人教版高中物理選擇性必修第三冊第二章教案學(xué)案

人教版高中物理選擇性必修第三冊第二章教案學(xué)案

2.1溫度和溫標(biāo)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道系統(tǒng)的狀態(tài)參量及平衡態(tài).

2.明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的關(guān)系.

3.了解溫度計的的原理，知道熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系.

【知識梳理】

一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)

1.熱力學(xué)系統(tǒng)和外界

(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng).

(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱外界.

2.狀態(tài)參量：用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量.常用的狀態(tài)參量有體積V、壓強(qiáng)小溫度T等.

3.熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量

(1)體積V：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的空間范圍.

(2)壓強(qiáng)小系統(tǒng)的力學(xué)參量，它可以描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì).

(3)溫度T：系統(tǒng)的熱學(xué)參量，它可以確定系統(tǒng)的冷熱程度.

4.平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài).

5.平衡態(tài)的理解

(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)與力學(xué)的平衡態(tài)的意義不同，熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不

停地做無規(guī)則運(yùn)動，只是分子運(yùn)動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)不受外界的影響，狀態(tài)參量(壓強(qiáng)、

體積和溫度)不隨時間變化.

(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.

二、熱平衡與溫度

1.熱平衡：兩個相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個系統(tǒng)達(dá)到了

平衡，這種平衡叫作熱平衡.

2.熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡.

3.熱平衡定律的意義

決定兩個系統(tǒng)是否達(dá)到了熱平衡的最主要參量是溫度.因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以在比

較各物體的溫度時，不需要將各物體直接接觸，只需將溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低.

4.溫度：熱平衡中，表征“共同的熱學(xué)性質(zhì)”的物理量.

5.熱平衡與溫度

(1)對溫度的理解

①宏觀上，表示物體的冷熱程度.

②微觀上，反映分子熱運(yùn)動的劇烈程度.

③一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度.

(2)溫度計的測溫原理

若物體與4處于熱平衡，它同時也與B處于熱平衡，則A的溫度等于8的溫度，這就是溫度計用來測量溫

度的基本原理.

6.熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.

7.平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別和聯(lián)系

平衡態(tài)熱平衡

研究對象一個系統(tǒng)兩個接觸的系統(tǒng)

區(qū)別系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)

判斷依據(jù)兩個系統(tǒng)的溫度相同

參量不變

聯(lián)系處于熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)

三、溫度計與溫標(biāo)

1.確定一個溫標(biāo)的方法

(1)選擇一種測溫物質(zhì).

(2)了解測溫物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì).

(3)確定溫度的零點(diǎn)和分度的方法.

2.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度/

⑴攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法.規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃,水的沸點(diǎn)為100℃,在0℃

和100℃之間均勻分成100等份，每份算做1℃.

(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法.熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度.用符號T表示，

單位是開爾文，符號為K.

(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T=f+273.15K.

3.“溫度”含義的兩種說法

(1)宏觀角度：表示物體的冷熱程度.

(2)熱平衡角度：兩個處于熱平衡的系統(tǒng)存在一個數(shù)值相等的物理量，這個物理量就是溫度.

4.常見溫度計及其原理

名稱原理

水銀溫度計根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)來測量溫度

金屬電阻溫度計根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來測量溫度

氣體溫度計根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來測量溫度

熱電偶溫度計根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小來測量溫度

5.溫度計測溫原理

一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.溫度計與待測物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測物體相同.

【隨堂演練】

一、單選題

1.下列說法正確的是（）

A.因?yàn)榉肿娱g存在著斥力，所以破碎的玻璃不能簡單地拼接在一起

B.同溫度的氧氣和氫氣，它們的分子平均速率相等

C.兩分子間的分子勢能一定隨距離的增大而增大

D.布朗運(yùn)動不是分子的運(yùn)動，但間接地反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性

