【物理】2019届一轮复习人教版固体、液体和气体学案

【物理】2019届一轮复习人教版固体、液体和气体学案

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 ‎①作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.‎ ‎②方向：表面张力跟液面相切，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.‎ ‎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＝.‎ 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 ‎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.‎ ‎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)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，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 p1V1＝p2V2‎ ＝或 ＝ ＝或 ＝ 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：＝或＝C.‎ 自测3　教材P25第1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Ⅰ·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Ⅱ·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”‎ ‎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＋.‎ 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－＝p0－ρgh.‎ ‎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＋ρgh2＝pA.‎ 图2‎ 而pA＝p0＋ρgh1，‎ 所以气体B的压强为 pB＝p0＋ρg(h1－h2).‎ 例2　汽缸的横截面积为S，质量为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α，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.‎ 图3‎ 答案　p0＋ 解析　对活塞进行受力分析，‎ p气S′＝ 又因为S′＝ 所以p气＝＝p0＋.‎ 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＋　p0－ 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＋ 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－.‎ 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ρ，重力加速度为g，求各被封闭气体的压强.‎ 图5‎ 答案　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ρgh 丁：p0＋ρgh1‎ 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＋ρghS＝p0S 所以p甲＝p0－ρgh 在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知 pAS＋ρghS＝p0S p乙＝pA＝p0－ρgh 在图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有 pA′S＋ρghsin 60°·S＝p0S 所以p丙＝pA′＝p0－ρgh 在图丁中，以液面A为研究对象，由平衡条件得 p丁S＝(p0＋ρgh1)S 所以p丁＝p0＋ρgh1‎ 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＋ρg(h2－h1－h3)　pb＝p0＋ρg(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＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3).‎ 命题点三　气体状态变化的图象问题 ‎1.四种图象的比较 类别 特点(其中C为常量)‎ 举例 p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT ‎，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 ‎2.分析技巧 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析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：(1)在图7甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与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.‎ ‎(2)如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2TB，TB＝TC C.TA>TB，TBTC 答案　C 解析　由题中图象可知，气体由A到B过程为等容变化，由查理定律得＝，pA>pB，故TA>TB；由B到C过程为等压变化，由盖－吕萨克定律得＝，VB

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