高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 熱學(xué) 第2講 固體、液體與氣體課件 新人教版

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1、走向高考走向高考 物理物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教人教版版 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)熱學(xué)熱學(xué)第十一章第十一章第第2講固體、液體與氣體講固體、液體與氣體第十一章第十一章考考 綱綱 解解 讀讀1基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理2跟蹤自測(cè)鞏固跟蹤自測(cè)鞏固3重點(diǎn)題型突破重點(diǎn)題型突破4課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)6高高 考考 模模 擬擬5考考 綱綱 解解 讀讀 1知道晶體、非晶體的區(qū)別。 2理解表面張力,會(huì)解釋有關(guān)現(xiàn)象。 3掌握氣體實(shí)驗(yàn)三定律,會(huì)用三定律分析氣體狀態(tài)變化問(wèn)題?;A(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理 1晶體和非晶體 (1)外形方面,晶體具有規(guī)則的_;而非晶體沒有。食鹽晶體、明礬晶體、

2、石英晶體的形狀雖然各不相同,但都有規(guī)則的幾何形狀,所以食鹽、明礬、石英都是晶體;有些晶體象雪花可以有各種不同的幾何形狀,非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀。固體固體幾何形狀幾何形狀 (2)物理性質(zhì)方面,晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同,所以沿不同方向去測(cè)試晶體的物理性能時(shí)測(cè)量結(jié)果不同,即晶體表現(xiàn)_;而非晶體則是各向同性的。這里說(shuō)的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光的折射性能等。 (3)晶體具有一定的_,而非晶體則沒有一定的熔點(diǎn)。 (4)晶體和非晶體并不是絕對(duì)的,在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化,例如把晶體硫加熱熔化(溫度不超過(guò)300)后再倒進(jìn)冷水中,會(huì)變成柔軟的非晶體硫,再過(guò)一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化成晶體硫

3、。 各向異性各向異性熔點(diǎn)熔點(diǎn) 2多晶體和非晶體 (1)多晶體是由很多小單晶體(稱為晶粒)雜亂無(wú)章的排列而成的,多晶體與非晶體都沒有規(guī)則的幾何形狀,在物理性質(zhì)上都表現(xiàn)為各向同性。 (2)它們的區(qū)別是:多晶體有一定的熔點(diǎn),而非晶體則沒有一定的熔點(diǎn)。 3晶體的微觀結(jié)構(gòu) (1)假說(shuō)的依據(jù):假說(shuō)的提出是根據(jù)晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性。 (2)假說(shuō)的驗(yàn)證:人們用X射線和電子顯微鏡對(duì)晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,證實(shí)了假說(shuō)的正確性。 (3)理論的內(nèi)容:組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)是依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列的;微粒的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為在一定的_附近不停地做微小的振動(dòng)。平衡位置平衡位置液體液體

4、 1液體的表面張力 實(shí)驗(yàn)表明,液體表面具有_的趨勢(shì)。這是因?yàn)樵谝后w內(nèi)部分子引力和斥力可認(rèn)為相等,而在表面層里分子間距較大(分子間距離大于r0)、分子比較稀疏,分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力的緣故。液體各部分間相互吸引的力叫做_。 表面張力使液體自動(dòng)收縮,液體表面有收縮到最小的趨勢(shì),表面張力的方向和液面相切;表面張力的大小除了跟邊界線的長(zhǎng)度有關(guān)外,還跟液體的_、_有關(guān)。 收縮收縮表面張力表面張力種類種類溫度溫度 2液體的毛細(xì)現(xiàn)象 液體和氣體相接觸的一個(gè)薄層叫表面層,液體和固體相接觸的一個(gè)薄層叫附著層,浸潤(rùn)現(xiàn)象和不浸潤(rùn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,主要是由附著層的性質(zhì)決定的。附著層有縮小的趨勢(shì)。表現(xiàn)為液體不浸潤(rùn)固

