高考物理新課標(biāo)一輪復(fù)習(xí)(課件+習(xí)題)第十二章熱學(xué)第2講固體、液體和氣體

1、課標(biāo)版課標(biāo)版 物理物理第2講固體、液體和氣體一、晶體和非晶體一、晶體和非晶體教材研讀教材研讀 晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則 熔點(diǎn)確定確定不確定物理性質(zhì)各向 各向同性各向 原子排列 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 。同一物質(zhì)可能以 和 兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些 在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為 典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香異性異性不規(guī)則不規(guī)則同性同性有規(guī)則有規(guī)則晶體晶體晶體晶體非晶體非晶體晶體晶體非晶體非晶體自測自測1 (辨析題)(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。( )(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

2、有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體。( )答案 (1) (2) (3)二、液體的表面張力現(xiàn)象液晶二、液體的表面張力現(xiàn)象液晶1.液體的表面張力(1)概念:液體表面各部分間 的力。(2)作用:液體的 使液面具有收縮到表面積最小的趨勢。(3)方向:表面張力跟液面 ,且跟這部分液面的分界線 。(4)大小:液體的溫度越高,表面張力 ;液體中溶有雜質(zhì)時,表面張力變小;液體的密度越大,表面張力 。2.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向 ,又可以自由移動位置,保持了液體的 ?；ハ辔ハ辔砻鎻埩Ρ砻鎻埩ο嗲邢嗲写怪贝怪痹叫≡叫≡酱笤酱螽愋援愋粤鲃有粤鲃有?2)液晶分子的位置無序使它像 ,

3、排列有序使它像 。(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 的。(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下 。液體液體晶體晶體雜亂無章雜亂無章發(fā)生改變發(fā)生改變?nèi)柡推?、未飽和汽和飽和汽壓相對濕度三、飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓相對濕?.飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽:與液體處于 的蒸汽。(2)未飽和汽:沒有達(dá)到 狀態(tài)的蒸汽。2.飽和汽壓(1)定義:飽和汽所具有的壓強(qiáng)。(2)特點(diǎn):液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),溫度越高,飽和汽壓 ,且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)。3.相對濕度空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時水的飽和汽壓之比。即:相對濕度=。水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)同溫度水的飽和汽壓動態(tài)平衡

4、動態(tài)平衡飽和飽和越大越大自測自測2 (多選)下列關(guān)于濕度的說法中,正確的是( )A.絕對濕度大,相對濕度一定大B.相對濕度是100%,表明在當(dāng)時溫度下,空氣中蒸氣已達(dá)飽和狀態(tài)C.相同溫度下絕對濕度越大,表明空氣中蒸氣越接近飽和D.露水總是出現(xiàn)在夜間和清晨,是因?yàn)闅鉁氐淖兓箍諝庵性瓉盹柡偷乃魵庖夯木壒蚀鸢?BCD絕對濕度大、相對濕度不一定大,A錯誤。四、氣體分子運(yùn)動速率的統(tǒng)計分布?xì)怏w的壓強(qiáng)四、氣體分子運(yùn)動速率的統(tǒng)計分布?xì)怏w的壓強(qiáng)1.氣體和氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)2.氣體的壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生原因:由于氣體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動,大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的 。壓力壓力(2)大小:氣體的壓強(qiáng)在數(shù)

5、值上等于氣體作用在 的壓力。(3)公式:p=。(4)常用單位及換算關(guān)系:a.國際單位: ,符號:Pa,1 Pa=1 N/m2。b.常用單位:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 (atm);厘米汞柱(cmHg)。c.換算關(guān)系:1 atm= cmHg=1.013105 Pa1.0105 Pa。FS單位面積上單位面積上帕斯卡帕斯卡76答案 AC若單位體積內(nèi)分子數(shù)不變,當(dāng)分子熱運(yùn)動加劇時,氣體的壓強(qiáng)一定變大,A對,B錯;若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時,氣體的體積一定減小,故單位體積內(nèi)的分子個數(shù)一定增加,C對,D錯。自測自測3 (多選)對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列論述中正確的是 ( )A.若單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變,當(dāng)分

6、子熱運(yùn)動加劇時,壓強(qiáng)一定變大B.若單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變,當(dāng)分子熱運(yùn)動加劇時,壓強(qiáng)可能不變C.若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時,則單位體積內(nèi)分子個數(shù)一定增加D.若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時,則單位體積內(nèi)分子個數(shù)可能不變五、氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體五、氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體1.氣體實(shí)驗(yàn)定律 玻意耳定律查理定律蓋呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1=p2V2=或=圖像11pT22pT12pp12TT12VV12TT2.理想氣體的狀態(tài)方程(

