2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第2讲 固体、液体和气体

第2讲固体、液体和气体学习目标1.了解固体的微观结构,知道晶体和非晶体的特点,了解液晶的主要性质。2.了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因。3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。4.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图像问题。考点一固体、液体的性质气体分子运动速率分布规律1.晶体和非晶体的比较分类比较晶体非晶体单晶体多晶体几何外形规则不规则不规则熔点确定

不确定物理性质各向异性

各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐各种金属玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青形成与转化有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体;同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现;晶体与非晶体一定条件下可以相互

2.液体(1)液体的表面张力①作用效果:液体的表面张力使液面具有的趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,形表面积最小。

②方向:表面张力跟液面,跟这部分液面的各条分界线。

③形成原因:表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,分子间作用力表现为。

(2)浸润和不浸润①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时,液体能够浸润固体。反之,液体不浸润固体。②毛细现象:浸润液体在细管中,不浸润液体在细管中。

3.液晶(1)液晶的物理性质①具有液体的。

②具有晶体的。

(2)液晶的微观结构从某个方向上看,其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的。4.气体分子运动速率分布规律(1)气体分子的速率分布图像(2)气体分子运动速率分布规律当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时,分子间作用力十分微弱,可忽略不计;气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等;气体分子速率呈现“中间多,两头少”的统计规律分布,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,分子速率大的分子比例较多,平均速率会增大(但不是每个分子的速率都增大)。判断正误(1)单晶体具有各向异性,即各种物理性质上都表现出各向异性。()(2)有无确定的熔点是区分晶体和非晶体比较准确的方法。()(3)船浮于水面上是由于液体的表面张力。()(4)在空间站完全失重的环境下,水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用。()例1(多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的是()A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列听课笔记

例2关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是()A.甲图中水黾停在水面而不沉,是浮力作用的结果B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果C.丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的D.丁图中的酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润听课笔记

例3某地某天的气温变化趋势如图甲所示,细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度,出现了大范围的雾霾。在11:00和14:00的空气分子速率分布曲线如图乙所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是()A.细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒物分子的热运动B.图乙中实线表示11:00时的空气分子速率分布曲线C.11:00时细颗粒物的无规则运动比14:00时更剧烈D.14:00时单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数比12:00时多听课笔记

考点二气体压强的计算1.气体压强的微观解释(1)产生原因:大量分子无规则热运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁的压力叫作气体的压强。

(2)决定因素①宏观上:决定于气体的和体积;

②微观上:决定于分子的和分子的密集程度(分子数密度)。

2.气体压强的计算(1)平衡状态下气体压强的求法力平衡法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强等压面法在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处总压强p=p0+ρgh,p0为液面处的压强液片法选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程,求得气体的压强(2)加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(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。例4若已知大气压强为p0,如图所示各装置均处于静止状态,图中液体密度均为ρ,重力加速度为g,则()A.图甲中被封闭气体的压强为p0+ρghB.图乙中被封闭气体的压强为p0+ρghC.图丙中被封闭气体的压强为p0+32D.图丁中被封闭气体的压强为p0+ρgh1听课笔记

例5如图所示,光滑水平面上放有一质量为M的汽缸,汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞面积为S。已知外界大气压强为p0。现用水平恒力F向右推汽缸,最后汽缸和活塞达到相对静止状态,则此时缸内封闭气体的压强为()A.p0+(m+M)FSm C.p0+MFS(m+M) 听课笔记

考点三气体实验定律和理想气体状态方程

内容表达式图像玻意耳定律一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成

p1V1=p2V2查理定律一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成

p1T拓展:Δp=p1T盖-吕萨克定律一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成

V1T1拓展:ΔV=V1T理想气体状态方程理想气体:在任何温度、任何下都遵从气体实验定律的气体

①在压强不太大、温度不太低时,实际气体可以看作理想气体②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用,一定质量的某种理想气体的内能仅由决定

理想气体状态方程:或(质量一定的理想气体)

判断正误(1)压强极大的气体不再遵从气体实验定律。()(2)理想气体是一种假想的物理模型,实际上并不存在。()(3)理想气体严格遵守气体实验定律。()(4)一定质量的理想气体,温度升高时压强一定增大。()(5)一定质量的理想气体温度升高,气体的内能一定增大。()例6(2024·江西卷,13)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程,AB和CD均为等温过程,BC和DA均为等容过程。已知T1=1200K,T2=300K,气体在状态A的压强pA=8.0×105Pa,体积V1=1.0m3,气体在状态C的压强pC=1.0×105Pa。求:(1)气体在状态D的压强pD;(2)气体在状态B的体积V2。

人教版教材选择性必修第三册P43复习与提高A组T7,通过p-V图像研究气体处于状态C的温度。该高考试题通过p-V图像研究气体处于状态D的压强和状态B体积。本质都是气体实验定律的应用。因此,高考题可以看作教材题目的变形。7.如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C。已知状态A的温度TA为300K,求状态C的温度。例7(2023·海南卷,16)如图所示,某饮料瓶内密封一定质量的理想气体,t=27℃时,压强p=1.050×105Pa,则:(1)t'=37℃时,气压是多大?(2)保持温度不变,挤压气体,使之压强与(1)相同时,气体体积变为原来的多少倍?

考点四气体状态变化的图像问题一定质量的理想气体状态变化的几种图像的比较

等温变化等容变化等压变化图像p-V图像p-1Vp-T图像V-T图像特点pV=CT(其中C为恒量),即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p=CT1V,斜率k=CT,即斜率越大,p=CVT,斜率k=CV,即斜率越大V=CpT,斜率k=Cp,即斜率越大例8一定质量的气体经历一系列状态变化,其p-1V图像如图所示,变化顺序为a→b→c→d→a,图中ab线段延长线过坐标原点,cd线段与p轴垂直,da线段与1V轴垂直。气体在此状态变化过程中(A.a→b过程,压强减小,温度不变,体积增大B.b→c过程,压强增大,温度降低,体积减小C.c→d过程,压强不变,温度升高,体积减小D.d→a过程,压强减小,温度升高,体积不变听课笔记