2019版高考物理总复习 选考部分 热学 基础课2 固体、液体和气体课件.ppt

基础课2固体 液体和气体 固体的微观结构 晶体和非晶体液晶的微观结构 知识排查 规则 异性 同性 2 晶体的微观结构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 3 液晶 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则是的 规则 异性 流动性 液体 晶体 杂乱无章 液体的表面张力现象 1 作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积的趋势 2 方向表面张力跟液面 且跟这部分液面的分界线 3 大小液体的温度越高 表面张力 液体中溶有杂质时 表面张力 液体的密度越大 表面张力 饱和蒸汽 未饱和蒸汽和饱和蒸汽压相对湿度 动态平衡 饱和 越大 气体分子运动速率的统计分布 1 气体分子运动的特点和气体压强 1 产生原因 由于气体分子无规则的热运动 大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 2 决定因素 宏观上 决定于气体的温度和 微观上 决定于分子的平均动能和分子的 2 气体的压强 气体实验定律理想气体 1 气体实验定律 p2V2 2 理想气体状态方程 1 理想气体 把在任何温度 任何压强下都遵从的气体称为理想气体 在压强不太大 温度不太低时 实际气体可以看作理想气体 理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用 一定质量的某种理想气体的内能仅由决定 2 理想气体状态方程 质量一定的理想气体 小题速练 1 思考判断 1 单晶体的所有物理性质都是各向异性的 2 草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的 3 水蒸气达到饱和时 水蒸气的压强不再变化 这时蒸发和凝结仍在进行 4 只要能增加气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以升高 5 若气体的温度逐渐升高 则其压强可以保持不变 答案 1 2 3 4 5 2 2018 贵阳摸底 多选 以下说法正确的是 A 金刚石 食盐都有确定的熔点B 饱和汽的压强与温度无关C 一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用D 多晶体的物理性质表现为各向异性E 当人们感觉空气干燥时 空气的相对湿度一定较小 解析金刚石 食盐都是晶体 有确定的熔点 选项A正确 饱和汽的压强与温度有关 选项B错误 因为液体表面张力的存在 有些小昆虫能停在水面上 选项C正确 多晶体的物理性质表现为各向同性 选项D错误 在一定温度条件下 相对湿度越小 水蒸发得也就越快 人就越感到干燥 故当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小 选项E正确 答案ACE 3 多选 下列对饱和汽 未饱和汽 饱和汽压以及湿度的认识 正确的是 A 液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关 而与体积无关B 增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C 降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D 空气中所含水蒸气的压强越大 空气的绝对湿度越大E 干湿泡湿度计的干 湿两支温度计的示数差越小 空气的相对湿度越大 解析饱和汽压的大小取决于物质的性质和温度 而与体积无关 故选项A正确 饱和汽压与压强无关 故选项B错误 降低温度可能使饱和汽变成未饱和汽 但不一定使未饱和汽变成饱和汽 故选项C错误 空气的湿度是指相对湿度 空气中所含水蒸气的压强越大 空气的绝对湿度越大 相对湿度不一定越大 故选项D正确 干湿泡湿度计的干 湿两支温度计示数差越小 说明空气越潮湿 相对湿度越大 故选项E正确 答案ADE 4 人教版选修3 3 P23 T2 如图1 向一个空的铝制饮料罐 即易拉罐 中插入一根透明吸管 接口用蜡密封 在吸管内引入一小段油柱 长度可以忽略 如果不计大气压的变化 这就是一个简易的气温计 已知铝罐的容积是360cm3 吸管内部粗细均匀 横截面积为0 2cm2 吸管的有效长度为20cm 当温度为25 时 油柱离管口10cm 1 吸管上标刻温度值时 刻度是否应该均匀 2 估算这个气温计的测量范围 图1 解析 1 由于罐内气体压强始终不变 由于 T与 L成正比 刻度是均匀的 故这个气温计可以测量的温度范围为 25 1 6 25 1 6 即23 4 26 6 答案 1 刻度是均匀的 2 23 4 26 6 固体和液体的性质 1 晶体和非晶体 1 单晶体具有各向异性 但不是在各种物理性质上都表现出各向异性 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 2 液体表面张力 1 表面张力的效果 表面张力使液体表面积具有收缩趋势 使液体表面积趋于最小 而在体积相同的条件下 球形的表面积最小 2 表面张力的大小 跟边界线的长度 液体的种类 温度都有关系 1 2015 全国卷 33 1 多选 下列说法正确的是 A 将一块晶体敲碎后 得到的小颗粒是非晶体B 固体可以分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C 由同种元素构成的固体 