【志鸿优化设计】（江苏专用）2014届高考物理 第十一章热学第二节气体、固体和液体教学案

1 第二节第二节 气体 固体和液体气体 固体和液体 一 气体 1 气体分子运动的特点 1 分子间的距离大约是分子直径的 10 倍 分子之间的作用力十分微弱 可以忽略 不计 2 分子沿各方向运动的机会 3 分子的速率分布按 的统计分布规律 4 温度升高时 气体分子的平均速率 但不是每个分子的速率都 2 描述气体的状态参量 1 温度 T 或t 物理意义 宏观上表示物体的冷热程度 微观上表示物体分子热运动的剧烈程度 温度是分子 的标志 T Ek 2 体积 V 意义 气体分子所占的空间 也就是气体所充满的容器的容积 单位 1 m3 103 L 106 mL 3 压强 p 产生的原因 由于大量气体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 的压力叫做气体的压强 决定因素 微观上 决定于分子的 和 宏观上 决定于气体的 和 单位 Pa 1 Pa 1 N m2 1 atm 760 mmHg 1 013 105 Pa 3 三个实验定律 玻意耳定律查理定律盖 吕萨克定律 内容 一定质量的气体 在 温度不变的情况下 压强与体积成 一定质量的气体 在 体积不变的情况下 压强与热力学温度成 一定质量的气体 在 压强不变的情况下 其体积与热力学温度 成 表达式p1V1 p2V2 p1 T1 p2 T2 V1 T1 V2 T2 图象 微观解释 一定质量的某种理想 气体 温度保持不变 时 分子的平均动能 一定 在这种情况下 体积减小时 分子的 密集程度增大 气体 的压强就增大 一定质量的某种理想 气体 体积保持不变 时 分子的密集程度 保持不变 在这种情 况下 温度升高时 分子的平均动能增大 气体的压强就增大 一定质量的某种理想 气体 温度升高时 分子的平均动能增大 只有气体的体积同时 增大 使分子的密集 程度减小 才能保持 压强不变 4 理想气体及其状态方程 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 2 压强 温度 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 状态方程 或 二 晶体与非晶体 晶体 分类比较 单晶体多晶体 非晶体 外形规则 不规则 熔点确定不确定 物理性质各向 各向 各向 原子排列 规则 但多晶体每个晶体间的排列无 规则 无规则 形成与转化 有的物质在不同条件下能够形成不同的 同一物质可能以 和 两种不同的形态出现 有些 在一定条件下也 可以转化为 典型物质石英 云母 食盐 硫酸铜玻璃 蜂蜡 松香 三 液体 1 液体的表面张力 概念 液体表面各部分间互相吸引的力 2 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 保持液体的 2 液晶分子的位置无序使它像 排列有序使它像晶体 3 毛细现象 浸润液体在细管中 的现象以及不浸润液体在细管中 的现象 四 饱和汽 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 的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义 饱和汽所具有的压强 2 特点 饱和汽压随温度而变 温度越高 饱和汽压越大 且饱和汽压与饱和汽的 体积无关 3 湿度 1 定义 空气的潮湿程度 2 描述湿度的物理量 绝对湿度 空气中所含 的压强 相对湿度 在某一温度下 空气中水蒸气的 与同一温度下水的饱和汽压之 比 称为空气的相对湿度 即 相对湿度 水蒸气的实际压强p1 同温下水的饱和汽压ps 1 下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是 A 所有的晶体都表现为各向异性 B 晶体一定有规则的几何形状 形状不规则的金属一定是非晶体 C 大粒盐磨成细盐 就变成了非晶体 D 所有的晶体都有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 2 关于液体的表面张力 下列说法中正确的是 A 液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力 B 液体表面层分子的分布比内部稀疏 分子力表现为零 3 C 不论是水还是水银 表面张力都会使表面收缩 D 表面张力的方向与液面垂直 3 下列图中 p表示压强 V表示体积 T表示热力学温度 其中能正确描述一定质 量的气体发生等温变化的是 4 易错辨析 请你判断下列表述正确与否 对不正确的 请予以更正 1 气体的压强是由气体的自身重力产生的 2 