2019-2020年高考物理 固体、液体讲义 新人教版.doc

2019-2020年高考物理 固体、液体讲义 新人教版温故自查1晶体和非晶体(1)外形方面，晶体具有规则的 ；而非晶体没有食盐晶体、明矾晶体、石英晶体的形状虽然各不相同，但都有规则的几何形状，所以食盐、明矾、石英都是晶体；有些晶体像雪花可以有各种不同的几何形状，非晶体没有规则的几何形状几何形状(2)物理性质方面，晶体在不同方向上的物理性质不同，所以沿不同方向去测试晶体的物理性能时测量结果不同，即晶体表现；而非晶体则是各向同性的这里说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等(3)晶体具有一定的 ，而非晶体则没有一定的熔点各向异性熔点(4)晶体和非晶体并不是绝对的，在适当的条件下可以相互转化，例如把晶体硫加热熔化(温度不超过300)后再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化成晶体硫2多晶体和非晶体(1)多晶体是由很多小单晶体(称为晶粒)杂乱无章的排列而成的，多晶体与非晶体都没有规则的几何形状，在物理性质上都表现为各向同性(2)它们的区别是：多晶体有一定的熔点，而非晶体则没有一定的熔点3晶体的微观结构(1)假说的依据：假说的提出是根据晶体外形的规则性和物理性质的各向异性(2)假说的验证：人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究，证实了假说的正确性(3)理论的内容：组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)是依照一定的规律在空间中整齐的排列的；微粒的运动特点表现为在一定的 附近不停地做微小的振动平衡位置考点精析多晶体的微观结构及性质多晶体是由很多杂乱无章的小晶粒排列而成的平常看到的各种金属材料都是多晶体把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成的，晶粒有大有小，最小的只有105cm，最大的也不超过103cm，每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何外形因为晶粒在多晶体里杂乱无章的排列着，所以多晶体没有规则的几何外形，也不显示各向异性多晶体在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性，但多晶体与非晶体的明显区别在于是否有确定的熔点注意正确理解晶体的各向异性晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能够在各种物理性质上表现出各向异性，某种晶体可能只有某种或几种物理性质各向异性，例如云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性沿不同方向传热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性沿不同方向的电阻率不同；立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性沿不同方向的弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性沿不同方向的折射率不同只有单晶体才会有各向异性的物理性质，多晶体与非晶体一样，物理性质表现为各向同性温故自查1液体的表面张力实验表明，液体表面具有收缩的趋势这是因为在液体内部分子引力和斥力可认为相等，而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r0)、分子比较稀疏，分子间的相互作用力表现为引力的缘故液体各部分间相互吸引的力叫做 表面张力表面张力使液体自动收缩，液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向和液面相切；表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的 、 有关种类温度2液体的毛细现象液体和气体相接触的一个薄层叫表面层，液体和固体相接触的一个薄层叫附着层，浸润现象和不浸润现象产生的原因，主要是由附着层的性质决定的附着层有缩小的趋势。表现为液体不浸润固体；附着层有扩大的趋势，表现为液体浸润固体浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为，植物的根输送水、下雨时砖墙渗水、农民在干旱天气里锄松土壤等都和毛细现象有关毛细现象3液晶的性质特点(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，从另外一个方向看则是杂乱无章的(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变例如温度、压力、 、电磁作用、容器表面的差异等，都可以改变液晶的光学性质，计算器的显示屏，外加电压使液晶由透明状态变为混浊状态摩擦考点精析毛细现象产生的根本原因当毛细管插入浸润液体中时，附着层里的推斥力使附着层沿管壁上升，如图所示，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大，与此同时，由于表面层的表面张力的收缩作用，管内液体也随之上升，直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等时即达到平衡，液体停止上升，稳定在一定的高度利用类似的分析，也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象温故自查1温度(T或t)(1)两种意义：宏观上表示物体的；微观上标志物体内分子热运动的 它是物体分子 的标志冷热程度激烈程度平均动能(2)两种温标摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点作为 ，沸点作为.