2025新高考方案一輪物理第十四章 熱學第1講　分子動理論 內(nèi)能

2025新高考方案一輪物理第十四章熱學第十四章熱學大單元分層教學設(shè)計基礎(chǔ)落實課第1講分子動理論內(nèi)能第2講固體、液體和氣體的性質(zhì)綜合融通課第3講氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用第4講熱力學定律與能量守恒定律實驗探究課第5講實驗：用油膜法估測油酸分子的大小第6講實驗：探究氣體壓強與體積的關(guān)系第1講分子動理論內(nèi)能(基礎(chǔ)落實課)一、分子動理論1．物體是由大量分子組成的(1)分子的直徑：數(shù)量級為10－10m。(2)分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10－26kg。(3)阿伏加德羅常數(shù)：NA＝mol－1。2．分子永不停息地做無規(guī)則運動(1)擴散現(xiàn)象：在物理學中，人們把不同種物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象叫作擴散。溫度越，擴散現(xiàn)象越明顯。(2)布朗運動：懸浮在液體(或氣體)中的的無規(guī)則運動。顆粒越，運動越明顯；溫度越，運動越明顯。(3)熱運動：分子永不停息的運動。溫度越，分子熱運動越劇烈。3．分子間的作用力(1)引力和斥力總是，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的。(2)分子引力和斥力都隨距離的增大而，但變化得更快。二、溫度與物體的內(nèi)能溫度與溫標溫度表示物體的冷熱程度，一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有的溫度溫標包括攝氏溫標(t)和熱力學溫標(T)，兩者的關(guān)系是T＝分子動能概念分子動能是分子所具有的動能決定因素是分子熱運動的平均動能的標志分子勢能概念分子勢能是由分子間的決定的能決定因素①微觀上：決定于和分子排列情況；②宏觀上：決定于和狀態(tài)物體的內(nèi)能概念物體中所有分子的熱運動動能與的總和，是狀態(tài)量決定因素對于給定的物體，其內(nèi)能大小是由物體的、和質(zhì)量決定，即由物體的內(nèi)部狀態(tài)決定理解判斷(1)只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以估算出氣體分子的直徑。()(2)擴散現(xiàn)象只能在氣體中進行。()(3)布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動。()(4)溫度越高，布朗運動越劇烈。()(5)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而增大。()(6)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能。()(7)當分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大。()(8)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同。()(9)若不計分子勢能，則質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能。()(10)當一個物體的機械能發(fā)生變化時，其內(nèi)能可能不發(fā)生變化。()逐點清(一)微觀量的估算1．兩種分子模型(1)球體模型：把分子看成球體，分子的直徑：d＝eq\r(3,\f(6V0,π))。適用于固體和液體。(2)立方體模型：把分子看成小立方體，其邊長：d＝eq\r(3,V0)。適用于固體、液體和氣體。注意：對于氣體，利用d＝eq\r(3,V0)計算出的d不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離。2．宏觀量與微觀量的相互關(guān)系微觀量分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0等宏觀量物體的體積V、密度ρ、質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的量n等相互關(guān)系①一個分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(ρVmol,NA)②一個分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(Mmol,ρNA)(對于氣體，V0表示一個氣體分子占有的空間)注意：阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量(摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、密度ρ等)與微觀量(分子直徑d、分子質(zhì)量m0、分子體積V0等)的“橋梁”。如圖所示。[考法全訓]考法1固體微觀量的估算1．晶須是一種發(fā)展中的高強度材料，它是一些非常細的、非常完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體?，F(xiàn)有一根鐵質(zhì)晶須，直徑為d，用大小為F的力恰好將它拉斷，斷面呈垂直于軸線的圓形。已知鐵的密度為ρ，鐵的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力是()考法2液體微觀量的估算2．若阿伏加德羅常數(shù)為NA，某液體的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ。則下列說法正確的是()A．1kg該液體所含有分子數(shù)為ρNAB．1m3該液體所含有分子數(shù)為eq\f(ρNA,M)C．1個該液體分子的質(zhì)量為eq\f(NA,M)D．該液體分子的直徑約為eq\r(3,\f(6M,ρNA))考法3氣體微觀量的估算3．