2015版高中物理(人教版选修3-3)教师用书：9.5 《固体、液体和物态变化》整合与评价 练习

大约在280年前,有位德国博士奥尔菲留斯发明了一台“永动机”——自动轮。

当时波兰国王把这位博士请到了波兰,并派人鉴定其真伪。

奥尔菲留斯把安装机器的房子与四周隔离,自动轮安装完毕并开始转动。

公证人亲自锁上了门,贴上了封条,派了两名卫兵昼夜看守这座房子。

两周以后启封开锁,轮子还在转动,于是再次上锁加封,又过了40天再次开封,轮子还在转,于是就给奥尔菲留斯颁发了鉴定证书。

从此以后奥尔菲留斯名声大噪,他周游欧洲列国展示他的自动轮,卖票赚了许多钱,并得到各国大人物的褒奖和舆论界的赞扬。

科学界一直认为这绝对是一个大骗局,并且悬赏1000马克给揭穿骗局的人。

最后骗局被博士先生的女仆揭穿了。

原来这间安放自动轮的房子里修了一个夹壁墙,只要有人在夹壁墙内牵动绳子,轮子就会转。

轮子不是“永动”的,而是“人动”的。

课时10.1功和内能1.知道什么是绝热过程,了解焦耳的两个实验的原理。

2.从热力学的角度认识内能的概念。

3.知道内能和功的单位是相同的,知道做功是改变内能的两种方式之一,理解做功与内能改变的数量关系。

4.通过焦耳实验的探究,培养学生的科学探索精神。

重点难点:建立内能概念;知道绝热过程中做功的数量仅由过程的始、末两个状态决定,不依赖于做功的具体过程和方式;采用类比法引入内能的定义。

从热力学的角度认识内能的概念,理解在绝热条件下做功与内能改变的关系。

教学建议:本节教学从演示实验出发,通过研究功和内能关系的实验,引入系统内能的概念,得出做功与系统内能变化之间的关系。

教学中应遵循如下的主要线索:第一,做好教科书中的演示实验,引导学生得出结论;第二,通过阅读,学生自主学习、介绍绝热过程;第三,分组讨论、协作完成探究焦耳实验,得出结论:在绝热过程中,只要做功的数值相同,系统温度上升的数值就相同,即系统的状态变化相同;第四,讨论交流,从力学重力做功与物体重力势能之间的联系中,类比引入表征系统状态的能量——内能;第五,区分和联系本节的内能定义与第七章中的内能定义。