物理性质各向同性的物体一定是非晶体 3 有无确定的熔点是区分晶体和非晶体比较准确的方法 4 液晶具有液体的流动性又具有晶体的光学各向异性 5 一定质量的 100 的水蒸气液化成 100 的水时 分子平均动能不变 内能也 不变 6 一定质量的理想气体 保持气体的温度不变 体积越大 压强越小 一 晶体与非晶体 自主探究自主探究 1 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 A 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体 B 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的 C 单晶体和多晶体有确定的熔点 非晶体没有确定的熔点 D 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 思考 1 如何区分晶体和非晶体 思考 2 晶体一定表现为各向异性吗 二 表面张力现象的理解 自主探究自主探究 2 2012 江苏单科 下列现象中 能说明液体存在表面张力的有 A 水黾可以停在水面上 B 叶面上的露珠呈球形 C 滴入水中的红墨水很快散开 D 悬浮在水中的花粉做无规则运动 思考 表面张力的特点是什么 三 饱和汽与未饱和汽的几个问题的辨析 自主探究自主探究 3 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蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 思考 湿度 饱和汽压与温度 体积的关系 命题研究一 气体实验定律 题例 1 如图 绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面 由刚性杆连接的绝热活塞 与两气缸间均无摩擦 两气缸内装有处于平衡状态的理想气体 开始时体积均为V0 温度 均为T0 缓慢加热A中气体 停止加热达到稳定后 A中气体压强为原来的 1 2 倍 设环 境温度始终保持不变 求气缸A中气体的体积VA和温度TA 4 解题要点 规律总结规律总结 应用实验定律及状态方程解题的一般步骤 1 明确研究对象 即某一定质量的理想气体 2 确定气体在始末状态的参量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 由实验定律或状态方程列式求解 4 讨论结果的合理性 命题研究二 气体状态方程的应用 题例 2 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B 再变化到状态C 其状态变化 过程的p V图象如图所示 已知该气体在状态A时的温度为 27 求 该气体在状态B C时的温度分别为多少 解题要点 规律总结规律总结 1 在气体状态变化过程中 三个状态参量 p V T 遵循理想气体状态方程 p1V1 T1 或 恒量 气体的内能只需分析气体的温度 温度升高 或降低 内能增大 p2V2 T2 pV T 或减小 2 气体状态变化的图象问题 5 1 在一定温度下 当一定量气体的体积增大时 气体的压强减小 这是由于 A 单位体积内的分子数变少 单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少 B 气体分子的密集程度变小 分子对器壁的吸引力变小 C 每个分子对器壁的平均撞击力变小 D 气体分子的密集程度变小 分子的动能变小 2 2012 山东理综 以下说法正确的是 A 水的饱和汽压随温度的升高而增大 B 扩散现象表明 分子在永不停息地运动 C 当分子间距离增大时 分子间引力增大 分子间斥力减小 D 一定质量的理想气体 在等压膨胀过程中 气体分子的平均动能减小 3 人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程 以下说法正确的是 A 液体的分子势能与体积有关 B 晶体的物理性质都是各向异性的 C 温度升高 每个分子的动能都增大 D 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 4 如图 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 A 逐渐增大 6 B 逐渐减小 C 始终不变 D 先增大后减小 7 参考答案参考答案 基础梳理自测基础梳理自测 知识梳理 一 1 2 均等 3 中间多 两头少 4 增大 增大 2 1 平均动能 2 m3 3 单位面积上 平均动能 分子数密度 温度 体积 帕斯卡 3 反比 正比 正比 4 1 不太大 不太低 2 恒量 p1V1 T1 p2V2 T2 pV