高考物理 3-3固体、液体和气体课件

解析：A项的缝衣针不沉没是受表面张力的作用；B项水银 会成球状是因为表面张力；D也是表面张力的作用．选项C正 确．
答案：C
4．液体的饱和汽压随温度的升高而增大( ) A．其规律遵循查理定律 B．是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大 C．是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大 D．是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的 升高而增大
1．气体和气体分子运动的特点
2．气体的三个状态参量 (1) 压强 ； (2) 体积 ； (3) 温度． 3．气体的压强
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子 频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 压力．
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在 单位面积上
的压力．公式：p＝FS.
(3)常用单位及换算关系： ①国际单位： 帕斯卡，符号：Pa,1 Pa＝1 N/m2. ②常用单位： 标准大气压 (atm)；厘米汞柱(cmHg)． ③换算关系：1 atm＝ 76 cmHg＝1.013×105 Pa≈1.0×105 Pa.
解析：多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，选项A 错误；晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可 能发生变化，则内能就可能发生变化，故选项B错误；金属材 料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶 体，故选项C错误，D正确．
答案：D
2．(多选)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有 ()
图象
5.理想气体的状态方程 (1)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， 分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的 空间．

三、饱和汽、湿度 1．饱和汽与未饱和汽 (1)饱和汽：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：饱和汽压随温度而变．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．湿度 (1)定义：空气的潮湿程度． (2)描述湿度的物理量 ①绝对湿度：空气中所含 水蒸气 的压强． ②相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的 压强 与同一 温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即相对湿度(B) ＝同水温蒸下气水的的实饱际和压汽强压p1ps.
(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行 受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深 度处压强相等．
2．加速运动系统中封闭气体压强的求法 选与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．
2．理想气体及其状态方程 (1)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，分 子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空 间． (2)状态方程：pT1V1 1＝pT2V2 2或pTV＝恒量．
如图所示，光滑水平面上放有一质量为 M 的汽 缸，汽缸内放有一质量为 m 的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞， 活塞面积为 S.现用水平恒力 F 向右推汽缸，最后汽缸和活塞达 到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强 p.(已知外界大气 压为 p0)
【思维启迪】 选与气体相接触的活塞为研究对象，进行受 力分析，再利用牛顿第二定律列方程求解．

答案： ADE
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考点二 气体压强的产生与计算
1．产生的原因 由于大量气体分子无规则地运动而碰撞 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作气体 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。 3．气体压强求解的“两类模型” (1)活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 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。
选修3－3 热 学
第2讲 气体、固体与液体
考点一 固体和液体的性质 考点二 气体压强的产生与计算 考点三 气体实验定律的应用 考点四 气体状态变化的图象
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)只要是具有确定熔点的物体必定是 晶体，反之，必是非晶体。
则气体的压强为 p＝p0＋mSg。 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－mSg＝p0－ρ 液 gh。
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答案： ADE
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考点一 固体和液体的性质
3．(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是( ) A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关 B．增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽 C．降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽 D．空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大 E．干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大

密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在
汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均
绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝
提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次
达到平衡时，与初始状态相比( )．
Байду номын сангаас
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变
B．左右两边气体温度都升高
答案 B
4．(2010·福建理综)如图1－2－7所示，一定质量的理想 气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一 可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活 塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与 容器壁间的摩擦力，则被密封的气体________．(填选项前的字 母)
C．左边气体压强减小
D．右边气体内能的增加量等
于电热丝放出的热量
图 1－2－6
解析 虽然汽缸壁和隔板绝热，但右边气体由于电热丝通电 放出热量而温度升高，压强增大，从而推动隔板，隔板压缩左边 气体对其做功，没有热交换，故左侧气体内能一定增加，温度升
高，由pTV是常数，左边气体 V 变小，T 变大．故 p 一定变大，对 右边气体，由于最终还要达到平衡，则 p 变大，V 变大，T 一定 变大，由此可知，A 错误，B 正确，C 错误；又右边气体吸收电 热丝放出的热量后，由于对外做了功，故气体内能的增加量小于 电热丝放出的热量，故 D 错误．
图 1－2－5
C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做 功
D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增 加
解析 A→B，气体温度升高，分子平均动能增大，V增 大，气体对外做功，根据ΔU＝W＋Q，ΔU>0，W<0，所以Q>0， 故吸热，A错误．B→C，气体体积不变，分子数密度不变，＝C 知 ， 气 体 温 度 降 低 ， ΔU<0 ， W ＝ 0 ， Q<0 ， 故 放 热 ， B 错 误．C→A，气体压强不变，体积减小，温度降低，ΔU<0，W>0. 所以Q<0，C正确．经过一个循环，气体回复到原来状态，内能不 变，D错．

