2019版高考物理總復(fù)習(xí) 選考部分 熱學(xué) 基礎(chǔ)課2 固體、液體和氣體課件.ppt

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基礎(chǔ)課2固體 液體和氣體 固體的微觀結(jié)構(gòu) 晶體和非晶體液晶的微觀結(jié)構(gòu) 知識(shí)排查 規(guī)則 異性 同性 2 晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 組成晶體的物質(zhì)微粒有地 周期性地在空間排列 3 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(dòng)位置 保持了液體的 2 液晶分子的位置無(wú)序使它像 排列有序使它像 3 液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊 而從另外一個(gè)方向看則是的 規(guī)則 異性 流動(dòng)性 液體 晶體 雜亂無(wú)章 液體的表面張力現(xiàn)象 1 作用液體的表面張力使液面具有收縮到表面積的趨勢(shì) 2 方向表面張力跟液面 且跟這部分液面的分界線 3 大小液體的溫度越高 表面張力 液體中溶有雜質(zhì)時(shí) 表面張力 液體的密度越大 表面張力 飽和蒸汽 未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓相對(duì)濕度 動(dòng)態(tài)平衡 飽和 越大 氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布 1 氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和氣體壓強(qiáng) 1 產(chǎn)生原因 由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng) 大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的 2 決定因素 宏觀上 決定于氣體的溫度和 微觀上 決定于分子的平均動(dòng)能和分子的 2 氣體的壓強(qiáng) 氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體 1 氣體實(shí)驗(yàn)定律 p2V2 2 理想氣體狀態(tài)方程 1 理想氣體 把在任何溫度 任何壓強(qiáng)下都遵從的氣體稱為理想氣體 在壓強(qiáng)不太大 溫度不太低時(shí) 實(shí)際氣體可以看作理想氣體 理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用 一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能僅由決定 2 理想氣體狀態(tài)方程 質(zhì)量一定的理想氣體 小題速練 1 思考判斷 1 單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的 2 草葉上的露珠呈球形是表面張力引起的 3 水蒸氣達(dá)到飽和時(shí) 水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化 這時(shí)蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行 4 只要能增加氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度 氣體的溫度就可以升高 5 若氣體的溫度逐漸升高 則其壓強(qiáng)可以保持不變 答案 1 2 3 4 5 2 2018 貴陽(yáng)摸底 多選 以下說(shuō)法正確的是 A 金剛石 食鹽都有確定的熔點(diǎn)B 飽和汽的壓強(qiáng)與溫度無(wú)關(guān)C 一些小昆蟲可以停在水面上是由于液體表面張力的作用D 多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性E 當(dāng)人們感覺空氣干燥時(shí) 空氣的相對(duì)濕度一定較小 解析金剛石 食鹽都是晶體 有確定的熔點(diǎn) 選項(xiàng)A正確 飽和汽的壓強(qiáng)與溫度有關(guān) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 因?yàn)橐后w表面張力的存在 有些小昆蟲能停在水面上 選項(xiàng)C正確 多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 在一定溫度條件下 相對(duì)濕度越小 水蒸發(fā)得也就越快 人就越感到干燥 故當(dāng)人們感到干燥時(shí) 空氣的相對(duì)濕度一定較小 選項(xiàng)E正確 答案ACE 3 多選 下列對(duì)飽和汽 未飽和汽 飽和汽壓以及濕度的認(rèn)識(shí) 正確的是 A 液體的飽和汽壓只與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān) 而與體積無(wú)關(guān)B 增大壓強(qiáng)一定可以使未飽和汽變成飽和汽C 降低溫度一定可以使未飽和汽變成飽和汽D 空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)越大 空氣的絕對(duì)濕度越大E 干濕泡濕度計(jì)的干 濕兩支溫度計(jì)的示數(shù)差越小 空氣的相對(duì)濕度越大 解析飽和汽壓的大小取決于物質(zhì)的性質(zhì)和溫度 而與體積無(wú)關(guān) 故選項(xiàng)A正確 飽和汽壓與壓強(qiáng)無(wú)關(guān) 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 降低溫度可能使飽和汽變成未飽和汽 但不一定使未飽和汽變成飽和汽 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 空氣的濕度是指相對(duì)濕度 空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)越大 空氣的絕對(duì)濕度越大 相對(duì)濕度不一定越大 故選項(xiàng)D正確 