5、體;附著層有擴(kuò)大的趨勢(shì),表現(xiàn)為液體浸潤(rùn)固體。 浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象,以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象,稱為_,植物的根輸送水、下雨時(shí)磚墻滲水、農(nóng)民在干旱天氣里鋤松土壤等都和毛細(xì)現(xiàn)象有關(guān)。 毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象 3液晶的性質(zhì)特點(diǎn) (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,保持了液體的流動(dòng)性。 (2)液晶分子的位置無(wú)序使它象液體,排列有序使它象晶體。 (3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊,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。例如溫度、壓力、_、電磁作用、容器表面的差異等,都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì),計(jì)算器的顯示屏,外加電壓使

6、液晶由透明狀態(tài)變?yōu)榛鞚釥顟B(tài)。 摩擦摩擦動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡飽和飽和大大氣體分子動(dòng)理論氣體分子動(dòng)理論 1氣體分子之間的距離比較_,分子之間的作用力非常_,由分子之間的相互作用而產(chǎn)生的勢(shì)能通常認(rèn)為是_。氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞之外不受力的作用,可以在空間內(nèi)自由地移動(dòng)。 2分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),速率有大有小,由于分子之間的頻繁撞擊,速率又將發(fā)生變化,但是大量分子的速率卻按照一定的規(guī)律分布。這種大量分子整體所體現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律叫做_。 大大微弱微弱零零統(tǒng)計(jì)規(guī)律統(tǒng)計(jì)規(guī)律 3當(dāng)溫度升高時(shí),速率小的分子數(shù)目將_,速率大的分子數(shù)目將_,其所表現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律不變,分子的平均速率將_,平均動(dòng)能將_,因此_是分子平

7、均動(dòng)能的標(biāo)志。減少減少增加增加增大增大增大增大溫度溫度氣體實(shí)驗(yàn)定律氣體實(shí)驗(yàn)定律等溫等溫反比反比p1V1p2V2等容等容正比正比等壓等壓跟蹤自測(cè)鞏固跟蹤自測(cè)鞏固 答案:(1)單晶體的物理性質(zhì)有的是各向異性,有的是各向同性。 (2) (3) (4)液晶是某些特殊的有機(jī)化合物。 解析:機(jī)械加工可以使任何固體具有規(guī)則幾何外形,故A錯(cuò);B項(xiàng)中是解釋的各向異性,故B錯(cuò);只有單晶體具有各向異性的特點(diǎn),C錯(cuò);同一物質(zhì)微??梢孕纬刹煌目臻g分布,D正確。 答案:D 解析:液體表面層的分子較疏,分子力表現(xiàn)為引力,具有使表面積收縮到最小的趨勢(shì),故D正確。 解析:氣體分子的平均動(dòng)能變大,則容器單位面積單位時(shí)間內(nèi)分子撞

8、擊的數(shù)目和作用力都增大,故壓強(qiáng)增大,A正確,D錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)是宏觀顆粒的運(yùn)動(dòng),能反映分子的運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;與分子的平均勢(shì)能相關(guān)的宏觀物理量是體積,體積不變,平均勢(shì)能不變,C錯(cuò)誤。重點(diǎn)題型突破重點(diǎn)題型突破固體與液體的性質(zhì)固體與液體的性質(zhì) 1晶體與非晶體單晶體單晶體多晶體多晶體非晶體非晶體外形外形規(guī)則規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)熔點(diǎn)確定確定確定確定不確定不確定物理性質(zhì)物理性質(zhì)各向異性各向異性各向同性各向同性各向同性各向同性典型物質(zhì)典型物質(zhì) 石英、云母、食鹽、硫酸銅石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松玻璃、蜂蠟、松香香形成與形成與轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài),同有的物質(zhì)在不同

9、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),有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體?,F(xiàn),有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體。 2.液體的表面張力 (1)作用:液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)。 (2)方向:表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直。 3液晶的物理性質(zhì) (1)具有液體的流動(dòng)性。 (2)具有晶體的光學(xué)各向異性。 (3)從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊,但從另一方向看,分子的排列是雜亂無(wú)章的。 思路引導(dǎo):(1)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性的是什么樣的固體,表現(xiàn)為各向同性的是什么樣的固體? (2)液體的表面張力使液體的表