第2单元 固体、液体和气体
晶体和非晶体 [想一想] 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接
触其上一点，石蜡熔化的范围如图12－2－1中(1)、(2)、(3) 所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间
变化的关系如图(4)所示。则由此可判断出甲、乙、丙分别为 _______、_______、_______。
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饱和蒸汽、湿度 [记一记] 1．饱和蒸汽与未饱和蒸汽 (1)饱和蒸汽：与液体处于 动态平衡 的蒸汽。 (2)未饱和蒸汽：没有达到 饱和状态 的蒸汽。 2．饱和蒸汽压 (1)定义：饱和蒸汽所具有的 压强 。 (2)特点：饱和蒸汽压随温度而变。温度越高，饱和蒸汽 压 越大 ，且饱和蒸汽压与饱和蒸汽的体积 无关 。
图12－2－2 提示：液体表面张力，内能减少。
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[记一记] 1．液体的表面张力 (1)概念：液体表面各部分间 互相吸引 的力。 (2)作用：液体的 表面张力 使液面具有收缩到表面积最小 的趋势。 (3)方向：表面张力跟液面 相切 ，且跟这部分液面的分界 线 垂直 。 (4)大小：液体的温度越高，表面张力 越小 ；液体中溶有 杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力 越大 。
润造成的，与液体表面张力无关，符合题意，故A正确；由 于雨水表面存在表面张力，虽然布伞有孔，但不漏水，与表
面张力有关，故B错误；草叶上的露珠存在表面张力，它表 面的水分子表现为引力，从而使它收缩成一个球形，与表面
张力有关，故C错误；由于熔融的液态玻璃存在表面张力， 使表面收缩，表面积变小，因此玻璃细杆顶端被烧熔后变成
设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，
下列说法正确的有
图12－2－3 ()

解析：晶体被敲碎后，构成晶体的分子或原子的空间点阵结 构没有发生变化，仍然是晶体，A 错误；有些晶体在光学性质方 面是各向异性的，B 正确；同种元素构成的不同晶体互为该元素 的同素异形体，C 正确；如果外界条件改变了物质分子或原子的 排布情况，晶体和非晶体之间可以互相转化，D 正确；晶体熔化 过程中，分子势能发生变化，内能发生了变化，E 错误．
【解析】 (1)对活塞 C 受力分析，有 mg＝k2l－32l 解得 k＝2pl0S (2)对活塞 C，弹簧恢复原长时有 mg＋p0S＝pS 解得 p＝2p0 此时对汽缸 A、B 中的气体，根据玻意耳定律得，
p03l＋32lS＝p(2l＋x)S 解得 x＝14l
【答案】 (1)2pl0S (2)14l
解析：对圆块进行受力分析：重力 Mg，大气压的作用力 p0S， 封闭气体对它的作用力cpoSsθ，容器侧壁的作用力 F1 和 F2，如图 所示．由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力 为零，就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡， 故 p0S＋Mg＝cpoSsθcosθ，即 p＝p0＋MSg，D 正确．
2．如图所示，一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置，金属 圆块 A 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 θ，圆块的质量为 M，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大
气压强为 p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强 p 为( D )
A．p0＋MgScosθ B.cops0θ＋SMcogsθ C．p0＋MgcSos2θ D．p0＋MSg
(2018·全国卷Ⅰ)如图，容积为 V 的汽缸由导热材 料制成，面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽 缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K.开始时，K 关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为 p0.现将 K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V时，

4.气体实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律 ①内容：一定质量的某种气体，在 温度 不变的情况下，压强 p 与体积 V 成 反比 。 ②公式： p1V1 ＝p2V2 或 pV＝C(常量)。 (2)等容变化——查理定律 ①内容：一定质量的某种气体，在 体积 不变的情况下，压强 p 与热力学温度 T 成 正比 。
2.气体的温度 (1)物理意义 宏观上温度表示物体的冷热程度，微观上 温度 是分子平均动能的标志。 (2)国际单位 开尔文，简称开，符号： K 。 (3)热力学温度与摄氏温度的关系 T＝ t＋273K 。 3.气体的体积 气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，即气体所充满容器的容积。 国际单位：立方米，符号：m3 常用单位：升(L)、毫升(mL) 换算关系：1 m3＝103 L,1 L＝103 mL
由于组成晶体的微粒可以形成不同 晶体的多形性 的 空间点阵
3.液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 异性 ，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。 (2)液晶分子的位置无序使它像 液体 ，排列有序使它像 晶体 。 (3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是 杂乱无章 的。 (4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 发生改变 。
3.湿度 (1)定义：空气的 潮湿 程度。 (2)绝对湿度：空气中所含水蒸气 的压强。 (3)相对湿度：在某一温度下，空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比， 相对湿度(B)＝同水温蒸度气水的的实饱际和压汽强压p1ps×100%。
知识点 4 气体分子运动速率的统计分布 气体实验定律 理想气体 Ⅰ
二、对点激活 1．[晶体和非晶体的区别](多选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触石蜡层背面 上一点，石蜡熔化的范围分别如图(1)、(2)、(3)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间 变化的关系如图(4)所示。下列判断正确的是( ) A．甲、乙为非晶体，丙是晶体 B．甲、丙为晶体，乙是非晶体 C．甲、丙为非晶体，乙是晶体 D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 E．甲、乙、丙都是非晶体