(2024·西寧模擬)在壓強不太大、溫度不太低的情況下，氣體分子本身大小比分子間距小得多，可以忽略分子大小。氮氣的摩爾質(zhì)量為2.8×10－2kg/mol，標準狀態(tài)下摩爾體積是22.4L，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023mol－1。(1)估算氮氣分子間距；(2)液氮的密度為810kg/m3，假設(shè)液氮可以看成由立方體分子堆積而成，估算液氮分子間距。(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)逐點清(二)布朗運動與分子熱運動|題|點|全|練|1．[對擴散現(xiàn)象的理解](2024·安慶模擬)我們在實驗室用酒精進行實驗時，整個實驗室很快就聞到了刺鼻的酒精氣味，這是一種擴散現(xiàn)象。以下有關(guān)分析錯誤的是()A．擴散現(xiàn)象只發(fā)生在氣體、液體之間B．擴散現(xiàn)象說明分子在不停息地運動C．溫度越高時擴散現(xiàn)象越劇烈D．擴散現(xiàn)象說明分子間存在著間隙2．[對布朗運動的理解](多選)PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，被人體吸入后會進入血液對人體形成危害，在靜穩(wěn)空氣中，下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是()A．在其他條件相同時，溫度越高，PM2.5的運動越激烈B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動C．周圍大量分子對PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規(guī)則運動D．減少工業(yè)污染的排放對減少“霧霾”天氣的出現(xiàn)沒有影響3．[對分子熱運動的理解]對分子的熱運動，以下敘述中正確的是()A．分子的熱運動就是布朗運動B．熱運動是分子的無規(guī)則運動，同種物質(zhì)的分子的熱運動激烈程度相同C．氣體分子的熱運動不一定比液體分子激烈D．物體運動的速度越大，其內(nèi)部分子的熱運動就越激烈|精|要|點|撥|擴散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較擴散現(xiàn)象布朗運動熱運動活動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運動，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運動，不能通過光學顯微鏡直接觀察到共同點(1)都是無規(guī)則運動(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴散現(xiàn)象、布朗運動都反映了分子做無規(guī)則的熱運動逐點清(三)分子力、分子勢能與物體的內(nèi)能細作1分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系1．(人教版教材選擇性必修3，P6練習T5)請描述：當兩個分子間距離由r0(r0是平衡位置)逐漸增大，直至遠大于r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力？當兩個分子間距離由r0逐漸減小，分子間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力？2．(魯科版教材選擇性必修3，P8練習T5)分子勢能隨分子間距離變化的圖像如圖所示。據(jù)圖分析可得()A．r1處為分子平衡位置B．r2處為分子平衡位置C．分子間距離足夠大時，分子勢能最小，分子間無相互作用力D．r<r1時，r越小，分子勢能越大，分子間僅有斥力存在3．(2023·海南高考)如圖為兩分子靠近過程中的示意圖，r0為分子間平衡距離，下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是()A．分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力B．分子從無限遠靠近到距離r0處的過程中分子勢能變大C．分子勢能在r0處最小D．分子間距離在小于r0且減小時，分子勢能在減小|考|教|銜|接|人教版教材練習題考查了分子力與分子間距離的關(guān)系，魯科版教材練習題考查了分子勢能與分子間距離的關(guān)系，高考題則考查了分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系，是對教材練習題的綜合。高考對熱學、光學、原子物理學的考查，題目一般不難，大多考查學生對基本概念、原理的真正理解能力。對這部分內(nèi)容，高三一輪復習備考，不要過多在深度上挖掘，而要重視知識寬度的關(guān)聯(lián)融通。一點一過分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep＝0)。(1)當r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增加。(2)當r＜r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當r減小時，分子力做負功，分子勢能增加。(3)當r＝r0時，分子力為0，分子勢能最小。細作2對內(nèi)能的理解4．(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能一點一過分析物體內(nèi)能問題的五點提醒(1)組成任何物體的分子都在做無規(guī)則的熱運動，所以任何物體都具有內(nèi)能。(2)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法。(3)決定內(nèi)能大小的因素為物質(zhì)的量、溫度、體積。(4)溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能均相同。(5)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。