高考物理大一轮复习 第2讲 固体、液体与气体课件（选修33）.ppt

选修3 3 选考部分 第2讲固体 液体与气体 一 固体1 晶体 晶体分为 单晶体具有 多晶体是由许多 组成的物体 和单晶体一样 也具有确定的 2 非晶体 非晶体在外观上 一些物理性质表现为 单晶体和多晶体 规则的几何形状 各向异性 有确定的熔点 杂乱无章地排列的单晶体 熔点 没有规则的几何形状 没有确定的熔点 各向同性 二 液体1 液体的微观结构与 非常类似 2 液体的表面张力 液体表面有 的趋势 液面呈绷紧状态 液面上的张力为表面张力 3 液晶 即液态晶体 是由固态向液态转化的 液体 1 力学性质上与 相同 具有流动性 连续性 光学性质 电学性质等方面具有 的某些性质 如各向异性 2 液晶微观结构上具有液体 晶体的 且液晶分子的排列会受电压 温度等的作用而改变 非晶体 收缩 中间态 液体 晶体 双重性 跟踪训练 1 单选 下列说法错误的是 a 晶体具有天然规则的几何形状 是因为物质微粒是规则排列的b 有的物质能够生成种类不同的几种晶体 因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构c 凡各向同性的物质一定是非晶体d 晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的 答案 c 解析 晶体的外形 物理性质都是由晶体的微观结构决定的 选项a b d正确 各向同性的物质不一定是非晶体 多晶体也具有这样的性质 选项c错误 2 单选 液体表面具有收缩趋势的原因是 a 液体可以流动b 液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离c 与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力d 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离 答案 d 解析 由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离 所以表面层分子间的相互作用表现为引力 这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力 即表面张力 表面张力使液体表面具有收缩的趋势 选项d正确 3 多选 关于液晶 下列说法正确的是 a 液晶是一种晶体b 液晶分子的空间排列是稳定的 具有各向异性c 液晶的光学性质随温度的变化而变化d 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 答案 cd 解析 液晶的微观结构介于晶体和液体之间 虽然液晶分子在特定方向上排列比较整齐 具有各向异性 但分子的排列是不稳定的 选项a b错误 外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化 从而改变液晶的某些性质 温度 压力 外加电压等因素变化时 都会改变液晶的光学性质 选项c d正确 三 气体1 气体的状态参量 1 温度 在宏观上表示物体的 程度 在微观上是分子平均动能的 2 体积 气体总是充满它所在的容器 所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的 3 压强 气体的压强是由于气体分子 器壁而产生的 冷热 标志 容积 频繁碰撞 2 气体分子动理论 1 气体分子运动的特点 气体分子除了相互碰撞或碰撞器壁外 的作用 每个气体分子的运动是 的 但对大量分子整体来说 分子的运动是 的 2 气体压强的微观意义气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的 压强的大小跟两个因素有关 气体分子的 分子的 不受力 杂乱无章 有规律 平均动能 密集程度 反比 pv 正比 正比 动态平衡 压强 增大 跟踪训练 4 多选 2011年海南卷 关于空气湿度 下列说法正确的是 a 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定较大b 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小c 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示d 空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 答案 bc 5 单选 下列说法正确的是 a 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力b 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量c 气体分子热运动的平均动能减少 气体的压强一定减小d 单位体积的气体分子数增加 气体的压强一定增大 答案 a 解析 根据压强的定义 可知选项a正确 b错误 气体分子热运动的平均动能减小 说明温度降低 但不能说明压强也一定减小 选项c错误 单位体积的气体分子数增加 但如果温度降低 气体的压强有可能减小 选项d错误 6 多选 一定质量的理想气体经历等温压缩过程时 气体压强增大 从分子动理论的观点来分析 这是因为 a 气体分子的平均动能增大b 单位时间内 器壁单位表面积上分子碰撞的次数增多c 气体分子数增加d 气体分子的密度增大 答案 bd 解析 等温变化 分子平均动能不变 即气体分子每次撞击器壁的平均冲力不变 而体积减小 分子密度增大 器壁单位时间单位面积上撞击的分子数增多 所以压强增大 晶体与非晶体的比较 晶体和非晶体 特别提醒 晶体与非晶体的区别主要表现在有无确定的熔点上 而不能依据是否有规则的几何形状辨别 因为虽然单晶体有规则的几何外形 但多晶体与非晶体都没有规则的几何外形 某种晶体可能只有某种或几种物理性质表现为各向异性 其他物理性质是各向同性的 并不是所有的物理性质都表现为各向异性 多选 2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈 盖姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫 以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究 他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小 最终寻找到了厚度只有0 34nm的石墨烯 是碳的二维结构 如图11 2 1所示为石墨 石墨烯的微观结构 根据以上信息和已学知识判断 下列说法中正确的是 图11 2 1 多选 甲 乙 丙3种固体薄片上涂上蜡 由烧热的针接触其上一点 蜡熔化的范围如图11 2 2甲 乙 丙所示 而甲 乙 