2024-2025學(xué)年新教材高中物理階段復(fù)習(xí)課2氣體固體和液體學(xué)案新人教版選擇性必修3

PAGE8-氣體固體和液體核心整合·思維導(dǎo)圖必備考點(diǎn)·素養(yǎng)評(píng)價(jià)素養(yǎng)一物理觀念考點(diǎn)固體和液體的性質(zhì)1.晶體和非晶體:(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)只要具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體。(3)單晶體具有自然規(guī)則的幾何外形,而多晶體和非晶體沒(méi)有自然規(guī)則的幾何外形,所以不能從形態(tài)上區(qū)分晶體與非晶體。(4)晶體和非晶體不是肯定的,在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化。(5)液晶既不是晶體也不是液體。2.液體表面張力:(1)形成緣由:表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大,分子間作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特征:表面層中分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面似乎一層張緊的彈性薄膜。(3)表面張力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各條分界線。(4)表面張力的效果:使液體表面具有收縮的趨勢(shì),使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形表面積最小。3.關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:【素養(yǎng)評(píng)價(jià)】1.(多選)關(guān)于固體、液體的性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是 ()A.非晶體不行能轉(zhuǎn)化為晶體B.單晶體有確定的熔點(diǎn),多晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)C.某些細(xì)小的昆蟲(chóng)能夠在水面上自由運(yùn)動(dòng)而不下沉,說(shuō)明水的表面具有張力作用D.玻璃管的裂口放在火焰上燒熔,其尖端變鈍,這是由于表面張力的作用【解析】選C、D。有的非晶體在肯定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;細(xì)小的昆蟲(chóng)能夠在水面上自由運(yùn)動(dòng)而不下沉,玻璃管的裂口放在火焰上燒熔,其尖端變鈍,這兩個(gè)實(shí)例都說(shuō)明液體的表面具有張力作用,則C、D正確。2.由于海水表面有表面張力的作用,水珠之間相互吸引著,這樣使得風(fēng)很難把水珠刮起,只能夠形成海浪,所以海洋上的風(fēng)中只帶有少量的水沫;而沙漠中的沙子卻不一樣,沙粒之間幾乎沒(méi)有作用力,所以風(fēng)很簡(jiǎn)單刮起大量的沙子……依據(jù)以上規(guī)律聯(lián)系所學(xué)學(xué)問(wèn)請(qǐng)你設(shè)想,假如玻璃杯中盛有少量水銀,放在太空軌道上運(yùn)行的宇宙飛船內(nèi),水銀在杯子中將呈現(xiàn)如圖所示的怎樣的形態(tài) ()【解析】選D。在宇宙飛船內(nèi)完全失重的狀況下,由于重力的存在而產(chǎn)生的一切現(xiàn)象隨之消逝,因?yàn)橐后w的表面張力不受失重的影響,水銀不浸潤(rùn)玻璃,水銀的形態(tài)只由表面張力來(lái)確定。在液體表面張力的作用下,水銀的表面有收縮到最小的趨勢(shì),而體積肯定時(shí),球形的表面積最小,所以最終水銀會(huì)呈現(xiàn)球形,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】關(guān)于晶體、非晶體及液晶,下列說(shuō)法正確的是 ()①單晶體的部分物理性質(zhì)與方向有關(guān)。②有規(guī)則幾何形態(tài)的物體肯定是晶體。③液晶分子在特定方向排列比較整齊,光學(xué)性質(zhì)具有各向異性,但不穩(wěn)定。④金屬是單晶體,物理性質(zhì)具有各向異性。⑤全部物質(zhì)在肯定條件下都能成為液晶。A.只有①、②正確 B.只有①、③正確C.只有①、③、⑤正確 D.①、③、④都正確【解析】選B。單晶體有整齊規(guī)則的幾何外形,所以單晶體的部分物理性質(zhì)與方向有關(guān),即在各個(gè)方向上物理性質(zhì)不同,這種特性叫作各向異性,故①正確;晶體肯定是固體,且內(nèi)部微粒排列有序,但并不是外部具有規(guī)則形態(tài)的就肯定是晶體,玻璃就是典型的非晶體,故②錯(cuò)誤;當(dāng)液晶通電時(shí)導(dǎo)通,排列變得有秩序,使光線簡(jiǎn)單通過(guò);不通電時(shí)排列混亂,阻擋光線通過(guò),所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變更而變更,同時(shí)液晶像液體一樣可以流淌,又是具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類(lèi)物質(zhì),所以液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相像,具有各向異性,故③正確;常見(jiàn)的金屬:金、銀、銅、鐵、鋁、錫、鉛等都是多晶體,故④錯(cuò)誤;并不是全部物質(zhì)都能成為液晶;只有少數(shù)物質(zhì)在特定條件下才能成為液晶,故⑤錯(cuò)誤。