《高考備考指南 理科綜合 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、液體與氣體欄目導(dǎo)航01知識(shí)梳理回顧03隨堂限時(shí)集訓(xùn)02考點(diǎn)各個(gè)擊破04配套訓(xùn)練知識(shí)梳理回顧1一、固體1．晶體：晶體分為_(kāi)_________________．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_(kāi)___________．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(diǎn)雜亂無(wú)章地排列的單晶體熔點(diǎn)沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀沒(méi)有確定的熔點(diǎn)各向同性二、液體1．液體的微觀結(jié)構(gòu)與_________非常類(lèi)似．2．液體的表面張力：液體表面有_______的趨勢(shì)，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(dòng)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(huì)受電壓、溫度等的作用而改變．非晶體收縮中間態(tài)液體晶體雙重性夯基題組1．(多選)(2017屆河南模擬)下列說(shuō)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(méi)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(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，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(chǎng)的變化而變化，與溫度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤．液晶具有流動(dòng)性，故其分子沒(méi)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，故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，故C正確．當(dāng)有些物質(zhì)溶解達(dá)到飽和時(shí)，會(huì)達(dá)到溶解平衡，所以有些物質(zhì)在適當(dāng)溶劑中溶解時(shí)在一定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)，故D正確．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)雖并不都呈液晶態(tài)，但也可能呈液晶態(tài)，故E錯(cuò)誤．2．(多選)(2017屆安徽模擬)下列關(guān)于浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的說(shuō)法正確的是(

)A．一種液體是否浸潤(rùn)某種固體取決這兩種物質(zhì)的性質(zhì)B．附著層中的分子一定同時(shí)受到固體分子的吸引和液體內(nèi)部分子的吸引C．附著層中的液體分子可能比液體內(nèi)部的分子稀疏D．毛細(xì)現(xiàn)象與液體是否浸潤(rùn)某種固體無(wú)關(guān)E．液體不浸潤(rùn)某種固體則附著層內(nèi)部液體分子相互排斥【答案】ABC三、氣體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(dòng)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(qiáng)：氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子____________器壁而產(chǎn)生的．冷熱標(biāo)志容積頻繁碰撞2．氣體分子動(dòng)理論(1)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：①氣體分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，__________的作用；②每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)是__________的，但對(duì)大量分子整體來(lái)說(shuō)，分子的運(yùn)動(dòng)是________的．(2)氣體壓強(qiáng)的微觀意義：氣體的壓強(qiáng)是大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的．壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：①氣體分子的____________；②分子的____________．不受力雜亂無(wú)章有規(guī)律平均動(dòng)能密集程度(3)大量氣體分子運(yùn)動(dòng)速率統(tǒng)計(jì)分布：①氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等；②各種速率的分子數(shù)目所占總分子數(shù)的百分比按照“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布，如圖所示；③溫度越高，速率大的分子數(shù)越多，分布圖線越扁，曲線最高點(diǎn)往右移動(dòng)，如圖；④任意溫度下，無(wú)論是高速運(yùn)動(dòng)的分子還是低速運(yùn)動(dòng)的分子都存在，只是所占比例不同．反比pV

正比

正比

4．飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓，相對(duì)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(dāng)這兩個(gè)同時(shí)存在的過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，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(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽稱為未飽和汽．動(dòng)態(tài)平衡

壓強(qiáng)增大夯基題組3．(多選)(2017屆赤峰校級(jí)一模)如圖所示，密閉容器內(nèi)的氫氣溫度與外界空氣的溫度相同，現(xiàn)對(duì)該容器緩慢加熱，當(dāng)容器內(nèi)的氫氣溫度高于外界空氣的溫度時(shí)，則(

)A．氫分子的平均動(dòng)能增大B．氫分子的勢(shì)能增大C．容器內(nèi)氫氣的內(nèi)能增大D．容器內(nèi)氫氣的內(nèi)能可能不變E．容器內(nèi)氫氣的壓強(qiáng)增大【答案】ACE4．(多選)(2017屆湖南校級(jí)一模)關(guān)于一定量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是(

)A．氣體分子的體積是指每個(gè)氣體分子平均所占有的空間體積B．只要能增加氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以升高C．在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加E．氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定升高【答案】BDE【解析】氣體分子之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子本身的直徑，所以氣體分子的體積小于每個(gè)氣體分子平均所占有的空間體積，故A錯(cuò)誤．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，增加氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以升高，故B正確．氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是氣體分子不斷撞擊器壁產(chǎn)生的，與超失重?zé)o關(guān)，故C錯(cuò)誤．改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞．當(dāng)氣體從外界吸收熱量同時(shí)氣體對(duì)外做功，則內(nèi)能可能會(huì)減小，故D正確．等壓變化過(guò)程，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積膨脹，溫度升高，故E正確．考點(diǎn)各個(gè)擊破21．晶體與非晶體的比較考點(diǎn)1晶體和非晶體分類(lèi)比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性微觀粒子排列有規(guī)則，但多晶體每個(gè)晶粒間的排列無(wú)規(guī)則無(wú)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(wú)確定的熔點(diǎn)上，而不能依據(jù)是否有規(guī)則的幾何形狀辨別．因?yàn)殡m然單晶體有規(guī)則的幾何外形，但多晶體與非晶體都沒(méi)有規(guī)則的幾何外形．某種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，并不是所有的物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向異性．例1