2.當(dāng)物體的溫度升高時，物體分子的平均動能（）

A.一定變大B.一定變小C.一定不變D.如何變化無法確定

3.關(guān)于內(nèi)能、溫度和分子的平均動能，下列說法正確的是（）

A.物體的溫度越低，則物體的內(nèi)能一定越小

B.物體的溫度越低，則物體分子的平均動能一定越小

C.物體的內(nèi)能可以為零

D.物體做加速運(yùn)動，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能越來越大

4.關(guān)于分子動理論，下列說法中正確的是（）

A.布朗運(yùn)動就是液體或者氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動

B.兩個鄰近分子間不可能同時存在斥力和引力

C.在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散得越快

D.溫度是分子平均速率的標(biāo)志

5.嚴(yán)冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下面魚兒仍在游動，為了測出冰下水的溫度，徐強(qiáng)同學(xué)在冰上打了一

個洞，拿來一支實(shí)驗(yàn)室溫度計，用下列四種方法測水溫，正確的做法是（）

A,用線將溫度計拴牢從洞中放入水里，待較長時間后從水中提出，讀出示數(shù)

B.取一塑料飲水瓶，將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后取出，再用溫度計測瓶中水的溫度

C.取一塑料飲水瓶，將溫度計懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后待較長時間，然后將

瓶提出，立即從瓶外觀察溫度計的示數(shù)

D.手拿溫度計，從洞中將溫度計插入水中，待較長時間后取出立即讀出示數(shù)

6.下列說法中正確的有（）

A.溫度相同的鐵塊和木塊，鐵塊感覺涼，這說明鐵塊中分子的平均動能小于木塊中分子的平均動能

B.液體表面層分子間的平均距離等于液體內(nèi)部分子間的平均距離

C.油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，所撒癢子粉太厚會導(dǎo)致測量結(jié)果偏大

D,已知阿伏伽德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾體積就可以確定該物質(zhì)每個分子的體積

二、填空題

7.如圖所示，兩個絕熱的、容積相同的球狀容器A、B,用帶有閥門K的絕熱細(xì)管連通，相鄰兩球球心的

高度差為九初始時，閥門是關(guān)閉的，A中裝有2moi的氫（He）,B中裝有2moi的氟（Kr）,二者的溫度

和壓強(qiáng)都相同。氣體分子之間的相互作用勢能可忽略?，F(xiàn)打開閥門K,兩種氣體相互混合，己知兩種氣體

的摩爾質(zhì)量〃成＜〃用，最終每一種氣體在整個容器中均勻分布，兩個容器中氣體的溫度相同。則兩種氣體

混合后的溫度（填“高于”或“等于”或“低于”）混合前的溫度，混合后氫分子的平均速率（填“大

于”或“等于”或“小于”）氟分子的平均速率。

三、實(shí)驗(yàn)題

8.為研究不同物質(zhì)的吸熱能力，某同學(xué)用兩個完全相同的酒精燈，分別給質(zhì)量和初溫都相同的甲、乙兩種

液體同時加熱，分別記錄加熱時間和升高的溫度，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出了兩種液體的溫度隨時間變化的圖

象，如圖所示.

（1）根據(jù)圖象，某同學(xué)認(rèn)為：“加熱相同的時間時，甲升高的溫度高一些，這說明甲吸收的熱量多一些?”這

位同學(xué)的判斷是否正確？請說明理由.

（2）要使甲、乙升高相同的溫度，應(yīng)給加熱更長的時間，這說明的吸熱能力強(qiáng)些.

⑶如果已知甲的比熱容是L8xj/(kg?℃),則乙的比熱容多少？

參考答案

1.D

【詳解】

A.破碎的玻璃不能拼接在一起，是因?yàn)榉肿娱g距達(dá)不到分子作用力的范圍，A錯誤；

B.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度下所有分子的平均動能均相同，B錯誤；

C.當(dāng)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，當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分

子間距離的增大而減小，C錯誤；

D.布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動，不是分子的運(yùn)動，但間接地反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則

性，D正確。

故選D。

2.A

【詳解】

溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則當(dāng)物體的溫度升高時，物體分子的平均動能一定變大。

故選Ao

3.B

【詳解】

AB.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度低說明分子平均動能小，但內(nèi)能不一定小，故A錯誤，B正確；