第九章固体、液体和物态变化一、单选题1.液体与固体具有的相同特点是( )A．都具有确定的形状B．体积都不易被压缩C．物质分子的位置都确定D．物质分子都在固定位置附近振动2.下列关于液晶的说法中正确的是( )A．液晶是液体和晶体的混合物B．液晶分子在特定方向排列比较整齐C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光D．所有物质在一定条件下都能成为液晶3.大烧杯中装有冰水混合物,在冰水混合物中悬挂一个小试管,试管内装有冰,给大烧杯加热时,以下现象正确的是( )A．烧杯内的冰和试管内的冰同时熔化B．试管内的冰先熔化C．在烧杯内的冰熔化完以前,试管内的冰不会熔化D．试管内的冰始终不会熔化4.关于晶体和非晶体的下列说法中,正确的是( )A．黄金可以打造成类型不同的首饰,是非晶体B．金属整体表现为各向同性,故金属是非晶体C．化学成分相同的物质,只能生成同一晶体D．晶体的各向异性是由于组成晶体的微粒呈现有序排列的结果5.用内径很小的玻璃管做成的水银气压计,其读数比实际气压( )A．偏大B．偏小C．相同D．无法解释6.如图所示,一个有活塞的密闭容器(导热性良好)内盛有饱和水汽与少量的水,则可能发生的现象是( )A．温度保持不变,慢慢地推进活塞,容器内水的饱和汽压会增大B．温度保持不变,慢慢地推进活塞,容器内水的饱和汽压不变C．温度保持不变,慢慢地拉出活塞,容器内水的饱和汽压会减小D．不移动活塞而将容器放在沸水中,容器内水的饱和汽压不变7.某一固体具有一定的熔点,那么它( )A．一定是晶体B．一定是非晶体C．是多晶体D．不一定是非晶体8.如图所示,布满了肥皂膜的金属框架上有一段质量不计的棉纱,现将金属框架下半部分的肥皂膜刺破,则棉纱将是如图所示中的( )A．B．C．D．9.要使水在100 ℃以上沸腾,可以采用下列哪种方法( )A．移到高山上去烧B．在锅上加密封的盖C．在水中加盐D．加大火力10.下面说法正确的是 ( )A．鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿——毛细现象B．细玻璃棒尖端放在火焰上烧溶后尖端变成球形——表面张力C．粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象D．布做的雨伞,虽然纱线间有空隙,却不漏雨水——毛细现象二、多选题11.(多选)经研究发现,不是所有物质都具有液晶态,容易具有液晶态的分子有( )A．棒状分子B．碟状分子C．平板状分子D．单原子分子12.(多选)如图所示,ACBD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板.AB和CD是互相垂直的两条直径,把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好).关于圆板,下列说法正确的是( )A．圆板是非晶体B．圆板是多晶体C．圆板是单晶体D．圆板沿各个方向导电性能不同13.(多选)下列关于液晶的说法中正确的是( )A．所有物质都具有液晶态B．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化C．液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性D．液晶分子和固态、液态分子的排列相同三、计算题14.空气的温度是8 ℃,水的饱和汽压为8.05 mmHg,此时水汽的实际压强为6 mmHg,求相对湿度和绝对湿度.15.在大气压强为1.013×105Pa的条件下,要使m＝2.0 kg,t＝100 ℃的水全部变成水蒸气,至少需要多少热量？(水的汽化热L＝2.26×106J/kg)16.如图是萘晶体的熔化曲线,由图可知,萘的熔点是________,熔化时间为________.若已知萘的质量为m,固态时比热容为c1,液态时比热容为c2,熔化热为λ,试完成下列表格.四、填空题17.对于晶体来说,在熔化过程中,外界供给晶体的能量,是用来破坏晶体的分子结构,增加分子间的_____能,所以温度__________.18.当液体与固体接触时,液体与固体的接触面有收缩趋势,称为________现象.若液体和固体的接触面有扩大趋势,称为________现象.19.1982年,扫描隧道显微镜的问世,使人类第一次观察到原子在物质表面的排列状况.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照________排列的,具有空间上的________.20.衣服弄上蜡或油污时,只要将卫生纸放在有污处的上、下表面,然后用熨斗轻压该处,即可清除油污或蜡,这是利用________现象.21.有一块物质薄片,某人为了检验它是不是晶体,做了一个实验.