《備考指南 物理 》課件-選修3-3 第2講

熱學(xué)(選考)選修3－3第2講固體、液體與氣體【考綱解讀】1.知道晶體、非晶體的區(qū)別.2.理解表面張力，能解釋有關(guān)現(xiàn)象.3.掌握氣體的三個實驗定律，能用三個實驗定律分析氣體狀態(tài)變化問題．欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03核心素養(yǎng)改造02考點各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧11．晶體：晶體分為__________________．單晶體具有__________________、_____________、________________；多晶體是由許多_________________________組成的物體．和單晶體一樣，也具有確定的________．2．非晶體：非晶體在外觀上____________________，__________________；一些物理性質(zhì)表現(xiàn)為____________．一固體單晶體和多晶體規(guī)則的幾何形狀各向異性有確定的熔點雜亂無章地排列的小晶體熔點沒有規(guī)則的幾何形狀沒有確定的熔點各向同性1．液體的微觀結(jié)構(gòu)與________非常類似．2．液體的表面張力：液體表面有________的趨勢，液面呈繃緊狀態(tài)，液面上的張力為表面張力．3．液晶：即液態(tài)晶體，是由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的_________液體．(1)力學(xué)性質(zhì)上與________相同，具有流動性、連續(xù)性．光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面具有________的某些性質(zhì)，如各向異性．(2)液晶微觀結(jié)構(gòu)上具有液體、晶體的_________且液晶分子的排列會受電壓、溫度等的作用而改變．二液體非晶體收縮中間態(tài)液體晶體雙重性夯基題組1．(多選)(2019年錦州期末)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(

)A．所有晶體沿各個方向的光學(xué)性質(zhì)都相同B．非晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都相同C．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性D．物質(zhì)是晶體還是非晶體，是絕對的，不可能相互轉(zhuǎn)化E．有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體【答案】BCE【解析】晶體分為單晶體和多晶體．單晶體具有各向異性．多晶體是由許多雜亂無章排列的小晶體組成的，多晶體和非晶體一樣具有各向同性，選項A錯誤．非晶體具有各向同性，選項B正確．無論是單晶體還是多晶體，晶體內(nèi)部的分子按一定的規(guī)律排布，即具有一定的規(guī)律性，空間上的周期性，選項C正確．物質(zhì)是晶體還是非晶體，不是絕對的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，選項D錯誤，E正確．2．(多選)(2018年唐山名校期末)關(guān)于液體表面張力產(chǎn)生的原因，以下說法錯誤的是(

)A．在液體的表面層，分子間距大，分子之間斥力消失，只有引力B．由于氣體分子對表面層液體分子的吸引C．在液體的表面層里，由于分子間距比液體內(nèi)部大，分子間引力占優(yōu)勢D．由于受到指向液內(nèi)的吸引力的作用E．液體表面和里面的分子稀密不同，導(dǎo)致分子作用力存在差異引起的【答案】ABD【解析】與氣體接觸的液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離．液體表面層的分子間同時存在相互作用的引力與斥力，但由于分子間的距離大于分子的平衡距離r0，分子引力大于分子斥力，分子力表現(xiàn)為引力，即存在表面張力．表面張力使液體表面有收縮的趨勢．故A、B、D錯誤，C、E正確．1．氣體的狀態(tài)參量(1)溫度：在宏觀上表示物體的________程度；在微觀上是分子平均動能的________．(2)體積：氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的________．(3)壓強：氣體的壓強是由于氣體分子____________器壁而產(chǎn)生的．三氣體冷熱標志容積頻繁碰撞2．氣體分子動理論(1)氣體分子運動的特點：①氣體分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，__________的作用；②每個氣體分子的運動是___________的，但對大量分子整體來說，分子的運動是_________的．(2)氣體壓強的微觀意義：氣體的壓強是大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的．壓強的大小跟兩個因素有關(guān)：①氣體分子的____________；②分子的____________．不受力雜亂無章有規(guī)律平均動能密集程度(2)查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T成________，即p∝T，________＝恒量．(3)蓋—呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成________，即V∝T，________＝恒量．反比pV