C.一切物體的分子都在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，所以一切物體都具有內(nèi)能，故C錯誤；

D.物體的分子動能與物體的宏觀的運(yùn)動無關(guān)，故D錯誤。

故選Bo

4.C

【詳解】

A.布朗運(yùn)動就是液體或者氣體中小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，所以A錯誤；

B.兩個鄰近分子間斥力和引力是同時存在的，所以B錯誤；

C.在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，分子熱運(yùn)動越激烈，擴(kuò)散得越快，所以C正確；

D.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以D錯誤；

故選C。

5.C

【詳解】

A.用線將溫度計拴牢從洞中放入水中，待較長時間后從水中提出，讀出示數(shù)，不符合溫度計的使用方法,

故A錯；

B.水灌滿瓶后取出，溫度會升高，不再是湖水的溫度，相當(dāng)于取出溫度計讀數(shù)，故B錯；

C.取一塑料飲水瓶，將溫度計懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后待較長時間，然后將

瓶取出，立即從瓶外觀察溫度計示數(shù)，這樣能保證瓶取出后，溫度計的示數(shù)不會降低，故C正確；

D.取出溫度計讀出示數(shù)，不符合溫度計的使用方法，故D錯誤。

故選C。

6.C

【詳解】

A.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則溫度相同分子的平均動能相同，所以A錯誤；

B.液體表面層分子間的平均距離大于液體內(nèi)部分子間的平均距離，所以B錯誤；

V

C.油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，所撒琲子粉太厚會導(dǎo)致面積S減小，則由d可得測量結(jié)果偏大，

所以C正確；

D.已知阿伏伽德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾體積就可以確定固體物質(zhì)每個分子的體積，氣體分子的體積不能確

定，只能確定氣體分子所占空間的體積，所以D錯誤；

故選C。

7.低于大于

【詳解】

[1]因?yàn)閮煞N氣體混合以后重心升高，重力勢能增大，根據(jù)能量守恒定律可知內(nèi)能要減小，理想氣體的內(nèi)能

由溫度決定，所以溫度要降低。

⑵因?yàn)榛旌虾髢煞N氣體的溫度相同，兩種氣體分子的平均動能相等，而氫分子的質(zhì)量小于氟分子的質(zhì)量，

所以混合后氯分子的平均速率大于氟分子的平均速率。

8.加熱時間相同，吸收熱量相等乙乙乙的比熱容為2.4x103j/(kg.℃)

【詳解】

(1)升高的溫度大不代表吸收的熱量多，吸收熱量的多少是一樣的，因?yàn)槭怯脙蓚€完全相同的酒精燈加熱相

同的時間，酒精燈放出的熱量是相等，甲和乙吸收的熱量也是相等的，則該同學(xué)的判斷是錯誤的.

⑵由圖可知，甲和乙升高相同的溫度，如都升高30℃,溫度升到40℃,甲需要的時間是3min,乙需要的

時間是4min,乙需要更長的加熱時間，這也就說明了乙的吸熱能力強(qiáng)一些.

(3)根據(jù)Q及=。篦(/-2)可知在質(zhì)量和吸收熱量一定時，溫度的變化值和比熱容成反比.

我們可以取相同的加熱時間4min,用相同的酒精燈加熱4min,甲和乙吸收的熱量就是相同的，甲的溫度變

化值為50℃-10℃=40℃,乙的溫度變化值為40℃-10℃=30℃,

據(jù)0s=cm”To）得：

c甲甲=c乙m魚t乙

40°C

則乙的比熱容,乙=天而xl.8xlO3j/（依?℃）=2.4><103]/（依?℃）；

2.2氣體的等溫變化

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道什么是等溫變化。

2.知道玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式，知道定律的適用條件。

3.理解氣體等溫變化圖象的物理意義。

4.知道用分子動理論對玻意耳定律的定性解釋。

5.會用玻意耳定律計算有關(guān)的問題。

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】

1.知道玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式，知道定律的適用條件。

2.理解氣體等溫變化圖象的物理意義。

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】

理解氣體等溫變化圖象的物理意義。

【學(xué)習(xí)過程】

一、知識儲備

1.研究氣體的性質(zhì)，用、、________三個物理量描述氣體的狀

態(tài)。描述氣體狀態(tài)的這三個物理量叫做氣體的。

2.溫度：溫度是表示物體的物理量，從分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)看，溫

度標(biāo)志著物體內(nèi)部的劇烈程度。

在國際單位制中，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫做__________溫度。用符號—表示，它