7、1)理想氣體a.宏觀上講,理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體,實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大(相對大氣壓)、溫度不太低(相對室溫)的條件下,可視為理想氣體。b.微觀上講,理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力,分子本身沒有體積,即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。(2)理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程:=或=C。氣體實(shí)驗(yàn)定律可看做是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程的特例。1 11pVT222p VTpVT自測自測4 (多選)對于一定質(zhì)量的氣體,下列狀態(tài)變化可能實(shí)現(xiàn)的是( )A.增大壓強(qiáng)時,溫度降低,體積增大B.升高溫度時,壓強(qiáng)增大,體積減小C.降低溫度時,壓強(qiáng)增大,體積不變D

8、.降低溫度時,壓強(qiáng)減小,體積增大答案 BD由=C(常量)可知,B、D正確,A、C錯誤。pVT考點(diǎn)一對固體和液體性質(zhì)的理解考點(diǎn)一對固體和液體性質(zhì)的理解1.晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn):組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋晶體的特點(diǎn)考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破現(xiàn)象原因晶體有規(guī)則的外形由于內(nèi)部微粒有規(guī)則的排列晶體各向異性由于內(nèi)部從任一點(diǎn)出發(fā)在不同方向的相同距離上的微粒數(shù)不同晶體的多形性由于組成晶體的微粒可以形成不同的空間點(diǎn)陣2.晶體與非晶體熔化過程的區(qū)別(1)晶體熔化過程,當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時,吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣,增加分子勢能,而分子平均動能卻保持不變

9、,所以晶體有固定的熔點(diǎn)。非晶體沒有空間點(diǎn)陣,熔化時不需要去破壞空間點(diǎn)陣,吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的平均動能,不斷吸熱,溫度就不斷上升。(2)由于在不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)時吸收的熱量不同,而晶體有固定的熔點(diǎn),因此有固定的熔化熱,非晶體沒有固定的熔點(diǎn),也就沒有固定的熔化熱。典例典例1 (多選)關(guān)于晶體和非晶體,下列說法正確的是( )A.金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體B.晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的C.單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn),非晶體沒有固定的熔點(diǎn)D.單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的,非晶體是各向同性的答案 BC金剛石、水晶和食鹽是晶體,玻璃是非晶體,A錯誤;晶體的分子(或

10、原子、離子)排列規(guī)則,且有固定的熔點(diǎn),非晶體的分子(或原子、離子)排列不規(guī)則,且沒有固定的熔點(diǎn),故B、C正確;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性,多晶體和非晶體的物理性質(zhì)是各向同性,故D錯誤。1-1在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟,用燒熱的針接觸其上一點(diǎn),石蠟熔化的范圍分別如圖(a)、(b)、(c)所示,而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖(d)所示。則由此可判斷出甲為 ,乙為 ,丙為 。(填“單晶體”、“多晶體”或“非晶體”)答案多晶體非晶體單晶體解析晶體具有確定的熔點(diǎn),非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性,多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性。1-2下列說法中正確的

11、是( )A.黃金可以切割加工成任意形狀,所以是非晶體B.同一種物質(zhì)只能形成一種晶體C.單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的D.玻璃沒有確定的熔點(diǎn),也沒有規(guī)則的幾何形狀答案 D黃金是晶體,A錯誤;同一種物質(zhì)可以形成多種晶體,如碳可以形成金鋼石和石墨兩種晶體,B錯誤;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性是指某些物理性質(zhì)各向異性,有些物理性質(zhì)是各向同性的,C錯誤;玻璃是非晶體,因而沒有確定的熔點(diǎn)和規(guī)則的幾何形狀,D正確?？键c(diǎn)二對液體性質(zhì)的理解考點(diǎn)二對液體性質(zhì)的理解1.液體表面層、附著層的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是導(dǎo)致表面張力、浸潤和不浸潤現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象等現(xiàn)象的根本原因。2.同一種液體,對一些固體是浸潤的,對另一些固體可能不

