高考物理复习江苏选修33 第十二章 第2讲Word下载.docx
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(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.
液体的表面张力现象
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.
饱和汽、未饱和汽和饱和汽压 相对湿度
1.饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽:
与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:
液体的饱和汽压与温度有关,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.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.即:
相对湿度=
.
气体实验定律 理想气体
1.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=
(3)常用单位及换算关系:
①国际单位:
帕斯卡,符号:
Pa,1Pa=1N/m2.
②常用单位:
标准大气压(atm);
厘米汞柱(cmHg).
③换算关系:
1atm=76cmHg=1.013×
105Pa≈1.0×
105Pa.
2.气体和气体分子运动的特点
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,体积与热力学温度成正比
表达式
p1V1=p2V2
=
或
4.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.
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程:
=C.
小题速练
思考判断
(1)大块塑料粉碎成形状相同的颗粒,每个颗粒即为一个单晶体.( )
(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的.( )
(3)晶体有天然规则的几何形状,是因为晶体的物质微粒是规则排列的.( )
(4)液晶是液体和晶体的混合物.( )
(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力.( )
(6)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.( )
(7)压强极大的气体不遵从气体实验定律.( )
答案
(1)×
(2)×
(3)√ (4)×
(5)√ (6)×
(7)√
固体性质的理解
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.
【例1】 (2018·
南通模拟)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.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体
D.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
解析 晶体有固定的熔点,并不会因为颗粒的大小而改变,即使敲碎为小颗粒,仍旧是晶体,选项A错误;
固体分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上光学性质不同,表现为晶体具有各向异性,选项B正确;
晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体,反之亦然,选项C正确;
熔化过程中,晶体要吸热,温度不变,但是内能增大,选项D错误.
答案 BC
【例2】 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,石蜡熔化的范围分别如图1(a)、(b)、(c)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(d)所示.则由此可判断出甲为________,乙为________,丙为________.(填“单晶体”“多晶体”或“非晶体”)
图1
解析 晶体具有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点.单晶体的物理性质具有各向异性,多晶体的物理性质具有各向同性.
答案 多晶体 非晶体 单晶体
液体性质的理解
1.液体表面张力
(1)形成的原因:
表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,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,分子势能大于液体内部的分子势能.
(3)表面张力的大小:
跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系.
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,饱和汽压与饱和汽的体积无关.
【例3】 (2018·
江苏东海一中模拟)下列说法正确的是______.
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
解析 水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,则A项错误;
由于表面张力作用使空中雨滴呈球形,则B项正确;
液晶的光学性质是各向异性,液晶显示器正是利用了这种性质,C项正确;
高原地区大气压较低,对应的水的沸点较低,D项错误.
【例4】 (2019·
扬州中学月考)关于饱和汽和相对湿度,下列说法中正确的是________.
A.使未饱和汽变成饱和汽,可采用降低温度的方法
B.空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压
C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽,若温度升高,同时增大容器的容积,饱和汽压可能会减小
D.相对湿度过小时,人会感觉空气干燥
解析 饱和汽压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度,温度越高,饱和汽压越大,则使未饱和汽变成饱和汽,可采用降低温度的方法,故A项正确;
根据相对湿度的特点可知,空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压,故B项正确;
温度升高,饱和汽压增大,故C项错误;
相对湿度过小时,人会感觉空气干燥,故D项正确.
答案 ABD
分析液体性质注意四点
(1)液体表面层分子间距较大,表现为引力,其效果使表面积尽量收缩;
(2)沸腾发生在液体内部和表面,蒸发发生在液体表面;
(3)未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关,与体积无关;
(4)人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度.
气体实验定律的应用
1.气体实验定律
(1)温度不变:
p1V1=p2V2(玻意耳定律)
(2)体积不变:
(查理定律)
(3)压强不变:
(盖—吕萨克定律)
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=
【例5】 (2018·
连云港模拟)如图2所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为1×
10-3m2,汽缸内有质量m=2kg的活塞,活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被销子K销于如图位置,离缸底12cm,此时汽缸内被封闭气体的压强为1.5×
105Pa,温度为300K.外界大气压为1.0×
105Pa,g取
10m/s2.
图2
(1)现对密闭气体加热,当温度升到400K时,其压强多大?
(2)若在此时拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度为360K,则这时活塞离缸底的距离为多少?
解析
(1)由题意可知气体体积不变,
状态Ⅰ:
p1=1.5×
105Pa,T1=300K,
V1=1×
10-3×
0.12m3
状态Ⅱ:
p2=?
T2=400K
由等容变化有
代入数据解得p2=2×
105Pa.
(2)状态Ⅲ:
p3=p0+
=1.2×
105Pa,T3=360K,V3=1×
lm3
由理想气体状态方程有
代入数据解得l=0.18m=18cm.
