【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2016高考物理 第2課時(shí) 固體、液體和氣體課件(選修3-3)

第2課時(shí)固體、液體和氣體 知 識(shí) 梳 理知識(shí)點(diǎn)一、液晶、晶體和非晶體晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向 ，又可以自由移動(dòng)位置，保持了液體的 。(2)液晶分子的位置無(wú)序使它像 ，排列有序使它像 。(3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看那么是 的。(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下 。異性流動(dòng)性液體晶體雜亂無(wú)章發(fā)生改變 2晶體與非晶體分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性 原子排列有規(guī)則，但多晶體每個(gè)晶體間的排列無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香 (1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組成晶體的物質(zhì)微粒有 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(diǎn)規(guī)那么現(xiàn)象原因晶體有規(guī)則的外形由于內(nèi)部微粒有規(guī)則的排列晶體各向異性由于內(nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)在不同方向的相同距離上的微粒數(shù) 同晶體的多形性由于組成晶體的微粒可以形成 不同的空間點(diǎn)陣不 知識(shí)點(diǎn)二、液體的外表張力現(xiàn)象1概念液體外表各局部間 的力。2作用液體的外表張力使液面具有收縮到外表積 的趨勢(shì)。3方向外表張力跟液面 ，且跟這局部液面的分界線 。互相吸引最小相切垂直 4大小液體的溫度越高，外表張力 ；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，外表張力 ；液體的密度越大，外表張力 。越小變小越大 知識(shí)點(diǎn)三、理想氣體氣體實(shí)驗(yàn)定律1氣體和氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 壓力帕斯卡標(biāo)準(zhǔn)大氣壓76 玻意耳定律查理定律蓋呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比 思維深化判斷正誤，正確的畫“，錯(cuò)誤的畫“。(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晶體，且是單晶體。()(3)只要是具有確定熔點(diǎn)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) 題 組 自 測(cè)題組一固體、液體的性質(zhì)1(多項(xiàng)選擇)關(guān)于晶體、非晶體、液晶，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B晶體一定有規(guī)那么的幾何形狀，形狀不規(guī)那么的金屬一定是非晶體C所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn) 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(huì)隨電壓的變化而變化 解析只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯(cuò)；單晶體有規(guī)那么的幾何形狀，而多晶體的幾何形狀不規(guī)那么，金屬屬于多晶體，故B錯(cuò)；晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，故C對(duì)；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(duì)。答案CD 2(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A水黽能在水面上自由來(lái)往而不陷入水中靠的是液體外表張力的作用B小木塊能夠浮于水面上是液體外表張力與重力平衡的結(jié)果C噴泉噴射到空中的水將會(huì)形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠D用力敲擊液晶，將在其兩極間產(chǎn)生藍(lán)色火花 解析水黽在水面上站定或行走的過(guò)程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，這是液體外表張力在起作用，A項(xiàng)正確；小木塊浮于水面上，已有局部陷入水中，受到浮力的作用而非液體外表張力作用，B項(xiàng)錯(cuò)；噴射到空中的水分散時(shí)每一小局部的外表都有外表張力在起作用且又處于完全失重狀態(tài)，因此形成球狀水珠，C項(xiàng)正確；用力敲擊液晶會(huì)產(chǎn)生“壓電效應(yīng)，使得其兩極間形成高電壓而擊穿空氣放電形成藍(lán)色火花，D項(xiàng)正確。答案ACD 題組二氣體壓強(qiáng)的微觀解釋3(多項(xiàng)選擇)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析，這是因?yàn)?)A氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B單位時(shí)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氣體分子的密集程度增大 解析理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，體積減小，分子密集程度增大，那么單位時(shí)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平均沖力不變，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。