12、浸潤。3.液體沸騰的條件是液體中氣泡內(nèi)的飽和汽壓和外部大氣壓強(qiáng)相等。典例典例2 (多選)人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程,以下說法正確的是( )A.液晶的分子勢能與體積有關(guān)B.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C.溫度升高,每個分子的動能都增大D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用答案 AD晶體分為單晶體和多晶體,單晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性,B錯誤;溫度升高時,分子的平均動能增大,但不是每一個分子動能都增大,C錯誤。2-1 (多選)關(guān)于飽和汽,下面說法正確的是( )A.達(dá)飽和汽時液面上的氣體分子的密度不斷增大B.達(dá)飽和汽時液面上的氣體分子的密度不變

13、C.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽可以保持溫度不變,減小體積D.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽可以保持體積不變,降低溫度答案 BCD飽和汽是指單位時間內(nèi)逸出液面的分子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等的狀態(tài),液面上方的分子密度不變,A、錯B對;在一定溫度下,通過減小體積從而增加分子密度使未飽和汽轉(zhuǎn)化為飽和汽,C對;在體積不變的情況下,可以通過降低溫度來降低飽和汽壓,使未飽和汽達(dá)到飽和狀態(tài),D對?？键c(diǎn)三氣體壓強(qiáng)的計算考點(diǎn)三氣體壓強(qiáng)的計算1.平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法(1)參考液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象,分析液片兩側(cè)受力情況,建立平衡方程,消去面積,得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程,求得氣體的壓強(qiáng)。(2)力

14、平衡法:選與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進(jìn)行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得氣體的壓強(qiáng)。(3)等壓面法:在連通器中,同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等。2.加速運(yùn)動系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象,進(jìn)行受力分析,利用牛頓第二定律列方程求解。典例典例3如圖所示,光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的汽缸,汽缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞,活塞面積為S?，F(xiàn)用水平恒力F向右推汽缸,最后汽缸和活塞達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài),求此時缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p。(已知外界大氣壓為p0)答案 p0+解析選取汽缸和活塞整體為研究對象,()mFS Mm相對靜止時有:

15、F=(M+m)a再選活塞為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有:pS-p0S=ma解得:p=p0+。()mFS Mm答案 p0+解析容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓和活塞的重力有關(guān)?；钊麑怏w產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p=,則容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p=p0+p=p0+。cosmgScosmgScosmgS3-1如圖所示,內(nèi)壁光滑的圓柱形金屬容器內(nèi)有一個質(zhì)量為m、面積為S的活塞。容器固定放置在傾角為的斜面上。一定量的氣體被密封在容器內(nèi),溫度為T0,活塞底面與容器底面平行,距離為h。已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。求:容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多大?3-2如圖中兩個汽缸質(zhì)量均為M,內(nèi)部橫截面積均為S,兩個活塞的質(zhì)量均為m,左邊的汽缸靜止在

16、水平面上,右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B,大氣壓為p0,求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大? 答案 p0+ p0-解析題圖甲中選活塞為研究對象,對其受力分析如圖1所示,則有p0S=S+mgpAS=p0S+mg得pA=p0+ mgSMgS0ppmgS圖1題圖乙中選汽缸為研究對象,對其受力分析,如圖2所示,則有p0S=pBS+Mg得pB=p0-。MgS圖2考點(diǎn)四氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用考點(diǎn)四氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系:=2.幾個重要的推論:1 11pVT222p VT(1)查理定律的推論:p=T(2)蓋呂薩克定律

17、的推論:V=T(3)理想氣體狀態(tài)方程的推論:=+11pT11VT000p VT1 11pVT222p VT典例典例4 2015課標(biāo),33(2),10分如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00105 Pa,溫度為T=303 K。初始時大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣體的溫度為T1=495 K?，F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略

18、兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求2l()在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度;()缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。答案 ()330 K ()1.01105 Pa解析 ()設(shè)初始時氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2,溫度為T2。由題給條件得V1=S2+S1V2=S2l在活塞緩慢下移的過程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng),由力的平衡條件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。由蓋呂薩克定律有2ll2l=聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得T2=330 K()在大活塞與大圓筒底部剛接觸時,被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1。在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中,被封閉氣體的體積不變。設(shè)達(dá)到熱平衡時被封閉氣體的壓強(qiáng)為p,由查理定理,有=聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p=1.01105 Pa11VT22VTpT12pT分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點(diǎn)(1)階段性:即弄清一個物理過程分為哪幾個階段。(2)聯(lián)系性:即找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的。(3)規(guī)律性:即明確哪個階段應(yīng)遵循什么實(shí)驗(yàn)定律。4-1如圖所示,上端開口的圓柱形汽缸豎直放置,截面積為510-3 m2,一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0 kg的光滑活塞封閉在汽缸內(nèi),其