2015屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)選修3-31-2-固體-液體與氣體

1、第2講　固體　液體與氣體,1．晶體與非晶體,固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體液晶的微觀結(jié)構(gòu)　(考綱要求 Ⅰ),,異性,同性,2.晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點：組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列．(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的特點,3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向 ，又可以自由移動位置，保持了液體的 ．(2)液晶分子的位置無序使它像

2、 ，排列有序使它像_______．(3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是 的．(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下 ．,異性,流動性,液體,晶體,雜亂無章,發(fā)生改變,判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”．(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的．(　　)(2)只要是具有各向異性的物體必定是

3、晶體，且是單晶體．(　　)(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體．(　　)(4)液晶是液體和晶體的混合物．(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×,1.概念液體表面各部分間 的力．2．作用液體的表面張力使液面具有收縮到表面積 的趨勢．3．方向表面張力跟液面

4、 ，且跟這部分液面的分界線 ．4．大小液體的溫度越高，表面張力 ；液體中溶有雜質(zhì)時，表面張力 ；液體的密度越大，表面張力 .,液體的表面張力現(xiàn)象　(考綱要求 Ⅰ),互相吸引,最小,垂直,相切,越小,變小,越大,1．飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處于 的蒸汽．(2)未飽和汽：沒有達到

5、 狀態(tài)的蒸汽．2．飽和汽壓(1)定義：飽和汽所具有的壓強．(2)特點：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越 ，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)．,飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓相對濕度　(考綱要求 Ⅰ),動態(tài)平衡,飽和,大,氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布氣體實驗定律　理想氣體　(考綱要求 Ⅰ),1．氣體和氣體分子運動的特點,,2．氣體的三個狀態(tài)參量(1) ；(2)

6、 ；(3) ．,壓強,體積,溫度,壓力,單位面積上,(3)常用單位及換算關(guān)系：①國際單位： ，符號：Pa,1 Pa＝1 N/m2.②常用單位： (atm)；厘米汞柱(cmHg)．③換算關(guān)系：1 atm＝ cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105Pa.,帕斯卡,標(biāo)準(zhǔn)大氣

7、壓,76,4．氣體實驗定律,p1V1＝p2V2,5.理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認為都是可以被壓縮的空間．,1．關(guān)于晶體、非晶體、液晶，下列說法正確的是(　　)．A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．晶體一定有規(guī)則

8、的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C．所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點D．液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，其光學(xué)性質(zhì)會隨電壓的變化而變化,基礎(chǔ)自測,解析　只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯；單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體的幾何形狀不規(guī)則，金屬屬于多晶體，故B錯；晶體和非晶體的一個重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，故C對；液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度、壓力、外加電壓的變化而變化，D對．答案　

9、CD,2．(2013·汕頭質(zhì)量測評)如圖2－1所示，先把一個棉線圈拴在鐵絲環(huán)上，再把環(huán)在肥皂液里浸一下，使環(huán)上布滿肥皂液薄膜。如果用熱針刺破棉線圈里那部分薄膜，則棉線圈將成為圓形，主要原因是(　　)．,,圖2－1,A．液體表面層分子間的斥力作用B．液體表面受重力作用C．液體表面張力作用D．棉線圈的張力作用解析　由于液體表層內(nèi)分子間距離比較大，液體表面張力使得液體表面具有收縮的趨勢，故松弛的棉線圈變?yōu)閳A形，C正確

10、．答案　C,3．關(guān)于飽和汽，下面說法正確的是(　　)．A．達飽和汽時液面上的氣體分子的密度不斷增大B．達飽和汽時液面上的氣體分子的密度不變C．將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽可以保持溫度不變，減小體積D．將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽可以保持體積不變，降低溫度,解析　飽和汽是指單位相同內(nèi)逸出液面的分子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等的狀態(tài)，分子密度不變，B對；在一定溫度下，通過減小體積增加分子密度使未飽和汽轉(zhuǎn)化為飽和汽，C對；在體積不變的情

11、況下，可以通過降低溫度來降低飽和汽壓，使未飽和汽達到飽和狀態(tài)，D對．答案　BCD,4．(2013·南京模擬)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為(　　)．A．氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力增大B．單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C．氣體分子的總數(shù)增加D．氣體分子的密度增大,解析　理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強增大，體積減小，分子密度增大

12、，則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，但氣體分子每次碰撞器壁的作用力不變，故B、D正確，A、C錯誤．答案　BD,5．如圖2－2所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷A→B、B→C、C→A三個變化過程，則：,,圖2－2,(1)符合查理定律的變化過程是________________________；C→A過程中氣體________(選填“吸收”或“放出”)熱量，________(選填“外界對氣體”或“氣體對外界”)做功，氣體的

