花，D项正确。答案ACD 题组二气体压强的微观解释3(多项选择)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()A气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C气体分子的总数增加D气体分子的密集程度增大 解析理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密集程度增大，那么单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误。答案BD 4以下说法正确的选项是()A一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大B一定质量的气体，当体积增大时，压强一定减小C一定质量的气体，当体积增大、温度升高时，压强一定增大D一定质量的气体，当体积减小、温度升高时，压强一定增大 解析一定质量的气体，其分子总数一定，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，有引起压强增大的可能，但不知道分子的密集程度如何变化，故不能断定压强一定增大，A项错误；当体积增大时，气体分子的密集程度减小，有使压强减小的可能，但不知道气体分子的平均动能如何变化，同样不能断定压强一定减小，B项错误；体积增大有使压强减小的趋势，温度升高有使压强增大的趋势，这两种使压强向相反方向变化的趋势不知谁占主导地位，不能断定压强如何变化，故C项错误；体积减小有使压强增大的趋势，温度升高也有使压强增大的趋势，这两种趋势都使压强增大，故压强一定增大，D项正确。 答案D 6如图1所示，有一圆柱形气缸，上部有固定挡板，气缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压强为105 Pa，温度为27 ，现对气体加热，求：当加热到427 时，封闭气体的压强。图 1 考点一对固体和液体性质的理解1单晶体、多晶体、非晶体的判断判断固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性质是各向异性还是各向同性。多晶体和非晶体都具有各向同性，但多晶体有固定的熔点，非晶体没有。同时，还要知道一些常见的晶体和非晶体，如所有的金属都是晶体。 2对液体外表张力的理解作用液体的表面张力是液面各部分相互吸引的力，液体的表面张力使液体表面有收缩的趋势方向表面张力与液面相切，跟这部分液面的分界线垂直大小表面张力的大小与边界线长度有关，与液体的温度、液体的纯度、液体的种类有关。液体的温度越高，表面张力越小；液体的密度越大，表面张 力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小 【例1】(多项选择)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的选项是()A液体的分子势能与体积有关B晶体的物理性质都是各向异性的C温度升高，每个分子的动能都增大D露珠呈球状是由于液体外表张力的作用 解析液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观上看，分子势能与体积有关，A正确；多晶体表现各向同性，B错误；温度升高，分子平均速率增大，遵循统计规律，C错误；露珠外表张力使其外表积收缩到最小，呈球状，D正确。答案AD 【变式训练】1(多项选择)(2021江苏苏北四市一模，12A)以下说法中正确的选项是()A晶体一定具有规那么的几何外形B叶面上的小露珠呈球形是由于液体外表张力的作用C当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同D当相同体积的氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同 答案BC 考点二气体实验定律的应用利用气体实验定律及气态方程解决问题的根本思路 【例2】如图2所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l120 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h10 cm。(环境温度不变，大气压强p075 cmH g)(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmH g作单位)。(2)此过程中左管内的气体对外界_(填“做正功“做负功或“不做功)，气体将_(填“吸热或“放热)。图 2 解析(1)设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p，左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1p2V2p1p0p2pphV 1l1SV2l2S由几何关系得h2(l2l1)联立式，代入数据得p50 cmH g (2)左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变U0，根据热力学第一定律，UQW且W0，所以QW0，气体将吸热。答案(1)50 cmH g(2)做正功吸热 【变式训练】2气体温度计结构如图3所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h114 cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h244 cm。(外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmH g)(1)求恒温槽的温度。(2)此过程A内气体内能_(填“增大或“减小)， 气体不对外做功，气体将_(填“吸热或“放热)。图 3 考点三气体状态变化的图象问题 【例3】(2021江苏，12)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)，这就是著名的“卡诺循环。图 4 (1)该循环过程中，以下说法正确的选项是_。AAB过程中，外界对气体做功BBC过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是_(选填“AB、“BC、“CD或“DA)。假设气体在AB过程中吸收63 kJ的热量，在CD过程中放出38 kJ的热量，那么气体完成一次循环对外做的功为_kJ。 解析(1)由理想气体状态方程和热力学第一定律分析，AB为等温过程，内能不变，气体的体积增大，气体对外做功，A错；BC过程为绝热过程，气体体积增大对外做功，因此内能减小，气体分子的平均动能减小，B错；CD为等温过程，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确；DA为绝热过程，气体体积减小，外界对气体做功，内能增大，温度升高，因此气体分子的速率分布曲线变化，D错。(2)在以上循环过程中，内能减少的过程是BC。由热力学第一定律UQW得W25 kJ。 答案(1)C(2)BC25 处理气体状态变化的图象问题时应用技巧：(1)求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。看此过程属于等温、等容还是等压变化，就用相应规律求解。(2)在VT图象(或pT图象)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 【变式训练】3(2021福建卷)图5为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，那么以下关系式中正确的选项是()ATATB，TBTB，TBTCCTATB，TBTC图 5 答案C 考点四理想气体实验定律的微观解释1等温变化一 定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定。在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大。2等容变化一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大。 3等压变化一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变。 【例4】(多项选择)封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的选项是()A气体的密度增大B气体的压强增大C气体分子的平均动能减小D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 【变式训练】4(多项选择)以下关于分子运动和热现象的说法正确的选项是 ()A一定量100 的水变成100 的水蒸气，其分子之间的势能增加B对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热C如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大D一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和 解析一定量100 的水变成100 的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，而分子个数、温度均未变，说明其分子势能增加，A对；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，B对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但假设气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，C错；根据内能的定义可知，D对。答案ABD