高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第2講 固體 液體與氣體 新人教版選修3-3公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎(jiǎng)?wù)n件

第2講固體、液體與氣體01主干回顧固基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)1固體微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體液晶微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ

1.晶體(單晶體、多晶體)和非晶體區(qū)分分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性原子排列有規(guī)則，但多晶體中各個(gè)單晶體間排列無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則形成與轉(zhuǎn)化有物質(zhì)在不一樣條件下能夠形成不一樣形態(tài)．同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不一樣形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體，在一定條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體經(jīng)典物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香2.晶體微觀結(jié)構(gòu)(1)晶體微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成晶體微觀粒子有規(guī)則地、周期性地在空間排列．(2)用晶體微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋晶體特點(diǎn)現(xiàn)象原因晶體有規(guī)則外形因?yàn)閮?nèi)部微粒有規(guī)則排列晶體各向異性因?yàn)閮?nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)在不一樣方向相同距離上微粒數(shù)不一樣晶體多形性因?yàn)榻M成晶體微粒能夠形成不一樣空間點(diǎn)陣3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向

，又能夠自由移動(dòng)位置，保持了液體

．(2)液晶分子位置無(wú)序使它像

，排列有序使它像_______．(3)液晶分子排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看則是

．(4)液晶物理性質(zhì)很輕易在外界影響下

．異性流動(dòng)性液體晶體雜亂無(wú)章發(fā)生改變(5)應(yīng)用①利用液晶

，能夠制成液晶顯示器．②利用溫度改變時(shí)，液晶顏色會(huì)發(fā)生改變性質(zhì)來(lái)測(cè)_______.光學(xué)效應(yīng)溫度知識(shí)點(diǎn)2液體表面張力現(xiàn)象Ⅰ1.概念液體表面各部分間

力．2．作用液體表面張力使液面含有收縮到表面積

趨勢(shì)．3．方向表面張力跟液面

，且跟這部分液面分界限

．4．大小液體溫度越高，表面張力

；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力

；液體密度越大，表面張力

．相互吸引最小相切垂直越小變小越大5.液體毛細(xì)現(xiàn)象浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象.知識(shí)點(diǎn)3飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓相對(duì)濕度Ⅰ1.飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處于

蒸汽．(2)未飽和汽：沒(méi)有到達(dá)

蒸汽．2.飽和汽壓(1)定義：飽和汽所含有

．(2)特點(diǎn)：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體積無(wú)關(guān)．動(dòng)態(tài)平衡飽和狀態(tài)壓強(qiáng)越大3.濕度(1)定義：空氣

程度．(2)絕對(duì)濕度：空氣中所含

壓強(qiáng)．(3)相對(duì)濕度：在某一溫度下，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)與同一溫度下水飽和汽壓之比，潮濕水蒸氣知識(shí)點(diǎn)4氣體分子運(yùn)動(dòng)速率統(tǒng)計(jì)分布?xì)怏w試驗(yàn)定律理想氣體Ⅰ一、氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(1)分子很小，間距

，除碰撞外不受力．(2)氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)氣體分子數(shù)目都

．(3)分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，大量分子速率按“_____________”規(guī)律分布．很大相等中間多，兩頭少(4)溫度一定時(shí)，某種氣體分子速率分布是

，溫度升高時(shí)，速率小分子數(shù)

，速率大分子數(shù)

，分子平均速率增大，但不是每個(gè)分子速率都增大．確定降低增多二、氣體狀態(tài)參量1．氣體壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生原因因?yàn)闅怏w分子無(wú)規(guī)則

，大量分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生連續(xù)而穩(wěn)定壓力．氣體壓強(qiáng)在數(shù)值上等于作用在單位面積上壓力．(2)單位及換算關(guān)系國(guó)際單位：帕斯卡，符號(hào)：Pa,1Pa＝1N/m2慣用單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg)換算關(guān)系：1atm＝76cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105Pa.熱運(yùn)動(dòng)2．氣體溫度(1)物理意義宏觀上溫度表示物體冷熱程度，微觀上

是分子平均動(dòng)能標(biāo)志．(2)國(guó)際單位開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱開(kāi)，符號(hào)：

.(3)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度關(guān)系T＝

.溫度Kt＋273K3.氣體體積氣體體積為氣體分子所能到達(dá)空間體積，即氣體所充滿容器容積．國(guó)際單位：立方米，符號(hào)：m3慣用單位：升(L)、毫升(mL)換算關(guān)系：1m3＝103L,1L＝103mL4.氣體試驗(yàn)定律(1)等溫改變——玻意耳定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量某種氣體，在

不變情況下，壓強(qiáng)p與體積V成

．②公式：

＝p2V2或pV＝C(常量)．溫度反比p1V1(2)等容改變——查理定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量某種氣體，在