可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D 在合适的条件下 某些晶体可以转化为非晶体 某些非晶体也可以转化为晶体E 在熔化过程中 晶体要吸收热量 但温度保持不变 内能也保持不变 解析晶体有固定的熔点 并不会因为颗粒的大小而改变 即使敲碎为小颗粒 仍旧是晶体 选项A错误 固体分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上光学性质不同 表现为晶体具有各向异性 选项B正确 同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体 如金刚石和石墨 选项C正确 晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体 反之亦然 选项D正确 熔化过程中 晶体要吸热 温度不变 但是内能增大 选项E错误 答案BCD 2 多选 下列说法正确的是 A 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D 高原地区水的沸点较低 这是高原地区温度较低的缘故E 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 解析水中花粉的布朗运动 反映的是水分子的热运动规律 选项A错误 正是表面张力使空中雨滴呈球形 选项B正确 液晶的光学性质是各向异性 液晶显示器正是利用了这种性质 选项C正确 高原地区大气压较低 对应的水的沸点较低 选项D错误 因为纱布中的水蒸发吸热 则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低 选项E项正确 答案BCE 3 多选 关于饱和汽压和相对湿度 下列说法正确的是 A 温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同B 温度升高时 饱和汽压增大C 在相对湿度相同的情况下 夏天比冬天的绝对湿度大D 饱和汽压和相对湿度都与体积无关E 饱和汽压和相对湿度都与体积有关 答案BCD 4 2018 安徽安庆模拟 多选 下列说法正确的是 A 液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B 萘的熔点为80 质量相等的80 的液态萘和80 的固态萘具有不同的分子势能C 车轮在潮湿的地面上滚过后 车辙中会渗出水 属于毛细现象D 液体表面层的分子势能比液体内部的分子势能大E 液晶像液体一样具有流动性 而其光学性质与某些晶体相似 具有各向同性 解析液面上方的蒸汽达到饱和时 液体分子从液面飞出 同时有蒸汽分子进入液体中 从宏观上看 液体不再蒸发 故选项A错误 80 时 液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量 温度不变 则分子的平均动能不变 萘放出热量的过程中内能减小 而分子平均动能不变 所以一定是分子势能减小 故选项B正确 由毛细现象的定义可知 选项C正确 液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大 故液体表面层分子之间的作用力表现为引力 分子之间的距离有缩小的趋势 可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能 故选项D正确 液晶像液体一样具有流动性 而其光学性质与某些晶体相似 具有各向异性 选项E错误 答案BCD 分析液体现象注意三点 1 沸腾发生在液体内部和表面 蒸发发生在液体表面 2 未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关 与体积无关 3 人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度 气体压强的计算 1 气体压强的计算气体压强是气体分子热运动撞击器壁产生的压力 因此可根据平衡或牛顿运动定律计算气体压强的大小 2 常见两种模型 1 活塞模型 用活塞封闭一定质量的气体 2 连通器模型 用液柱封闭一定质量的气体 1 2018 山东聊城模拟 多选 对于一定质量的理想气体 下列论述正确的是 A 若单位体积内分子个数不变 当分子热运动加剧时 压强一定变大B 若单位体积内分子个数不变 当分子热运动加剧时 压强可能不变C 若气体的压强不变而温度降低 则单位体积内分子个数一定增加D 若气体的压强不变而温度降低 则单位体积内分子个数可能不变E 气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定 解析单位体积内分子个数不变 当分子热运动加剧时 单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大 因此这时气体压强一定增大 故选项A正确 B错误 若气体的压强不变而温度降低 则气体的体积减小 则单位体积内分子个数一定增加 故选项C正确 D错误 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定 选项E正确 答案ACE 2 如图2中两个汽缸质量均为M 内部横截面积均为S 两个活塞的质量均为m 左边的汽缸静止在水平面上 右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下 两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A B 大气压为p0 重力加速度为g 求封闭气体A B的压强各多大 图2 解析题图甲中选m为研究对象 pAS