綜上分析可知只有①、③正確,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。故選B。素養(yǎng)二科學(xué)思維考點(diǎn)1氣體試驗(yàn)圖像的綜合應(yīng)用1.四種圖像的比較:類(lèi)別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p-VpV=CT,即pV之積越大,等溫線溫度越高,線離原點(diǎn)越遠(yuǎn),即T2>T1p-p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,溫度越高,T2>T1p-Tp=T,斜率k=,即斜率越大,體積越小,V2<V1V-TV=T,斜率k=,即斜率越大,壓強(qiáng)越小,p2<p12.分析技巧:利用垂直于坐標(biāo)軸的線作協(xié)助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如:(1)在圖甲中,V1對(duì)應(yīng)虛線為等容線,A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點(diǎn),可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過(guò)等容升壓到A狀態(tài),溫度必定上升,所以T2>T1。(2)如圖乙所示,A、B兩點(diǎn)的溫度相等,從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大,體積肯定減小,所以V2<V1?！舅仞B(yǎng)評(píng)價(jià)】1.(多選)回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備,制冷極限約50K,某臺(tái)回?zé)崾街评錂C(jī)工作時(shí),肯定質(zhì)量的氦氣(可視為志向氣體)緩慢經(jīng)驗(yàn)如圖所示的四個(gè)過(guò)程,已知狀態(tài)A和B的溫度均為27℃,狀態(tài)C和D的溫度均為-133℃,下列推斷正確的是 ()A.氣體由狀態(tài)A到B過(guò)程,溫度先上升后降低B.氣體由狀態(tài)B到C過(guò)程,內(nèi)能保持不變C.氣體由狀態(tài)C到D過(guò)程,分子間的平均間距減小D.氣體由狀態(tài)C到D過(guò)程,氣體對(duì)外做功【解析】選A、D。狀態(tài)A和B的溫度相等,依據(jù)pV=C,經(jīng)過(guò)A、B的等溫線應(yīng)是過(guò)A、B的雙曲線的一部分,雙曲線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)溫度越高,所以沿直線由A到B,溫度先上升后降低,故A正確;氣體由狀態(tài)B到C過(guò)程,體積不變,依據(jù)查理定律,壓強(qiáng)減小,溫度降低,內(nèi)能減小,故B錯(cuò)誤;氣體由狀態(tài)C到D過(guò)程,體積增大,分子間的平均間距增大,故C錯(cuò)誤;氣體由狀態(tài)C到D過(guò)程,體積增大,氣體對(duì)外做功,故D正確。2.(多選)肯定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變更過(guò)程的p-V圖線如圖所示,其中A是初始態(tài),B、C是中間狀態(tài)。A→B為雙曲線的一部分,B→C與縱軸平行,C→A與橫軸平行。如將上述變更過(guò)程改用p-T圖線和V-T圖線表示,則在下列的各圖中正確的是 ()【解析】選B、D。氣體A→B是等溫過(guò)程,且壓強(qiáng)減小,氣體體積增大;B→C是等容過(guò)程,且壓強(qiáng)增大,氣體溫度上升;C→A是等壓過(guò)程,且體積減小,溫度降低。由此可推斷在p-T圖中A錯(cuò)誤、B正確,在V-T圖中C錯(cuò)誤、D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中,A→B和C→D為等溫過(guò)程,B→C為等壓過(guò)程。D→A為等容過(guò)程。該循環(huán)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 ()A.A→B過(guò)程中,氣體對(duì)外界做功B.B→C過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能增大C.C→D過(guò)程中,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D.D→A過(guò)程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變更【解析】選B。A→B過(guò)程為等溫變更,則內(nèi)能不變,體積減小,外界對(duì)氣體做功,故A錯(cuò)誤;B→C過(guò)程中,溫度上升,則分子平均動(dòng)能增大,B正確;C→D過(guò)程為等溫變更,體積增大,則分子的密度減小,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)削減,故C錯(cuò)誤;D→A過(guò)程中,溫度降低,則氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變更,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2氣體試驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用1.