他以薄片的正中央O为坐标原点,建立xOy平面直角坐标系,在两个坐标轴上分别取两点x1和y1,使x1和y1到O点的距离相等.在x1和y1上分别固定一个测温元件,再把一个针状热源放在O点,发现x1和y1点的温度都在缓慢升高.甲同学说：若两点温度的高低没有差异,则该物质薄片一定是非晶体.乙同学说：若两点温度的高低有差异,则该物质薄片一定是晶体.请对两位同学的说法作出评价.(1)甲同学的说法是________(选填“对”或“错”)的；理由是_____________________.(2)乙同学的说法是________(选填“对”或“错”)的；理由是_____________________.答案解析1.【答案】B【解析】固体具有确定的形状,而液体具有流动性,没有一定的形状,A错.固体、液体的分子排列都很紧密,分子间作用力都很强,因此体积都不易被压缩,B对.但是液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是不稳定的,因此C、D错误.2.【答案】B【解析】液晶是某些特殊的有机化合物,在某些方向上分子排列规则,某些方向上杂乱,液晶本身不能发光,所以选项A、C、D错误,选项B正确.3.【答案】C【解析】熔化需要满足两个条件：达到熔点和继续吸热.烧杯中冰水混合物温度与试管中的冰达到热平衡时温度相等,不发生热传递,因此在烧杯内的冰熔化完以前,试管内的冰不会熔化.4.【答案】D【解析】多数金属都是晶体,A、B错误；由于物质微粒的排列方式不同,化学成分相同的物质,可能生成多种晶体,C错误；晶体的各向异性是由于组成晶体的微粒呈现有序排列的结果,D正确.5.【答案】B【解析】因为水银不浸润玻璃,所以玻璃管中的水银呈凸形；因为玻璃管很细,会发生毛细现象,使水银柱下降,所以气压计的读数应比实际气压偏小,选项B正确.6.【答案】B【解析】慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞,密闭容器内体积发生变化,而温度保持不变,饱和汽的压强只和温度有关,与体积无关,故选项A、C错,B正确.不移动活塞而将容器放入沸水中,容器内温度升高,水的饱和汽压增大,选项D错误.7.【答案】A【解析】无论是单晶体还是多晶体都有一定的熔点.8.【答案】D【解析】液体有收缩成最小的趋势.9.【答案】B【解析】气压增大,水的沸点升高,在高山上,气压低,沸点下降；而在锅上加密封的盖,锅内气压增大；水中含杂质,沸点降低；加大火力并不能升高沸点.10.【答案】B【解析】A是不浸润现象,B是表面张力,C是毛细现象,D是表面张力.11.【答案】ABC【解析】12.【答案】CD【解析】13.【答案】BC【解析】并不是所有物质都具有液晶态,故A错误.当液晶通电时导通,排列变得有秩序,使光线容易通过；不通电时排列混乱,阻止光线通过.所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,故B正确.液晶是像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征的一类物质.所以液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,故C正确.液晶可以流动,所以和固态分子排列不相同,但液晶不可以像液体一样任意流动,所以和液态分子排列不相同,故D错误.14.【答案】74.5% 6 mmHg【解析】由相对湿度的计算公式可得相对湿度＝×100%＝74.5%.绝对湿度即水汽的实际压强,为6 mmHg.15.【答案】4.52×106J【解析】100 ℃水全部变成水蒸气.需要吸收的热量：Q＝mL＝2×2.26×106J＝4.52×106J16.【答案】T2t2－t1【解析】17.【答案】分子势能不变【解析】晶体熔化时所吸收的能量仅用于破坏分子结构,增加分子势能,温度不变,分子动能不变.18.【答案】不浸润浸润【解析】19.【答案】一定的规则周期性【解析】20.【答案】毛细【解析】蜡和油污被加热后,可通过卫生纸的纤维发生毛细现象而进入到卫生纸内,所以是利用了毛细现象.21.【答案】(1)错因为有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的(或两个特定方向上的同性并不能说明各个方向上都同性) (2)对因为只有晶体才具有各向异性【解析】单晶体中,物质微粒的排列顺序及物质结构在不同方向上是不一样的,因此单晶体表现出各向异性.而非晶体中,物质微粒排列顺序及物质结构在不同方向是一样的,因此非晶体表现出各向同性.对于多晶体,由于其中小晶粒是杂乱无章地排列的,因此也表现出各向同性.由此可知,表现出各向同性的不一定是非晶体,而表现出各向异性的一定是晶体.。