正比正比4．飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓、相對濕度(1)飽和汽與未飽和汽①飽和汽：在密閉容器中的液體不斷地蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地凝結(jié)，當這兩個同時存在的過程達到動態(tài)平衡時，宏觀的蒸發(fā)停止．這種與液體處于____________的蒸汽稱為飽和汽．②未飽和汽：沒有達到飽和狀態(tài)的蒸汽稱為未飽和汽．動態(tài)平衡增大壓強夯基題組3．(多選)(2019年海口名校聯(lián)考)下列對飽和汽、未飽和汽、飽和汽壓以及濕度的認識，不正確的是(

)A．液體的飽和汽壓只與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與體積無關(guān)B．增大壓強一定可以使未飽和汽變成飽和汽C．降低溫度一定可以使未飽和汽變成飽和汽D．空氣中所含水蒸氣的壓強越大，空氣的濕度越大E．干濕泡溫度計的示數(shù)差別越小，空氣的濕度越大【答案】BCD【解析】飽和汽壓是物質(zhì)的一個重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，而與體積、壓強無關(guān)，選項A正確，B錯誤．飽和汽壓是物質(zhì)的一個重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，降低溫度可能使未飽和汽變成飽和汽，但不一定使未飽和汽變成飽和汽，選項C錯誤．空氣的濕度是指相對濕度，空氣中所含水蒸氣的壓強越大，空氣的絕對濕度越大，但相對濕度不一定越大，選項D錯誤．干濕泡溫度計的示數(shù)差別越大，說明空氣越干燥，相對濕度越??；干濕泡溫度計的示數(shù)差別越小，空氣的濕度越大．選項E正確．4．(多選)(2018年洛陽二模)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，則該氣體(

)A．狀態(tài)b的壓強大于狀態(tài)c的壓強B．狀態(tài)a的壓強大于狀態(tài)b的壓強C．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，體積增大D．從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度升高E．從狀態(tài)b到狀態(tài)d，壓強不斷增大，溫度先增大后減小【答案】ACD【解析】分別過abcd四個點作出等壓變化線，如圖所示，可知壓強與等壓線的斜率成反比．保持體積不變，溫度越高，則壓強越大．在V－T圖像中，傾角越大，壓強越小，所以pa＜pd＜pc＜pb，A正確，B錯誤．由圖像可知，狀態(tài)c到狀態(tài)d體積增大，C正確．從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度升高，D正確．從狀態(tài)b到狀態(tài)d，溫度不變，E錯誤．考點各個擊破21．晶體與非晶體的比較考點1晶體和非晶體分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則熔點確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性微觀粒子排列有規(guī)則，但多晶體每個晶粒間的排列無規(guī)則無規(guī)則形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)；同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)．有些非晶體，在一定的條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香2．特別提醒．晶體與非晶體的區(qū)別主要表現(xiàn)在有無確定的熔點上，而不能依據(jù)是否有規(guī)則的幾何形狀辨別，因為雖然單晶體有規(guī)則的幾何外形，但多晶體與非晶體都沒有規(guī)則的幾何外形．有些晶體可能只有某種或幾種物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，其他物理性質(zhì)是各向同性的．例1