干濕泡濕度計(jì)的干 濕兩支溫度計(jì)示數(shù)差越小 說(shuō)明空氣越潮濕 相對(duì)濕度越大 故選項(xiàng)E正確 答案ADE 4 人教版選修3 3 P23 T2 如圖1 向一個(gè)空的鋁制飲料罐 即易拉罐 中插入一根透明吸管 接口用蠟密封 在吸管內(nèi)引入一小段油柱 長(zhǎng)度可以忽略 如果不計(jì)大氣壓的變化 這就是一個(gè)簡(jiǎn)易的氣溫計(jì) 已知鋁罐的容積是360cm3 吸管內(nèi)部粗細(xì)均勻 橫截面積為0 2cm2 吸管的有效長(zhǎng)度為20cm 當(dāng)溫度為25 時(shí) 油柱離管口10cm 1 吸管上標(biāo)刻溫度值時(shí) 刻度是否應(yīng)該均勻 2 估算這個(gè)氣溫計(jì)的測(cè)量范圍 圖1 解析 1 由于罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終不變 由于 T與 L成正比 刻度是均勻的 故這個(gè)氣溫計(jì)可以測(cè)量的溫度范圍為 25 1 6 25 1 6 即23 4 26 6 答案 1 刻度是均勻的 2 23 4 26 6 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 只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體 反之 必是非晶體 2 液體表面張力 1 表面張力的效果 表面張力使液體表面積具有收縮趨勢(shì) 使液體表面積趨于最小 而在體積相同的條件下 球形的表面積最小 2 表面張力的大小 跟邊界線的長(zhǎng)度 液體的種類 溫度都有關(guān)系 1 2015 全國(guó)卷 33 1 多選 下列說(shuō)法正確的是 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(huì)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)化為非晶體 某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體E 在熔化過(guò)程中 晶體要吸收熱量 但溫度保持不變 內(nèi)能也保持不變 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)誤 固體分為晶體和非晶體兩類 有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同 表現(xiàn)為晶體具有各向異性 選項(xiàng)B正確 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正確 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正確 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)誤 答案BCD 2 多選 下列說(shuō)法正確的是 A 懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)B 空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果C 彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)D 高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低 這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E 干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度 這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果 解析水中花粉的布朗運(yùn)動(dòng) 反映的是水分子的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 正是表面張力使空中雨滴呈球形 選項(xiàng)B正確 液晶的光學(xué)性質(zhì)是各向異性 液晶顯示器正是利用了這種性質(zhì) 選項(xiàng)C正確 高原地區(qū)大氣壓較低 對(duì)應(yīng)的水的沸點(diǎn)較低 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 因?yàn)榧啿贾械乃舭l(fā)吸熱 則同樣環(huán)境下濕泡溫度計(jì)顯示的溫度較低 選項(xiàng)E項(xiàng)正確 答案BCE 3 多選 關(guān)于飽和汽壓和相對(duì)濕度 下列說(shuō)法正確的是 A 溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同B 溫度升高時(shí) 飽和汽壓增大C 在相對(duì)濕度相同的情況下 夏天比冬天的絕對(duì)濕度大D 飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積無(wú)關(guān)E 飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積有關(guān) 答案BCD 4 2018 安徽安慶模擬 多選 下列說(shuō)法正確的是 A 液面上方的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)就不會(huì)有液體分子從液面飛出B 萘的熔點(diǎn)為80 質(zhì)量相等的80 的液態(tài)萘和80 的固態(tài)萘具有不同的分子勢(shì)能C 車輪在潮濕的地面上滾過(guò)后 車轍中會(huì)滲出水 屬于毛細(xì)現(xiàn)象D 液體表面層的分子勢(shì)能比液體內(nèi)部的分子勢(shì)能大E 液晶像液體一樣具有流動(dòng)性 而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似 具有各向同性 解析液面上方的蒸汽達(dá)到飽和時(shí) 液體分子從液面飛出 同時(shí)有蒸汽分子進(jìn)入液體中 從宏觀上看 液體不再蒸發(fā) 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 