2012届高考物理一轮复习 第54讲 固体、液体、气体的性质精品课件

第54讲固体、液体、气体的性质编读互动第54讲│编读互动1．本讲要求能应用分子动理论和物质微观结构的观点解释固体、液体、气体的有关问题，了解固体、液体的基本性质，知道固体、液体的微观结构，能够解释有关固体、液体的某些性质和现象．气体的性质部分要掌握分析气体的状态参量、应用气体实验定律和气体状态方程解决状态变化问题的方法，这是本讲的重点．第54讲│编读互动2．本讲教学可以按下面的思路安排：(1)通过例1及变式题了解晶体的特点和应用，并会区别晶体和非晶体．(2)通过例2及变式题掌握三个气体实验定律的微观解释，特别要明确压强的决定因素．(3)通过例3及变式题使学生学会在图象中表示气体状态变化的过程，并能够从图象中获取求解问题的相关信息．(4)通过例4及变式题研究气体实验定律和理想气体状态方程的应用．考点整合第54讲│考点整合1.固体自然界中的固体物质可以分为两种：晶体和__________________.2.晶体的微观结构晶体的形状和物理性质与非晶体不同，是因为在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照规则排列的，具有空间上的________性．二、液体1.表面张力：液面各部分间存在使液面绷紧的相互________力．2.液晶：像液体一样具有________性，而其性质与某些晶体相似，具有各向______性的物质．非晶体周期流动吸引异第54讲│考点整合三、气体1.气体的状态参量(1)压强(p)：封闭气体的压强是大量分子对器壁________的宏观表现，其决定因素有：__________、__________________.(2)体积(V)：容器的________．(3)热力学温度(T)：T＝______________.2.气体分子运动的特点(1)气体分子之间的距离大约是分子直径的______倍，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计．撞击温度单位体积内分子个数容积t＋273.15K10第54讲│考点整合(2)气体分子的速率分布表现出“________、________”的统计分布规律．(3)气体分子向各个方向运动的________均等．(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的．温度升高，气体分子的平均速率________，但不是每个分子的速率都________．中间多两头少机会增大增大第54讲│考点整合3.气体实验定律定律项目玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成________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________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________表达式________________________图象正比反比正比p1V1＝p2V2p1T1＝p2T2V1T1＝V2T2第54讲│考点整合4.理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从____________的气体；实际气体在温度不太低、压强不太大时可当作理想气体处理；理想气体分子间不考虑相互作用力，一定质量的某种理想气体内能仅由________决定．(2)理想气体状态方程：当一定质量的某种气体三个状态参量均变化时，三个参量的关系为：_____________.气体实验定律温度p1V1T1＝p2V2T2要点探究►探究点一晶体和非晶体的区别第54讲│要点探究1.晶体和非晶体比较第54讲│要点探究第54讲│要点探究2.晶体的各向异性及其微观解释如图54－1所示，这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上物理性质的不同．第54讲│要点探究温馨提示：晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性．例如云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同；立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．第54讲│要点探究例1关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()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)排列是无规则的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第54讲│要点探究例1C[解析]金刚石、食盐和水晶都是晶体，而玻璃是非晶体，A错误．晶体分子的排列是有规律的，B错误．晶体具有固定熔点，非晶体没有固定的熔点，C正确．单晶体有各向异性，多晶体、非晶体有各向同性，D错误．第54讲│要点探究[点评]判断是否是晶体的主要依据是看其是否有固定熔点，判断是否是单晶体的主要依据是其物理性质是否有各向异性，特别要注意的是各向同性只能说明其不是单晶体，但不能判断其是多晶体还是非晶体．与晶体相关的命题主要集中在判断该物质是否是晶体、非晶体和多晶体及分析其特性上，解决此类命题的关键是对晶体和非晶体定义的理解．试从物理性质的角度区分下面的变式题中的晶体、非晶体．第54讲│要点探究[在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图54－2甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，下列说法正确的是()A.甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙、丙都是晶体C．甲、丙为非晶体，丙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体第54讲│要点探究变式题D[解析]由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体．其中甲为多晶体，丙为单晶体．►探究点二气体实验定律的微观解释第54讲│要点探究1.