的單位是,簡稱,符號是o

熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是：T=0

3.體積：氣體的體積是指氣體。在國際單位制中，其單位是

，符號。

體積的單位還有升（L）^毫升（mL）；1L=m3,lmL=m3o

4.壓強(qiáng)：叫做氣體的壓強(qiáng)，用

表示。在國際單位制中，壓強(qiáng)的單位是,符號。

氣體壓強(qiáng)常用的單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）和毫米汞柱（mmHg）,

1atm=Pa=mmHg。

5.氣體狀態(tài)和狀態(tài)參量的關(guān)系：對于一定質(zhì)量的氣體，如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個量

,我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中。如果三個參量中有兩個參量發(fā)生改

變，或者三個參量都發(fā)生了變化，我們就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了改變，只有一個參量發(fā)生改變而

其它參量不變的情況是發(fā)生的。

二、新課教學(xué)

（一）探究氣體等溫變化的規(guī)律

1.思考一下幾個問題：

①研究哪部分氣體？

②怎樣保證氣體溫度不變？

③空氣柱的壓強(qiáng)怎么讀出？

④空氣柱的體積怎樣表示？

⑤怎樣處理讀取的數(shù)據(jù)？

實(shí)驗(yàn)：氣體的等溫變化

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析

次數(shù)12345

壓強(qiáng)(xlO5Pa)3.02.52.01.51.0

體積（L）1.31.62.02.74.0

體積的倒數(shù)

繪制夕J圖象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：O

（二）玻意耳定律

1.文字表述：___________________________________________________________

2.公式表述：或o

4.圖象意義

（1）物理意義：反映隨的變化關(guān)系，圖線表示

（2）點(diǎn)的意義：圖線上每一個點(diǎn)表示某一“

（3）結(jié)論：體積縮小到原來的幾分之一，壓強(qiáng)增大到原來的幾倍。體積增大到原來的幾

倍，它的壓強(qiáng)就減小為原來的幾分之一。

5.適用條件：壓強(qiáng)、溫度的各種氣體。

例題1：一定質(zhì)量氣體的體積是20L時，壓強(qiáng)為lXl（）5pa。當(dāng)氣體的體積減小到16L時,

壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。

答案：1.25X105Pa

總結(jié)：

用氣體定律解題的步驟

1.確定研究對象。被封閉的氣體（滿足質(zhì)量不變的條件）；

2.用一定的數(shù)字或表達(dá)式寫出氣體狀態(tài)的初始條件；

3.根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公式（本節(jié)課中就是玻意耳定律公式）；

4.將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；

5.對結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論。

【深入學(xué)習(xí)】

氣體等溫變化圖象

一定質(zhì)量氣體等溫變化圖象是雙曲線，它描述的是溫度不變時的關(guān)系，稱為等溫線。

(1)等溫線是雙曲線的一支。

(2)溫度越高，其等溫線離原點(diǎn)越

【練習(xí)鞏固】

1.對于一定質(zhì)量的氣體，下列過程可能發(fā)生的是()

A.氣體的溫度變化，但壓強(qiáng)、體積保持不變

B.氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變，而體積發(fā)生變化

C.氣體的溫度保持不變，而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化

D.氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化

答案：CD

2.一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時，壓強(qiáng)增大到原來的4倍，則氣體的體積變?yōu)樵瓉?/p>

的()

A.4倍B.2倍C.1/2D.1/4

答案：D

3.某容器的容積是10L,里面所盛氣體的壓強(qiáng)為2.0X106PA.如果溫度保持不變，把這

些氣體裝入另一個容器里，氣體的壓強(qiáng)變?yōu)長0X105pa,則此容器的容積是多大?

