（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第十二章 热学 第2讲 固体、液体和气体课件

1、第十二章热学 第2讲固体、液体和气体 大一轮复习讲义 NEIRONGSUOYIN 内容索引 过好双基关 研透命题点 随堂测试 回扣基础知识 训练基础题目 细研考纲和真题 分析突破命题点 随堂检测 检测课堂学习效果 课时作业 限时训练 练规范 练速度 过好双基关 一、固体 晶体与非晶体的比较 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体多晶体 外形规则不规则_ 熔点确定_不确定 物理性质各向异性_各向同性 转化晶体和非晶体在一定条件下可以_ 典型物质石英、云母、明矾、食盐玻璃、橡胶 不规则 确定 各向同性 转化 二、液体和液晶 1.液体的表面张力 (1)作用：液体的表面张力使液面具有 的趋势. (2)方向：

2、表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线 . 2.液晶的物理性质 (1)具有液体的 性. (2)具有晶体的光学各向 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_ 的. 收缩 垂直 流动 异 杂乱 无章 自测1(多选)下列说法正确的是 A.单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 B.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性 C.通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体 D.液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 解析单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体熔点不固定，A错误. 单晶体中原子(或分子、离子)的排列是规则的，具有空间周期性，表

3、现为各向 异性，B正确. 通常金属显示各向同性，是多晶体，C错误. 液晶的名称由来就是由于它具有液体的流动性和晶体的各向异性，D正确. 三、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 的蒸汽. (2)未饱和汽：没有达到 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 ，且饱和汽 压与饱和汽的体积无关. 动态平衡 饱和 越大 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. 自测2(多选)(2017南京市、盐城市一模)在潮湿天气里，若空气的相对湿度 为98%，洗过的衣服不容易晾干

4、，这时 A.没有水分子从湿衣服中飞出 B.有水分子从湿衣服中飞出，也有水分子回到湿衣服中 C.空气中水蒸气的实际压强略小于同温度水的饱和汽压 D.空气中水蒸气的实际压强比同温度水的饱和汽压小很多 四、气体 1.气体分子运动的特点 (1)气体分子间距 ，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的 作用，故气体能充满它能达到的整个空间. (2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时刻变化，大量分子的速率按 “ ”的规律分布. (3)温度升高时，速率小的分子数 ，速率大的分子数 ，分子的平均速 率将 ，但速率分布规律不变. 很大 中间多，两头少 减少增多 增大 2.气体压强 (1)产生的原因 由

5、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 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 . 微观上：决定于分子的平均动能和分子的 . 单位面积上 体积 密集程度 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 p1V1p2V2 _ 图象 4.理想气体的状态方程 (1)理想气体 宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终

6、遵守 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. 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 . (2)理想气体的状态方程 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例. 气体实验定律 分子势能 5.气体实验定律的微观解释 (1)等温变化 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能 .在这种情 况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强 . (2)等容变化 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持 .在这 种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强 . (3)等压变化 一定质量的某种理想气体，温度升高时

7、，分子的平均动能 .只有气体的体 积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强 . 不变 增大 不变 增大 增大 不变 自测3某同学利用DIS实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计 算机屏幕显示如图1所示的pt图象.已知在状态B时气体的体积为VB3 L，问： (1)气体由AB，BC各做什么变化？ 图1 答案AB做等容变化BC做等温变化 解析AB做等容变化，BC做等温变化 (2)气体在状态C的体积是多少？ 答案2 L 解析pB1.0 atm，VB3 L，pC1.5 atm 根据玻意耳定律，有pBVBpCVC 解得VC2 L 研透命题点 命题点一晶体与非晶体 对晶体与非晶体的认识 (1)

8、不能仅凭有无规则的外形判定某些物质是晶体还是非晶体. (2)晶体中的单晶体具有各向异性，但并不是在各种物理性质上都表现出各向 异性.例如，铜的机械强度在各方向上存在差异，而其导热性和导电性则表现 为各向同性. (3)非晶体不稳定，经过适当时间后，会向晶体转变；而有些晶体在一定条件 下也可以转化为非晶体. (4)同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是 晶体还是非晶体，并不是绝对的. 例1(多选)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

