2020届高考物理总复习 第2课时 固体、液体与气体课件 教科版选修3-3

第2课时固体、液体与气体基础回顾核心探究演练提升基础回顾自主梳理·融会贯通知识梳理一、固体和液体1.晶体(单晶体、多晶体)和非晶体的比较分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形规则_____________不规则熔点确定_________物理性质_____________各向同性各向同性不规则不确定各向异性微观结构晶体微粒有规律地、周期性地在空间排列许多单晶体杂乱无章地组合在一起组成物质的分子无规律地组合在一起形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态.同一物质可以组成非晶体或不同结构的晶体,有些非晶体,在一定条件下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香2.液体(1)液体的表面张力①定义:液体存在的收缩力.表面②作用:使液体的表面积趋向.③原因:液体表面层分子间距较大,分子力表现为引力.(2)液晶①液晶分子既能在某条件下保持排列有序而显示光学性质各向,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液晶的物理性质很容易在外界的影响下.最小异性流动性液体晶体发生改变(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.上升下降二、饱和汽、湿度、物态变化1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽:跟液体处于的气体.(2)未饱和汽:未达到的气体.动态平衡饱和2.饱和汽压(1)定义:饱和汽产生的压强.(2)特点:饱和汽压与和液体的性质直接相关,温度越高,饱和汽压越大,相同温度下,越容易的液体,饱和汽压越大.3.湿度(1)绝对湿度:空气中所含的压强.(2)相对湿度:某温度时空气的跟同一温度下水的的百分比,即B=×100%温度蒸发水蒸气绝对湿度饱和汽压pps4.物态变化三、气体1.气体的三个实验定律(1)等温变化——玻意耳定律①内容:一定质量的某种气体,在保持不变的情况下,压强p与体积V成.温度反比②公式:或pV=C(常量).(2)等容变化——查理定律①内容:一定质量的某种气体,在保持不变的情况下,压强p与热力学温度T成.p1V1=p2V2体积正比②公式:或pT=C(常量).1122pTpT(3)等压变化——盖吕萨克定律①内容:一定质量的某种气体,在保持不变的情况下,体积V与热力学温度T成.压强正比②公式:或VT=C(常量).1122VTVT2.理想气体状态方程(1)在任何、任何下都遵守气体实验定律的气体.在温度、压强的条件下,一切实际气体都可以当做理想气体.温度压强不太低不太大(2)微观上看其分子都是不占有空间的质点,而且分子间除碰撞外完全没有互相作用力.(3)状态方程:=常量.pVT3.气体分子运动特点(1)气体分子间距较大,分子力为零,分子间除碰撞外不受其他力作用,向各个方向运动的气体分子.(2)分子做无规则运动,分子速率按的统计规律分布.(3)温度一定时某种气体分子的速率分布是确定的,温度升高时,速率小的分子数,速率大的分子数增多,分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大.数目相等“中间多,两头少”减少自主检测1.思考判断(1)液晶是液体和晶体的混合物.()(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的.()(3)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.()(4)压强极大的气体不遵从气体实验定律.()(5)水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时,水不再蒸发和凝结.()(6)当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√2.(多选)下列说法正确的是()A.黄金可以切割加工成任意形状,所以是非晶体B.同一种物质只能形成一种晶体C.单晶体的物理性质各向异性D.玻璃没有确定的熔点E.液体的分子势能与体积有关CDE解析:能否切割加工成任意形状不是判定是不是晶体的标准,黄金是晶体,A错误;同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶体,B错误;单晶体的物理性质各向异性,C正确;玻璃是非晶体,无确定的熔点,D正确.液体体积变化,分子间距发生变化,分子势能变化,则分子势能与体积有关,E正确.3.(多选)封闭在汽缸内一定质量的理想气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是()A.气体的密度增大B.气体的压强增大C.气体分子的平均动能减小D.气体分子的势能不变E.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多BDE解析:气体质量m一定,体积V不变,则气体密度ρ=不变,故选项A错误;气体温度升高,则其分子平均动能增大,故选项C错误;理想气体的势能不变,故选项D正确;体积V不变,则分子密集程度不变.因分子动能增加,则每秒内撞击单位面积器壁的气体分子数增多,故选项E正确;每次碰撞冲击力增大,则压强增大,故选项B正确.mV4.若已知大气压强为p0,在图各装置均处于静止状态,图中液体密度均为ρ,求被封闭气体的压强.答案:甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:p0-ρgh丁:p0+ρgh132核心探究分类探究·各个击破考点一固体、液体、气体的性质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,反之是非晶体.(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.(5)晶体与非晶体熔化过程的区别晶体熔化过程,当温度达到熔点时,吸收的热量全部用来破坏空间点阵,增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固定的熔点.非晶体没有空间点阵,熔化时不需要去破坏空间点阵,吸收的热量主要转化为分子的平均动能,不断吸热,温度就不断上升.2.