丙3种固体在熔解过程中温度随加热时间变化的关系如图11 2 2丁所示 下列说法正确的是 图11 2 2 a 甲 乙为非晶体 丙是晶体b 甲 丙为晶体 乙是非晶体c 甲 丙为非晶体 乙是晶体d 甲为多晶体 乙为非晶体 丙为单晶体 答案 bd 解析 由题图甲 乙 丙 可知甲 乙各向同性 丙各向异性 由题图丁 可知甲 丙有固定熔点 乙无固定熔点 所以甲 丙为晶体 乙是非晶体 其中甲为多晶体 丙为单晶体 1 液体由于液体分子排布这种特点 使得液体具有一些特有的物理性质 1 液体和气体没有一定的形状 是流动的 2 液体和固体具有一定的体积 而气体的体积可以变化上千倍 3 液体和固体都很难被压缩 而气体可以很容易被压缩 4 液体在物理性质上表现为各向同性 液体和液晶 2 液体的表面张力液体表面层的特点 1 表面层的位置处在与气体接触处 2 表面层中的分子要比液体内部稀疏些 即表面层中分子间的距离比液体内部的大一些 在表面层中的分子间的相互作用表现为引力 使液面各部分分子之间产生相互吸引的表面张力 3 液晶 1 液晶分子既保持排列有序而显示各向异性 又可以自由移动位置 保持液体的流动性 2 液晶分子的位置无序使它像液体 排列有序使它像晶体 3 液晶的分子排列从某个方向看比较整齐 而从另外一个方向看则是杂乱无章的 4 液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变 单选 下列关于液体表面现象的说法正确的是 a 把缝衣针小心放在水面上 针可以把水面压弯而不沉没 是因为针受到的重力小 又受液体的浮力的缘故b 在处于失重状态的宇宙飞船中 一大滴水银会成球状 是因为液体内分子间有相互吸引力c 玻璃管道裂口放在火上烧熔 它的尖端就变圆 是因为熔化的玻璃 在表面张力的作用下 表面要收缩到最小的缘故d 飘浮在热菜汤表面上的油滴 从上面观察是圆形的 是因为油滴液体各向同性的缘故 单选 下列现象 哪些不是因液体的表面张力所造成的 a 使用洗洁精易清除餐具上的油渍b 熔化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来 冷却后呈球形c 早上看到叶面上的露珠呈球形d 小昆虫能漂浮在水面上 答案 a 表征气体状态的物理量称为气体的状态参量 对于一定质量的某种气体 在宏观上常用温度 t 体积 v 和压强 p 来描述其状态 1 气体的温度 1 温度 从宏观上看 表示物体的冷热程度 从微观上看 是物体内大量分子平均动能的标志 它反映了气体分子无规则运动的激烈程度 2 温标 指温度的数值表示法 常用温标有摄氏温标和热力学温标2种 所对应的温度叫摄氏温度和热力学温度 绝对温度 气体的状态参量 2 气体的体积 1 由于气体分子间的平均距离是分子直径的10倍以上 分子间的相互作用力可以认为是零 因而极易流动和扩散 总是要充满整个容器 故气体的体积等于盛气体的容器的容积 2 气体的体积用v表示 其国际单位是m3 常用单位有l dm3 ml cm3 换算关系 1m3 103l 106ml 3 气体的压强 1 产生的原因 由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强 2 决定因素 宏观上 决定于气体的温度和体积 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密集程度 3 常用单位 帕斯卡 pa 1pa 1n m21atm 760mmhg 1 013 105pa 4 计算方法 液体封闭的气体压强的确定平衡法 选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析 利用它的受力平衡 求出气体的压强 取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处的压强相等 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等建立方程求出压强 液体内部深度为h处的总压强p p0 gh 固体 活塞或汽缸 封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力 所以可通过对该固体进行受力分析 由平衡条件建立方程来求出气体压强 加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞为研究对象 进行受力分析 利用牛顿第二定律列方程求解 特别提醒 1 气体压强与大气压强不同 大气压强由重力而产生 随高度增大而减小 气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生 大小不随高度而变化 2 容器内气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生的 并非因其重力而产生的 3 求解液体内部深度为h处的总压强时 不要忘记液面上方气体的压强 如图11 2 3所示 在大气中的一个汽缸中封闭有一定的气体处于静止状态 汽缸活塞的质量m 2kg 面积s 20cm2 若大气压强取p0 1 105pa 则汽缸中气体的压强是多大 g取10m s2 摩擦不计 一题一得本题为求气体的压强 我们选择受气体压力作用的活塞为研究对象 根据活塞的平衡 列出平衡方程式求解 该题若选汽缸为研究对象 则由于缸体除受气体压力外的其他力不清楚 就无法求解 单选 一房间内 上午10时的温度为15 下午2时的温度为25 假定大气压无变化 则下午2时与上午10时相比较 房间内的 a 空气密度增大b 空气分子的平均动能增大c 空气分子的速率都增大d 空气质量增大 答案 b 解析 由于房间与外界相通 外界大气压无变化 因而房间内气体压强不变 但温度升高后 体积膨胀 导致分子数密度减小 所以 房间内空气的质量减少 空气分子的平均动能增大 但并非每个分子速率都增大 因为单个分子的运动是无规则的 选项b正确 气体的研究对象一般为 一定质量 的 理想气体 理想气体具备以下特点 1 气体分子可以认为是质点 2 气体分子间没有作用力 3 没有分子势能 只有分子动能 气体的内能是分子动能 4 满足3个实验定律和理想气体状态方程 理想气体及气体实验定律 理想气体实验定律的理解 单选 如图11 2 4所示 一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b 在此过程中 其压强 图11 2 4a 逐渐增大b 逐渐减小c 始终不变d 先增大后减小 单选 地面附近有一正在上升的空气团 它与外界的热交换忽略不计 已知大气压强随高度的增加而降低 则该气团在此上升过程中 不计气团内分子间的势能 a 体积减小 温度降低b 体积减小 温度不变c 体积增大 温度降低d 体积增大 温度不变 答案 c 解析 随着空气团上升 大气压强减小 空气团的体积增大 因空气团对外做功 其内能减小 又不计分子势能 则其温度会降低 所以空