(多選)(2018年汕頭一模)下列說法正確的是(

)A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體B．用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間有規(guī)則排列D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同E．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變【答案】ACD【解析】根據(jù)晶體具有固定的熔點可知，食鹽熔化過程中溫度保持不變，說明食鹽是晶體，選項A正確．用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母片具有各向異性，云母片是晶體．選項B錯誤．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間有規(guī)則排列，選項C正確．石墨和金剛石都由碳分子組成，但它們的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同，選項D正確．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，雖然溫度保持不變，但內(nèi)能增大，選項E錯誤．【答案】ABD【解析】晶體具有比較固定的熔點，非晶體則沒有固定的熔點，所以固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，選項A正確．固體甲若是多晶體，則不一定有確定的幾何外形；固體乙是非晶體，一定沒有確定的幾何外形．選項B正確．在熱傳導(dǎo)方面，固體甲若是多晶體，則不一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性，選項C錯誤．固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，但是固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同，選項D正確．晶體在熔化時具有一定的熔點，但由于晶體吸收熱量，內(nèi)能在增大，選項E錯誤．1．單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．2．只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體．3．只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體．4．晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．1．液體由于液體分子排列的特點，使得液體具有一些特有的物理性質(zhì)：(1)液體和氣體沒有一定的形狀，是流動的．(2)液體和固體具有一定的體積，而氣體的體積變化不定．(3)液體和固體都很難被壓縮，而氣體可以很容易被壓縮．(4)液體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性．考點2液體和液晶2．液體的表面張力(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢；(2)方向：表面張力跟液面相切，且跟這部分液面的分界線垂直．(3)浸潤和不浸潤附著層內(nèi)液體分子間距比液體內(nèi)部小，表現(xiàn)為浸潤；附著層內(nèi)液體分子間距比液體內(nèi)部大，表現(xiàn)為不浸潤．(4)毛細現(xiàn)象一種現(xiàn)象是浸潤液體在細管中上升，另一種現(xiàn)象是不浸潤液體在細管中下降．3．液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性，又可以自由移動位置，保持了液體的流動性；(2)液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體；(3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是雜亂無章的．例2

(多選)(2019年河南模擬)下列說法正確的是(

)A．液晶是一種晶體，液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化B．液晶分子沒有固定的位置，但排列有大致相同的取向C．生物膜的主要構(gòu)成部分是某些物質(zhì)在水溶液中形成的薄片狀液晶D．有些物質(zhì)在適當?shù)娜軇┲腥芙鈺r，在一定的濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)E．通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)一般不容易具有液晶態(tài)【答案】BCD【解析】液晶是一種晶體．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨電場的變化而變化，與溫度無關(guān)．選項A錯誤．液晶具有流動性，故其分子沒有固定的位置，但排列有大致相同的取向，因而其光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性．選項B正確．生物膜的主要構(gòu)成部分是某些物質(zhì)在水溶液中形成的薄片狀液晶，選項C正確．當有些物質(zhì)溶解度達到飽和時，溶解會達到平衡．所以有些物質(zhì)在適當溶劑中溶解時在一定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)，選項D正確．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)雖并不都是呈液晶態(tài)，但也可能呈液晶態(tài)，選項E錯誤．

思路液晶像液體一樣可以流動，又具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類物質(zhì)．液晶是介于液態(tài)與結(jié)晶態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)．練2