不變情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成

．體積正比(3)等壓改變——蓋－呂薩克定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量某種氣體，在

不變情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成

．壓強(qiáng)正比5.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體：在任何溫度、任何

下都遵從氣體試驗(yàn)定律氣體．①理想氣體是一個(gè)經(jīng)科學(xué)抽象而建立

模型，實(shí)際上不存在．②理想氣體不考慮分子間相互作用分子力，不存在分子勢(shì)能，內(nèi)能取決于溫度，與體積無(wú)關(guān)．③實(shí)際氣體尤其是那些不易液化氣體在壓強(qiáng)不太大，溫度

時(shí)都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處理．壓強(qiáng)理想化不太低C(常量)一、基礎(chǔ)知識(shí)題組1.[晶體和非晶體區(qū)分](多項(xiàng)選擇)關(guān)于晶體和非晶體，以下說(shuō)法正確是()A.有規(guī)則幾何外形固體一定是晶體B.晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性C.晶體熔化時(shí)含有一定熔點(diǎn)D.晶體和非晶體在適當(dāng)條件下是能夠相互轉(zhuǎn)化解析：因?yàn)橥庑问欠褚?guī)則能夠用人工方法處理，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．因?yàn)榫w可分為單晶體和多晶體，而多晶體在物理性質(zhì)上是各向同性，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．因?yàn)榫w在物理性質(zhì)上主要特征之一是含有一定熔點(diǎn)，所以選項(xiàng)C正確．理論和試驗(yàn)都證實(shí)非晶體含有不穩(wěn)定狀態(tài)，在適當(dāng)條件下會(huì)變成晶體，所以D正確．答案：CD2.[液晶特點(diǎn)]關(guān)于液晶，以下說(shuō)法中正確是()A.液晶是一個(gè)晶體B.液晶分子空間排列是穩(wěn)定，含有各向異性C.液晶光學(xué)性質(zhì)隨溫度改變而改變D.液晶光學(xué)性質(zhì)不隨溫度改變而改變解析：液晶微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，即使液晶分子在特定方向排列比較整齊，含有各向異性，但分子排列是不穩(wěn)定，A、B錯(cuò)誤．外界條件微小改變都會(huì)引發(fā)液晶分子排列改變，從而改變液晶一些性質(zhì)，如溫度、壓力、外加電壓等原因改變，都會(huì)引發(fā)液晶光學(xué)性質(zhì)改變，C正確，D錯(cuò)誤．答案：C3.[氣體試驗(yàn)定律考查]一定質(zhì)量氣體，要從溫度T1狀態(tài)改變到溫度T2狀態(tài)，而且T2>T1，則可供選擇過(guò)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，V↓→T↓，再等容降壓P↓→T↓，A錯(cuò)，先等容降壓，P↓→T↓，再等壓壓縮，V↓→T↓，B錯(cuò)，先等溫膨脹T不變，再等容降壓P↓－T↓，先等溫壓縮T不變，再等壓膨脹V↑→T↑，D對(duì)．答案：D4.[氣體試驗(yàn)定律應(yīng)用]如圖所表示，一定質(zhì)量空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面U形玻璃管內(nèi)，右管上端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)，右管內(nèi)水銀面比左管內(nèi)水銀面高h(yuǎn)，能使h變小是()A.環(huán)境溫度升高B.大氣壓強(qiáng)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(huì)升高，假設(shè)h不變，則氣體壓強(qiáng)p會(huì)增大，所以在大氣壓強(qiáng)p0不變情況下，h將變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若大氣壓強(qiáng)p0升高，假設(shè)h不變，則右管中高出水銀柱協(xié)力豎直向下，所以，h將變小，選項(xiàng)B正確；C選項(xiàng)中，在往右管內(nèi)加入水銀過(guò)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(qiáng)增大，體積減小，故高度差增大，所以選項(xiàng)C錯(cuò)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“壓強(qiáng)”消失，兩側(cè)氣體壓強(qiáng)一定相等，所以左管中氣體壓強(qiáng)減小，體積增大，高度差增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B5.[氣體試驗(yàn)定律處理變質(zhì)量問(wèn)題][·福建高考]空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)有1.0atm空氣6.0L，現(xiàn)再充入1.0atm空氣9.0L．設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看作理想氣體，則充氣后儲(chǔ)氣罐中氣體壓強(qiáng)為()A.2.5atm B.2.0atmC.1.5atm D.1.0atm解析：取全部氣體為研究對(duì)象，由p1V1＋p2V2＝pV1得p＝2.5atm，故A正確．答案：A二、規(guī)律方法題組6.[氣體試驗(yàn)定律處理液柱移動(dòng)問(wèn)題]兩個(gè)容器A、B，用截面均勻水平細(xì)玻璃管相通，如圖所表示，A、B所裝氣體溫度分別為17℃和27℃，水銀柱在管中央平衡，假如兩邊溫度都升高10℃，則水銀柱將()A.向右移動(dòng)B.向左移動(dòng)C.不動(dòng)D.條件不足，不能確定答案：A要判斷液柱移動(dòng)方向，應(yīng)首先假設(shè)液柱不動(dòng)，然后需要選擇好研究對(duì)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(diǎn)1固體和液體性質(zhì)