p0S mg 3 若已知大气压强为p0 在图3中各装置均处于静止状态 图中液体密度均为 求被封闭气体的压强 图3 解析在甲图中 以高为h的液柱为研究对象 由二力平衡知pAS ghS p0S所以p甲 pA p0 gh在图乙中 以B液面为研究对象 由平衡方程F上 F下有 pAS ghS p0S 得p乙 pA p0 gh在图丙中 仍以B液面为研究对象 有pA ghsin60 pB p0 在图丁中 以液面A为研究对象 由二力平衡得p丁S p0 gh1 S所以p丁 p0 gh1在戊图中 从开口端开始计算 右端为大气压p0 同种液体同一水平面上的压强相同 所以b气柱的压强为pb p0 g h2 h1 而a气柱的压强为pa pb gh3 p0 g h2 h1 h3 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 1 2018 安徽合肥模拟 如图4所示 上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置 截面面积为20cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内 在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a b 使活塞只能向上滑动 开始时活塞搁在a b上 缸内气体的压强等于大气压强p0 1 0 105Pa 温度为27 现缓慢加热汽缸内气体 当温度缓慢升高为57 时 活塞恰好要离开a b 重力加速度大小g取10m s2 求活塞的质量 图4 解析活塞刚要离开a b时 对活塞有p2S p0S mg 气体的状态参量为T1 300K p1 1 0 105Pa T2 330K 代入数据解得m 2kg答案2kg 2 如图5所示 左端封闭 粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置 管内用水银将一段理想气体封闭在左管中 当大气温度为23 时 管中被封闭的气柱长L 18cm 两边水银柱高度差为h 12cm 大气压强p0 76cmHg 1 现缓慢地向右管中注入水银 为使两边的水银柱一样高 需要注入的水银柱有多高 小数点后保留一位 2 若通过给左边管中气体加热使两边的水银柱一样高 则左管中气体的温度应升高到多少 图5 解析 1 由于缓慢注入水银 因此管内气体发生的是等温变化初态压强p1 76 12 cmHg V1 SL设注入的水银柱的高为d 则末态时p2 76cmHg 则p1V1 p2V2 解得d 17 7cm 2 设加热后气体温度为T2 初始时T1 300K 解得T2 475K 即左管中气体温度升高到202 答案 1 17 7cm 2 202 3 2017 全国卷 33 2 一种测量稀薄气体压强的仪器如图6 a 所示 玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2 K1长为l 顶端封闭 K2上端与待测气体连通 M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通 开始测量时 M与K2相通 逐渐提升R 直到K2中水银面与K1顶端等高 此时水银已进入K1 且K1中水银面比顶端低h 如图 b 所示 设测量过程中温度 与K2相通的待测气体的压强均保持不变 已知K1和K2的内径均为d M的容积为V0 水银的密度为 重力加速度大小为g 求 图6 待测气体的压强 该仪器能够测量的最大压强 解析 水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住 设此时被封闭的气体的体积为V 压强等于待测气体的压强p 提升R 直到K2中水银面与K1顶端等高时 K1中水银面比顶端低h 设此时封闭气体的压强为p1 体积为V1 则 由力学平衡条件得p1 p gh 整个过程为等温过程 由玻意耳定律得pV p1V1 由题意知h l 利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路 气体状态变化的图象问题 1 多选 如图7所示 一定质量的理想气体 从图示A状态开始 经历了B C状态 最后到D状态 下列判断正确的是 A A B过程温度升高 压强不变B B C过程体积不变 压强变小C B C过程体积不变 压强不变D C D过程体积变小 压强变大E C D过程温度不变 压强变小 图7 答案ABD 2 2016 全国卷 33 1 多选 一定量的理想气体从状态a开始 经历等温或等压过程ab bc cd da回到原状态 其p T图象如图8所示 其中对角线ac的延长线过原点O 下列判断正确的是 A 气体在a c两状态的体积相等B 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D 在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E 在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功 图8 答案ABE 3 多选 如图9所示 p V图中的每个方格均为正方形 一定质量的理想气体从a状态沿直线变化到b状态 再沿直线变化到c状态 最后沿直线回到a状态 则下列说法正确的是 A 从a状态变化到b状态的过程中气体分子的平均动能先增大后减小B 从a状态变化到b状态的过程中气体的密度不断增大C 从b状态变化到c状态的过程中气体一定吸热D 从c状态变化到a状态的过程中气体放出的热量一定大于外界对气体做的功E 从c状态变化到a状态的过程中气体的内能不断增大 图9 答案ACD