（北京专用）2020版高考物理总复习 第十四章 第2讲 固体、液体和气体课件

第2讲固体、液体和气体一固体二液体三气体实验定律理想气体知识梳理考点一对晶体和非晶体的理解考点二液体的微观结构和表面张力考点三气体实验定律及理想气体状态方程深化拓展一、固体知识梳理1.分类:固体分为①晶体和②非晶体两类。晶体分③单晶体和④多晶体。2.晶体与非晶体的比较晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则⑤不规则熔点固定固定不固定物理性质各向⑥异性各向同性各向⑦同性排列⑧有规则无规则无规则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,有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香二、液体1.液体的微观结构(1)分子距离:液体分子之间的距离比气体分子间距①小得多,比固体分子之间距离略大。(2)流动性:液体没有固定的②形状,而且液体能够③流动。(3)分子力:液体分子间的作用力比④固体分子间的作用力要小。2.液体的表面张力(1)表面层:液体与气体接触的表面形成的薄层。(2)表面张力:使液体的表面⑤绷紧的力或说促使液体表面⑥收缩的力。3.浸润和不浸润现象及毛细现象(1)浸润:一种液体会⑦润湿某种固体并⑧附着在固体的表面上的现象。(2)不浸润:一种液体不会⑨润湿某种固体不会附着在固体表面上的现象。(3)毛细现象:浸润液体在细管中 上升的现象,以及不浸润液体在细管中 下降的现象。(4)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管内径越小,高度差越 大。4.液晶的物理性质(1)具有液体的 流动性,具有晶体的光学的 各向异性。(2)在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。三、气体实验定律理想气体1.气体分子运动的特点(1)气体分子间距较①大,分子力可以②忽略,因此可以认为气体分子间除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满③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④减少,速率大的分子数⑤增多,分子的平均速率将⑥增大,但速率分布规律⑦不变。2.气体的压强(1)产生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。(2)决定因素a.宏观上:决定于气体的⑧温度和⑨体积。b.微观上:决定于分子的⑩平均动能和 分子的密集程度。3.气体实验三定律4.理想气体(1)宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从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。(2)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。5.理想气体的状态方程(1)内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的 比值保持不变。(2)公式: = 或 =C(C是与p、V、T无关的常量)。 111pVT222pVTpVT1.(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 (BC)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.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点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解析金刚石、水晶和食盐是晶体,玻璃是非晶体,A错误;晶体的分子(或原子、离子)排列规则,且有固定的熔点,非晶体的分子(或原子、离子)排列不规则,且没有固定的熔点,故B、C正确;单晶体的物理性质是各向异性,多晶体和非晶体的物理性质是各向同性,故D错误。2.关于液体的表面张力,下列说法中正确的是 (C)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C.不论是水还是水银,液体的表面张力都会使表面收缩D.液体表面张力的方向与液面垂直解析液体表面张力就是液体表面各部分之间相互吸引的力,A错;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,B错;液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势,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,D错。3.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系中正确的是 (D)A.p1=p2,V1=2V2,T1= T2B.p1=p2,V1= V2,T1=2T2C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T21212解析由理想气体状态方程 = 可判断,只有D项正确。111pVT222pVT4.在一定温度下,当一定质量气体的体积增大时,气体的压强减小,这是由于 (A)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,单位体积内分子的重量变小解析温度不变,一定质量气体分子的平均动能、平均速率不变,每次碰撞后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,A正确,B、C、D错误。5.(多选)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 (AB) 解析A图像横坐标T不变,是等温变化,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,B正确;C图像中等温线应是双曲线,C错误;D图线的温度发生变化,不表示等温变化,D错误。1pV1V深化拓展考点一对晶体和非晶体的理解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。固体  ——————单晶体物理性质的各向异性晶体多晶体物理性质的各向同性非晶体物理性质的各向同性1-1关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是 (C)A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体B.