細作3內(nèi)能與機械能的比較5．(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．物體所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能B．一個物體，當它的機械能發(fā)生變化時，其內(nèi)能也一定發(fā)生變化C．一個物體內(nèi)能的多少，與它的機械能的多少無關(guān)D．摩擦生熱使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能一點一過內(nèi)能和機械能的對比能量定義決定量值測量轉(zhuǎn)化內(nèi)能物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和由物體內(nèi)部分子微觀運動狀態(tài)決定恒不為零無法測量在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化機械能物體的動能及重力勢能和彈性勢能的總和與物體宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能面的選取有關(guān)可以為零可以測量作業(yè)評價：請完成配套卷P454課時跟蹤檢測(六十七)第3講氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用(綜合融通課)(一)理想氣體狀態(tài)變化的三類模型模型一“活塞＋汽缸”模型解決“活塞＋汽缸”類問題的一般思路：(1)弄清題意，確定研究對象。一般研究對象分兩類：一類是熱學研究對象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學研究對象(汽缸、活塞或某系統(tǒng))。(2)分析清楚題目所述的物理過程，對熱學研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)氣體實驗定律或理想氣體狀態(tài)方程列出方程；對力學研究對象要正確地進行受力分析，依據(jù)力學規(guī)律列出方程。(3)注意挖掘題目中的隱含條件，如幾何關(guān)系、體積關(guān)系等，列出輔助方程。(4)多個方程聯(lián)立求解。對求解的結(jié)果注意分析它們的合理性。[例1](2023·湖北高考)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細彈簧相連。初始時，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長度恰好為原長?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降eq\f(1,3)H，左側(cè)活塞上升eq\f(1,2)H。已知大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，汽缸足夠長，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求：(1)最終汽缸內(nèi)氣體的壓強。(2)彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。規(guī)范答題：模型二“液柱＋管”模型解答“液柱＋管”類問題，關(guān)鍵是對液柱封閉氣體壓強的計算，求液柱封閉的氣體壓強時，一般以液柱為研究對象分析受力、列平衡方程，且注意以下幾點：(1)液體因重力產(chǎn)生的壓強大小為p＝ρgh(其中h為液面間的豎直高度)。(2)不要漏掉大氣壓強，同時又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力。(3)有時可直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強相等。(4)當液體為水銀時，可靈活應(yīng)用壓強單位“cmHg”等，使計算過程簡捷。[例2]一U形玻璃管豎直放置，左端開口且足夠長，右端封閉，玻璃管導熱良好。用水銀封閉一段空氣(可視為理想氣體)在右管中，初始時，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示，環(huán)境溫度為27℃。已知玻璃管的橫截面積處處相同，大氣壓強p0＝76.0cmHg。(1)若升高環(huán)境溫度直至兩管水銀液面相平，求環(huán)境的最終溫度。(2)若環(huán)境溫度為27℃不變，在左管內(nèi)加注水銀直至右管水銀液面上升0.8cm，求應(yīng)向左管中加注水銀的長度。規(guī)范答題：模型三“兩團氣”模型處理“兩團氣”問題的技巧：(1)分析“兩團氣”初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強關(guān)系。(2)分析“兩團氣”的體積及其變化關(guān)系。(3)分析“兩團氣”狀態(tài)參量的變化特點，選取理想氣體狀態(tài)方程或合適的實驗定律列方程求解。[例3](2023·全國乙卷)如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm的A、B兩段細管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開，水銀柱在兩管中的長度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長度改變1cm。求B管在上方時，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強。(氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強單位)規(guī)范答題：(二)理想氣體的四類變質(zhì)量問題類型一充氣問題在充氣時，以將充進容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體為研究對象時，這些氣體的總質(zhì)量是不變的。