高考物理大一轮复习 选修部分 基础课2 固体、液体和气体课件 粤教版选修33.ppt

基础课2固体 液体和气体 知识点一 固体的微观结构 晶体和非晶体液晶的微观结构1 晶体与非晶体 异性 同性 2 晶体的微观结构 1 晶体的微观结构特点 组成晶体的物质微粒有 地 周期性地在空间排列 2 用晶体的微观结构解释晶体的特点 规则 不 不 3 液晶 1 液晶分子既保持排列有序而显示各向 又可以自由移动位置 保持了液体的 2 液晶分子的位置无序使它像 排列有序使它像 3 液晶分子的排列从某个方向看比较整齐 而从另外一个方向看则是 的 4 液晶的物理性质很容易在外界的影响下 异性 流动性 液体 晶体 杂乱无章 发生改变 知识点二 液体的表面张力现象1 概念液体表面各部分间 的力 2 作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积 的趋势 3 方向表面张力跟液面 且跟这部分液面的分界线 4 大小液体的温度越高 表面张力 液体中溶有杂质时 表面张力 液体的密度越大 表面张力 互相吸引 最小 相切 垂直 越小 变小 越大 知识点三 饱和蒸汽 未饱和蒸汽和饱和蒸汽压相对湿度1 饱和汽与未饱和汽 1 饱和汽 与液体处于 的蒸汽 2 未饱和汽 没有达到 状态的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义 饱和汽所具有的压强 2 特点 液体的饱和汽压与温度有关 温度越高 饱和汽压 且饱和汽压与饱和汽的体积无关 动态平衡 饱和 越大 知识点四 气体实验定律理想气体1 气体的压强 1 产生原因 由于气体分子无规则的热运动 大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 2 大小 气体的压强在数值上等于气体作用在 的压力 公式 p 压力 单位面积上 3 常用单位及换算关系 国际单位 符号 pa 1pa 1n m2 常用单位 atm 厘米汞柱 cmhg 换算关系 1atm cmhg 1 013 105pa 1 0 105pa 帕斯卡 标准大气压 76 2 气体实验定律 p1v1 p2v2 3 理想气体的状态方程 1 理想气体 宏观上讲 理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件下 可视为理想气体 微观上讲 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 2 理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程 或 思考判断 1 单晶体的所有物理性质都是各向异性的 2 晶体有天然规则的几何形状 是因为物质微粒是规则排列的 3 液晶是液体和晶体的混合物 4 船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果 5 水蒸气达到饱和时 水蒸气的压强不再变化 这时蒸发和凝结仍在进行 6 一定质量的理想气体 在温度升高时 气体压强一定增大 答案 1 2 3 4 5 6 固体和液体的性质 1 晶体和非晶体 1 单晶体具有各向异性 但不是在各种物理性质上都表现出各向异性 2 只要是具有各向异性的物体必定是晶体 且是单晶体 3 只要是具有确定熔点的物体必定是晶体 反之 必是非晶体 4 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 2 液体表面张力 1 形成的原因 表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大 分子间的相互作用力表现为引力 2 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力 使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 分子势能大于液本内部的分子势能 3 表面张力的大小 跟边界线的长度 液体的种类 温度都有关系 1 晶体 非晶体的区别 2015 全国卷 33 1 多选 下列说法正确的是 a 将一块晶体敲碎后 得到的小颗粒是非晶体b 固体可以分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c 由同种元素构成的固体 可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d 在合适的条件下 某些晶体可以转化为非晶体 某些非晶体也可以转化为晶体e 在熔化过程中 晶体要吸收热量 但温度保持不变 内能也保持不变 解析晶体有固定的熔点 并不会因为颗粒的大小而改变 即使敲碎为小颗粒 仍旧是晶体 选项a错误 固体分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上光学性质不同 表现为晶体具有各向异性 选项b正确 同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体 如金刚石和石墨 选项c正确 晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体 反之亦然 选项d正确 熔化过程中 晶体要吸热 温度不变 但是内能增大 选项e错误 答案bcd 2 饱和汽的特点 多选 关于饱和汽 下面说法正确的是 a 达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断减小b 达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大c 达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变d 将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变 减小体积e 将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变 降低温度 解析饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态 分子密度不变 a b错 c对 在一定温度下 通过减小体积增加分子数密度使未饱和汽转化为饱和汽 d对 在体积不变的情况下 可以通过降低温度来降低饱和汽压 使未饱和汽达到饱和状态 e对 答案cde 3 对饱和汽 湿度的理解 多选 关于饱和汽压和相对湿度 下列说法中正确的是 a 温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同b 温度升高时 饱和汽压增大c 在相对湿度相同的情况下 夏天比冬天的绝对湿度大d 饱和汽压和相对湿度都与体积无关e 饱和汽压和相对湿度都与体积有关 答案bcd 4 液体的性质 多选 下列说法正确的是 a 水的饱和汽压随温度的升高而减小b 液体的表面张力是由表面层液体分子之间的相互排斥引起的c 控制液面上方饱和汽的体积不变 升高温度 则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大 密度增大 压强也增大d 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度e 雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力 解析水的饱和汽压随温度的升高而增大 选项a错误 液体的表面张力是由液体表面层分子之间的相互吸引而引起的 选项b错误 答案cde 分析液体现象注意四点 1 液体表面层分子间距较大 表现为引力 其效果使表面积尽量收缩 2 沸腾发生在液体内部和表面 蒸发发生在液体表面 3 未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关 与体积无关 4 人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度 误区警示 气体压强的计算 图1 图2 2 连通器模型如图3所示 u形管竖直放置 根据帕斯卡定律可知 同一液体中的相同高度处压强一定相等 所以气体b和a的压强关系可由图中虚线所示的等高线联系起来 则有pb gh2 pa 图3 而pa p0 gh1 所以气体b的压强为pb p0 g h1 h2 其实该类问题与 活塞模型 并没有什么本质的区别 熟练后以上压强的关系式均可直接写出 不一定都要从受力分析入手 1 液体封闭气体压强的计算 若已知大气压强为p0 在图4中各装置均处于静止状态 图中液体密度均为 求被封闭气体的压强 图4 在戊图中 从开口端开始计算 右端为大气压p0 同种液体同一水平面上的压强相同 所以b气柱的压强为pb p0 g h2 h1 而a气柱的压强为pa pb gh3 p0 g h2 h1 h3 2 活塞封闭气体压强的计算 如图5中两个汽缸质量均为m 内部横截面积均为s 两个活塞的质量均为m 左边的汽缸静止在水平面上 右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下 两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气a b 大气压为p0 求封闭气体a b的压强各多大 图5 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 1 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 典例 2016 全国卷 33 2 一氧气瓶的容积为0 08m3 开始时瓶中氧气的压强为20个大气压 某实验室每天消耗1个大气压的氧气0 36m3 当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时 需重新充气 若氧气的温度保持不变 求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天 解析方法一设氧气开始时的压强为p1 体积为v1 压强变为p2 2个大气压 时 体积为v2 根据玻意耳定律得p1v1 p2v2 重新充气前 用去的氧气在p2压强下的体积为v3 v2 v1 方法二对氧气瓶内的氧气 由于温度保持不变 由玻意耳气体实验定律和总质量不变得p1v1 np2v2 p3v1其中p1 20个大气压v1 0 08m3p2 1个大气压v2 0 36m3p3 2个大气压代入数值得n 4 天 答案4天 1 查理定律 盖 吕萨克定律的应用 如图6所示 有一圆柱形汽缸 上部有固定挡板 汽缸内壁的高度是2l 一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体 开始时活塞处在离底部l高处 外界大气压强为1 0 105pa 温度为27 现对气体加热 求 当加热到427 时 封闭气体的压强 图6 答案1 17 105pa 2 玻意耳定律和理想气体状态方程的应用 如图7 粗细均匀的弯曲玻璃管a b两端开口 管内有一段水银柱 中管内水银面与管口a之间气体柱长为40cm 气体温度为27 将左管竖直插入水银槽中 整个过程温度不变 稳定后右管内水银面和中管内水银面出现4cm的高度差 已知大气压强p0 76cmhg 气体可视为理想气体 图7 1 求左管a端插入水银槽的深度d 2 为使右管内水银面和中管内水银面再次相平 需使气体温度降为多少 答案 1 8cm 2 33 利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路 方法技巧 气体状态变化的图象问题 1 p t图象的理解 2016 全国卷 33 1 一定量的理想气体从状态a开始 经历等温或等压过程ab bc cd da回到原状态 其p t图象如图8所示 其中对角线ac的延长线过原点o 下列判断正确的是 填正确答案标号 图8 a 气体在a c两状态的体积相等b 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能c 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功d 在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功e 在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功 答案abe 2 p v图象的理解 图9为一定质量理想气体的压强p与体积v关系图象 它由状态a经等容过程到状态b 再经等压过程到状态c 设a b c状态对应的温度分别为ta tb tc 则ta tb 填 或 或 tb tc 填 或 或 图9 答案 3 气体图象间的转化 2016 陕西质检 一定质量的理想气体由状态a经过状态b变为状态c 其有关数据如p t图象10甲所示 若气体在状态a的温度为 73 15 在状态c的体积为0 6m3 求 图10 1 状态a的热力学温度 2 说出a至c过程中气体的变化情形 并根据图象提供的信息 计算图中va的值 3 在图乙坐标系中 作出由状态a经过状态b变为状态c的v t图象 并在图线相应位置上标出字母a b c 如果需要计算才能确定坐标值 请写出计算过程 答案 1 200k 2 0 4m3 3 见解析 1 2014 新课标全国卷 33 1 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动b 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果c 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点d 高原地区水的沸点较低 这是高原地区温度较低的缘故e 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 解析水中花粉的布朗运动 反映的是水分子的热运动规律 则a项错 正是表面张力使空中雨滴呈球形 则b项正确 液晶的光学性质是各向异性 液晶显示器正是利用了这种性质 c项正确 高原地区大气压较低 对应的水的沸点较低 d项错误 因为纱布中的水蒸发吸热 则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低 e项正确 答案bce 2 2016 全国卷 33 1 关于气体的内能 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 质量和温度都相同的气体 内能一定相同b 气体温度不变 整体运动速度越大 其内能越大c 气体被压缩时 内能可能不变d 一定量的某种理想气体的内能只与温度有关e 一