高三物理人教版一轮第13章 第2节 固体液体和气体Word文件下载.docx

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各向同性

原子排列

有规则

每个晶粒的排列无规则

无规则

转　化

晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

典型物质

石英、云母、明矾、食盐

玻璃、橡胶

3.晶体的微观结构

（1）如图所示，金刚石、石墨晶体的晶体微粒在空间排列上具有规律性、周期性．

　　　　　金刚石墨

（2）晶体特性的解释：

现象

原因

具有规则的外形

晶体微粒有规则地排列

晶体内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同

具有多形性

组成晶体的微粒可以形成不同的空间分布

4.液体的表面张力

（1）作用：

液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．

（2）方向：

表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．

（3）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．

5．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，毛细管越细，毛细现象越明显．

6．液晶的物理性质

（1）具有液体的流动性．

（2）具有晶体的光学各向异性．

（3）从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．

易错判断

（1）单晶体的所有物理性质都是各向异性的．（×

）

（2）草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的．（√）

（3）液晶是液体和晶体的混合物．（×

知识点2　饱和汽、饱和汽压和相对湿度

1．饱和汽与饱和汽压

与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽；

没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而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，饱和汽压随温度升高而增大．

2．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叫做空气的相对湿度．

即：

相对湿度＝.

知识点3　气体分子动理论和气体的压强

1．气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计．

2．气体分子的速率分布，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．

3．气体分子向各个方向运动的机会均等．

4．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．

5．气体压强

（1）产生的原因

由于大量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做气体的压强．

（2）决定气体压强大小的因素

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数密度．

（1）水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时，水不再蒸发和凝结．（×

（2）只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高．（√）

（3）绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强．（√）

知识点4　气体实验定律和理想气体状态方程

1．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，压强与体积成反比．

②公式：

p1V1＝p2V2或pV＝C（常量）．

（2）等容变化——查理定律：

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．

＝或＝C（常数）．

（3）等压变化——盖—吕萨克定律：

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．

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：

（1）若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变．（√）

（2）一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比．（×

（3）压强极大的气体不遵从气体实验定律．（√）

固体和液体的性质　气体分子动理论

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．

（4）晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．

2．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．

（3）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．

[题组通关]

1．（2017·

全国Ⅰ卷）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图1322中两条曲线所示．下列说法正确的是（　　）

A．图中两条曲线下面积相等

B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

ABC　[A对：

面积表示总的氧气分子数，二者相等．

B对：

温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0℃时的情形，分子平均动能较小．

C对：

实线为氧气分子在100℃时的情形．

D错：

曲线给出的是分子数占总分子数的百分比．

E错：

速率出现在0～400m/s区间内，100℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小．]

2．下列说法正确的是（　　）

A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同

B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变

C．液晶的光学性质随温度的变化而变化

D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变

E．不是所有的物质都有液晶态

ADE　[石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，选项A正确．晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变；

非晶体在熔化过程中吸收热量，温度升高，选项B错误．液晶的光学性质与温度的高低无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变，选项C错误，D正确．不是所有的物质都有液晶态，选项E正确．]

3．下列说法正确的是（　　）

A．在一定温度下，同种液体的饱和汽的分子数密度也会变化

B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽还没达到饱和状态

C．处在液体表面层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能

D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压

E．露水总是出现在夜间和清晨，原因是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化

CDE　[饱和汽的分子数密度仅由温度决定，温度越高，饱和汽的分子数密度越大，故A错误；

相对湿度是指空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比，相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，故B错误；

液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体内部分子间作用力接近于零，由于分子间的引力势能随分子间距增大而增大，故C正确；

空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度下水的饱和汽压，故D正确；

露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化，故E正确．]

4．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．这是由于水表面存在表面张力的缘故

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．这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故

C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形．这是表面张力作用的结果

D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关

E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开．这是由于水膜具有表面张力的缘故

ACD　[水的表面张力托起针，A正确；

水在油脂上不浸润，在干净的玻璃上浸润，B错误，C、D正确；

在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用，E错误．]

[反思总结]　晶体理解的四点提醒

（1）单晶体的各向异性是指晶体的某些物理性质显示各向异性.

（2）不能从形状上区分晶体与非晶体.

（3）晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化.

（4）液晶既不是晶体也不是液体.

气体实验定律和理想气体状态方程的应用

1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系

2．两个重要的推论

（1）查理定律的推论：

Δp＝ΔT

（2）盖—吕萨克定律的推论：

ΔV＝ΔT

[多维探究]

考向1　气体实验定律的应用

全国Ⅰ卷）如图所示，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；

B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；

关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27℃，汽缸导热．

（1）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

（2）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；

（3）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强．

[解析]

（1）设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得

p0V＝p1V1①

（3p0）V＝p1（2V－V1）②

联立①②式得V1＝③

p1＝2p0.④

（2）打开K3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（V2≤2V）时，活塞下气体压强为p2.由玻意耳定律得

（3p0）V＝p2V2⑤

由⑤式得p2＝p0⑥

由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；

此时p2为p′2＝p0.

（3）设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300K升高到T2＝320K的等容过程中，由查理定律得＝⑦

将有关数据代入⑦式得p3＝1.6p0.⑧

[答案]

（1）　2p0　

（2）上升直到B的顶部　（3）1.6p0

2．如图1324所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压强为1.0×

105Pa，温度为27℃，现对气体加热，求：

当加热到427℃时，封闭气体的压强.

图1324

[解析]　设汽缸横截面积为S，活塞恰上升到汽缸上部挡板处时，气体温度为T2，气体做等压变化，则对于封闭气体，初状态：

T1＝（27＋273）K，V1＝LS，p1＝p0；

末状态：

V2＝2LS，p2＝p0.

由＝，解得：

T2＝600K，即t2＝327℃

设当加热到427℃时气体的压强变为p3，在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处，气