(2017屆濰坊模擬)下列說(shuō)法正確的是(

)A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類(lèi)，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE．在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變解析：將一塊晶體敲碎后得到的小顆粒還是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．固體可以分為晶體和非晶體兩類(lèi)，有些晶體在不同方向上表現(xiàn)出各向異性，具有不同的光學(xué)性質(zhì)．選項(xiàng)B正確．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，例如石墨和金剛石．選項(xiàng)C正確．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w．例如，天然石英是晶體，熔融過(guò)的石英卻是非晶體．把晶體硫加熱熔化(溫度超過(guò)300℃)再倒進(jìn)冷水中，會(huì)變成柔軟的非晶硫，再過(guò)一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化為晶體硫．所以選項(xiàng)D正確．在熔化過(guò)程中晶體要吸收熱量，雖然溫度保持不變，但是內(nèi)能要增加．選項(xiàng)E錯(cuò)誤．答案：BCD【答案】ABD【解析】晶體具有比較固定的熔點(diǎn)，非晶體則沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，所以固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，故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(méi)有確定的幾何外形，故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，故C錯(cuò)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，故D正確．晶體在熔化時(shí)具有一定的熔點(diǎn)，但由于晶體吸收熱量，內(nèi)能在增大，故E錯(cuò)誤．1．液體由于液體分子排布這種特點(diǎn)，使得液體具有一些特有的物理性質(zhì)：(1)液體和氣體沒(méi)有一定的形狀，是流動(dòng)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(diǎn)2液體和液晶2．液體的表面張力液體表面層的特點(diǎn)：(1)表面層的位置處在與氣體接觸處．(2)表面層中的分子要比液體內(nèi)部稀疏些，即表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部的大一些，在表面層中的分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，使液面各部分分子之間產(chǎn)生相互吸引的表面張力．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(dòng)位置，保持液體的流動(dòng)性．(2)液晶分子的位置無(wú)序使它像液體，排列有序使它像晶體．(3)液晶的分子排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看則是雜亂無(wú)章的．(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下發(fā)生改變．例2

(2017屆昆明校級(jí)期末)關(guān)于液體的表面張力，下面說(shuō)法正確的是(

)A．表面張力是液體各部分間的相互作用B．液體表面層分子分布比液體內(nèi)部密集，分子間相互作用表現(xiàn)為引力C．表面張力的方向總是垂直液面指向液體內(nèi)部D．表面張力的方向總是沿液面分布的解析：表面張力是液體表面層分子間的相互作用，而不是液體各部分間的相互作用．故A錯(cuò)誤．與氣體接觸的液體表面層的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(shí)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．故B錯(cuò)誤．表面張力使液體表面有收縮的趨勢(shì)，它的方向跟液面相切，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：D【答案】BCD【解析】由圖可知，該液體不能附著在A的表面，所以對(duì)A是不浸潤(rùn)的．當(dāng)把毛細(xì)管B插入這種液體時(shí)，液面呈現(xiàn)凹形，說(shuō)明液體對(duì)B是浸潤(rùn)的．所以A與B一定不是同種材料，故A錯(cuò)誤，B、D正確．根據(jù)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)的特點(diǎn)可知，浸潤(rùn)時(shí)，附著層內(nèi)的分子引力小于固體對(duì)分子的引力；而不浸潤(rùn)時(shí)，附著層內(nèi)的分子引力大于固體對(duì)分子的引力．所以固體A的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力比B管的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力小些，故C正確．甲圖中附著層分子稀，表現(xiàn)為引力，有收縮的趨勢(shì)，為不浸潤(rùn)；乙圖中附著層分子密，表現(xiàn)為斥力，有擴(kuò)散的趨勢(shì)，為浸潤(rùn)．E錯(cuò)誤．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(duì)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(qiáng)p來(lái)描述其狀態(tài)．2．氣體的溫度(1)溫度從宏觀上看，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(dòng)能的標(biāo)志，它反映了氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度．(2)溫標(biāo)指溫度的數(shù)值表示法．常用溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)2種，所對(duì)應(yīng)的溫度分別叫攝氏溫度和熱力學(xué)溫度(絕對(duì)溫度)．考點(diǎn)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(rèn)為是零，因而極易流動(dòng)和擴(kuò)散，總是要充滿整個(gè)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(guó)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(qiáng)(1)產(chǎn)生的原因．由于大量分子無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)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(qiáng)．(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(dòng)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(jì)算方法：①液體封閉的氣體壓強(qiáng)的確定．平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡求出氣體的壓強(qiáng)．取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處的壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等建立方程求出壓強(qiáng)．液體內(nèi)部深度為h處的總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh.②固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強(qiáng)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(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程來(lái)求出氣體壓強(qiáng)．③加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法：一般選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對(duì)象進(jìn)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(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不同，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，大小不隨高度變化而變化．(2)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)時(shí)，不要忘記液面上方氣體的壓強(qiáng)．例3

(2017屆嘉定一模)一開(kāi)口向下導(dǎo)熱均勻直玻璃管，通過(guò)細(xì)繩懸掛在天花板上，玻璃管下端浸沒(méi)在固定水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為h.下列情況中能使細(xì)繩拉力增大的是(

)A．大氣壓強(qiáng)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(xì)繩長(zhǎng)度，使玻璃管位置相對(duì)水銀槽下移答案：A練3

(多選)(2015年廣東卷)如圖為某實(shí)驗(yàn)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(guò)程中，被封閉的空氣(

)A．內(nèi)能增大B．壓強(qiáng)增大C．分子間引力和斥力都減小D．所有分子運(yùn)動(dòng)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(dòng)能增大，分子對(duì)器壁的撞擊力增大，故壓強(qiáng)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(dòng)能的標(biāo)志，是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，溫度升高時(shí)并不是所有分子的動(dòng)能都增大，有少數(shù)分子動(dòng)能甚至可能減?。?．理想氣體氣體的研究對(duì)象一般為“一定質(zhì)量”的“理想氣體”．理想氣體具備以下特點(diǎn)：①氣體分子可以認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)．②