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1、第第2课时固体、液体与气体课时固体、液体与气体 考点一考点一 固体与液体的性质固体与液体的性质1单晶体、多晶体、非晶体的判断单晶体、多晶体、非晶体的判断判断固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有判断固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性质是各向异性还是各向同性多晶体和非晶体都具质是各向异性还是各向同性多晶体和非晶体都具有各向同性，但多晶体有固定的熔点，非晶体没有各向同性，但多晶体有固定的熔点，非晶体没有同时，还要知道一些常见的晶体和非晶体，如有同时，还要知道一些常见的晶体和非晶体，如所有的金属都是晶体所
2、有的金属都是晶体2对液体表面张力的理解对液体表面张力的理解(1)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分形成原因：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子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力(2)表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表表面特性：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，分面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内部的分子势能子势能大于液体内部的分子势能(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线各条分界线(4)表面张力的效果：表
3、面张力使液体表面具有收缩表面张力的效果：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，球形的表面积最小件下，球形的表面积最小(5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系温度都有关系【例例1】(多选多选)(2015课标全国课标全国I卷卷)下列说法正确的是下列说法正确的是()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，有些晶体在不同固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
4、的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，在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变内能也保持不变解析：解析：晶体有固定的熔点晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小并不会因为颗粒的大小而改变而改变，即使敲碎为小颗粒即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体仍旧是晶体，选项选项A错误；根据是否有
5、固定的熔点错误；根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶可以把固体分为晶体和非晶体两类体和非晶体两类，晶体有各向异性晶体有各向异性，选项选项B正确；正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项，如金刚石和石墨，选项C正确；晶正确；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，反之亦然反之亦然，选项选项D正确；熔化过程中正确；熔化过程中，晶体要吸热晶体要吸热，温度不变温度不变，但是内能增大但是内能增大，选项选项E错误错误答案：答案：BCD1(多选多选)(20
6、16豫北六校联考豫北六校联考)人类对物质属性的认识人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是()A液体的分子势能与体积有关液体的分子势能与体积有关B晶体的物理性质都是各向异性的晶体的物理性质都是各向异性的C温度升高，每个分子的动能都增大温度升高，每个分子的动能都增大D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用露珠呈球状是由于液体表面张力的作用解析：解析：液体体积与分子间相对位置相联系液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观从宏观上看上看，分子势能与体积有关分子势能与体积有关，A正确；多晶体表现正确；多晶体表现各向同性各向同性，B错误；温度
7、升高错误；温度升高，分子平均速率增大分子平均速率增大，但每个分子的动能不一定都增大但每个分子的动能不一定都增大，C错误；露珠表错误；露珠表面张力使其表面积收缩到最小面张力使其表面积收缩到最小，呈球状呈球状，D正确正确答案：答案：AD 考点二考点二 气体实验定律及理想气体气体实验定律及理想气体 状态方程的应用状态方程的应用1理想气体状态方程与气体实验定律的关系理想气体状态方程与气体实验定律的关系(1)当当m不变、不变、T1T2时，时，p1V1p2V2(玻意耳定律玻意耳定律)(2)当当m不变、不变、V1V2时时(查理定律查理定律)(3)当当m不变、不变、p1p2时，时，(盖盖吕萨克定律吕萨克定律)
8、2利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路【例例2】(2015课标全国课标全国II卷卷)如图所示，一粗如图所示，一粗细均匀的细均匀的U形管竖直放置，形管竖直放置，A侧上端封闭，侧上端封闭，B侧上侧上端与大气相通，下端开口处开关端与大气相通，下端开口处开关K关闭，关闭，A侧空侧空气柱的长度为气柱的长度为l10.0 cm，B侧水银面比侧水银面比A侧的高侧的高h3.0 cm，现将开关，现将开关K打开，从打开，从U形管中放出部形管中放出部分水银，当两侧的高度差为分水银，当两侧的高度差为h110.0 cm时，将时，将开关开关K关闭，已知大气压强关闭，已知大
9、气压强P075.0 cmHg.(1)求放出部分水银后求放出部分水银后A侧空气柱的长度；侧空气柱的长度；(2)此后再向此后再向B侧注入水银，使侧注入水银，使A、B两侧的水银两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度达到同一高度，求注入水银在管内的长度解析：解析：(1)以以cmHg为压强单位为压强单位，设设A侧空气长度侧空气长度l10.0 cm 时压强为时压强为p；当两侧水银面的高度差为；当两侧水银面的高度差为h110.0 cm 时时，空空气柱的长度为气柱的长度为l1，压强为压强为p1，由玻意耳定律得由玻意耳定律得plp1l1，由力学平衡条件得由力学平衡条件得pp0h.打开开关打开开关K放出水