考點(diǎn)解讀：1．晶體和非晶體(1)單晶體含有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．(2)只要是含有各向異性物體必定是晶體，且是單晶體．(3)只要是含有確定熔點(diǎn)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能夠相互轉(zhuǎn)化．

2.液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間相互作用力表現(xiàn)為引力．(2)表面特征：表面層分子間引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊彈性薄膜．(3)表面張力方向：和液面相切，垂直于液面上各條分界限．(4)表面張力效果：表面張力使液體表面含有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同條件下，球形表面積最?。?5)表面張力大小：跟邊界限長(zhǎng)度、液體種類、溫度都相關(guān)系．3.對(duì)液體性質(zhì)三點(diǎn)說(shuō)明(1)液體表面層、附著層分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是造成表面張力、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象等現(xiàn)象根本原因．(2)同一個(gè)液體，對(duì)一些固體是浸潤(rùn)，對(duì)另一些固體可能不浸潤(rùn)．(3)液體沸騰條件是飽和汽壓和外部壓強(qiáng)相等．典例透析[·江蘇高考](多項(xiàng)選擇)以下現(xiàn)象中，能說(shuō)明液體存在表面張力有()A.水黽能夠停在水面上B.葉面上露珠呈球形C.滴入水中紅墨水很快散開(kāi)D.懸浮在水中花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

[嘗試解答]選AB.滴入水中紅墨水很快散開(kāi)是擴(kuò)散現(xiàn)象，懸浮在水中花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)了液體分子熱運(yùn)動(dòng)．解答固體和液體問(wèn)題技巧(1)解答晶體和非晶體問(wèn)題應(yīng)該熟練掌握晶體和非晶體區(qū)分和聯(lián)絡(luò)．(2)解答液體表面張力問(wèn)題，應(yīng)熟練掌握液體表面張力形成原因、表面特征、表面張力方向、表面張力效果，以及與表面張力大小相關(guān)原因等．[變式訓(xùn)練]1.[·山東高考](多項(xiàng)選擇)人類對(duì)物質(zhì)屬性認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不停深入過(guò)程，以下說(shuō)法正確是()A.液體分子勢(shì)能與體積相關(guān)B.晶體物理性質(zhì)都是各向異性C.溫度升高，每個(gè)分子動(dòng)能都增大D.露珠呈球狀是因?yàn)橐后w表面張力作用解析：液體分子勢(shì)能與分子之間距離相關(guān)，而分子之間距離影響物體體積，因而分子勢(shì)能與體積相關(guān)，選項(xiàng)A正確；有些晶體在一些物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，但并非每個(gè)分子動(dòng)能都增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)橐后w表面張力作用，液體表現(xiàn)有收縮到最小趨勢(shì)，因同等體積物體，以球面面積最小，所以露珠呈球狀，選項(xiàng)D正確．答案：AD2.[·福州質(zhì)檢]以下說(shuō)法正確是()A.露珠呈球形是因?yàn)橐后w表面張力作用B.用氣筒給自行車打氣，越打越費(fèi)勁，說(shuō)明氣體分子之間有斥力C.在溫度不變情況下，減小液面上方飽和汽體積時(shí)，飽和汽壓強(qiáng)增大D.教室內(nèi)看到透過(guò)窗子“陽(yáng)光柱”里粉塵顆粒雜亂無(wú)章運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)解析：露珠呈球形是因?yàn)橐后w表面張力作用，選項(xiàng)A正確；用氣筒給自行車打氣，越打越費(fèi)勁，說(shuō)明氣體壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在溫度不變情況下，減小液面上方飽和汽體積時(shí)，飽和汽壓強(qiáng)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；教室內(nèi)看到透過(guò)窗子“陽(yáng)光柱”里粉塵顆粒雜亂無(wú)章運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A考點(diǎn)2對(duì)氣體壓強(qiáng)了解及計(jì)算