气体压强的微观解释(1)产生原因：气体压强是大量分子频繁碰撞容器壁而产生的．(2)影响气体压强的两个因素宏观：气体作用在器壁单位面积上的压力，大小取决于分子数密度和温度T微观：大量气体分子无规则热运动对器壁碰撞产生的，大小取决于单位体积内的分子数(分子数密度)和分子平均速率第54讲│要点探究①温度一定，气体体积越小(分子数密度越大，单位体积的分子数越多)，碰撞分子数越多，压强越大．②体积一定，温度越高，分子碰撞力越大，压强越大．第54讲│要点探究(3)对两种气体压强的理解①大气压强大气压强是由于空气受重力作用而产生的；地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值．②密闭容器气体压强a.因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计．b.气体压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的．c.密闭容器中气体对器壁的压强处处相等．第54讲│要点探究2.用气体分子动理论解释实验三定律(1)解释玻意耳定律一定质量的理想气体，其分子总数是一个定值，当温度保持不变时，分子的平均动能也保持不变，若其体积增大，则单位体积内的分子数将减小，因此气体的压强也减小，反之当体积减小时，气体压强增大．第54讲│要点探究(2)解释查理定律一定质量的气体，总分子数是一定的，体积保持不变时，其单位体积内的分子数也保持不变，当温度升高时，其分子运动平均动能增大，则气体压强增大；反之当温度降低时，气体压强减小．第54讲│要点探究(3)解释盖—吕萨克定律一定质量的理想气体，总分子数是一定的，要保持压强不变，当温度升高时，全体分子运动的平均动能会增加，那么单位体积内的分子数一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．第54讲│要点探究例2[2010·龙岩一中]一个绝热气缸，压缩活塞前容积为V，内部气体压强为p，现用力推活塞，使容积减小到V6，则气缸内部气体的压强为()A．等于6pB．大于6pC．小于6pD．等于p6第54讲│要点探究例2B[解析]气缸绝热，则Q＝0.容积减小，对气体做功，W＞0.由热力学第一定律W＋Q＝ΔU，得出ΔU＞0，即气体内能增加，故温度升高．由pVT＝C，容积减小到V6，故压强大于6p，B正确．第54讲│要点探究下列说法正确的是()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力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第54讲│要点探究变式题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A对，B错．气体分子热运动的平均动能减小，说明温度降低，但不能说明压强也一定减小，C错．单位体积的气体分子增加，但温度降低，有可能气体的压强减小，D错．►探究点三气体实验定律的图象问题第54讲│要点探究1.一定质量的气体不同图象的比较类别图象特点举例p－VpV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大，等温线离原点越远p－1Vp＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高第54讲│要点探究类别图象特点举例p－Tp＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，体积越小V－TV＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，压强越小第54讲│要点探究2.利用垂直于坐标轴作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两条等压线的关系．例如：如图54－3甲中，V1对应虚线为等容线，A、B是与T2、T1两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2＞T1.又如图54－3乙所示，AB为等温线，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2＜V1.图54－3第54讲│要点探究例3一定质量理想气体的状态经历了如图54－4所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()A.ab过程中保持不变B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变第54讲│要点探究例3B[解析]首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为VdVe，所以VdVa，所以da过程中体积不是保持不变，D错误；本题选A、B.第54讲│要点探究[点评]本题是p－T图，要抓住等容线作答．a、b两点的体积也可这样比较：等容线的斜率k＝CV，斜率越大，体积越小，故VaVb.图象问题的解答，首先要明确图象的物理意义，再从其斜率等角度分析或作辅助线进行分析．[2010·银川一中]如图54－5所示，一圆筒形气缸静止于地面上，气缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，气缸内部的横截面积为S，大气压强为p0，平衡的气缸内的容积为V.现用手握住活塞手柄缓慢向上提．设气缸足够长，在整个上提过程中气缸内理想气体的温度保持不变，不计气缸内气体的重力及活塞与气缸壁间的摩擦，则以下说法正确的是A.封闭气体的初态压强为p1＝p0－mgSB．封闭气体末态压强p2＝p0＋MgSC．气体放热D．气缸刚提离地面时活塞上升的距离x＝M＋mgVp0S－MgS第54讲│要点探究第54讲│要点探究变式题A[解析]以活塞为研究对象，封闭气体的初态压强为p1＝p0＋mgS，封闭气体的初态体积为V.设气缸刚提离地面时活塞上升的距离为x，则封闭气体末态体积为V′＝V＋xS，压强为p2，对气缸，有p2S＋Mg＝p0S，解得p2＝p0－MgS.由玻意耳定律p1V＝p2V′联立解得x＝M＋mgVp0S－MgS.另外，温度不变，意味着内能不变，即ΔU＝0；体积增大，气体对外做功，W0；根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W，可知Q0，