10、面積如何變化? 答案:(1)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性的固體是單晶體,表現(xiàn)為各向同性的固體可能是非晶體、多晶體,也可能是單晶體。 (2)使液體的表面積有收縮到最小的趨勢(shì)。 解析:液體體積與分子間相對(duì)位置相聯(lián)系,從宏觀上看,分子勢(shì)能與體積有關(guān),選項(xiàng)A正確;多晶體表現(xiàn)為各向同性,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;溫度升高,分子平均速率增大,遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;露珠表面張力使其表面積收縮到最小,相同體積球形的表面積最小,故呈球狀,選項(xiàng)D正確。 答案:AD 答案:ABD 解析:液體的表面層由于空氣接觸,其分子分布比較稀疏、分子間呈引力作用,在這個(gè)力作用下,液體表面有收縮到最小的趨勢(shì),這個(gè)力就是表面張力,題中只有選項(xiàng)C中灰

11、塵與玻璃的附著不能用表面張力的理論來(lái)解釋,它是分子間引力的表現(xiàn),應(yīng)選ABD。氣體壓強(qiáng)的計(jì)算氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 1平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法 (1)液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)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)力平衡法:選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)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。液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)pp0gh,p0為液面上方的壓強(qiáng)。 2加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法 選取與氣體接觸的液柱(或活塞)

12、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。 思路引導(dǎo):(1)封閉氣體對(duì)活塞A的力沿哪個(gè)方向? (2)活塞A的下表面面積為多少? 名師歸納:求封閉氣體壓強(qiáng)的兩點(diǎn)注意 (1)注意影響封閉氣體壓強(qiáng)的因素。封閉氣體的壓強(qiáng),不僅與氣體的狀態(tài)變化有關(guān),還與相關(guān)的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。 (2)注意求封閉氣體壓強(qiáng)的關(guān)鍵。求封閉氣體壓強(qiáng)的關(guān)鍵是要明確研究對(duì)象,然后分析研究對(duì)象的受力情況,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況,列研究對(duì)象的平衡方程或牛頓第二定律方程,然后解方程,就可求得封閉氣體的壓強(qiáng)。 解析:在甲圖中,以高為h的液柱為研究對(duì)象,由二力平衡知p氣SghSp0S 所以p氣p0gh 在

13、圖乙中,以B液面為研究對(duì)象,由平衡方程F上F下,有: p氣SghSp0S p氣p0gh理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 1理想氣體的狀態(tài)方程: (1)理想氣體。 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、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體。 微觀上講,理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)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狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系 思路引導(dǎo):(1)選取哪部分氣體為研究對(duì)象? (2)充氣前選作研究對(duì)象的氣體壓強(qiáng)、體積分別是多少? (3)充氣后,選作研究對(duì)象的氣體體積

14、是多少? 答案:(1)選取充氣后儲(chǔ)氣罐中所有氣體為研究對(duì)象。 (2)壓強(qiáng)為1.0atm,體積為15.0L。 (3)體積是6.0L。 解析:由p1V1p2V2得:1.015.0p26.0,解得p22.5atm。 答案:A 名師歸納:變質(zhì)量問(wèn)題分析方法 分析變質(zhì)量問(wèn)題時(shí),可通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象,使這類問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問(wèn)題,用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。 (1)打氣問(wèn)題:向球、輪胎中充氣是一個(gè)典型的變質(zhì)量的氣體問(wèn)題,只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象,就可把充氣過(guò)程中的氣體質(zhì)量變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題。 (2)抽氣問(wèn)題:從容器內(nèi)抽氣的過(guò)程中,容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小,這屬

15、于變質(zhì)量問(wèn)題。分析時(shí),將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象,質(zhì)量不變,故抽氣過(guò)程可以看作是等溫膨脹過(guò)程。 (3)灌氣問(wèn)題:將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題也是一個(gè)典型的變質(zhì)量問(wèn)題。分析這類問(wèn)題時(shí),把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體視為整體作為研究對(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:容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化,屬于變質(zhì)量問(wèn)題。如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象,便可使問(wèn)題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題,可用理想氣體的狀態(tài)方程求解。 解析:設(shè)封閉空氣柱的初狀態(tài)壓強(qiáng)、體積、溫度分別為p1、V1、T1;封閉空氣柱的末耿態(tài)壓強(qiáng)、體積

16、、溫度分別為p2、V2、T2;當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)為p0,U形管的橫截面積為S。則初狀態(tài): p1(p03)cmHg V113S T1(27327)K300K 末狀態(tài):p2(p03)cmHg V216S T2(273127)K400K氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題 1利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、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: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),溫度必然升高,所以T2T1。 又如圖乙所示,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

