（新课标）2020年高考物理一轮总复习 第十三章 第二讲 固体、液体与气体课件

基础复习课第二讲固体、液体与气体抓基础·双基夯实研考向·考点探究栏目导航随堂练·知能提升一、固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构1．晶体与非晶体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不确定物理性质各向_____各向_____原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则异性同性形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态，同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，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.晶体的微观结构(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列．(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点现象原因晶体有规则的外形由于内部微粒有规则的排列晶体各向异性由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数同晶体的多形性由于组成晶体的微粒可以形成同的空间点阵不不3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向，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)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是的．(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下．异性流动性液体杂乱无章发生改变晶体二、液体的表面张力1．概念液体表面各部分间的力．2．作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积的趋势．3．方向表面张力跟液面，且跟这部分液面的分界线．4．大小液体的温度越高，表面张力；液体中溶有杂质时，表面张力；液体的密度越大，表面张力．互相吸引最小相切垂直越小变小越大三、饱和汽、未饱和汽和饱和汽压相对湿度1．饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于的蒸汽．(2)未饱和汽：没有达到状态的蒸汽．2．饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强．(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．动态平衡饱和越大3．相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．即：相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压.四、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1．气体和气体分子运动的特点2．气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的．(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在的压力．公式：p＝.(3)常用单位及换算关系：①国际单位：，符号为：Pa,1Pa＝1N/m2.②常用单位：(atm)；厘米汞柱(cmHg)．③换算关系：1atm＝cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105Pa.压力单位面积上FS帕斯卡标准大气压763．气体实验定律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，压强与体积成反比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正比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正比表达式____________或或图象p1V1＝p2V2p1T1＝p2T2p1p2＝T1T2V1T1＝V2T2V1V2＝T1T24.理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何下都遵从气体实验定律的气体．(2)理想气体状态方程：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C.压强[小题快练]1．判断题(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．()(2)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．()(3)液晶是液体和晶体的混合物．()(4)船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果．()(5)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时蒸发和凝结仍在进行．()×√××√2．(多选)关于空气湿度，下列说法正确的是()A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比BC3．下列说法中正确的是()A．气体压强是由气体分子间的斥力产生的B．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强C．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大D．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D4．一定质量的理想气体，由状态a经状态b变化到状态c，如图所示，下图中能正确反映出这种变化过程的是()C考点一固体、液体的性质(自主学习)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，必是非晶体．(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．2．液体表面张力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表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线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1－1.[晶体的性质](多选)(2015·全国卷Ⅰ)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变答案：BCD1－2.[表面张力]下列关于液体表面现象的说法中正确的是()A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，同时受到液体的浮力B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C．玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性答案：C1－3.[饱和汽](多选)关于饱和汽，下列说法中正确的是()A．达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大B．达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不变C．将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变，减小体积D．将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变，降低温度答案：BCD考点二气体压强的产生与计算(自主学习)1．产生的原因由于大量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作气体的压强．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，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强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处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强4.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．2－1.[气体压强的产生](多选)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是()A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变E．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定答案：ACE2－2.[液柱封闭气体的压强]若已知大气压强为p0，在图中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．解析：在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p气S＝－ρghS＋p0S所以p气＝p0－ρgh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有：p气S＋pghS＝p0Sp气＝p0－ρgh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有p气＋ρghsin60°＝pB＝p0所以p气＝p0－32ρgh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p气S＝(p0＋ρgh1)S所以p气＝p0＋ρgh1.答案：甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－32ρgh丁：p0＋ρgh12－3.[汽缸封闭气体的压强]如图所示，一圆筒形汽缸静止于地面上，汽缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0，平衡时汽缸内的容积为V.现用手握住活塞手柄缓慢向上提．设汽缸足够长，不计汽缸内气体的重力和活塞与汽缸壁间的摩擦，求开始汽缸内封闭气体的压强和刚提离地面时封闭气体的压强．解析：开始时由于活塞处于静止状态，由平衡条件可得p0S＋mg＝p1S，则p1＝p0＋mgS当汽缸刚提离地面时汽缸处于静止，汽缸与地面间无作用力，因此由平衡条件可得p2S＋Mg＝p0S，则p2＝p0－MgS.答案：p0＋mgSp0－MgS考点三气体实验定律的应用(自主学习)1．三大气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p1V1＝p2V2或pV＝C(常数)．(2)查理定律(等容变化)：p1T1＝p2T2或pT＝C(常数)．(3)盖—吕萨克定律(等压变化)：V1T1＝V2T2或VT＝C(常数)．2．利用气体实验定律解决问题的基本思路3－1.[变质量问题](2016·全国卷Ⅱ)一氧气瓶的容积为0.08m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．解析：设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为N＝V0ΔV④联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)．答案：4天3－2.[玻璃管封闭气体](2019·兰州一中期中)如图所示，一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的体积可忽略不计，距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体体积可忽略)，初始时，封闭气体温度为T0，活塞水平部分距离汽缸底部1.4h0.现缓慢降低气体的温度，直到U形管中两边水银面恰好相平，此时T形活塞的竖直部分与汽缸底部接触．已知大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g.求：(1)汽缸底部对T形活塞的支持力大小；(2)两水银面相平时气体的温度．解析：(1)由U形管两边的液面相平可知，p0S＋mg＝p0S＋FN，FN＝mg.(2)初态时，p1＝p0＋mgS，V1＝1.4h0S，T1＝T0，末态时，p2＝p0，V2＝1.2h0S，由理想气体状态方程得，p1V1T1＝p2V2T2，解得T2＝6p0ST07p0S＋mg.答案：(1)FN＝mg(2)T2＝6p0ST07p0S＋mg3－3.[水下气泡压强计算](2016·全国卷Ⅰ)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝2σr，其中σ＝0.070N/m.现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升．已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g取10m/s2.(1)求在水下10m处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．解析：(1)当气泡在水下h＝10m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为Δp1，则Δp1＝2σr1①代入题给数据得Δp1＝28Pa.②(2)设气泡在