9、列方式不同而成为不同的晶体 D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 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 变式1(多选)(2018江苏一模)2017年5月，中国首次海域天然气水合物(可燃冰) 试采成功.可燃冰是一种晶体，它是天然气的固体状态(因海底高压)，学名天然 气水化合物，其化学式为CH48H2O.研究表明1 m3的可燃冰可转化为164 m3的 天然气(CH4)和0.8 m3的水(已转化为标准状态)，下列关于晶体和非晶体的说法 中正确的是 A.晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 B.晶体都有确定的几何形状，非晶体没有确定的几

10、何形状 C.制作晶体管、集成电路多用多晶体 D.云母片导热性能各向异性，说明云母片是晶体 解析晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故A正确； 单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有规则的几何形状，故B 错误； 制作晶体管、集成电路多用单晶体，故C错误； 多晶体与非晶体具有各向同性，单晶体具有各向异性，云母片导热性能各向 异性，说明云母片是晶体，故D正确. 命题点二液体表面张力 液体表面张力 (1)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. (2)表现特性：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. (3

11、)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：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，球形的表面积最小. 例2(多选)把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松驰状态.将铁丝环 浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是 松驰的，如图2所示，用烧热的针刺破某侧的薄膜，观察到棉线的形状，图中 所标的箭头方向合理的是 图2 变式2(2018南通市、泰州市一模)下列现象与液体表面张力无关的是 A.透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水 B.在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形 C.把玻

12、璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端会变钝 D.把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开 命题点三饱和汽压与湿度 与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和汽，在一定温度下饱和汽的分子数密度是一 定的，所以饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压.由 此可见饱和汽压与温度有关，随温度升高蒸汽分子数密度增加，如图3所示， 饱和汽压与饱和汽的体积无关. 图3 例3(2018江苏单科12A(1)如图4所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱 布的下端浸在水中.纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气 温度.空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则 A.空气的相对湿度减小 B

13、.空气中水蒸气的压强增大 C.空气中水的饱和汽压减小 D.空气中水的饱和汽压增大 图4 解析温度计示数减小说明水在蒸发，是因为空气中的相对湿度减小了，故 A正确； 水的饱和汽压与温度有关，温度不变，水的饱和汽压不变，空气的相对湿度 减小，所以空气中水蒸气的压强减小，故B、C、D错误. 变式3(2018南通市等七市三模)1912年，英国物理学家威尔逊发明了观察带 电粒子运动径迹的云室，结构如图5所示，在一个圆筒状容器中加入少量酒精， 使云室内充满酒精的饱和蒸汽.迅速向下拉动活塞，室内气体温度 (选填 “升高”“不变”或“降低”)，酒精的饱和汽压 (选填“升高”“不变” 或“降低”). 图5 降低

14、 降低 命题点四气体实验定律 1.应用状态方程解题的一般步骤 (1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体； (2)确定气体在始、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； (3)由状态方程列式求解； (4)讨论结果的合理性. 2.两个推论 例4(2018南通市、泰州市一模)如图6所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意 图，活塞只在受到压力时才向下移动.倒入热水后，活塞a的下表面与液面相距 h.两者间密闭有一定质量的气体，密闭气体的压强等于外界大气压强p0，密闭 气体温度为T1. (1)经过一段时间温度降至T2，此时瓶内气体的压强多大？ 图6 (2)当温度降至T2时，要把瓶中的水压出瓶外，活塞

15、a至少应下降多少距离？(设 压活塞过程中气体温度不变) 图6 变式4(2018扬州市一模)如图7所示，开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置， 开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27 ，压强为0.9105 Pa，体 积为1103 m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67 时 活塞是否离开卡口.(已知外界大气压强p01105 Pa) 图7 答案见解析 解析活塞刚好离开卡口时，压强为：p2p0， 代入数据得：T2333 K， 因为67 340 K333 K，故活塞已经离开卡口. 变式5(2018南师附中5月模拟)某柴油机的汽缸容积为0.83103 m3，压缩前 其中空气的温度为4

16、7 、压强为0.8105 Pa.在压缩过程中，活塞把空气压缩到 原体积的 ，压强增大到4106 Pa.若把汽缸中的空气看做理想气体，试估算这 时空气的温度. 答案668 解析空气初状态的状态参量为p10.8105 Pa，V10.83103 m3，T1320 K； 命题点五气体状态变化的图象问题 1.三个实验定律的对比 过程 类别 图线 特点举例 等温 过程 pV pVCT(其中C为恒量)，即pV之积 越大的等温线温度越高，线离原点 越远 pCT，斜率kCT，即斜率越大， 温度越高 2.气体状态变化的图象问题分析 (1)解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气 体的一个平

