高中物理选修3-3第八、九章第46讲 固体、液体、气体

1、第46讲 固体、液体、气体考情 剖析(注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)知识 整合知识网络 基础自测一、晶体和非晶体1在外形上，晶体具有_，而非晶体则没有2在物理性质上，晶体具有_，而非晶体则是_的3晶体具有_的熔点，而非晶体没有_的熔点4晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化二、多晶体和单晶体单个的_是单晶体，由_杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性三、晶体的微观结构组成晶体的微粒(分子、原子或离子)都是按照各自的_排列的，具有空间上的_，微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做_四、液晶1液晶的

2、物理性质：液晶具有液体的_，又具有晶体的_2液晶分子的排列特点：液晶分子的位置_，但排列是_的3液晶态的分子排列液晶分子既保持排列有序性，保持各向异性，又可以自由移动位置，因此也保持了流动性4液晶的特点液晶分子的位置无序使它像流体，排列有序使它像晶体5液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷液晶分子的排列是不稳定的，外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等，都可以改变液晶的光学性质6液晶的外形特征液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子五、理想气体的状态方程1理想气体宏观上讲，理想气体是指

3、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_ 气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例六、浸润不浸润、毛细现象1液体的微观结构特点：(1)分子间的距离很小；(2)液体分子间的相互作用力很大；(3)分子的热运动特点表现为振动与移动相结合2浸润和不浸润玻璃试管中的水和水银一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的

4、表面，这种现象叫做不浸润如图所示演示表明，水可以浸润玻璃，但水不能浸润蜂蜡或石蜡3毛细现象浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象，叫毛细现象如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用是使液体受到一向下的作用力，因而管内液面比管外低同种液体的表面张力是相同的，因而管径越小，即表面张力F之间的夹角越小，合力越大管内外液面高度差越大，毛细现象越明显重点阐述 重点知识概述1液体的表面张力：(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

5、这部分液面的分界线垂直(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大2气体分子运动的特点(1)气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能达到的整个空间(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布(3)温度升高时，速率小的分子数减小，速率大的分子数增多，分子的平均速率将增加，但速率分布规律不变3三个实验定律难点释疑一、液体表面张力液体表面层的特点：表面层的位置处在与气体接触处；表面层中的分子要比液体内部稀疏些，即表面层中液体分子间的距离比液体内部

6、的大一些，在表面层中分子间的相互作用表现为引力，使液面各部分分子间产生相互吸引的表面引力液体温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大【典型例题1】 (12年江苏高考)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【变式训练1】 以下说法正确的是( )A小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体表面张力在起作用 B小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果 C缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠

7、是表面张力作用的结果 二、气体实验定律示，若状态D的压强是2104Pa，状态A的压强是4104Pa，状态B的压强是16104Pa，状态C的压强是4104Pa.请在乙图中画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态甲乙pT图象的各物理含义【变式训练2】一定质量的理想气体经历了ABC的三个变化过程，其压强随摄氏温度变化的pt 图如图所示，A、B、C三个状态时气体的体积分别为VA、VB、VC，则通过图像可以判断它们的大小关系是( )AVAVBVC BVAVBVCCVAVBVBVC【变式训练3】如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端(粗端

8、)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近哪个图象( )AA图线 BB图线CC图线 DD图线随堂 演练1科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。下列说法中正确的是( )A失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用B失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束C在金属液

9、体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大D泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体2.第2题图如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧秤下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧秤，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧秤读数会突然增大，主要原因是( )A水分子做无规则热运动B玻璃板受到大气压力作用C水与玻璃间存在万有引力作用D水与玻璃间存在分子引力作用3.2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，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0.34 nm的石墨烯。石墨烯是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构

10、，根据以上信息和已学知识，下列说法中正确的是()石墨的微观结构 石墨烯的微观结构第3题图A石墨是晶体，石墨烯是非晶体B石墨是单质，石墨烯是化合物C石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的4. 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小，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5.第5题图如图所示，一定质量的空气被活塞封闭在竖直放置的导热气缸内，活塞的质量不可忽略，能使被封闭气体压强变大的原因是( )A环境温