见过如图所示的水黾等昆虫在水面上快速爬行的情形吗?这种本事让人们多么羡慕啊!多少练武功的人付出许多艰辛也没有练出这种“水上漂”的功夫,只能在屏幕上欣赏它。

难道这些昆虫真有这么厉害的功夫吗?你想知道这其中的奥秘吗?还有,什么是液晶?液晶显示制作的电脑、电视,其原理是什么?黄金真的是黄的吗?在纳米尺寸条件下还是这样吗?为什么有“下雪不冷化雪冷”的说法呢?要想知道这些问题的答案,我们一起来学习吧。

课时9.1固体1.知道固体分为晶体和非晶体两大类,知道晶体分为单晶体和多晶体。

2.知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。

3.了解晶体的空间点阵结构,用结构决定性质的观点认识晶体物理性质的各向异性。

4.了解固体材料在生活、生产、科学研究等方面的应用。

重点难点:晶体和非晶体、单晶体和多晶体在外形与物理性质上的差别。

认识晶体的空间点阵结构及其物理性质的各向异性,根据晶体和非晶体的物理特性进行辨别。

教学建议:本节内容是了解性的知识,要求较低,只简要讲述晶体的特征,晶体与非晶体的区别,以及固体的微观结构,了解晶体的各向异性的物理特性。

给学生一个相对完整的知识体系,引起学生对研究固体性质有关知识的兴趣和求知欲,这是教材编写的主要意图之一。

教学时要注意把握深度和广度,不宜讲得太多、太深。

在教法上,由于学生对这一节内容的生活经验相对贫乏,要多用晶体实物、图片、多媒体进行展示,要做好相关的实验,让学生去观察、去认识晶体的有关特征和物理特性。

导入新课:生活中我们遇到很多奇怪的现象,无论什么形状的雪花,它们的边角连线总是正六边形;同样是由碳原子组成,但石墨和金刚石的硬度却有着天壤之别。

为什么这些事物会呈现特殊的物理性质?1.晶体和非晶体(1)固体可以分为①晶体和②非晶体两类。

石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精、蔗糖等是③晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是④非晶体。

(2)单晶体具有⑤确定的几何形状,多晶体和非晶体⑥没有确定的几何形状;晶体有⑦确定的熔点,非晶体⑧没有确定的熔点。

课时9.4物态变化中的能量交换1.了解固体的熔化热,并知道不同固体有不同的熔化热。

2.了解液体的汽化热,了解液体变为气体时吸收热量是为了克服分子引力做功和克服大气压力做功。

3.了解气体液化在生产、生活与科学技术中的应用。

4.会用熔化热和汽化热计算物态变化中的有关问题,体会能的转化与守恒在物态变化中的应用。

重点难点:知道熔化和熔化热、汽化和汽化热的概念,会用熔化热和汽化热处理有关问题。

会用微观结构的变化解释熔化热、汽化热。

教学建议:本节教材内容理论性、应用性很强,重点是让学生了解熔化及熔化热、汽化及汽化热的概念,物态变化时能量是怎样转化的,对吸热或放热的判断,热量怎样计算,等等。

学生学习时应重点探讨从微观结构用能量观点对熔化热和汽化热加以认识、解释,探究影响因素。

在教法上列举生活、生产、科技应用中的现象说明、解释;用图表数据和汽化热随温度的变化曲线进行说明;通过例题加深学生对内容的理解和记忆。

导入新课:冰箱是现代家庭常用的一种电器,有了冰箱,我们的许多食物都能够得到很好的保鲜和储存。

那么,你知道冰箱能够制冷的原理吗?1.熔化热熔化(1)熔化指的是物质从①固态变成②液态的过程,而凝固则是熔化的③逆过程,熔化过程吸热。

(2)晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比,称作这种晶体的④熔化热。

2.汽化热汽化(1)汽化是指物质从⑤液态变成⑥气态的过程,而液化则是汽化的逆过程,汽化过程吸热。

(2)液体汽化成同等温度的气体时所需的能量与其质量之比,称作这种物质在这个温度下的⑦汽化热。

1.100 ℃的水和100 ℃的水蒸气都可能烫伤人,但往往水蒸气烫伤人的后果严重一些,这是什么原因?解答:水蒸气烫伤人时有个液化的过程,水蒸气在液化变成100 ℃的水时会放出大量的热,故水蒸气烫伤人的后果更严重。

2.俗话说“下雪不冷化雪冷”,你知道这是什么原因吗?天热的时候人为什么会出汗?出汗时如果再吹电风扇会感到更凉爽,你能用所学知识解释这些生活现象吗?解答:因为雪融化时要吸收大量的热,所以化雪时更冷。