17、衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线 段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程. (2)在应用气体图象分析问题时，一定要看清纵、横坐标所代表的物理量，同 时要注意横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度. (3)在VT图象(或pT图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比 较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积) 越小；斜率越小，压强(或体积)越大. 例5图8甲是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象. 已知气体在状态A时的压强是1.5105 Pa. 图8 (1)说出AB过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图

18、甲中TA 的温度值； 答案见解析 解析从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以AB是等压变化， 即pApB. (2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的pT图象， 并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值， 请写出计算过程. 答案见解析 则可画出气体由状态ABC的pT图象如图所示. 变式6(2018东台创新学校月考)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空 气等温压缩，空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V关系的是 命题点六气体热现象的微观解释 温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确

19、定的， 温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大. 例6(2018江苏单科12A(2)一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度 下其分子速率分布的情况见下表.则T1 (选填“大于”“小于”或“等 于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏 后的容器中，速率处于400500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比 (选 填“大于”“小于”或“等于”)18.6%. 各速率区间的分子数占 总分子数的百分比/% 温度T1温度T2 100以下0.71.4 1002005.48.1 20030011.917.0 30040017.421.4

20、40050018.620.4 50060016.715.1 60070012.99.2 7008007.94.5 8009004.62.0 900以上3.90.9 答案大于等于 解析温度升高，速率大的分子比例较大，故T1T2. 温度一定，气体分子速率分布情况不变，故泄漏前后速率处于400500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比保持不变. 变式7(多选)(2018盐城市三模)如图9所示为氧气在0 和100 两种不同情 况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系.下列说 法正确的是 A.甲为0 时情形，速率大的分子比例比100 时少 B.乙为0 时情形，速率大的分子比例

21、比100 时少 C.甲为100 时情形，速率大的分子比例比0 时多 D.乙为100 时情形，速率大的分子比例比0 时多 图9 随堂测试 1.(2018苏锡常镇二模)关于图10中实验及现象的说法，正确的是 1234 图10 A.图甲说明薄板是非晶体 B.图乙说明气体速率分布随温度变化且T1T2 C.图丙说明气体压强的大小既与分子动能有 关也与分子的密集程度有关 D.图丁说明水黾受到了浮力作用 2.(2018苏州市期初调研)下列说法正确的是 A.高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区的温度较低 B.液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出 C.水的饱和汽压随温度的升高而增大 D.空气的相

22、对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压 强之比 1234 解析高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的原因，故A错误； 液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液 体中；从宏观上看，液体不再蒸发，故B错误； 水的饱和汽压随着温度的升高而增大，故C正确； 空气的相对温度定义为空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比， 故D错误. 1234 3.(2018苏锡常镇一调)在温度不变的情况下，增大液面上饱和汽的体积并再次 达到饱和时，饱和汽的质量 ，饱和汽的压强 (两空都选填“增大” “减小”或“不变”). 增大不变 解析在温度不变的情况下，增大液面

23、上饱和汽的体积并再次达到饱和时，饱 和汽的质量增大；因温度不变，则饱和汽的压强不变. 1234 4.(2018南通市等七市三模)如图11所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直 静止放置，用横截面积为S的轻活塞在汽缸内封闭着体积为V0的气体，此时气体 密度为0.在活塞上加一竖直向下的推力，使活塞缓慢下降到某位置O，此时推 力大小F2p0S.已知封闭气体的摩尔质量为M，大气压强为p0，阿伏加德罗常数 为NA，环境温度不变.求活塞下降到位置O时： (1)封闭气体的体积V； 图11 1234 (2)封闭气体单位体积内的分子数n. 1234 课时作业 1.(多选)(2018南京市、盐城市二模)下列说法

