高考物理一轮复习 第2单元 固体、液体和气体课件（选修3-3）.ppt

选考部分 选修3 3热学 第2单元固体 液体和气体 网控基础点提炼命题源 一 晶体 非晶体1 晶体 单晶体 多晶体 和非晶体的区别 读读教材 2 晶体的微观结构 1 晶体的微观结构特点组成晶体的微观粒子有规律地 地在空间排列 2 用晶体的微观结构特点解释晶体的特点周期性 二 液体 液晶1 液体的表面张力 1 定义使液体表面具有 的力 2 产生原因由于液面分子分布较内部稀疏 分子间距r r0 分子力表现为 宏观上表现为使液面收缩 使液面像一张绷紧的膜 2 液体的毛细现象浸润液体在细管中 的现象 以及不浸润液体在细管中 的现象 称为毛细现象 1 1 收缩趋势 2 引力2 上升下降 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 4 液晶的物理性质很容易在外界的影响下 1 异性流动性 2 液体晶体 3 杂乱无章 4 发生变化 三 气体的状态参量及气体定律1 气体分子运动的特点 1 分子很小 间距 除碰撞外不受力 2 气体分子向各个方向运动的气体分子数目都 3 分子做无规则运动 大量分子的速率按 的规律分布 4 温度一定时 某种气体分子的速率分布是 的 温度升高时 速率小的分子数 速率大的分子数 分子的平均速率增大 但不是每个分子的速率都增大 1 很大 2 相等 3 中间多 两头少 4 确定减少增多 2 气体的压强 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 大小 气体的压强在数值上等于气体作用在 的压力 公式 p 3 常用单位及换算关系 国际单位 符号Pa 1Pa 1N m2 常用单位 atm 厘米汞柱 cmHg 换算关系 1atm cmHg 1 013 105Pa 1 0 105Pa 压强正比 四 饱和汽和饱和汽压 空气的湿度1 饱和汽与未饱和汽 1 饱和汽与液体处于 的蒸汽 2 未饱和汽没有达到 状态的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义饱和汽所具有的压强 1 动态平衡 2 饱和 2 特点液体的饱和汽压与 有关 温度越高 饱和汽压越大 饱和汽压与饱和汽的 无关 3 湿度 1 定义空气的干湿程度 2 描述湿度的物理量 绝对湿度 空气中所含水蒸气的 相对湿度 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的 之比 2 2 温度体积3 2 压强饱和汽压 1 多选 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 A 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体B 晶体的分子 或原子 离子 排列是规则的C 单晶体和多晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点D 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 练练基础 题组一 晶体 非晶体 2 在两片质料不同的均匀薄片上涂一层很薄的石蜡 然后用烧热的钢针尖端分别接触两片的中心 结果薄片a上熔化的石蜡呈圆形 如图 薄片b上熔化的石蜡呈椭圆形 如图 由此可以判定 A a一定是晶体B b一定是晶体C a一定不是晶体D a一定是单晶体 解析 a薄片上熔化的石蜡呈圆形 表示它的导热性是各向同性的 b薄片上熔化的石蜡呈椭圆形 表示它的导热性是各向异性的 所以b薄片一定是晶体 由于非晶体和多晶体都是各向同性的 所以a薄片可能是非晶体也可能是多晶体 另外单晶体在某种物理性质上也可能为各向同性 3 如图所示 湖面上一只小昆虫停在水面上 而不会陷入水中 原因是 A 昆虫的密度小于水的密度B 水的表面张力的作用C 空气浮力的影响D 昆虫和水之间存在着斥力 解析 绷紧的液面象一张弹性膜 会对落在水面上的昆虫产生支持力 而不会陷入水中 题组二 液体 液晶 4 液晶显示器根本没有辐射可言 只有来自驱动电路的少量电磁波 只要将外壳严格密封即可防止电磁波外泄 所以液晶显示器又称为冷显示器或环保显示器 如图所示 液晶显示器的关键部件是液晶层 关于液晶层的工作原理 下列说法中正确的是 A 液晶分子的空间排列是稳定的 具有各向异性B 液晶的光学性质随温度的变化而变化C 液晶的光学性质不随外加电压的变化而变化D 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 解析 液晶分子在特定方向排列比较整齐 具有各向异性 但分子的空间排列是不稳定的 选项A错误 温度 压力 外加电压等因素变化时 都会改变液晶的光学性质 