第十五章 热学 第75课时　固体、液体和气体　双基落实课学生用

第75课时固体、液体和气体[双基落实课]以下各图均来自人教版选择性必修第三册，P23的图甲为正在升空的气球、P31的图乙为食盐颗粒和松香的外形图、P36的图丙为停在水面上的水黾。判断下列说法的正误：（1）食盐是晶体，每个食盐颗粒即为一个单晶体。（）（2）松香是非晶体，具有各向同性。（）（3）单晶体的所有物理性质都是各向异性的。（）（4）水黾浮于水面上是液体的表面张力作用的结果。（）（5）气球中所有气体分子运动的速率都是相同的。（）

考点一固体、液体的性质[素养自修类]1.【晶体与非晶体】在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状分别如图（a）、（b）、（c）所示。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（d）所示，则下列说法中正确的是（）A.甲一定是单晶体B.乙可能是金属薄片C.丙在一定条件下可能转化成乙D.甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的2.【液体的性质】（多选）下列说法正确的是（）A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上。这是由于水表面存在表面张力B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C.将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小D.漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性3.【液晶的特点】关于液晶，下列说法中正确的是（）A.液晶是液体和晶体的混合物B.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光D.所有物质都具有液晶态1.对晶体和非晶体的理解（1）凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。（2）凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。（3）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。（4）晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。2.对液体表面张力的理解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表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线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，在体积相同的条件下，球形的表面积最小考点二气体压强的计算及微观解释[多维探究类]1.气体压强的计算（1）活塞模型和液柱模型求气体压强的基本方法：先对活塞或液柱进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。图甲中活塞若处于平衡状态，则p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋mgS图乙中液柱若处于平衡状态，则pS＋mg＝p0S，则气体压强为p＝p0－mgS＝p0－ρ液gh（2）连通器原理如图所示，U形管竖直放置。同一液柱相同高度处压强相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1，所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg（h1－h2）。2.气体分子运动的速率分布图像气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示。3.气体压强的微观解释（1）产生原因：由于气体分子的无规则热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。（2）决定因素（一定质量的某种理想气体）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。

考向一气体分子运动的统计规律【典例1】（多选）氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（）A.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.①状态的温度比②状态的温度低听课记录考向二气体压强的微观解释【典例2】（2023·江苏高考3题）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中（）A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小听课记录考向三活塞封闭气体压强的计算【典例3】如图甲、乙、丙所示，气缸与活塞均处于静止状态，已知大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的质量为m，横截面积为S，汽缸、物块的质量均为M，活塞与汽缸间均无摩擦，依次求出各图中汽缸中气体的压强。尝试解题考向四液柱封闭气体压强的计算【典例4】已知大气压强为p0，液体密度均为ρ，重力加速度为g，图中各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。尝试解题考点三气体实验定律和理想气体状态方程的应用[互动共研类]1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系p1V2.应用气体实验定律或状态方程的基本思路【典例5】（2023·全国甲卷33题）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46kg/m3。（1）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时舱内气体的密度；（2）保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求此时舱内气体的密度。尝试解题（2024·九省联考贵州）如图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容器和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一定质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为530cm3，左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0℃且左右液面平齐时，左管液面正好位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还是向下移动？（2）当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是多少摄氏度？考点四气体状态变化的图像问题[互动共研类]一定质量的气体不同图像的比较等温变化等容变化等压变化图像p-V图像p-1Vp-T图像V-T图像特点pV＝CT（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p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，p＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大V＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大注意：上表中各个常量“C”意义有所不同。【典例6】（2023·辽宁高考5题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（）听课记录1.【p-1V一定质量的气体经历一系列状态变化，其p-1V图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与1V轴垂直。气体在此状态变化过程中（A.a→b过程，压强减小，温度不变，体积增大B.b→c过程，压强增大，温度降低，体积减小C.c→d过程，压强不变，温度升高，体积减小D.d→a过程，压强减小，温度升高，体积不变2.【V-t图像问题】如