液体表面张力(1)形成原因:表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,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.(3)表面张力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线.(4)表面张力的效果:表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小.(5)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.3.气体分子速率分布特点(1)大量气体分子的速率分布呈现“中间多(即中间速率区域的分子数目多)、两头少(速率大或小的速率区域分子数目少)”的规律.(2)温度升高时,所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大,但也有少数分子的速率减小,“中间多、两头少”的规律不变,但中间速率区域向速率大的方向偏移.【典例1】(2018·河北秦皇岛质检)(多选)下列说法正确的是()A.液体表面张力的方向与液面相切B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D.通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E.液晶具有液体的流动性,同时具有单晶体的各向异性特征解析:液体的表面张力与液体表面相切,垂直于液面上的各条分界线,选项A正确;无论是单晶体还是多晶体,都有固定的熔点,选项B错误;根据固体特性的微观解释可知,选项C正确;金属是由大量细微的小晶粒杂乱无章地排列起来的,在各个方向上的物理性质都相同,但有固定的熔点,金属属于多晶体,选项D错误;液晶既具有液体的流动性,同时也具有单晶体的各向异性,选项E正确.ACE多维训练1.[液体和液晶](多选)关于液体和液晶,下列说法正确的是()A.液体表面层的分子分布比内部密B.液体有使其表面积收缩到最小的趋势C.液体表面层分子之间只有引力而无斥力D.液晶具有光学性质各向异性的特点E.液晶分子的排列会因所加电压的变化而变化,由此引起光学性质的改变BDE解析:液体表面层分子比较稀疏,A错误;液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势,B正确;液体表面层分子之间既有引力又有斥力,C错误;液晶具有光学性质各向异性,D正确;液晶的分子排列会因电场强度的变化而变化,E正确.2.[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BCD解析:在一定温度下,饱和汽压是一定的,饱和汽压随温度的升高而增大,饱和汽压与液体的种类有关,与体积无关.空气中所含水蒸气的压强,称为空气的绝对湿度;相对湿度=,夏天的饱和汽压大,在相对湿度相同时,夏天的绝对湿度大.由以上分析可知B,C,D正确.水蒸气的同度水的和汽实际压强温饱压3.[气体分子速率分布特点](2017·全国Ⅰ卷,33)(多选)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.下列说法正确的是()A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大ABC解析:温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同,温度越高,速率大的分子占比例越高,故虚线为0℃对应的曲线,实线是100℃对应的曲线,曲线下的面积都等于1,选项A,B,C正确;由图像可知选项D错误;0℃时300～400m/s速率的分子最多,100℃时400～500m/s速率的分子最多,选项E错误.考点二气体压强的产生与计算1.产生的原因由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.2.决定因素(1)宏观上:决定于气体的温度和体积.(2)微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度.3.平衡状态下气体压强的求法(1)参考液片法: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)力平衡法:选与气体接触的液柱(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.(3)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.4.加速运动系统中封闭气体压强的求法选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.【典例2】如图所示,一汽缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内,平衡时活塞与汽缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0,不计汽缸和活塞间的摩擦;且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为p0;整个过程温度保持不变.求小车加速度的大小.解析:设小车加速度大小为a,稳定时汽缸内气体的压强为p1,则活塞受到汽缸内、外气体的压力分别为F1=p1S,F0=p0S由牛顿第二定律得F1-F0=ma小车静止时,在平衡情况下,汽缸内气体的压强应为p0.由玻意耳定律得p1V1=p0V0式中V0=SL,V1=S(L-d)联立以上各式得a=.0pSdmLd答案:0pSdmLd反思总结气体压强的计算技巧气体压强的计算,主要以与气体接触的活塞(或汽缸)、水银柱为研究对象,前者常利用物体的平衡或牛顿第二定律来解决,单位是帕斯卡(Pa);后者常利用大气压强及液体压强的竖直特性处理,如p=p0+ph,p=p0-ph等,单位主要是cmHg或mmHg.多维训练1.[液体封闭气体的压强]竖直平面内有如图所示的均匀玻璃管,内用两段水银柱封闭两段空气柱a,b,各段水银柱高度如图所示,大气压为p0,求空气柱a,b的压强各多大.解析: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+ρg(h2-h1),而a气柱的压强为pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3).答案:p0+ρg(h2-h1-h3)p0+ρg(h2-h1)2.[活塞封闭气体的压强]如图所示,一固定的竖直汽缸