答案：200L

4.如圖所示，三個完全相同的試管內(nèi)分別由長度相同的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的氣體,

已知大氣壓為po,試管的橫截面積為S,管內(nèi)水銀柱的質(zhì)量為mo當(dāng)三支試管及水銀均靜止時,

管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為多少？

甲乙火

【答案】popo+詈po節(jié)

5.用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)

驗(yàn)步驟如下:

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐一

連接。

②移動活塞，記錄注射器的刻度值V,同時記錄對應(yīng)的由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p。

③用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是.0

(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是和

答案：(1)用潤滑油涂抹活塞。

(2)慢慢抽動活塞，不能用手握住注射器封閉氣體的部分。

2.3氣體的等壓變化和等容變化

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.知道什么是氣體的等容變化過程；掌握查理定律的內(nèi)容；理解p-T圖象的物理意義；

知道查理定律的適用條件。

2.知道什么是氣體的等壓變化過程；掌握蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；理解V-T

圖象的物理意義。

3.知道什么是理想氣體，理解理想氣體的狀態(tài)方程。

4.會用氣體動理論的知識解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律。

二、過程與方法

根據(jù)查理定律和蓋-呂薩克定律的內(nèi)容理解？T圖象和V-T圖象的物理意義。

三、情感、態(tài)度與價值觀

1.培養(yǎng)運(yùn)用圖象這種數(shù)學(xué)語言表達(dá)物理規(guī)律的能力。

2.領(lǐng)悟物理探索的基本思路，培養(yǎng)科學(xué)的價值觀。

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】

1.查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用條件。

2.蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用條件。

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】

對p-T圖象和V-T圖象的物理意義的理解。

【學(xué)習(xí)過程】

一、溫故知新

玻意耳定律：°

即或O

二、新知學(xué)習(xí)

(一)氣體的等容變化和等壓變化

1.概念：

(1)等容變化：叫等容變化。

(2)等壓變化：叫等壓變化。

2.蓋-呂薩克定律

(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，o

(2)公式：或

點(diǎn)撥：

①成立條件：氣體質(zhì)量__________，壓強(qiáng)o

②一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時，升高(或降低)相同的溫度增加(或減小)的體積是相

同的。

③C與氣體的種類、質(zhì)量和壓強(qiáng)有關(guān)。

3.等壓線：。

思考：斜率反應(yīng)什么？

4.一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義

①圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的一同一根等

壓線上各狀態(tài)的相同。

②不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng).一，如圖所

Zj\O

體積與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：

______________或_______________

總結(jié)蓋-呂薩克定律：

（1）蓋-呂薩克定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國科學(xué)家蓋-呂薩克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。

（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變。

（3）氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān)。

（4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減?。┑?/p>

體積是相同的。

（5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一。

例題1：如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱,

中間封有一段空氣，則（ACD）

A.彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h

B.若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大

C.若把彎管向下移動少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

D.若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

5.查理定律

（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，.0

（2）公式：或o

點(diǎn)撥：

①成立條件：氣體一定，不變。

②一定質(zhì)量的氣體在等容變化時，升高（或降低）相同的溫度增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相

同的，即=O

③C與氣體的種類、質(zhì)量和體積有關(guān)。

6.等容線：-

思考：斜率反應(yīng)什么？

7.一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義

①圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的,同一根等容線上各狀態(tài)的

相同。

②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越________,如圖所示。

壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：

________________或_________________

總結(jié)查理定律：

（1）查理定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。

（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變。

（3）氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)。

（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)

是相同的。

（5）解題時前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一。

例題2：汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知

某型號輪胎能在-40℃~90℃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

3.5atm,最低胎壓不低于L6atm,那么，在t=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（設(shè)輪胎的體積不變）。

對三個定律的總結(jié)：

C玻意耳定律：pV=Ci

氣體實(shí)驗(yàn)定律,查理定律：p/T=C2

［蓋-呂薩克定律：V/T=C3

強(qiáng)調(diào)：這些定律都是在壓強(qiáng)、溫度的條件下總結(jié)出來的。

（二）理想氣體

1.理想氣體：O

2.理想氣體的特點(diǎn)