13、內(nèi)能________(選填“增加”、“減少”或“不變”)．(2)已知理想氣體在狀態(tài)A時的溫度是27 ℃，求氣體在狀態(tài)C時的溫度．,答案　(1)B→C　吸收　氣體對外界　增加　(2)150 K,1．晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體．(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體．(4)晶體和非晶體在一定條件下可以

14、相互轉(zhuǎn)化．,熱點一　固體與液體的性質(zhì),2．液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．(2)表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜．,(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線．(4)表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最?。?【

15、典例1】 在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針接觸其上一點，石蠟熔化的范圍如圖2－3中(1)、(2)、(3)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖(4)所示．則由此可判斷出甲為________，乙為________，丙為________(填“單晶體”、“多晶體”、“非晶體”)。,,圖2－3,解析　晶體具有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性，多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性．

16、答案　多晶體　非晶體　單晶體,【跟蹤短訓(xùn)】1．人類對物質(zhì)屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程．以下說法正確的是(　　)．A．液體的分子勢能與體積有關(guān)B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C．溫度升高，每個分子的功能都增大D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用,解析　液體體積與分子間相對位置相聯(lián)系，從宏觀上看，分子勢能與體積有關(guān)，A正確．多晶體表現(xiàn)各向同性，B錯誤．溫度升高，分子平均速率增大，遵循統(tǒng)計規(guī)律，C錯誤．露

17、珠表面張力使其表面積收縮到最小，呈球狀，D正確．答案　AD,利用氣體實驗定律及氣態(tài)方程解決問題的基本思路,熱點二　氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用,,【典例2】　(2013·課標(biāo)Ⅱ，33)(1)關(guān)于一定量的氣體，下列說法正確的是________．A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和B．只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C．在完全失重的情況下，氣體對

18、容器壁的壓強為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高,(2)如圖2－4，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長l1＝25.0 cm的空氣柱，中間有一段長l2＝25.0 cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3＝40.0 cm.已知大氣壓強為p0＝75.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩緩?fù)峦?，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘1′＝20.0 cm.假設(shè)活塞下推過程

19、中沒有漏氣，求活塞下推的距離．,,圖2－4,(2)以cmHg為壓強單位．在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為p1＝p0＋l2①設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強為p1′，由玻意耳定律得p1l1＝p1′l1′②如圖，設(shè)活塞下推距離為Δl，則此時玻璃管上部空氣柱的長度為l3′＝l3＋l1－l1′－Δl③,,設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p3′，則p3′＝p1′－l2④由玻意耳定律得p0l3＝p3′l3′

20、⑤由①～⑤式及題給數(shù)據(jù)解得Δl＝15.0 cm⑥答案　(1)ABE　(2)15.0 cm,反思總結(jié)　分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點：(1)階段性：即弄清一個物理過程分為哪幾個階段．(2)聯(lián)系性：即找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的．(3)規(guī)律性：即明確哪個階段應(yīng)遵循什么實驗定律．,【跟蹤短訓(xùn)】2．如圖2－5所示，汽缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量10 kg，橫截面積50 cm2，厚度1 cm，汽缸全長21 cm，汽缸

21、質(zhì)量20 kg，大氣壓強為1×105 Pa，當(dāng)溫度為7 ℃時，活塞封閉的氣柱長10 cm，若將汽缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10 m/s2，求：(1)汽缸倒置時，活塞封閉的氣柱多長；(2)當(dāng)溫度多高時，活塞剛好接觸平臺．,圖2－5,答案　(1)15 cm　(2)100 ℃,一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較,熱點三　氣體狀態(tài)變化的圖象問題,【典例3】　(2013·浙江自選，13)

22、一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A，其體積V與溫度T的關(guān)系如圖2－6所示．圖中TA、VA和TD為已知量．,,圖2－6,(1)從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是________過程(填“等溫”、“等容”或“等壓”)；(2)從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能________(填“增大”、“減小”或“不變”)；(3)從C到D的過程中，氣體對外________(填“做正功”、“做負功”或“不做功”)，同時________(填“吸

23、熱”或“放熱”)；(4)氣體在狀態(tài)D時的體積VD＝________.,反思總結(jié)　氣體狀態(tài)變化的圖象的應(yīng)用技巧(1)求解氣體狀態(tài)變化的圖象問題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個平衡狀態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量；圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程．(2)在V－T圖象(或p－T圖象)中，比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小，可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(或體