热力学温标T：单位K.把作为0K.绝对零度(0K)是的极限，只能接近不能达到两种温标的关系：就每1度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，只是不同，所以二者关系为Tt273(K)，Tt.0100273零值的起点低温2体积(V)气体分子所占据的空间，也就是气体所充满的分子间相互作用力很弱，气体很容易被压缩单位：m31m3103L(或dm3)106mL(或mm3)容积容器的3压强(p)气体作用在器壁单位面积上的压力，数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量单位换算：1atm760mmHg1.013105Pa考点精析压强的求法(1)在气体流通的区域，各处压强相等，如容器与外界相通，容器内外压强相等；用细管相连的容器，平衡时两边气体压强相等(2)液体内深为h处的总压强pp0gh，式中的p0为液面上方的压强，在水银内，用cmHg做单位时可表示为pHh.(3)连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等(4)求用固体(如活塞)或液体(如液柱)封闭在静止的容器内的气体压强，应对固体或液体进行受力分析，然后根据平衡条件求解(5)当封闭气体所在的系统处于力学非平衡的状态时，欲求封闭气体的压强，首先选择恰当的对象(如与气体关联的液柱、活塞等)，并对其进行正确的受力分析(特别注意内、外气体的压力)，然后根据牛顿第二定律列方程求解.温故自查1气体分子之间的距离比较大，分子之间的作用力非常 ，由分子之间的相互作用而产生的势能通常认为是 气体分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞之外不受力的作用，可以在空间内自由地移动微零2分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子之间的频繁撞击，速率又将发生变化，但是大量分子的速率却按照一定的规律分布这种大量分子整体所体现出来的规律叫做 3当温度升高时，速率小的分子数目将 ，速率大的分子数目将，其所表现的统计规律不变，分子的平均速率将 ，平均动能将 ，因此是分子平均动能的标志统计规律减少增加增大增大温度考点精析1如何理解气体压强从气体分子运动论的观点来看，容器中气体充满容器，气体分子做无规则运动，运动速率很大，并不断碰撞容器壁；大量分子对器壁频繁地碰撞的结果产生压强对气体中某一个分子来讲对器壁的碰撞是断续的、偶然的，但对大量分子碰撞整体表现为一持续的恒定的压力这好比雨滴打在雨伞上，使伞面受到的作用力，单个雨滴对伞面的作用力是断续的，但大量密集的雨接连不断打在伞面上就形成一持续均匀的压力一样2气体压强大小和哪些因素有关？(1)单位体积内的分子数即气体的分子密度：分子密度越大，在单位时间内器壁的单位面积上受到分子撞击次数越多，产生的压强也就越大气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定(2)分子的平均速率：分子运动的平均速率越大，在单位时间内单位面积上撞击次数多，而且每次速度变化大，撞击作用力大，气体压强大而对同种气体，温度越高，分子平均动能越大，平均速率也就越大由此看来，对一定质量的气体，体积和温度是决定气体压强的因素.温故自查1气体的等温变化玻意耳定律温度不变时，一定质量气体的压强随着体积的变化而变化，叫做气体的 变化；其变化规律是一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成其数学表达式为：或.等温反比p1V1p2V22气体的等容变化查理定律气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等容变化一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成其数学表达式为： 或者 C(其中C是比例常数)正比3气体的等压变化盖吕萨克定律气体在压强不变的情况下所发生的状态变化叫做变化一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比，其数学表达式为 或者 (其中C是比例常数)等压考点精析气体状态的变化图象的理解定律变化过程一定量气体的两条图线图线特点玻意耳定律等温变化1.等温变化在pV图中是双曲线，由pVnRT知，T越大，pV值越大所以，远离原点的等温线的温度越高，即T2T1.2.等温变化在p 图中是通过原点的直线，T大斜率大，所以T2T1.定律变化过程一定量气体的两条图线图线特点查理定律等容变化1.等容变化在pt图中是通过t轴上273的直线，由于在同一温度(如0)下，同一气体的压强大时，体积小，所以V1V2.2.等容变化在pT图中是通过原点的直线体积大时，斜率小，所以V1V2.定律变化过程一定量气体的两条图线图线特点查理定律等容变化1.等容变化在pt图中是通过t轴上273的直线，由于在同一温度(如0)下，同一气体的压强大时，体积小，所以V1V2.2.等容变化在pT图中是通过原点的直线体积大时，斜率小，所以V1V2.