11、度升高B气缸向上加速运动C气缸自由下落D将气缸开口向下放置6如图所示，两端封闭、粗细均匀的竖直放置的细玻璃管，中间用长为h的水银柱将空气柱分为两部分，两段空气柱长度分别为L1、L2，已知L1L2，如同时对它们均匀加热，使之升高相同的温度，这时出现的情况是( )第6题图A水银柱上升B水银柱下降C水银柱不动D无法确定7. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量，设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()第7题图A. 放热B压强减小C分子的热运动加剧D分子间的引力和斥力都减少8. 弯曲管子内部注满密度为的

12、水，部分是空气，图中所示的相邻管子液面高度差为h，大气压强为p0，则图中A点的压强是()第8题图AghBp0ghCp02ghDp03gh第46讲 固体、液体、气体知识整合 一、1.确定的几何形状 2.各向异性 各向同性 3.确定 确定二、晶体颗粒 单晶体三、规则 周期性 振动四、1.流动性 光学各向异性 2.无序 有序pVpVpV五、2. C TATCT【典型例题1】 (12年江苏高考)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【答案】 AB 【解析】 AB是表面张力；C是扩散；D是布朗运动答案A

13、B. 变式训练1 AD 【解析】 仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进时，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而不陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故选项A正确，选择C错误；小木块浮在水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)，受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非表面张力在起作用，因此，选项B错误；喷泉喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用且又处于失重状态，因而形成球状水珠(体积一定的情况下球形表面积最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故选项D正确【典

14、型例题2】 一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2104Pa，状态A的压强是4104Pa，状态B的压强是16104Pa，状态C的压强是4104Pa.请在乙图中画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态甲【答案】 见解析乙【解析】 由甲图知状态A的体积为1m，温度为2102K；状态B的体积为1m3，温度为8102K；状态C的体积为4m3，温度为8102K；状态D的体积为4m3，温度为4102K；可作出pT图象及A、B、C、D各个状态如图所示变式训练2 D 【解析】 设AB对应图象的斜率为k，则pAktA，pBktB，根据3pVpVktV

15、ktV理想气体状态方程有，所以 TATB273.15tA273.15tBVA（273.15tA）tB273.15tBtAtB1，其中用到了tBtA，故VAVB；BC的VB（273.15tB）tA273.15tAtBtA过程是等温变化，满足pBVBpCVC，又pCpB，所以VBVC.本题答案为D.pVCC变式训练3 A 【解析】 根据状态方程C(常数)得：VT，图线的斜率为在Tpp水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，VT图线又为直线，只是斜率比原来的小A图线正确随堂演练1.B 【解析

16、】 液态金属呈现球状是由于液体表面存在表面张力，A错B对；在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小的过程中，温度降低，内能减小，C项错误；金属属于多晶体，D项错误2.D 【解析】 在玻璃板脱离水面的一瞬间，玻璃杯表面分子与水分子间距较小，分子力表现为引力， 这也正是弹簧秤读数会突然增大的原因本题答案为D.3.CD 【解析】 石墨、石墨烯与金刚石都有规则的分子排列，都是晶体从题目给出的物理情景看，石墨烯是用物理的方法获得的CD项正确4.A 【解析】 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其大小跟气体的分子数、体积和温度都有关系，由此可知只有A选项正确mg 5.B 【解析】 根

17、据活塞的平衡条件可得，原来被密闭气体的压强为pp0Smg环境温度升高，而大气压强不变，根据活塞受力平衡可得，气体压强仍然为pp0S气体做等压变化(温度升高时，气体体积增大，而压强不变)，选项A正确；若气缸向上加速mg运动，则活塞的合力方向向上，可得pp0B正确；若气缸自由下落，则活塞的S合外力等于其自身重力，可得pp0，显然，被封闭气体压强变小，选项C错误；若将气缸mg开口向下放置，根据活塞受力平衡可得，气体压强pp0显然，被封闭气体压强变小，S选项D错误本题答案为B.6.A 【解析】 由于不知道水银柱的移动情况，不妨假设水银柱不动，这时上下两边Tpp的封闭气体均做等容变化，由查理定律可得pp，