一块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体C.一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性不同,则该球一定是单晶体D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则一定是多晶体解析多晶体和非晶体都显示各向同性,只有单晶体显示各向异性,所以A、B错误,C正确。单晶体具有各向异性的特性,仅是指某些物理性质,并不是所有的物理性质都是各向异性的,换言之,某一物理性质显示各向同性,并不意味着该物质一定不是单晶体,所以D错。1-2(多选)对下列几种固体物质的认识,正确的有 (AD)A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同解析晶体在熔化过程中温度保持不变,食盐具有这样的特点,则说明食盐是晶体,选项A正确;蜂蜡的导热特点是各向同性的,烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形,说明云母片的导热特点是各向异性的,故云母片是晶体,选项B错误;天然石英表现为各向异性,则该物质微粒在空间的排列是规则的,选项C错误;石墨与金刚石皆由碳原子组成,但它们的物质微粒排列结构是不同的,选项D正确。考点二液体的微观结构和表面张力1.液体分子的特点(1)分子间距比固体的大,比气体的小。(2)分子间作用力比固体分子间作用力小。2.对液体表面张力的理解(1)表面张力存在于液体的表面层内,方向与液面相切。(2)液体表面层内的分子间作用力表现为引力,其作用是使液体表面积具有收缩到最小的趋势,即为表面张力。(3)表面张力的大小除了与边界长度有关外,还与液体的种类、温度等有关。3.浸润与毛细现象(1)浸润与不浸润液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引。当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展的趋势,这时表现为液体浸润固体。当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体。(2)毛细现象a.两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降。b.产生原因:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。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,液体会受到向上的作用力,故管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。  2-1如图所示,先把一个棉线圈拴在铁丝环上,再把环在肥皂液里浸一下,使环上布满肥皂液薄膜。如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜,则棉线圈将成为圆形,主要原因是 (C) A.液体表面层分子间的斥力作用B.液体表面受重力作用C.液体表面张力作用D.棉线圈的张力作用解析由于液体表层内分子间距离比较大,液体表面张力使得液体表面具有收缩的趋势,故松弛的棉线圈变为圆形,C正确。2-2(多选)以下说法中正确的是 (BCD)A.因为水银滴在玻璃板上成椭球状,所以说水银是一种不浸润液体B.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的C.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散D.当A液体和B固体接触时,发生浸润现象还是发生不浸润现象,关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些解析水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以A错,B正确;在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润其器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须盖紧盖子,C正确。D选项正确说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理。考点三气体实验定律及理想气体状态方程一、气体分子运动的特点1.气体分子距离大(约为分子直径的10倍),分子力小(可忽略),可以自由运动,所以气体没有一定的体积和形状。2.分子间的碰撞十分频繁,频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变,造成气体分子做杂乱无章的热运动,因此气体分子沿各个方向运动的概率相等。3.大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。4.当温度升高时,“中间多”向速率大的一方移动,即速率大的分子数目增多,速率小的分子数目减少,分子的平均速率增大,分子的热运动剧烈,定量的分析表明理想气体的热力学温度T与分子的平均动能 成正比,即T=a ,因此说,温度是分子平均动能的标志。 kEkE3-1(多选)关于气体分子运动的特点,下列说法中正确的是 (ABD)A.由于气体分子间距离较大,所以气体很容易被压缩B.气体之所以能充满整个空间,是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱,气体分子可以在空间自由运动C.由于气体分子间的距离较大,所以气体分子间根本不存在相互作用D.气体分子间除相互碰撞外,几乎无相互作用解析气体分子间距离较大,相互作用的引力和斥力很微弱,所以气体很容易被压缩,气体分子能自由运动,故A、B均正确。但气体间有相互作用,故C错误,D正确。3-2某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,则TⅠ、TⅡ、TⅢ的大小关系为 (B) A.TⅠTⅡTⅢB.TⅢTⅡTⅠC.TⅡTⅠ,TⅡTⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ解析气体温度越高,分子热运动越剧烈,分子热运动的平均速率越大,且分子速率分布呈现“两头少、中间多”的特点。温度高时速率大的分子所占据的比例越大,题图中图线越宽