80 時(shí) 液態(tài)萘凝固成固態(tài)萘的過(guò)程中放出熱量 溫度不變 則分子的平均動(dòng)能不變 萘放出熱量的過(guò)程中內(nèi)能減小 而分子平均動(dòng)能不變 所以一定是分子勢(shì)能減小 故選項(xiàng)B正確 由毛細(xì)現(xiàn)象的定義可知 選項(xiàng)C正確 液體表面層的分子間距離比液體內(nèi)部的分子間距離大 故液體表面層分子之間的作用力表現(xiàn)為引力 分子之間的距離有縮小的趨勢(shì) 可知液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能 故選項(xiàng)D正確 液晶像液體一樣具有流動(dòng)性 而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似 具有各向異性 選項(xiàng)E錯(cuò)誤 答案BCD 分析液體現(xiàn)象注意三點(diǎn) 1 沸騰發(fā)生在液體內(nèi)部和表面 蒸發(fā)發(fā)生在液體表面 2 未飽和汽壓及飽和汽壓與大氣壓無(wú)關(guān) 與體積無(wú)關(guān) 3 人們感覺到的濕度是相對(duì)濕度而非絕對(duì)濕度 氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 1 氣體壓強(qiáng)的計(jì)算氣體壓強(qiáng)是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)撞擊器壁產(chǎn)生的壓力 因此可根據(jù)平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算氣體壓強(qiáng)的大小 2 常見兩種模型 1 活塞模型 用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體 2 連通器模型 用液柱封閉一定質(zhì)量的氣體 1 2018 山東聊城模擬 多選 對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體 下列論述正確的是 A 若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí) 壓強(qiáng)一定變大B 若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí) 壓強(qiáng)可能不變C 若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低 則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加D 若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低 則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變E 氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定 解析單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí) 單位面積上的碰撞次數(shù)和碰撞的平均力都增大 因此這時(shí)氣體壓強(qiáng)一定增大 故選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低 則氣體的體積減小 則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加 故選項(xiàng)C正確 D錯(cuò)誤 氣體的壓強(qiáng)由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定 選項(xiàng)E正確 答案ACE 2 如圖2中兩個(gè)汽缸質(zhì)量均為M 內(nèi)部橫截面積均為S 兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為m 左邊的汽缸靜止在水平面上 右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下 兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A B 大氣壓為p0 重力加速度為g 求封閉氣體A B的壓強(qiáng)各多大 圖2 解析題圖甲中選m為研究對(duì)象 pAS p0S mg 3 若已知大氣壓強(qiáng)為p0 在圖3中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài) 圖中液體密度均為 求被封閉氣體的壓強(qiáng) 圖3 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pAS ghS p0S所以p甲 pA p0 gh在圖乙中 以B液面為研究對(duì)象 由平衡方程F上 F下有 pAS ghS p0S 得p乙 pA p0 gh在圖丙中 仍以B液面為研究對(duì)象 有pA ghsin60 pB p0 在圖丁中 以液面A為研究對(duì)象 由二力平衡得p丁S p0 gh1 S所以p丁 p0 gh1在戊圖中 從開口端開始計(jì)算 右端為大氣壓p0 同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同 所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb p0 g h2 h1 而a氣柱的壓強(qiáng)為pa pb gh3 p0 g h2 h1 h3 氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 1 2018 安徽合肥模擬 如圖4所示 上端開口的光滑圓形汽缸豎直放置 截面面積為20cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在汽缸內(nèi) 在汽缸內(nèi)距缸底一定距離處設(shè)有卡環(huán)a b 使活塞只能向上滑動(dòng) 開始時(shí)活塞擱在a b上 缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0 1 0 105Pa 