第九章固体．液体和物态变化知识点总结一．固体1．固体分类：固体可分为晶体和非晶体两类。

2．晶体与非晶体的区别比较内容固体分类宏观外形物理性质非晶体( 玻璃沥青石蜡等)没有确定的几何形状(1)没有固定熔点(2)导电．导热．光学性质表现为各向同性晶体单晶体(单个晶体颗粒)有天然规则的几何形状(1)有确定的熔点(2)导热．导电．光学性质表现为各向异性多晶体(多个晶体颗粒)没有确定的几何形状(1)有确定的熔点(2)导热．导电．光学性质表现为各向同性3．晶体的微观结构(1)规则性：单晶体的原子(分子．离子)都是按照各自的规则排列，具有空间上的周期性。

(2)变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。

有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。

二．液体1．液体的微观结构(1)分子距离：液体分子之间的距离比气体分子间距小得多，比固体分子之间距离略大。

(2)流动性：液体没有固定的形状，而且液体能够流动。

(3)分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小。

2．液体的表面张力(1)表面层：液体与气体接触的表面形成的薄层。

(2)表面张力：使液体的表面绷紧的力或说促使液体表面收缩的力。

(3)液体表面张力的形成液体表面分子间距特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏。

分子力特点：液体内部分子间引力．斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离变大，分子力表现为引力。

表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。

表面张力的方向：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)表面张力的作用：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，球的表面积最小。

例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。

(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形) 3．浸润．不浸润．毛细现象(1)浸润：一种液体会浸湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。

《液体》第一课时教学设计教材分析：《液体》是人教版高中物理选修 3-3 第九章第二节的内容。

本节内容是“分子动理论”的具体应用。

本节课从液体的微观结构、液体的表面张力、浸润和不浸润三部分进行述。

承接分子动理论和各物态变化关系等内容，又为本节后面液起着承上启下的重要作用。

学情分析：高二学生已经具备了一定的物理知识基础，具有一定的观察、综合分析的能力。

但学生对生活中的物理现象缺乏一定的认知理解，需要老师进一步的分析。

教学目标：1、知识与技能（1）以对比固体的性质来学习液体的微观特点，了解液体的微观结构（2）结合自制泡泡水、金属环等进行实验，逐步地分析并掌握液体的表面张力的产生原因、大小和方向（3）用自己的语言说出浸润和不浸润概念并能对不同现象区分。

2、过程与方法（1）通过对比固体与液体性质的方法理解液体的微观特性，培养独立思考能力（2）观察各种演示实验并参与探究、讨论和分析，学习从物质的分子间作用力解释宏观现象的方法3、情感、态度与价值观（1）领会生活中的叶片上水珠呈球形等物理现象，培养对自然现象的观察能力（2）经历对回形针、金属环、硬币等演示实验的观察、分组实验，参与、交流，养成积极探索的科学态度和合作精神教学重点：（1）液体表面张力的产生原因、大小和方向.（2）浸润与不浸润及毛细现象教学难点液体表面张力的方向教学设计及理念为突出重点，突破难点，全面提高学生素质，培养学生的能力，并激发学生的学习兴趣，使学生深刻认识液体微观结构以及液体表面张力的产生原因、大小、方向等知识内容，在教学过程中采用与生活中相贴切的视频及自然图片等引入，引导学生提出猜想，结合猜想进行分组实验：硬币“浮沉”实验、金属环实验，并对实验进行分析，逐步激发学生的兴趣，依据实验设计的层层递进，依次对液体表面张力的产生原因、大小、方向以及浸润和不浸润现象的了解和掌握。

同时结合微观图分析,使学生理解。

与理本课设计力求体现“以提高全体学生的科学素养为主要目标”；“满足每个学生的发展基本需求”；“注重科学探究，提倡学习方式多样化”等课程标准的基本理念，体现“以学生为主体，师生平等交流共同探索”的教学思想。