氣體試驗(yàn)定律:(1)玻意耳定律(等溫變更):p1V1=p2V2或pV=C(常數(shù))。(2)查理定律(等容變更):=或=C(常數(shù))。(3)蓋-呂薩克定律(等壓變更):=或=C(常數(shù))。2.玻璃管液封模型:求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí),一般以液柱為探討對(duì)象分析受力、列平衡方程,要留意:(1)液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p=ρgh(其中h為液面的豎直高度)。(2)不要漏掉大氣壓強(qiáng),同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力。(3)有時(shí)可干脆應(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(qiáng)相等。(4)當(dāng)液體為水銀時(shí),可敏捷應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等,使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)捷。3.變質(zhì)量問(wèn)題及處理方法:(1)打氣問(wèn)題:選擇原有氣體和即將充入的氣體作為探討對(duì)象,就可把充氣過(guò)程中氣體質(zhì)量變更問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變更問(wèn)題。(2)抽氣問(wèn)題:將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為探討對(duì)象,質(zhì)量不變,故抽氣過(guò)程可以看成是等溫膨脹過(guò)程。(3)灌氣問(wèn)題:把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為探討對(duì)象,可將變質(zhì)量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題。(4)漏氣問(wèn)題:選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為探討對(duì)象,便可使問(wèn)題變成肯定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變更。4.氣體試驗(yàn)定律的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:【素養(yǎng)評(píng)價(jià)】如圖所示為一個(gè)帶有閥門(mén)K、容積為2dm3的容器(容積不行變更),先打開(kāi)閥門(mén)讓其與大氣連通,再用打氣筒向里面打氣,打氣筒活塞每次可以打進(jìn)1×105Pa、200cm3的空氣,忽視打氣和用氣時(shí)氣體的溫度變更。(設(shè)外界大氣的壓強(qiáng)p0=1×105Pa)(1)若要使氣體壓強(qiáng)增大到5.0×105Pa,應(yīng)打多少次氣?(2)若上述容器中裝的是5.0×105Pa的氧氣,現(xiàn)用它給容積為0.7dm3的真空瓶充氣,使瓶中的氣壓最終達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的2.0×105Pa,則可充溢多少瓶?【解析】(1)設(shè)須要打氣n次,因每次打入的氣體相同,故可視n次打入的氣體一次性打入,則氣體的初狀態(tài):p1=1.0×105Pa,V1=V0+nΔV末狀態(tài):p2=5.0×105Pa,V2=V0其中:V0=2dm3,ΔV=0.2dm3由玻意耳定律:p1V1=p2V2代入數(shù)據(jù)解得:n=40(2)設(shè)氣壓為p3=2.0×105Pa時(shí)氧氣的體積為V3由玻意耳定律有:p2V2=p3V3代入數(shù)據(jù)解得:V3=5dm3真空瓶的容積為V瓶=0.7dm3因:=4故可充溢4瓶。答案:(1)40次(2)4瓶【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·全國(guó)卷Ⅰ)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí),先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3,運(yùn)用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107Pa,運(yùn)用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106(1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng);(2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。【解析】(1)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0,壓強(qiáng)為p0;運(yùn)用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí),其體積膨脹為V1。由玻意耳