（1）理想氣體是不存在的，是O

（2）在溫度,壓強(qiáng)時實(shí)際氣體都可看成是理想氣體。

（3）從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，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。

（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內(nèi)

能只有分子動能。

一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由__________決定，與氣體的____________無關(guān)。

3.理想氣體的狀態(tài)方程

一定質(zhì)量的理想氣體，由初狀態(tài)變化到末狀態(tài)時，兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量之間的關(guān)系為:

‘當(dāng)溫度T保持不變：_______________

方程具有普遍性《當(dāng)體積V保持不變：

、當(dāng)壓強(qiáng)p保持不變：

例題3：關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說法中正確的是（ABC）

A.理想氣體是一種假想的物理模型，實(shí)際并不存在

B.理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體

C.一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一定升高

D.氮是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體

例題4：如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個等溫過程，從B到C

經(jīng)歷了一個等容過程，分別用PA、VA、TA和PB、VB>TB以及pc、Vc^Tc表示氣體在A、B、

C三個狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？

PA

A

例題5：一定質(zhì)量的理想氣體，處于某一狀態(tài)，經(jīng)過下列哪個過程后會回到原來的溫度

（AD）

A.先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)

B.先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)

C.先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹

D.先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹

（三）氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

1.玻意耳定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變，體積減小時，

增大，單位時間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強(qiáng)增大。

2.蓋-呂薩克定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，只有氣體的體積

同時增大，使減小，才能保持壓強(qiáng)不變。

3.查理定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，保

持不變。在這種情況下，溫度升高時，氣體的壓強(qiáng)增大。

【練習(xí)鞏固】

1.一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變，下列過程可以實(shí)現(xiàn)的是（）

A.溫度升高，壓強(qiáng)增大

B.溫度升高，壓強(qiáng)減小

C.溫度不變，壓強(qiáng)增大

D.溫度不變，壓強(qiáng)減小

答案：A

2.圖表示0.2mol的某種氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系圖象，圖中po為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，問氣體在

B狀態(tài)時的體積多大？

[P/PaAB

p%/1:

J/??

-2730127227t/℃

答案：5.6L

3.在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連

接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為10cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃,

問：

①重物是上升還是下降？

②這時重物將從原處移動多少厘米？

（設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦）

I_I

答案：①重物上升

②2.6cm

4.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列狀態(tài)變化中可能的是()

A.使氣體體積增加而同時溫度降低

B.使氣體溫度升高，體積不變、壓強(qiáng)減小

C.使氣體溫度不變，而壓強(qiáng)、體積同時增大

D.使氣體溫度升高，壓強(qiáng)減小，體積減小

答案：A

2.4固體

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道晶體和非晶體的特點(diǎn)及區(qū)分方法.

2.知道單晶體和多晶體的區(qū)別.

3.了解晶體的微觀結(jié)構(gòu).

【知識梳理】

一、晶體和非晶體

1.固體可以分為晶體和非晶體兩類.晶體又可以分為單晶體與多晶體.

2.石英、云母、明磯、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體.

3.非晶體

⑴沒有規(guī)則的外形.

(2)物理性質(zhì)：a.沒有確定的熔化溫度；

b.導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性.

4.晶體

(1)單晶體：①有天然的規(guī)則的幾何形狀

②a.有確定的熔點(diǎn)；

b.導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性.

(2)多晶體：①沒有規(guī)則的幾何形狀

②a.有確定的熔點(diǎn)；

b.導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性.

5.單晶體、多晶體及非晶體的異同比較

宏觀表現(xiàn)

分類微觀結(jié)構(gòu)

外形物理性質(zhì)

單組成晶體的物質(zhì)微粒(原有天然、規(guī)則各向

晶體有確定的熔點(diǎn)

晶子、分子、離子)在空間的幾何形狀異性

體按一定規(guī)則排列——空

間點(diǎn)陣

多

由無數(shù)的晶體微粒(小晶

晶沒有天然、規(guī)

粒)無規(guī)則排列組成各向

體則的幾何形

同性

狀

非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的沒有確定的熔化溫度

6.對單晶體的各向異性的理解

(1)單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性

能時，測試結(jié)果不同.