命题规律根据晶体和非晶体的特性，判断物质是晶体还是非晶体或对晶体和非晶体进行区别考例1下列说法中正确的是()A黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体B同一种物质只能形成一种晶体C单晶体的所有物理性质都是各向异性的D玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状解析所有的金属都是晶体，因而黄金也是晶体，只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，A错误；同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错误；单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性，有些物理性质各向同性，故C错误；玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D正确答案D总结评述晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性是针对物理性质来说的，但要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能在各物理性质上表现出各向异性，具体到某种晶体，在某种物理性质上具有各向异性，可能在另一种物理性质上具有各向同性下列说法错误的是()A晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构C凡各向同性的物质一定是非晶体D晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的解析晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确，各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质，C错误答案C命题规律利用液体表面张力、毛细现象解释有关现象考例2对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图所示对此有下列几种解释，正确的是()A表面层内分子的分布比液体内部疏B表面层内分子的分布比液体内部密C附着层内分子的分布比液体内部密D附着层内分子的分布比液体内部疏解析表面层内的分子比液体内部稀疏，分子间表现为引力，这就是表面张力，A正确、B错误；浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集，不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏，而附着层为浸润液体，附着层为不浸润液体，故C、D均正确答案ACD将涂有少量油的缝衣针轻轻地放于水面上，缝衣针可漂浮在水面上，试解释这一现象解析水对涂有油的缝衣针是不浸润的，因而水与缝衣针接触的表面层具有收缩趋势随着水与缝衣针接触面积的增大，使得缝衣针附近的水面呈弯月状，在缝衣针与水面的接触处，缝衣针要受到弯曲水面的表面张力f的作用，受力情况如图所示由于表面张力f的竖直分力可与缝衣针的重力保持平衡，所以缝衣针可漂浮在水面上答案见解析命题规律根据压强公式计算固体压强、液体压强、气体压强考例3如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆柱活塞A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，活塞的质量为M，不计活塞与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0.则封闭在容器内的气体的压强为()解析如图，活塞在竖直方向上的受力是平衡的由平衡方程知，答案D总结评述分析气体的压强一般通过分析与气体相关的物体的受力情况，通过力的平衡条件或者牛顿运动定律来解决一圆形气缸静置于地面上，如图(1)所示，气缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞面积为S，大气压强为p0.现将活塞缓慢上提，求气缸刚离开地面时气缸内气体的压强(忽略摩擦)解析此题中的活塞和气缸处于平衡状态，以活塞为对象，受力分析如图(2)，由平衡条件得，FpSmgp0S再以活塞和气缸整体为对象，则有F(Mm)g由式解得pp0 .命题规律根据 C计算一定质量理想气体的状态参量或变质量问题的方法考例4(xx山东)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化已知VA0.3m3，TATC300K，TB400K.(1)求气体在状态B时的体积；(2)说明BC过程压强变化的微观原因；(3)设AB过程气体吸收热量为Q1，BC过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因解析(1)设气体在B状态时的体积为VB，由盖吕萨克定律得代入数据得VB0.4m3.(2)微观原因：气体的体积不变，分子密集程度不变，温度变化(降低)，气体的分子平均动能变化(减小)，导致气体的压强变化(减小)(3)Q1大于Q2；因为TATC，故AB过程中增加的内能与BC过程中减少的内能相同，而AB过程中气体对外做正功，BC过程中气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2.答案(1)0.4m3(2)见解析(3)见解析喷雾器有10L水，上部封闭有1atm的空气2L.关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充放1atm的空气3L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)(1)当水面上方气体温度和外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因(2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由解析(1)设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1p2V2代入数据得p11atmV12L3L5LV22L代入式，可知p22.5atm微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加(2)由于封闭气体是等温膨胀，故气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热 答案见解析