考點(diǎn)解讀：1.決定原因(1)宏觀上：決定于氣體溫度和體積．(2)微觀上：決定于分子平均動(dòng)能和分子數(shù)密度．

2.氣體壓強(qiáng)計(jì)算(1)在氣體流通區(qū)域，各處壓強(qiáng)相等，如容器與外界相通，容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等；用細(xì)管相連容器，平衡時(shí)兩邊氣體壓強(qiáng)相等．(2)液體內(nèi)深為h處總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，式中p0為液面上方壓強(qiáng)，在水銀內(nèi)，用cmHg做單位時(shí)可表示為p＝p0＋h.(3)連通器內(nèi)靜止液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等．(4)求用固體(如活塞)或液體(如液柱)封閉在靜止容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)固體或液體進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)平衡條件求解．(5)當(dāng)封閉氣體所在系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)時(shí)，欲求封閉氣體壓強(qiáng)，首先選擇恰當(dāng)對(duì)象(如與氣體關(guān)聯(lián)液柱、活塞等)，并對(duì)其進(jìn)行正確受力分析(尤其注意內(nèi)、外氣體壓力)，然后依據(jù)牛頓第二定律列方程求解．[知能拓展](1)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不一樣，大氣壓強(qiáng)由重力產(chǎn)生，隨高度增大而減小，氣體壓強(qiáng)由大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生，大小不隨高度而改變；(2)求解液體內(nèi)部深度為h處總壓強(qiáng)時(shí)，不要忘記液面上方氣體壓強(qiáng)；(3)封閉氣體對(duì)器壁壓強(qiáng)處處相等．典例透析如圖所表示，一個(gè)橫截面積為S圓筒形容器豎直放置，金屬圓塊A上表面是水平，下表面是傾斜，下表面與水平面夾角為θ，圓塊質(zhì)量為M，不計(jì)圓塊與容器內(nèi)壁之間摩擦，若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓塊封閉在容器中氣體壓強(qiáng)p為()A.p0＋Mgcosθ/S

B.p0/cosθ＋Mg/(Scosθ)C.p0＋Mgcos2θ/S

D.p0＋Mg/S[解題探究](1)應(yīng)確定哪個(gè)物體為研究對(duì)象？提醒：以圓塊為研究對(duì)象，對(duì)圓塊進(jìn)行受力分析．(2)應(yīng)依據(jù)什么規(guī)律來(lái)分析？提醒：依據(jù)共點(diǎn)力作用下物體平衡條件求解．[嘗試解答]選D.對(duì)圓塊進(jìn)行受力分析：重力Mg，大氣壓作用力p0S，封閉氣體對(duì)它作用力pS/cosθ，容器側(cè)壁作用力F1和F2，如圖所表示．因?yàn)椴恍枰蟪鰝?cè)壁作用力，所以只考慮豎直方向合外力為零，就能夠求被封閉氣體壓強(qiáng)．圓塊在豎直方向上合外力為零，有p0S＋Mg＝(pS/cosθ)cosθ，即p＝p0＋Mg/S.封閉氣體壓強(qiáng)，不但與氣體狀態(tài)改變相關(guān)，還與相關(guān)水銀柱、活塞、汽缸等物體受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)．處理這類問(wèn)題關(guān)鍵是要明確研究對(duì)象，然后分析研究對(duì)象受力情況，再依據(jù)運(yùn)動(dòng)情況，列研究對(duì)象平衡方程或牛頓第二定律方程，然后解方程，就可求得封閉氣體壓強(qiáng)．[變式訓(xùn)練]如圖所表示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M氣缸，氣缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)活塞，活塞橫截面積為S.現(xiàn)用水平恒力F向右推氣缸，最終氣缸和活塞到達(dá)相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，求此時(shí)氣缸內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)p.(已知外界大氣壓強(qiáng)為p0)考點(diǎn)3氣體試驗(yàn)定律及狀態(tài)方程應(yīng)用

考點(diǎn)解讀：1.氣體試驗(yàn)定律比較

2.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下一直恪守氣體試驗(yàn)定律氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低條件下，可視為理想氣體．②微觀上講，理想氣體分子間除碰撞外無(wú)其它作用力，分子本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)空間認(rèn)為都是能夠被壓縮空間．典例透析一定質(zhì)量理想氣體，從圖示A狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了B、C，最終到D狀態(tài)，以下說(shuō)法中正確是()A.A→B溫度升高，體積不變B.B→C壓強(qiáng)不變，體積變大C.C→D壓強(qiáng)變小，體積變小D.B點(diǎn)溫度最高，C點(diǎn)體積最大[解題探究](1)p－T圖象中過(guò)原點(diǎn)傾斜直線表示哪一狀態(tài)改變？提醒：傾斜直線過(guò)原點(diǎn)表示等容過(guò)程．(2)對(duì)于p－T圖象中與坐標(biāo)軸平行線段：①與T軸平行，表示________．②與p軸平行，表示________．提醒：①