10、银的过程中放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为侧水银面处的压强始终为p0，而而A侧水银面处的压强随空气柱的长度增加逐渐减小侧水银面处的压强随空气柱的长度增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小两侧水银面的高度差也随之减小，直至，直至A侧水银高出侧水银高出B侧水银面侧水银面h1为止为止，由力学平衡有由力学平衡有p1p0h1.并代入数据得并代入数据得l112.0 cm.(2)当当A、B两侧水银面达到同一高度时两侧水银面达到同一高度时，设设A侧空气柱侧空气柱的长度为的长度为l2，压强为压强为p2，由玻意耳定律得由玻意耳定律得plp2l2，由力学平衡条件可知由力学平衡条件可知p2p0.代
11、入数据得代入数据得l210.4 cm.设注入的水银柱在管内的长度为设注入的水银柱在管内的长度为h，依题意得依题意得h2(l1l2)h113.2 cm.答案：答案：(1)12.0 cm(2)13.2 cm2(2016武汉模拟武汉模拟)如图所示，气缸长如图所示，气缸长L1 m，固定在水平，固定在水平面上，气缸中有横截面积面上，气缸中有横截面积S100 cm2 的光滑活塞封闭了一定的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度质量的理想气体，当温度t27 ，大气压强，大气压强p01105 Pa时，时，气柱长气柱长L00.4 m现缓慢拉动活塞，拉力最大值现缓慢拉动活塞，拉力最大值F500 N.(1)温度保
12、持不变，能否将活塞从气缸中拉出？温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？(2)要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少为多少摄氏要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少为多少摄氏度？度？解析：解析：(1)初始状态即温度初始状态即温度t27 时时，L1L00.4 m，p1p01105 Pa，T1300 K.设设L有足够长有足够长，F达最大值时活塞仍在气缸内达最大值时活塞仍在气缸内，设此时气柱长，设此时气柱长为为L2，气体压强为气体压强为p2，根据活塞受力平衡可得根据活塞受力平衡可得p2SFp0S，代入数据解得代入数据解得p20.5105 Pa.根据玻意耳定律有根据玻意耳定律有p1V1p2V2，即即
13、p1SL1p2SL2，代入数据代入数据，可得可得L20.8 m.因为因为L2L，所以不能将活塞拉出所以不能将活塞拉出 考点三考点三 气体状态变化的图象问题气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较：一定质量的气体不同图象的比较：【例例3】(2015泉州模拟泉州模拟)如图所示为一定质量的理想如图所示为一定质量的理想气体的压强气体的压强p与体积与体积V关系图象，它由状态关系图象，它由状态A经等容过程经等容过程到状态到状态B，再经等压过程到状态，再经等压过程到状态C.设设A、B、C状态对应状态对应的温度分别为的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是，则下列关系式中正确的是()AT
14、ATB，TBTB，TBTCCTATB，TBTC气体状态变化的图象的应用技巧气体状态变化的图象的应用技巧(1)求解气体状态变化的图象问题求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程质量的理想气体状态变化的一个过程(2)在在VT图象图象(或或pT图象图象)中中，比较两个状态的压强比较两个状态的压强(或或体积体积)大小大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大
15、可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小小，其规律是：斜率越大其规律是：斜率越大，压强压强(或体积或体积)越小；斜率越越小；斜率越小小，压强压强(或体积或体积)越大越大技技 巧巧 总总 结结3(2016衡水模拟衡水模拟)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态气体气体开始处于状态A，由过程，由过程AB到达状态到达状态B，后，后又经过程又经过程BC到达状态到达状态C，如图所示设气体在状态，如图所示设气体在状态A时时的压强、体积和温度分别为的压强、体积和温度分别为pA、VA和和TA.在状态在状态B时的体时的体积为积为VB，在状态，在状态C时的温度为时的温
16、度为TC.求：求：(1)气体在状态气体在状态B时的温度时的温度TB；(2)气体在状态气体在状态A的压强的压强pA与状态与状态C的压强的压强pC之比之比气体压强的计算气体压强的计算1系统处于平衡状态下的气体压强计算方法系统处于平衡状态下的气体压强计算方法(1)液体封闭的气体压强的确定液体封闭的气体压强的确定平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强利用它的受力平衡，求出气体的压强取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两
17、侧压强相等建立方程在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强求出压强液体内部深度为液体内部深度为h处的总压强处的总压强pp0gh. 方方 法法 技技 巧巧 思思 维维 提提 升升(2)固体固体(活塞或气缸活塞或气缸)封闭的气体压强的确定封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体压强压强2加速运动系统中封闭气体压强的计算方法加速运动系统中封闭气体压强的计算方法一般选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力一般选与
18、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分析，利用牛顿第二定律列方程求解典例典例如图所示，一个横截面积为如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直的圆筒形容器竖直放置，金属圆块放置，金属圆块A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为下表面与水平面的夹角为，圆块的质量为，圆块的质量为M，不计圆块，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭，则被圆块封闭在容器中的气体的压强在容器中的气体的压强p为为()Ap0Mgcos /S Bp0/cos Mg/( Scos )
19、Cp0Mgcos2/S Dp0Mg/S思路导引思路导引 恰当选取研究对象恰当选取研究对象，根据其受力情况求根据其受力情况求得气体的压力得气体的压力，从而求得气体的压强从而求得气体的压强解析：解析：对圆块进行受力分析对圆块进行受力分析，其受重力其受重力Mg，大气压的大气压的作用力作用力p0S，封闭气体对它的作用力封闭气体对它的作用力pS/cos ，容器侧容器侧壁的作用力壁的作用力F1和和F2，如图所示如图所示由于不需要求出侧壁的作用力由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方所以只考虑竖直方向合外力为零向合外力为零，就可以求被封闭的气体压强圆块就可以求被封闭的气体压强圆块在竖直方向上合外力为零在竖直方向上合外力为零，有有p0SMg(pS/cos )cos ，pp0Mg/S.故故D选项正确选项正确答案：答案：D
高考物理 第十一章 热学（第2课时）固体、液体与气体