這樣，可將“變質(zhì)量”的問題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問題。[例1](2024年1月·甘肅高考適應(yīng)性演練)如圖，一個盛有氣體的容器內(nèi)壁光滑，被隔板分成A、B兩部分，隔板絕熱。開始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A和B體積均為V、壓強均為大氣壓p0、溫度均為環(huán)境溫度T0?，F(xiàn)將A接一個打氣筒，打氣筒每次打氣都把壓強為p0、溫度為T0、體積為eq\f(1,6)V的氣體打入A中。緩慢打氣若干次后，B的體積變?yōu)閑q\f(1,3)V。(所有氣體均視為理想氣體)(1)假設(shè)打氣過程中整個系統(tǒng)溫度保持不變，求打氣的次數(shù)n；(2)保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復為V，求B中氣體的溫度T。規(guī)范答題：類型二抽氣問題在對容器抽氣的過程中，對每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，解決該類變質(zhì)量問題的方法與充氣問題類似：假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中，即用等效法把“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問題。[例2](2023·湖南高考)汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力。如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿AB上施加水平力推動液壓泵實現(xiàn)剎車。助力氣室與抽氣氣室用細管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力氣室的壓強差實現(xiàn)剎車助力。每次抽氣時，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達到兩氣室壓強相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程。已知助力氣室容積為V0，初始壓強等于外部大氣壓強p0，助力活塞橫截面積為S，抽氣氣室的容積為V1。假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強p1；(2)第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF。規(guī)范答題：類型三灌氣問題將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是變質(zhì)量問題，分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體作為一個整體來進行研究，即可將“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題。[例3]某容積為V0的儲氣罐充有壓強為5.5p0的室溫空氣，現(xiàn)用該儲氣罐為一批新出廠的胎內(nèi)氣體壓強均為1.5p0的汽車輪胎充氣至2.5p0。已知每個汽車輪胎的體積為eq\f(V0,40)，室溫為27℃，不考慮充氣過程中胎內(nèi)氣體溫度及輪胎體積的變化。(1)求在室溫下該儲氣罐最多能給這種汽車輪胎充足氣的個數(shù)n；(2)若清晨在室溫為27℃下儲氣罐給n個汽車輪胎充足氣后，到了中午，室溫溫度上升到33℃，求此時儲氣罐中氣體的壓強p。規(guī)范答題：類型四漏氣問題容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問題。[例4](2023·全國甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強為1.2個大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強不變，求氣體溫度升至27℃時艙內(nèi)氣體的密度；(2)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強降至1.0個大氣壓，求此時艙內(nèi)氣體的密度。規(guī)范答題：作業(yè)評價：請完成配套卷P457課時跟蹤檢測(六十九)第2講固體、液體和氣體的性質(zhì)(基礎(chǔ)落實課)一、固體和液體1．固體：固體通常可分為晶體和非晶體，具體見下表：分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形不規(guī)則熔點確定不確定物理性質(zhì)各向各向微觀結(jié)構(gòu)組成晶體的物質(zhì)微粒有地、周期性地在空間排列注意：多晶體中每個小晶體間的排列無規(guī)則無規(guī)則2．液體(1)液體的表面張力作用液體的表面張力使液面具有收縮到表面積的趨勢方向表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界面(2)浸潤和不浸潤①浸潤：一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上的現(xiàn)象。②不浸潤：一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面上的現(xiàn)象。③當液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強時，液體能夠浸潤固體，反之，液體不浸潤固體。(3)毛細現(xiàn)象：指浸潤液體在細管中的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中的現(xiàn)象，毛細管越細，毛細現(xiàn)象越明顯。(4)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。②液晶分子的位置無序使它像，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。