17、積一定減小,所以V2V1。 2一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較 思路引導(dǎo):(1)pt圖象中過(guò)(273,0)點(diǎn)的傾斜直線表示什么變化? (2)與p軸平行,表示什么過(guò)程? 答案:(1)等容變化 (2)等溫過(guò)程理想氣體實(shí)驗(yàn)定律微觀解釋理想氣體實(shí)驗(yàn)定律微觀解釋 1等溫變化 一定質(zhì)量的氣體,溫度保持不變時(shí),分子的平均動(dòng)能不變。在這種情況下,體積減小時(shí),分子的密集程度增大,氣體的壓強(qiáng)增大。 2等容變化 一定質(zhì)量的氣體,體積保持不變時(shí),分子的密集程度保持不變。在這種情況下,溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能增大,氣體的壓強(qiáng)增大。 3等壓變化 一定質(zhì)量的氣體,溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能增大。只有氣體的體積同時(shí)增大,使分子

18、的密集程度減小,才能保持壓強(qiáng)不變。 解析:理想氣體經(jīng)等溫壓縮,壓強(qiáng)增大,體積減小,分子密度增大,則單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,但氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力不變,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。 答案:BD 名師歸納:從微觀角度來(lái)看,氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān):一個(gè)是氣體分子的平均動(dòng)能,一個(gè)是分子的密集程度。 答案:BD 解析:等容變化溫度升高時(shí),壓強(qiáng)一定增大,分子密度不變,分子平均動(dòng)能增大,單位時(shí)間撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多,B、D正確。高高 考考 模模 擬擬 答案:BCD 解析:晶體有固定的熔點(diǎn),并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變,即使敲碎為小顆粒,仍舊是晶體,選項(xiàng)A錯(cuò)

19、。根據(jù)是否有固定的熔點(diǎn),可以把固體分為晶體和非晶體兩類,晶體有各向異性,選項(xiàng)B對(duì)。同種元素構(gòu)成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體如金剛石和石墨,選項(xiàng)C對(duì)。晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體,反之亦然,選項(xiàng)D對(duì)。熔化過(guò)程中,晶體要吸熱,溫度不變,但是內(nèi)能增大,選項(xiàng)E錯(cuò)。 解析:晶體在熔化過(guò)程中溫度保持不變,食鹽具有這樣的特點(diǎn),則說(shuō)明食鹽是晶體,選項(xiàng)A正確;蜂蠟的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向同性的,燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形,說(shuō)明云母片的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向異性的,故云母片是晶體,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;天然石英表現(xiàn)為各向異性,則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;石墨與金剛石皆由碳原子組成,但

20、它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的,選項(xiàng)D正確。 答案:(1)12.0 cm(2)13.2 cm 解析:(1)以cmHg為壓強(qiáng)單位,設(shè)A側(cè)空氣長(zhǎng)度l10.0cm時(shí)壓強(qiáng)為p;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h110.0cm時(shí),空氣柱的長(zhǎng)度為l1,壓強(qiáng)為p1,由玻意耳定律得 plp1l1, 由力學(xué)平衡條件得:pp0h, 打開開關(guān)K放出水銀的過(guò)程中,B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱的長(zhǎng)度增加逐漸減小,B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小;直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止,由力學(xué)平衡條件有p1p0h1,代入數(shù)據(jù)得l112.0cm。 (2)當(dāng)A、B兩側(cè)水銀面達(dá)到同一高度時(shí),設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2,壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得: plp2l2 由力學(xué)平衡條件可知:p2p0, 代入數(shù)據(jù)得:l210.4cm, 設(shè)注入的水銀柱在管內(nèi)的長(zhǎng)度為h,依題意得 h2(l1l2)h113.2cm。 (1)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; (2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。 答案:(1)330 K(2)1.01105 Pa 答案:(1)1.01p0(2)0.02p0S 解析:若不漏氣,設(shè)加壓后的體積為V1,由等溫過(guò)程得 p0V0p1V1 代入數(shù)據(jù)得V10.5L 因?yàn)?.45L0.5L,故包裝袋漏氣。課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)

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