但是液晶显示器依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 选项B C错误 选项D正确 5 一定质量的理想气体 从图示A状态开始 经历了B C 最后到D状态 下列说法中正确的是 A A B温度升高 体积不变B B C压强不变 体积变大C C D压强变小 体积变小D B点的温度最高 C点的体积最大 题组三 气体状态参量及气体定律 解析 A B过程为等容变化 温度升高 压强增大 B C过程为等压过程 温度降低 体积减小 C D过程为等温变化 压强减小 体积增大 选项A正确 6 多选 对于一定量的稀薄气体 下列说法正确的是 A 压强变大时 分子热运动必然变得剧烈B 保持压强不变时 分子热运动可能变得剧烈C 压强变大时 分子间的平均距离必然变小D 压强变小时 分子间的平均距离可能变小 解析 温度是气体分子热运动剧烈程度的标志 对一定量的气体 只说明压强变大时 温度不一定升高 A项错误 保持压强不变 气体的温度和体积可以同时增大 分子热运动变得剧烈 B项正确 同理只说明气体的压强变大时 气体体积不一定变小 即分子间平均距离不一定变大 C项错误 气体压强变小时 气体体积可能减小 即分子间平均距离可能变小 D项正确 7 如图所示 在一个带活塞的容器底部有一定量的水 现保持温度不变 上提活塞 最后底部仍有部分水时 则 A 液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和B 液面上方水蒸气的质量增加 密度减小C 液面上方水蒸气的密度减小 压强减小D 液面上方水蒸气的密度和压强都不变 题组四 饱和汽和饱与汽压 空气的湿度 解析 在一定温度下 某种液体的饱和汽密度和饱和汽压是一定的 不随其体积的变化而变化 活塞上提前 密闭容器中水面上的水蒸气为饱和汽 水蒸气密度一定 其饱和汽压一定 当活塞上提时 密闭容器中水面会有水分子飞出 使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡 达到饱和状态 在温度保持不变的条件下 水蒸气密度不变 饱和汽压也保持不变 故选D项 8 下列说法正确的是 A 饱和蒸汽压与温度有关 且随着温度的升高而增大B 饱和蒸汽是指液体不再蒸发 蒸汽不再液化时的状态C 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定很大D 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 解析 液面上的蒸汽达到饱和 是一种动态平衡 即在相同时间内从水面飞出的分子数和落回到水面的分子数相等 B项错误 温度升高 分子热运动加剧 单位时间飞出的分子数增多 所以饱和蒸汽压增大 A正确 人们感到潮湿是因为相对湿度大 C D项错误 1 单晶体具有各向异性 但不是在所有物理性质上都表现出各向异性 2 液晶既具有液体的流动性 又具有晶体的各向异性 3 描述气体状态的参量是压强 温度和体积 对一定量的理想气体 一个参量变化时 一定会引起另一个或两个参量发生变化 4 水蒸气的饱和汽压与温度有关 与气体体积无关 小思考微总结 细研核心点练透经典题 1 产生的原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强 2 决定因素 1 宏观上 决定于气体的温度和体积 2 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密集程度 3 平衡状态下气体压强的求法 1 液片法 选取假想的液体薄片 自身重力不计 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立平衡方程 消去面积 得到液片两侧压强相等方程 求得气体的压强 考点一气体压强的计算及微观意义 2 力平衡法 选取与气体接触的液柱 或活塞 为研究对象进行受力分析 得到液柱 或活塞 的受力平衡方程 求得气体的压强 3 等压面法 在连通器中 同一种液体 中间不间断 同一深度处压强相等 液体内深h处的总压强p p0 gh p0为液面上方的压强 4 加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱 或活塞 为研究对象 进行受力分析 利用牛顿第二定律列方程求解 调研1 如图所示 光滑水平面上放有一质量为M的汽缸 汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞 活塞面积为S 现用水平恒力F向右推汽缸 最后汽缸和活塞达到相对静止状态 求此时缸内封闭气体的压强p 已知外界大气压为p0 解题指导 先用整体法求系统运动的加速度 再隔离活塞 根据牛顿第二定律求气体的压强 