二、氣體氣體壓強產(chǎn)生原因由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁的壓力叫作氣體的壓強決定因素①宏觀上：決定于氣體的溫度和②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的理想氣體模型模型宏觀在任何條件下始終遵守的氣體注意：實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體微觀模型理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無氣體實驗三定律玻意耳定律p1V1＝p2V2查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)蓋-呂薩克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)理想氣體的狀態(tài)方程表達式eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C理解判斷(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。()(2)單晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為組成單晶體的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的。()(3)晶體在熔化過程中吸收熱量破壞空間點陣結(jié)構(gòu)增加分子勢能。()(4)液晶是液體和晶體的混合物。()(5)草葉上的小露珠呈球形是表面張力作用的結(jié)果。()(6)氣體的壓強是由氣體的自身重力產(chǎn)生的。()(7)壓強極大的氣體不再遵從氣體實驗定律。()(8)一定質(zhì)量的理想氣體，當溫度升高時，壓強一定增大。()(9)理想氣體是理想化的物理模型，其內(nèi)能只與氣體溫度有關(guān)，與氣體體積無關(guān)。()逐點清(一)固體、液體性質(zhì)的理解|題|點|全|練|1．[晶體與非晶體的比較]隨著科技的發(fā)展，國家對晶體材料的研究也越來越深入，尤其是對稀土晶體的研究，已經(jīng)走在世界的前列。關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．晶體都有規(guī)則的幾何外形，非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形B．同種物質(zhì)不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)C．單晶體具有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點D．多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性2．[液晶的特性]關(guān)于液晶，下列說法正確的是()A．液晶是液體和晶體的混合物B．液晶的光學性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性C．電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光D．所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)3．[液體性質(zhì)的理解]噴霧型防水劑是現(xiàn)在市場上廣泛銷售的特殊防水劑。其原理是噴劑在玻璃上形成一層薄薄的保護膜，形成類似于荷葉外表的效果。水滴以橢球形分布在表面，故無法停留在玻璃上。從而在遇到雨水的時候，雨水會自然流走，保持視野清晰，如圖所示。下列說法正確的是()A．水滴呈橢球形是液體表面張力作用的結(jié)果，與重力無關(guān)B．圖中的玻璃和水滴發(fā)生了浸潤現(xiàn)象C．水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大D．圖中水滴表面分子比水滴的內(nèi)部密集|精|要|點|撥|1．區(qū)別晶體和非晶體的方法(1)要判斷一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，關(guān)鍵是看有無確定的熔點，有確定熔點的是晶體，無確定熔點的是非晶體。(2)從導電、導熱等物理性質(zhì)來看，物理性質(zhì)各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體。2．對液體表面張力的理解形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小逐點清(二)氣體壓強的計算及微觀解釋細作1“活塞模型”封閉氣體壓強的計算1．如圖，內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置在水平桌面上，用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體?；钊媳砻嫠剑卤砻鎯A斜，傾斜面與左壁的夾角為θ，質(zhì)量為20kg，活塞的上表面的面積為S＝2×10－3m2，外界大氣壓強為1×105Pa，重力加速度g取10m/s2。求封閉氣體的壓強為多少？細作2“連通器模型”封閉氣體壓強的計算2．(2024·昆明模擬)如圖所示，兩端開口的“U”形玻璃管豎直放置，其右側(cè)水銀柱之間封住一段高h＝5cm的空氣柱。空氣柱下方的水銀面與玻璃管左側(cè)水銀面的高度差也為h。已知大氣壓強為75cmHg，空氣柱中的氣體可視為理想氣體，周圍環(huán)境溫度保持不變，玻璃管的導熱性良好且玻璃管粗細均勻。下列說法正確的是()A．右側(cè)玻璃管中空氣柱上方的水銀柱高度小于5cmB．封閉空氣柱中氣體的壓強為70cmHgC．從玻璃管右側(cè)管口緩慢注入少量水銀，空氣柱的壓強一定變大D．