24、中正确的是 A.空气中PM2.5颗粒的无规则运动属于分子热运动 B.某物体温度升高，组成该物体的分子的平均动能一定增大 C.云母片导热性能具有各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D.空气相对湿度越大，则空气中水蒸气压强越接近饱和汽压 双基巩固练 123456789101112 13 解析PM2.5颗粒不是分子，其运动不是分子热运动，A错误； 温度是分子平均动能的标志，温度升高，则分子平均动能增大，B正确； 云母片导热性能具有各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，C 错误； 空气相对湿度等于空气中水蒸气压强与同温度水的饱和汽压的比值，所以空 气相对湿度越大，则空气中水蒸气压强

25、越接近饱和汽压，D正确. 12345678910111213 2.(多选)(2018南通市等七市三模)下列说法中正确的有 A.只有在温度较高时，香水瓶盖打开后才能闻到香水味 B.冷水中的某些分子的速率可能大于热水中的某些分子的速率 C.将沸腾的高浓度明矾溶液倒入玻璃杯中冷却后形成的八面体结晶属于多 晶体 D.表面张力是由液体表面层分子间的作用力产生的，其方向与液面平行 123456789101112 13 3.(多选)(2018海安中学开学考)下列说法中正确的是 A.晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性 B.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 C.液晶既像液体一样具有流动

26、性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性 D.随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小 123456789101112 13 4.(多选)(2018东台创新学校月考)以下说法中正确的是 A.金刚石、食盐都有确定的熔点 B.饱和汽的压强与温度无关 C.一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用 D.多晶体的物理性质表现为各向异性 123456789101112 13 解析金刚石、食盐是晶体，都有确定的熔点，选项A正确； 饱和汽的压强与温度有关，选项B错误； 一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用，选项C正确； 多晶体的物理性质表现为各向同性，单晶体的物理性质表现为

27、各向异性，选项 D错误. 5.(多选)(2018南师附中5月模拟)下列说法正确的是 A.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小 B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，是因 为油脂使水的表面张力增大的缘故 C.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 D.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 123456789101112 13 解析如果分子间的作用力表现为引力，随着距离的增大，分子力做负功， 分子势能增大，A正确； 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，是因为 油脂使水不浸润的缘故，B错误； 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸

28、气的压强表示，C错误； 晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔 化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，D正确. 12345678910111213 6.(多选)(2018南京市三模)下列说法正确的是 A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云 母片是晶体 C.温度高的物体分子平均动能不一定大，但内能一定大 D.洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起，这 是由水的表面张力引起的 123456789101112 13 7.(2018如皋市模拟

29、四)每年入夏时节，西南暖湿气流与来自北方的冷空气在江 南、华南等地交汇，形成持续的降雨.冷空气较暖湿空气密度大，当冷、暖气流 交汇时，冷气团下沉，暖湿气团在被抬升过程中膨胀.则暖湿气团温度会_ (选填“升高”“不变”或“降低”)，同时气团内空气的相对湿度会 (选填 “变大”“不变”或“变小”). 12345678910111213 降低 变大 解析暖湿气团在被抬升过程中膨胀，膨胀的过程中对外做功，气团的内能减 小，所以暖湿气团温度会降低；饱和汽压随温度的降低而变小，气团内空气的 绝对湿度不变而饱和汽压减小，所以相对湿度会变大. 8.(2018南通市、泰州市一模)做汽车安全气囊的模拟实验时，密封

30、的储气罐 与气囊相连，撞击时储气罐阀门自动打开，大量气体进入气囊，气囊在极短 时间内迅速展开，在人体前部形成弹性气垫，然后气囊泄漏、收缩，从而有 效保护人体.气囊展开过程中，将气体视作理想气体，气体的内能 (选填 “增大”“减小”或“不变”)；泄漏、收缩过程中气囊内壁单位面积上受到 气体分子撞击的作用力 (选填“增大”“减小”或“不变”). 12345678910111213 减小 减小 9.(2018江苏百校12月大联考)某日中午，某市空气相对湿度为50%，将一瓶水 倒去一部分，拧紧瓶盖后的一小段时间，瓶内水的上方形成饱和汽，单位时 间内进入水中的水分子数 (选填“多于”“少于”或“等于”)从水面飞 出的分子数.此时空气中水蒸气的压强与瓶中水蒸气压强的比值 (选填 “大于”“小于”或“等于”)0.5. 等于 等于 12345678910111213 10.(2018南京市学情调研)如图1所示，一定质量的理想气体，在状态A时的温 度tA27