2019年度高考物理一轮复习第十三章热学第2讲固体液体和气体学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 固体、液体和气体 一、固体和液体 1.固体 (1)固体分为 晶体 和 非晶体 两类 .石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是 晶体 .玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是 非晶体 . (2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 . (3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为 各向异性 .非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫做 各向同性 . 2.液体 (1)液体的表面张力 作用：液体的表面张力使液面具 有 收缩 的趋势 . 方向：表面张

2、力跟液面相切，跟这部分液面的分界线 垂直 . (2)毛细现象：指浸润液体在细管中 上升 的现象，以及不浸润液体在细管中 下降 的现象，毛细管越细，毛细现象越明显 . 3.液晶 (1)具有液体的 流动 性 . (2)具有晶体的光学各向 异 性 . (3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是 杂乱无章 的 . 自测 1 (多选 )下列现象中，主要是液体表面张力作用的是 ( ) A.水黾可以停在水面上 B.小木船漂浮在水面上 C.荷叶上的小水珠呈球形 D.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯 口，水仍不会流下来 答案 ACD 二、饱和汽、饱和汽压和相对湿度 1.饱和汽与未饱和

3、汽 (1)饱和汽：与液体处于 动态平衡 的蒸汽 . (2)未饱和汽：没有达到 饱和 状态的蒸汽 . 【 精品教育资源文库 】 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 越大 ，且饱和汽压与饱和汽的体积无关 . 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 . 自测 2 (多选 )干湿泡温度计的湿泡温度计与干泡温度计的示 数差距越大，表示 ( ) A.空气的绝对湿度越大 B.空气的相对湿度越小 C.空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近 D.空气中的水蒸气的绝

4、对湿度离饱和程度越远 答案 BD 解析 示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，即水蒸气的实际压强、绝对湿度离饱和程度越远，故 B、 D 正确， A、 C 错误 . 三、气体 1.气体压强 (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 的压力叫做气体的压强 . (2)决定因素 宏观上：决定于气体的温度和 体积 . 微观上：决定于分子的平均动能和分子的 密集程度 . 2.理想气体 (1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守 气体实验定律 的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体 . (2)

5、微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无 分子势能 . 3.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，一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，【 精品教育资源文库 】 压强与体积成反比 压强与热力学温度成正比 其体积与热力学温 度成正比 表 达 式 p1V1 p2V2 p1T1p2T2或 p1p2T1T2 V1T1V2T2或 V1V2T1T2 图象 4.理想气体的状态方程 一定质量的理想气体的状态方程： p1V1T1 p2V2T2或 pVT C. 自测 3 教材 P25 第 1

6、题改编 对一定质量 的气体来说，下列几点能做到的是 ( ) A.保持压强和体积不变而改变它的温度 B.保持压强不变，同时升高温度并减小体积 C.保持温度不变，同时增加体积并减小压强 D.保持体积不变，同时增加压强并降低温度 答案 C 命题点一 固体和液体性质的理解 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)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体； (4)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有 天然规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体； (5)晶体和非晶体

7、不是绝对的，在某些条件下可以相互转化； (6)液晶既不是晶体也不是液体 . 2.液体表面张力 (1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力； (2)表面特征：表面层中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张紧的【 精品教育资源文库 】 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：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小 . 例 1 (多选 )(2015 全国卷 33(1) 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

8、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，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 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 BCD 解析 晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项 A 错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项 B 正确；同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项 C 正确；晶体的分子排列结

9、构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项 D 正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E 错误 . 变式 1 (多选 )(2014 新课标全国 33(1) 下列说法正确的是 ( ) A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 答案 BCE 解析 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，选项 A 错误；空

10、中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项 B 正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项 C 正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，选项 D 错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度， 是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而温度会降低的缘故，选项 E 正确 . 命题点二 气体压强求解的 “ 两类模型 ” 【 精品教育资源文库 】 1.活塞模型 如图 1 所示是最常见的封闭气体的两种方式 . 图 1 对 “ 活塞模型 ” 类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程 .图甲中活塞的质量为 m，活

11、塞横截面积为 S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以 p0S mg pS. 则气体的压强为 p p0 mgS. 图乙中的液柱也可以看成一 “ 活塞 ” ，由于液柱处于平衡状态，所以 pS mg p0S. 则气体压强为 p p0 mgS p0 gh . 2.连通器模型 如图 2 所示， U 形管竖直放置 .根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体 B 和 A 的压强关系可由图中虚线所示的等高线联系起来 .则有 pB gh 2 pA. 图 2 而 pA p0 gh 1， 所以气体 B 的压强为 pB p0 g (h1 h2). 例 2 汽缸的横截面积为 S，质量

12、为 m 的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为 ，如图 3 所示，当活塞上放质量为 M 的重物时处于静止状态 .设外 部大气压强为 p0，若活塞与缸壁之间无摩擦 .重力加速度为 g，求汽缸中气体的压强 . 【 精品教育资源文库 】 图 3 答案 p0 m M gS 解析 对活塞进行受力分析， p 气 S m M g p0Ssin 又因为 S Ssin 所以 p 气 m M g p0SS p0 m M gS . 变式 2 如图 4 中两个汽缸质量均为 M，内部横截面积均为 S，两个活塞的质量均为 m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天 花板下 .两个汽缸内分别封

13、闭有一定质量的空气 A、 B，大气压强为 p0，重力加速度为 g，求封闭气体 A、 B 的压强各多大？ 图 4 答案 p0 mgS p0 MgS 解析 题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图 (a)所示，由平衡条件知 pAS p0S mg， 得 pA p0 mgS 题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图 (b)所示，由平衡条件知 p0S pBS Mg， 得 pB p0 MgS. 例 3 若已知大气压强为 p0，图 5 中各装置均 处于静止状态，液体密度均为 ，重力加速【 精品教育资源文库 】 度为 g，求各被封闭气体的压强 . 图 5 答案 甲： p0 gh 乙： p0 gh 丙： p0 3

14、2 gh 丁： p0 gh 1 解析 在图甲中，以高为 h 的液柱为研究对象，由平衡条件知 p 甲 S ghS p0S 所以 p 甲 p0 gh 在图乙中，以 B 液面为研究对象，由平衡条件知 pAS ghS p0S p 乙 pA p0 gh 在图丙中，以 B 液面为研究对象，由平衡条件有 pA S gh sin 60 S p0S 所以 p 丙 pA p0 32 gh 在图丁中，以液面 A 为研究对象，由平衡条件得 p 丁 S (p0 gh 1)S 所以 p 丁 p0 gh 1 变式 3 竖直平面内有如图 6 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，大气压强为 p0，重力加速度为 g，求空气柱 a、 b 的压强各多大 . 图 6 答案 pa p0 g (h2 h1 h3) pb p0 g (h2 h1) 解析 从开口端开始计算，右端大气压强为 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 g(h2 h1)，而