通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、磁性等.

(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，舉例如下：

①云母晶體在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同.

②方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同.

③立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性一沿不同方向的彈性不同.

④方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性一沿不同方向的折射率不同.

7.判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法

(1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無確定的熔點(diǎn)，晶體具有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔化溫

度.僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體.

(2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體某些物理性質(zhì)表現(xiàn)出各向異性，而多晶

體表現(xiàn)出各向同性.

二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)

1.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.

2.有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體.那是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布，

例如碳原子按不同的空間分布排列可形成石墨和金剛石.

3.同一種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn).有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體.

4.對晶體的微觀解釋

⑴對單晶體各向異性的解釋

圖1為在一個平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況.在沿不同方向所畫的等長線段A3、AC、AD上物質(zhì)微粒

的數(shù)目不同.線段AB上物質(zhì)微粒較多，線段上較少，線段AC上更少.因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的

排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同.

（2）對晶體具有確定熔點(diǎn)的解釋

晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規(guī)則的排列被

破壞，晶體開始熔化，熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化.

【隨堂演練】

一、單選題

1.2010年諾貝爾物理學(xué)獎授予安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越

研究。他們通過透明膠帶對石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開，使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度

只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)。如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識

判斷，下列說法正確的是（）

石墨的微觀結(jié)構(gòu)石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)

A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體

B.石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物

C.石墨、石墨烯與金剛石都是晶體

D.通過物理變化的方法無法獲得石墨烯

2.下列說法正確的是（）

A.晶體內(nèi)部原子按照一定的規(guī)則排列。其它分子不能擴(kuò)散進(jìn)去

B.相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等

C.若氫氣的摩爾質(zhì)量為密度為夕，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則in?的氫氣所含原子數(shù)為2處匕

M

D.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的玻璃片背面，熔化的蜂蠟呈圓形，說明蜂蠟具有各向同性

3.下列說法中正確的有（）

A.擴(kuò)散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體和液體中

B.制作半導(dǎo)體的硅是高純度的單晶體

C.質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能是相同的

D.布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動，它說明液體分子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動

4.下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和分子動理論的說法正確的是（）

A.晶體熔化時吸收的熱量轉(zhuǎn)化為分子動能B.多晶體的物理性質(zhì)各向同性

C.布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動D.分子間距離減小時分子勢能一定減小

5.下列說法錯誤的是（）

A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍然是晶體

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)

C.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體

D.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

6.下列說法錯誤的是（）

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，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w

二、填空題

7.將蜂蠟分別薄薄地涂在薄玻璃片和單層云母片上，用加熱到相同溫度的相同縫衣針針尖分別接觸未涂抹

面，不移動，玻璃片和云母片上的蜂蠟熔化區(qū)的形狀（填“相同”或“不相同”），將云母片碾成粉

末，則云母片與云母粉末的晶體結(jié)構(gòu)（填“相同”或“不相同”）。

8.在加熱條件完全相同的情況下，A、B、C、D四種物質(zhì)的熔化圖象如圖所示，由圖可知：

（1）這四種物質(zhì)中，是非晶體；

（2）這四種物質(zhì)中，可能是同種物質(zhì)；

（3）這四種物質(zhì)中，的質(zhì)量一定比的質(zhì)量大。

參考答案

1.C

【詳解】

AC.石墨、石墨烯與金剛石都是晶體，故A錯誤，C正確;

B.石墨、金剛石、碳60、碳納米管和石墨烯等都是由碳元素構(gòu)成的單質(zhì)，它們互為同素異形體，故B錯誤。

D.科學(xué)家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，故D錯誤。

故選Co

2.C

【詳解】

A.晶體內(nèi)部原子按照一定的規(guī)則排列，但原子間存在間隙，其他分子能夠擴(kuò)撒進(jìn)去,A錯誤;