答案BD 4以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)一定增大B一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積增大時(shí)，壓強(qiáng)一定減小C一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積增大、溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)一定增大D一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積減小、溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)一定增大 解析一定質(zhì)量的氣體，其分子總數(shù)一定，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能增大，有引起壓強(qiáng)增大的可能，但不知道分子的密集程度如何變化，故不能斷定壓強(qiáng)一定增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)體積增大時(shí)，氣體分子的密集程度減小，有使壓強(qiáng)減小的可能，但不知道氣體分子的平均動(dòng)能如何變化，同樣不能斷定壓強(qiáng)一定減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；體積增大有使壓強(qiáng)減小的趨勢(shì)，溫度升高有使壓強(qiáng)增大的趨勢(shì)，這兩種使壓強(qiáng)向相反方向變化的趨勢(shì)不知誰(shuí)占主導(dǎo)地位，不能斷定壓強(qiáng)如何變化，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；體積減小有使壓強(qiáng)增大的趨勢(shì)，溫度升高也有使壓強(qiáng)增大的趨勢(shì)，這兩種趨勢(shì)都使壓強(qiáng)增大，故壓強(qiáng)一定增大，D項(xiàng)正確。 答案D 6如圖1所示，有一圓柱形氣缸，上部有固定擋板，氣缸內(nèi)壁的高度是2L，一個(gè)很薄且質(zhì)量不計(jì)的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)活塞處在離底部L高處，外界大氣壓強(qiáng)為105 Pa，溫度為27 ，現(xiàn)對(duì)氣體加熱，求：當(dāng)加熱到427 時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)。圖 1 考點(diǎn)一對(duì)固體和液體性質(zhì)的理解1單晶體、多晶體、非晶體的判斷判斷固體物質(zhì)是晶體還是非晶體，要看其是否具有確定的熔點(diǎn)；區(qū)分單晶體與多晶體，要看其物理性質(zhì)是各向異性還是各向同性。多晶體和非晶體都具有各向同性，但多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有。同時(shí)，還要知道一些常見的晶體和非晶體，如所有的金屬都是晶體。 2對(duì)液體外表張力的理解作用液體的表面張力是液面各部分相互吸引的力，液體的表面張力使液體表面有收縮的趨勢(shì)方向表面張力與液面相切，跟這部分液面的分界線垂直大小表面張力的大小與邊界線長(zhǎng)度有關(guān)，與液體的溫度、液體的純度、液體的種類有關(guān)。液體的溫度越高，表面張力越小；液體的密度越大，表面張 力越?。灰后w中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變小 【例1】(多項(xiàng)選擇)人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A液體的分子勢(shì)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(gè)分子的動(dòng)能都增大D露珠呈球狀是由于液體外表張力的作用 解析液體體積與分子間相對(duì)位置相聯(lián)系，從宏觀上看，分子勢(shì)能與體積有關(guān)，A正確；多晶體表現(xiàn)各向同性，B錯(cuò)誤；溫度升高，分子平均速率增大，遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，C錯(cuò)誤；露珠外表張力使其外表積收縮到最小，呈球狀，D正確。答案AD 【變式訓(xùn)練】1(多項(xiàng)選擇)(2021江蘇蘇北四市一模，12A)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A晶體一定具有規(guī)那么的幾何外形B葉面上的小露珠呈球形是由于液體外表張力的作用C當(dāng)液晶中電場(chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度不同D當(dāng)相同體積的氫氣和氧氣的溫度相同時(shí)，它們分子的平均速率相同 答案BC 考點(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的根本思路 【例2】如圖2所示，粗細(xì)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(zhǎng)l120 cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高?，F(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h10 cm。(環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)p075 cmH g)(1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmH g作單位)。(2)此過(guò)程中左管內(nèi)的氣體對(duì)外界_(填“做正功“做負(fù)功或“不做功)，氣體將_(填“吸熱或“放熱)。圖 2 解析(1)設(shè)U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時(shí)左管中封閉氣體壓強(qiáng)為p1，右端與一低壓艙接通后，左管中封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，氣柱長(zhǎng)度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)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p1V1p2V2p1p0p2pphV 1l1SV2l2S由幾何關(guān)系得h2(l2l1)聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得p50 cmH g (2)左管內(nèi)氣體膨脹，氣體對(duì)外界做正功，溫度不變U0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，UQW且W0，所以QW0，氣體將吸熱。答案(1)50 cmH g(2)做正功吸熱 【變式訓(xùn)練】2氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過(guò)細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連。