從玻璃管左側(cè)管口緩慢注入少量水銀，空氣柱的壓強一定變大一點一過封閉氣體壓強的求解方法(1)平衡狀態(tài)下封閉氣體壓強的求法力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，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)同一深度處壓強相等。液體內(nèi)深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強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)壓強相等方程，求得氣體的壓強(2)加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法選取與氣體接觸的液柱(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。細作3氣體分子的運動特點3．(2024·重慶模擬)氧氣分子在0℃和100℃下的速率分布如圖所示，縱軸表示對應(yīng)速率的氧氣分子數(shù)目ΔN占氧氣分子總數(shù)N的百分比，則關(guān)于分子運動的說法正確的是()A．0℃的氧氣分子速率一定比100℃時速率小B．0℃的氧氣分子平均動能可能比100℃時的大C．同一溫度下，速率中等的氧氣分子所占比例大D．溫度越高，同樣速率的分子對應(yīng)的百分比都增加一點一過氣體分子的運動特點(1)氣體分子之間的距離遠大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計。(2)氣體分子的速率分布，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律。(3)氣體分子向各個方向運動的機會均等。(4)溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大。細作4氣體壓強的微觀解釋4．(2023·北京高考)夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強變低。與白天相比，夜間輪胎內(nèi)的氣體()A．分子的平均動能更小B．單位體積內(nèi)分子的個數(shù)更少C．所有分子的運動速率都更小D．分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大一點一過決定氣體壓強的微觀因素1．氣體壓強的產(chǎn)生：單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。2．決定氣體壓強大小的微觀因素(1)氣體分子的密集程度：氣體分子密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強就越大。(2)氣體分子的平均速率：氣體的溫度越高，氣體分子的平均速率就越大，氣體分子與器壁碰撞時(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，氣體分子的平均速率越大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計沖力就越大，氣體壓強就越大。逐點清(三)氣體實驗定律及應(yīng)用1．氣體實驗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，壓強與熱力學溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)拓展：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔTeq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)拓展：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT2.理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C(質(zhì)量一定的理想氣體)。3．解決理想氣體狀態(tài)變化問題的基本思路[考法全訓]考法1等容變化與等溫變化1．(人教版教材選擇性必修3，P44B組練習T4)汽車行駛時輪胎的胎壓太高或太低容易造成安全隱患。已知某型號輪胎能在－40～100℃溫度下正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.535×105Pa，最低胎壓不低于1．616×105Pa。設(shè)輪胎容積不變，若在溫度t為20℃時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適？2．(2023·海南高考)如圖所示，某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體，t＝27℃時，壓強p＝1.050×105Pa，則(1)t′＝37℃時，氣壓是多大？(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與(1)相同時，氣體體積變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？|考|教|銜|接|命題導向：高考由“理性”素材向“生活化”素材轉(zhuǎn)變所謂物理，就是因“物”明“理”，生活處處皆物理。為提升學生學習物理的興趣，激發(fā)學生探究物理的熱情，消除學生對物理的畏懼感。高考命題正由純理性素材、探究素材向生活化、接地氣的素材方向轉(zhuǎn)變。上述教材題和高考題均以學生熟悉的、生活化的素材(汽車胎壓問題、飲料瓶問題)為案例，且兩題的命題點一致(教材題考查氣體等容變化，高考題綜合考查氣體等容變化與等溫變化)。考法2等壓變化與等容變化3．(2024·東莞模擬)某同學制作了一個簡易的環(huán)境溫度監(jiān)控器，如圖所示，汽缸導熱，缸內(nèi)溫度與環(huán)境溫度可以認為相等，達到監(jiān)控的效果。汽缸內(nèi)有一質(zhì)量不計、橫截面積S＝10cm2的活塞封閉著一定質(zhì)量理想氣體，活塞上方用輕繩懸掛著矩形重物。當缸內(nèi)溫度為T1＝300K