T 二 1 不规则 异性 同性 同性 晶体 晶体 非晶体 非晶体 晶体 三 2 1 异性 流动性 2 液体 3 上升 下降 四 1 1 动态平衡 2 饱和状态 3 2 饱和蒸汽 实际压强 基础自测 1 D 解析 解析 只有单晶体才表现为各向异性 选项 A 错误 单晶体有规则的几何形状 而多晶体无规则的几何形状 金属属于多晶体 选项 B 错误 大粒盐磨成细盐 细盐仍是 形状规则的晶体 在放大镜下能清楚地观察到 选项 C 错误 晶体和非晶体的一个重要区 别就是晶体有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 选项 D 正确 2 C 解析 解析 液体表面张力就是液体表面层分子之间相互吸引的力 选项 A 错误 液 体的表面层分子要比内部稀疏些 分子间的距离较内部分子间的距离大 表面层分子间表 现为引力 选项 B 错误 液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势 选项 C 正确 液体表 面张力的方向总是与液面相切 总是跟液面分界线相垂直 选项 D 错误 3 AB 解析 解析 A 图象横坐标T不变 是等温变化 选项 A 正确 而pV C 因此 C 在p 图上等温线是过原点的倾斜直线 选项 B 正确 C 图象中等温线应是双曲线 p 1 V 1 V 选项 C 错误 D 图线的温度发生变化 不表示等温变化 选项 D 错误 4 答案 答案 1 错误 气体压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的 2 错误 因为多晶体的部分物理性质也是各向同性 3 正确 4 正确 5 错误 分子平均动能不变 内能要减小 6 正确 核心理解深化核心理解深化 自主探究 1 BC 解析 解析 玻璃是非晶体 选项 A 错误 多晶体和非晶体是各向同性 的 选项 D 错误 提示 1 1 从几何外形上 单晶体具有规则的几何外形 多晶体和非晶体没有规 则的几何外形 2 从熔点上 晶体具有确定的熔点 非晶体没有确定的熔点 晶体和非 晶体的根本区别在于有没有确定的熔点 2 晶体中的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 单晶 体和多晶体的区别在于各向同性还是各向异性 自主探究 2 AB 解析 解析 由于液体表面层分子引力 使得液体表面具有收缩的趋势 露珠表面张力使表面面积收缩到最小 水面的张力给水黾向上的弹力 选项 A B 正确 红 墨水散开是扩散现象 选项 C 错误 悬浮在水中的花粉做无规则运动 是水分子对花粉颗 粒碰撞不均衡造成的 选项 D 错误 提示 1 作用 液体的表面张力使液面具有收缩的趋势 2 方向 表面张力跟液 面相切 跟这部分液面的分界线垂直 自主探究 3 BC 解析 解析 用空气中所含水蒸气的压强表示的湿度叫做空气的绝对湿 度 选项 C 正确 影响人们对干爽与潮湿感受的因素并不是绝对湿度的大小 而是相对湿 度 即空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比 人们感到干燥时 空气的相 8 对湿度一定较小 感到潮湿时 空气的相对湿度一定较大 选项 A D 错误 B 正确 提示 空气的绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强 它与温度 体积无关 水的饱 和汽压与温度有关 与体积无关 空气的绝对湿度要小于水的饱和汽压 因为相对湿度 而空气的绝对湿度与水的饱和汽压都与体积无关 故相对湿度与体 水蒸气的实际压强 同温度下的饱和汽压 积无关 因饱和汽压与温度有关 故相对湿度与温度有关 在绝对湿度P1不变而降低温度 时 由于水的饱和汽压减小会使空气的相对湿度增大 居室的相对湿度以 40 60 较适宜 考向探究突破考向探究突破 题例 1 答案 答案 V0 1 4T0 7 6 解析 解析 设初态压强为p0 膨胀后A B压强相等 pB 1 2p0 B中气体始末状态温度相等 p0V0 1 2p0 2V0 VA 所以VA V0 7 6 A部分气体满足 p0V0 T0 1 2p0VA TA 所以TA 1 4T0 题例 2 答案 答案 173 27 解析 解析 对于理想气体 A B 由 得 TB 100 K pA TA pB TB 所以tB 173 B C 由 得 TC 300 K VB TB VC TC 所以TC 27 演练巩固提升演练巩固提升 1 A 解析 解析 温度不变 一定量气体分子的平均动能 平均速率不变 每次碰撞分子 对器壁的平均作用力不变 但体积增大后 单位体积内的分子数减少 因此单位时间内碰 撞次数减少 气体压强减小 选项 A 正确 选项 B C D 错误 2 AB