開始時(shí)A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出O點(diǎn)h114 cm，后將A放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng)D，使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測(cè)得D中水銀面高出O點(diǎn)h244 cm。(外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmH g)(1)求恒溫槽的溫度。(2)此過(guò)程A內(nèi)氣體內(nèi)能_(填“增大或“減小)， 氣體不對(duì)外做功，氣體將_(填“吸熱或“放熱)。圖 3 考點(diǎn)三氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題 【例3】(2021江蘇，12)如圖4所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中AB和CD為等溫過(guò)程，BC和DA為絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換)，這就是著名的“卡諾循環(huán)。圖 4 (1)該循環(huán)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_。AAB過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功BBC過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大CCD過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多DDA過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減小的過(guò)程是_(選填“AB、“BC、“CD或“DA)。假設(shè)氣體在AB過(guò)程中吸收63 kJ的熱量，在CD過(guò)程中放出38 kJ的熱量，那么氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為_kJ。 解析(1)由理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律分析，AB為等溫過(guò)程，內(nèi)能不變，氣體的體積增大，氣體對(duì)外做功，A錯(cuò)；BC過(guò)程為絕熱過(guò)程，氣體體積增大對(duì)外做功，因此內(nèi)能減小，氣體分子的平均動(dòng)能減小，B錯(cuò)；CD為等溫過(guò)程，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C正確；DA為絕熱過(guò)程，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增大，溫度升高，因此氣體分子的速率分布曲線變化，D錯(cuò)。(2)在以上循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減少的過(guò)程是BC。由熱力學(xué)第一定律UQW得W25 kJ。 答案(1)C(2)BC25 處理氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題時(shí)應(yīng)用技巧：(1)求解氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)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(gè)過(guò)程?？创诉^(guò)程屬于等溫、等容還是等壓變化，就用相應(yīng)規(guī)律求解。(2)在VT圖象(或pT圖象)中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)時(shí)，可比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越小；斜率越小，壓強(qiáng)(或體積)越大。 【變式訓(xùn)練】3(2021福建卷)圖5為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖象，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，那么以下關(guān)系式中正確的選項(xiàng)是()ATATB，TBTB，TBTCCTATB，TBTC圖 5 答案C 考點(diǎn)四理想氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1等溫變化一 定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定。在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大。2等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變。在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)增大。 3等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大。只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變。 【例4】(多項(xiàng)選擇)封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A氣體的密度增大B氣體的壓強(qiáng)增大C氣體分子的平均動(dòng)能減小D每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多 【變式訓(xùn)練】4(多項(xiàng)選擇)以下關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 ()A一定量100 的水變成100 的水蒸氣，其分子之間的勢(shì)能增加B對(duì)于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱C如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，因此壓強(qiáng)必然增大D一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢(shì)能的總和 解析一定量100 的水變成100 的水蒸氣，需吸收一定熱量，其內(nèi)能增加，而分子個(gè)數(shù)、溫度均未變，說(shuō)明其分子勢(shì)能增加，A對(duì)；氣體的壓強(qiáng)與氣體分子密度和分子的平均速率有關(guān)，整體的體積增大，氣體分子密度減小，要保證其壓強(qiáng)不變，氣體分子的平均速率要增大，即要吸收熱量，升高溫度，B對(duì)；對(duì)于一定量的氣體，溫度升高，分子的平均速率變大，但假設(shè)氣體體積增加得更多，氣體的壓強(qiáng)可能會(huì)降低，C錯(cuò)；根據(jù)內(nèi)能的定義可知，D對(duì)。答案ABD