B.內(nèi)能與物體的溫度、體積等因素有關(guān)，相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的溫度一定相等，但內(nèi)能不一定相等.B

錯誤;

C.當(dāng)氫氣的摩爾質(zhì)量為密度為夕，阿伏加德羅常數(shù)為N%,則in?的氫氣所含原子數(shù)為

n=2^NA=2A

C正確;

D.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的玻璃片背面，熔化的蜂蠟呈圓形，只能說明玻璃片，具有各向同性，D

錯誤。

故選C。

3.B

【詳解】

A.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故A錯誤;

B.晶體管、集成電路的工作性能與材料的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，材料內(nèi)原子的排列不能是雜亂無章的，所以制作

半導(dǎo)體的硅是高純度的單晶體，故B正確;

C.由于0℃的冰熔化成0℃的水需要吸熱，所以質(zhì)量和溫度相同的冰和水內(nèi)能不同，后者內(nèi)能比前者多,

故C錯誤;

D.布朗運(yùn)動不是液體分子的運(yùn)動，而是液體分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映，故D錯誤。

故選B。

4.B

【詳解】

A.晶體熔化時，溫度不變，分子的平均動能保持不變，所以吸收的熱量轉(zhuǎn)化為分子勢能，則A錯誤；

B.多晶體的物理性質(zhì)各向同性，所以B正確；

C.布朗運(yùn)動是固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，所以C錯誤；

D.分子間距離減小時分子勢能不一定減小，當(dāng)分子間距離小于q時，分子力為斥力，隨分子間距離的減小，

分子勢能增大，所以D錯誤；

故選B。

5.D

【詳解】

A.將一塊晶體敲碎后，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都沒有變化，得到的小顆粒仍然是晶體，故A正確；

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體有各向異性，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)，故B正

確；

C.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體，例如天然石英是晶體，

熔融過程中的石英是非晶體，故c正確；

D.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，但內(nèi)能增加，故D錯誤。

故選D。

6.A

【詳解】

A,將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒還是晶體，A錯誤，符合題意；

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上各向異性，具有不同的光學(xué)性質(zhì)，B正確，不

符合題意；

C.由同種元素構(gòu)成的固體，可能會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，C正

確，不符合題意；

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w，例如天然石英是晶體,

熔融的石英后卻是非晶體；把晶體硫加熱熔化，到入冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再經(jīng)一些時間又會

轉(zhuǎn)變成晶體硫，D正確，不符合題意。

故選A。

7.不相同相同

【詳解】

[1]玻璃片的導(dǎo)熱性能是各向同性的，云母片的導(dǎo)熱性能是各向異性的，所以蜂蠟熔化區(qū)的形狀是不同的。

[2]云母片與云母粉末的晶體結(jié)構(gòu)與云母的形狀無關(guān)。所以云母片與云母粉末的晶體結(jié)構(gòu)是相同的。

8.BACCA

【詳解】

(1)口]由題圖可知：A、C、D三種物質(zhì)都是晶體，因?yàn)樗鼈兌加泄潭ǖ娜埸c(diǎn)，B是非晶體，因?yàn)樗鼪]有固定

的熔點(diǎn)；

(2)[2]A、C的熔點(diǎn)相同，都高于D的熔點(diǎn).由于熔點(diǎn)是物質(zhì)的特性之一，不同的物質(zhì)的熔點(diǎn)一般不相同，

同種物質(zhì)的熔點(diǎn)相同，由此可知：A、C可能是同種物質(zhì)；

(3)[3][4]在加熱條件相同的情況下，隨著時間的延長，C升溫較慢且熔化所需時間較長，由此可知：C的質(zhì)

量大于A的質(zhì)量。

2.5液體

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.理解液體表面張力的概念。了解表面張力產(chǎn)生的原因。

2.能夠解釋日常生活中表面張力現(xiàn)象。

3.了解浸潤和不浸潤的原因和應(yīng)用。

4.了解毛細(xì)現(xiàn)象的原因和應(yīng)用。

5.了解液晶性質(zhì)及應(yīng)用。

二