溫度為27 現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體 當(dāng)溫度緩慢升高為57 時(shí) 活塞恰好要離開a b 重力加速度大小g取10m s2 求活塞的質(zhì)量 圖4 解析活塞剛要離開a b時(shí) 對(duì)活塞有p2S p0S mg 氣體的狀態(tài)參量為T1 300K p1 1 0 105Pa T2 330K 代入數(shù)據(jù)解得m 2kg答案2kg 2 如圖5所示 左端封閉 粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置 管內(nèi)用水銀將一段理想氣體封閉在左管中 當(dāng)大氣溫度為23 時(shí) 管中被封閉的氣柱長(zhǎng)L 18cm 兩邊水銀柱高度差為h 12cm 大氣壓強(qiáng)p0 76cmHg 1 現(xiàn)緩慢地向右管中注入水銀 為使兩邊的水銀柱一樣高 需要注入的水銀柱有多高 小數(shù)點(diǎn)后保留一位 2 若通過(guò)給左邊管中氣體加熱使兩邊的水銀柱一樣高 則左管中氣體的溫度應(yīng)升高到多少 圖5 解析 1 由于緩慢注入水銀 因此管內(nèi)氣體發(fā)生的是等溫變化初態(tài)壓強(qiáng)p1 76 12 cmHg V1 SL設(shè)注入的水銀柱的高為d 則末態(tài)時(shí)p2 76cmHg 則p1V1 p2V2 解得d 17 7cm 2 設(shè)加熱后氣體溫度為T2 初始時(shí)T1 300K 解得T2 475K 即左管中氣體溫度升高到202 答案 1 17 7cm 2 202 3 2017 全國(guó)卷 33 2 一種測(cè)量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖6 a 所示 玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2 K1長(zhǎng)為l 頂端封閉 K2上端與待測(cè)氣體連通 M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通 開始測(cè)量時(shí) M與K2相通 逐漸提升R 直到K2中水銀面與K1頂端等高 此時(shí)水銀已進(jìn)入K1 且K1中水銀面比頂端低h 如圖 b 所示 設(shè)測(cè)量過(guò)程中溫度 與K2相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變 已知K1和K2的內(nèi)徑均為d M的容積為V0 水銀的密度為 重力加速度大小為g 求 圖6 待測(cè)氣體的壓強(qiáng) 該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng) 解析 水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住 設(shè)此時(shí)被封閉的氣體的體積為V 壓強(qiáng)等于待測(cè)氣體的壓強(qiáng)p 提升R 直到K2中水銀面與K1頂端等高時(shí) K1中水銀面比頂端低h 設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1 體積為V1 則 由力學(xué)平衡條件得p1 p gh 整個(gè)過(guò)程為等溫過(guò)程 由玻意耳定律得pV p1V1 由題意知h l 利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路 氣體狀態(tài)變化的圖象問題 1 多選 如圖7所示 一定質(zhì)量的理想氣體 從圖示A狀態(tài)開始 經(jīng)歷了B C狀態(tài) 最后到D狀態(tài) 下列判斷正確的是 A A B過(guò)程溫度升高 壓強(qiáng)不變B B C過(guò)程體積不變 壓強(qiáng)變小C B C過(guò)程體積不變 壓強(qiáng)不變D C D過(guò)程體積變小 壓強(qiáng)變大E C D過(guò)程溫度不變 壓強(qiáng)變小 圖7 答案ABD 2 2016 全國(guó)卷 33 1 多選 一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始 經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程ab bc cd da回到原狀態(tài) 其p T圖象如圖8所示 其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O 下列判斷正確的是 A 氣體在a c兩狀態(tài)的體積相等B 氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C 在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D 在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E 在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功 圖8 答案ABE 3 多選 如圖9所示 p V圖中的每個(gè)方格均為正方形 一定質(zhì)量的理想氣體從a狀態(tài)沿直線變化到b狀態(tài) 再沿直線變化到c狀態(tài) 最后沿直線回到a狀態(tài) 則下列說(shuō)法正確的是 A 從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過(guò)程中氣體分子的平均動(dòng)能先增大后減小B 從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過(guò)程中氣體的密度不斷增大C 從b狀態(tài)變化到c狀態(tài)的過(guò)程中氣體一定吸熱D 從c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過(guò)程中氣體放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功E 從c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過(guò)程中氣體的內(nèi)能不斷增大 圖9 答案ACD