24、積)越?。恍甭试叫?，壓強(或體積)越大．,【跟蹤短訓(xùn)】3．一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖2－7所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(　　)．,,圖2－7,A．a(chǎn)b過程中不斷減小B．bc過程中保持不變C．cd過程中不斷增加D．da過程中保持不變解析　首先，因為bc的延長線通過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不

25、變，B正確；ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A錯誤；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即V a＝Ve，因為Vd<Ve，所以Vd<Va，所以da過程中體積變化，D錯誤．答案　B,4．(2012·江蘇卷，12)(1)密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時壓強增大．從分子動理論的角度分析，這是由于分子熱運動的________增大了．該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖象如圖

26、2－8所示，則T1________(選填“大于”或“小于”)T2.(2)如圖2－9所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中，氣體壓強p＝1.0×105 Pa，吸收的熱量Q＝7.0×102 J，求此過程中氣體內(nèi)能的增量．,,圖2－8　　　　　　　　　　圖2－9,,答案　(1)平均動能　小于　(2)5.0×102 J,附：對應(yīng)高考題組 1．[2011·福建理綜，28(1)]如

27、圖所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程，圖中橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T.從圖中可以確定的是________(填選項前的字母)．,,A．晶體和非晶體均存在固定的熔點T0B．曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)C．曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài)D．曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài)解析　晶體與非晶體的最大區(qū)別就是晶體有固定的熔點，即當(dāng)晶體因溫度升高而熔化時，在熔化過程中晶體的溫度將保持不變，只有晶

28、體全部熔化后其溫度才繼續(xù)上升，而非晶體沒有這個特點，結(jié)合題目中的圖象特點可知答案為B.答案　B,2．(2012·重慶理綜，16)如圖為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是(　　)．,,當(dāng)封閉氣體的壓強p增大時，溫度T可能升高、不變或降低，封閉氣體的壓強p不變時，溫度T一定降低，封閉氣體的壓強p減小時，溫度T

29、一定降低．故只有選項A可能．答案　A,3．(2012·廣東理綜，14)景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點燃．對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中(　　)．A．氣體溫度升高，壓強不變B．氣體溫度升高，壓強變大C．氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少,,答案　B,4．(2012·浙江自選，13)一定質(zhì)量的理想氣體，

30、狀態(tài)從A―→B―→C―→D―→A的變化過程可用如圖所示的p－V圖線描述，圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量．,,(1)氣體狀態(tài)從A到B是________過程(填“等容”“等壓”或“等溫”)； (2)狀態(tài)從B到C的變化過程中，氣體的溫度________(填“升高”“不變”或“降低”)；(3)狀態(tài)從C到D的變化過程中，氣體________(填“吸熱”或“放熱”)；(4)狀態(tài)從A―→B―→C―→D的變化過程中，氣體對外界所做的總功

31、為________．,(4)狀態(tài)從A―→B―→C―→D的變化過程中氣體對外界所做的總功W＝p2(V3－V1)－p1(V3－V2)．答案　(1)等壓　(2)降低　(3)放熱　(4)p2(V3－V1)－p1(V3－V2),5．(2012·課標(biāo)全國卷，33(2))如圖所示，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均在0 ℃的水槽中，B的容積是A的3倍．閥門S將A和B兩部分隔開．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體．U形管內(nèi)左邊水銀

32、柱比右邊的低60 mm.打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等，假設(shè)U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積．,,(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)；(2)將右側(cè)水槽的水從0 ℃加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫．解析　(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0＝273 K．設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強為pC，依題意有p1＝

33、pC＋Δp①式中Δp＝60 mmHg.打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強為pB.依題意有，pB＝pC②玻璃泡A和B中氣體的體積為V2＝VA＋VB③根據(jù)玻意耳定律得p1VB＝pBV2④,答案　(1)180 mmHg　(2)364 K,6．[2012·山東卷，36(2)]如圖所示，粗細均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l1＝20 cm

34、(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高．現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10 cm.(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0＝75 cmHg),,①求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(用“cmHg”作單位)．②此過程中左管內(nèi)的氣體對外界________(填“做正功”“做負功”或“不做功”)，氣體將________(填“吸熱”或“放熱”)．解析?、僭O(shè)U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時左管中封閉氣體壓強為p1，右端與一低壓艙

35、接通后，左管中封閉氣體的壓強為p2，氣柱長度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為p.左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝P2v2①,p1＝p0②p2＝p＋ph③V1＝l1S④V2＝l2S⑤由幾何關(guān)系得h＝2(l2－l1)⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得p＝50 cmHg⑦②左管內(nèi)氣體膨脹，氣體對外界做正功，溫度不變，ΔU＝0，