试题调研 封闭气体的压强 不仅与气体的状态变化有关 还与相关的水银柱 活塞 汽缸等物体的受力情况和运动状态有关 解决这类问题的关键是要明确研究对象 然后分析研究对象的受力情况 再根据运动情况 列研究对象的平衡方程或牛顿第二定律方程 然后解方程 就可求得封闭气体的压强 名师归纳点题破疑 1 1 多选 封闭在汽缸内一定质量的气体 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 类题练熟 解析 气体的密度等于质量和体积的比值 A错误 体积不变时 温度升高 分子热运动加剧 分子平均动能增大 单位时间内与单位面积碰撞次数增加 选项C错误 B D正确 1 2 2015 湖北七市联考 如图 竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管 A端封闭 C端开口 AB BC l0 且此时A C端等高 平衡时 管内水银总长度为l0 玻璃管AB内封闭有长为的空气柱 已知大气压强为l0汞柱高 如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动到BC管水平 求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高 管内封入的气体可视为理想气体且温度不变 考点二理想气体的状态方程与气体实验定律的应用 3 应用状态方程或实验定律解题的一般步骤 1 明确研究对象 即某一定质量的理想气体 2 确定气体在始末状态的参量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 由状态方程或实验定律列式求解 4 讨论结果的合理性 试题调研 应用气体实验定律解题的一般方法1 选对象根据题意 选出所研究的某一部分气体 这部分气体在状态变化过程中 其质量必须保持一定 2 找参量找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p V T数值 压强的确定往往是关键 常常需要结合力学知识 如力的平衡条件或牛顿第二定律 才能写出表达式 对于多个研究对象的问题 应注意分别确定每个研究对象的初 末状态的三个参量 并且用不同角标区分开 名师归纳点题破疑 3 认过程过程表示两个状态之间的一种变化方式 除题中已直接指明的条件外 在许多情况下 往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定 典型的过程如等温变化 等容度化和等压变化 4 列方程根据研究对象状态变化的具体方式 选用气态方程或某一实验定律 代入具体数值 注意 T必须用热力学温度 5 验结果由方程组解答出结果后 不要急于下结论 要分析所得结果的合理性及其是否有实际的物理意义 类题练熟 答案 见解析 考点三气体状态变化图象问题的分析 试题调研 解题探究 1 bc过程是等容变化吗 说明原因 2 气体从d到a 体积如何变化 解析 因为bc的延长线通过原点 所以bc是等容线 即气体体积在bc过程中保持不变 B正确 ab是等温线 压强减小则体积增大 A正确 cd是等压线 温度降低则体积减小 C错误 连接aO交cd于e点 如图所示 则ae是等容线 即Va Ve 因为Vd Ve 所以Vd Va 所以da过程中体积增大 D错误 答案 AB 气体状态变化的图象的应用技巧 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 它对应着三个状态参量 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 2 在V T图象 或p T图象 中 比较两个状态的压强 或体积 大小 可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小 其规律是 斜率越大 压强 或体积 越小 斜率越小 压强 或体积 越大 名师归纳点题破疑 类题练熟 破解热学多过程问题 解题指导 1 审题 2 破题 1 此题涉及两部分气体 即两活塞下方气体和右活塞上方气体 过程可分为打开阀门前的过程和打开阀门后的过程 2 阀门打开前 两活塞下方气体温度升高 但压强不变 所以体积增大 而右活塞上方气体三个参量都不变 所以只能是左活塞上升 3 阀门打开后 右活塞上方气体进入左活塞上方 对左活塞产生向下压力 要重新达到平衡 只能是右活塞上升至顶部 且对顶部产生压力 3 规范答题 解析 1 如图甲所示 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 汽缸活塞类问题是热学部分典型综合题 它需要考虑气体 汽缸或活塞等多个研究对象 涉及力学 热学等知识 需要灵活 综合的应用知识解决问题 名师归纳点题破疑