(多選)(2018年廈門模擬)下列說法正確的是(

)A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于水表面存在表面張力的緣故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，是因為油脂使水的表面張力增大的緣故C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．在毛細現(xiàn)象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細管的材質(zhì)有關(guān)E．當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力的緣故【答案】ACD【解析】把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，浮力很小，可以忽略不計，故一定是由于水表面存在表面張力的緣故，選項A正確．水對油脂表面是不浸潤的，所以成水珠狀；水對玻璃表面是浸潤的，無法形成水珠，表面張力是一樣的，選項B錯誤．宇宙飛船中的圓形水滴是表面張力的緣故，選項C正確．毛細現(xiàn)象中有的液面升高，有的液面降低，這與液體種類和毛細管的材料有關(guān)，選項D正確．當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于大氣壓力的緣故，選項E錯誤．1．表面張力實質(zhì)是表面層的液體分子間的相互作用力的宏觀表現(xiàn)．2．液晶既不是液體也不是晶體．液晶的性質(zhì)既具有液體的流動性，又具有晶體的物理性質(zhì)各向異性．1．氣體的狀態(tài)參量表征氣體狀態(tài)的物理量稱為氣體的狀態(tài)參量．對于一定質(zhì)量的某種氣體，在宏觀上常用溫度T、體積V和壓強p來描述其狀態(tài)．2．氣體的溫度(1)從宏觀上看，表示物體的冷熱程度；從微觀上看，是物體內(nèi)大量分子平均動能的標志，反映了氣體分子無規(guī)則運動的激烈程度．(2)溫標指溫度的數(shù)值表示法．常用溫標有攝氏溫標和熱力學(xué)溫標2種，所對應(yīng)的溫度分別叫攝氏溫度和熱力學(xué)溫度(絕對溫度)．考點3氣體的狀態(tài)參量3．氣體的體積(1)由于氣體分子間的平均距離是分子直徑的10倍以上，分子間的相互作用力可以認為是零，因而極易流動和擴散，總是要充滿整個容器，故氣體的體積等于盛氣體的容器的容積．(2)氣體的體積用V表示，其國際單位是m3；常用單位有L(dm3)、mL(cm3)．換算關(guān)系：1m3＝103L＝106mL.4．氣體的壓強(1)產(chǎn)生的原因．由于大量分子無規(guī)則地運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力．作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強．(2)決定因素：①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積．②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度．(3)常用單位：帕斯卡(Pa)．1Pa＝1N/m21atm＝760mmHg＝1.013×105Pa(4)計算方法：①液體封閉的氣體壓強的確定．平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對象進行受力分析，利用它的受力平衡求出氣體的壓強．取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處的壓強相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強相等建立方程求出壓強．液體內(nèi)部深度為h處的總壓強p＝p0＋ρgh.②固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強的確定．由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過對該固體進行受力分析，由平衡條件建立方程來求出氣體壓強．③加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的計算方法：一般選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．特別提醒：(1)氣體壓強與大氣壓強不同，大氣壓強由重力產(chǎn)生，隨高度增大而減小；氣體壓強由大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生，大小不隨高度變化而變化．(2)容器內(nèi)氣體的壓強是大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的，并非因其重力產(chǎn)生的．(3)求解液體內(nèi)部深度為h處的總壓強時，不要忘記液面上方氣體的壓強．例3

(2018屆嘉定一模)一開口向下導(dǎo)熱均勻直玻璃管，通過細繩懸掛在天花板上．玻璃管下端浸沒在固定水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為h.下列情況能使細繩拉力增大的是(

)A．大氣壓強增加B．環(huán)境溫度升高C．向水銀槽內(nèi)注入水銀D．略微增加細繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移【答案】A練3

(多選)下圖為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖．金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水．在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣(

)A．內(nèi)能增大B．壓強增大C．分子間引力和斥力都減小D．所有分子運動速率都增大【答案】AB【解析】水加熱升溫使空氣溫度升高，故封閉空氣的內(nèi)能增大，氣體分子的平均動能增大，分子對器壁的撞擊力增大，故壓強增大．但分子間距離不變，故分子間作用力不變．由于溫度是分子平均動能的標志，是一個統(tǒng)計規(guī)律，溫度升高時并不是所有分子的動能都增大，有少數(shù)分子動能甚至可能減小．故A、B正確，C、D錯誤．1．氣體狀態(tài)變化的圖像問題考點4理想氣體及氣體實驗定律例4

一氧氣瓶的容積為0.08m3，開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓．某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36m3.當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣．若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天．【答案】4天練4一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞．初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示．用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止．求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離．已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中沒有氣體泄漏；大氣壓強p0＝75.0cmHg.環(huán)境溫度不變．【答案】9.42cm利用氣體實驗定律解決問題的基本思路核心素養(yǎng)改造3問題專攻：氣體壓強的計算1．氣體壓強的計算氣體壓強是氣體分子熱運動撞擊器壁產(chǎn)生的壓力，因此可根據(jù)平衡或牛頓運動定律計算氣體壓強的大?。?．常見的兩種模型(1)