答案
(1)2×
105Pa
(2)18cm
气体状态变化的图象问题
四类图象分析
类别
图线
特点
举例
p-V
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-
p=CT
斜率k=CT,即斜率越大,温度越高
p-T
T,斜率k=
即斜率越大,体积越小
V-T
V=
即斜率越大,压强越小
【例6】 如图3所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断中正确的是________.
图3
A.A→B温度升高,压强不变
B.B→C体积不变,压强变大
C.B→C体积不变,压强不变
D.C→D体积变小,压强变大
解析 由题图可知,在A→B的过程中,气体温度升高体积变大,且体积与温度成正比,由
=C,气体压强不变,故选项A正确;
由题图可知,在B→C的过程中,体积不变而温度降低,由
=C可知,压强p减小,故选项B、C错误;
由题图可知,在C→D的过程中,气体温度不变,体积减小,由
=C可知,压强p增大,故选项D正确.
答案 AD
气体状态变化图象的应用技巧
在V-T图象(或p-T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.
对气体热现象微观意义的理解
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.
【例7】 (2018·
清江中学模拟)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图4所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,由图可知________.
图4
A.气体的所有分子,其速率都在某个数值附近
B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等
C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率
D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小
解析 由不同温度下的分子速率分布曲线可知,在一定温度下,大多数分子的速率都接近某个数值,但不是说其余少数分子的速率都小于该数值,有个别分子的速率会更大,故A错误;
高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率,不是所有,有个别分子的速率会更大或更小,故B、C正确;
温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,即高温状态下分子速率的分布范围相对较大,故D错误.
答案BC
1.(2018·
江苏单科)
(1)如图5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.当空气温度不变,若一段时间后发现该温度计示数减小,则________.
图5
A.空气的相对湿度减小
B.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
(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400~500m/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
0.7
1.4
100~200
5.4
8.1
200~300
11.9
17.0
300~400
17.4
21.4
400~500
18.6
20.4
500~600
16.7
15.1
600~700
12.9
9.2
700~800
7.9
4.5
800~900
4.6
2.0
900以上
3.9
0.9
解析
(1)若一段时间后发现该温度计示数减小,说明纱布上的水分蒸发快,空气的相对湿度减小,选项A正确;
纱布上的水分蒸发快,说明空气中的水蒸气压强减小,选项B错误;
由于饱和汽压只与温度有关,所以空气温度不变,空气中的水的饱和汽压不变,选项C、D错误.
(2)根据表格中数据可知,温度为T1时分子速率较大的区间所占百分比较大,所以T1大于T2.若约10%的氧气从容器中泄漏,温度不变,根据分子速率分布只与温度有关可知,速率处于400~500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比仍然等于18.6%.
答案
(1)A
(2)大于 等于
2.(2018·
江苏省苏锡常镇四市高三教学情况调研)
(1)下列说法中正确的是________.
A.悬浮在液体中足够小的微粒,受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则
B.单晶体的某些物理性质呈现各向异性,是因为组成它们的原子(分子、离子)在空间上的排列是杂乱无章的
C.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大,分子力表现为引力
D.若把氢气和氧气看做理想气体,则质量和温度均相同的氢气和氧气内能相等
(2)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”).
解析
(1)悬浮在液体中足够小的微粒,受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则,选项A正确;
晶体的各向异性是因为内部物质微粒各方向排列不同,空间上呈现周期性,选项B错误;
液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大,分子力表现为引力,选项C正确;
若把氢气和氧气看做理想气体,则质量相同时分子数不同,温度相同时平均动能相同,则氢气和氧气内能不相等,选项D错误.
(2)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,饱和汽的质量增大;
因温度不变,则饱和汽的压强不变.
答案
(1)AC
(2)增大 不变
3.(2019·
仪征中学高三上学期期初考试)如图6所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中A→B和C→D为等温过程,B→C为等压过程,D→A为等容过程.该循环过程中,下列说法正确的是________.
图6
A.A→B过程中,气体吸收热量
B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
解析 A→B过程中,为等温变化,则内能不变,体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律知气体放出热量,
选项A错误;
B→C过程中,温度升高,则分子平均动能增大,选项B正确;
C→D过程中,为等温变化,体积增大,则分子的密集程度减小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少,选项C错误;
D→A过程中,温度降低,则气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D错误.
答案 B
4.(2018·
铜山中学模拟)夏季车辆长途行驶时,车胎内气体温度最高可达77℃.某型号轮胎说明书上标注的最大胎压为3.5×
105Pa.若给该轮胎充气时,胎内气体温度恒为27℃,不计充气及车辆行驶时车胎体积的变化,为了保证行车安全,该轮胎刚充完气的气压不应超过多少?
解析 车胎内气体初、末状态的温度分别为
T1=(273+27)K=300K,
T2=(273+77)K=350K
由查理定律
又p2=3.5×
105Pa
则p1=
p2=3.0×
答案 3.0×
活页作业
(时间:
30分钟)
1.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
解析 金刚石、食盐都是晶体,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;
因为液体表面张力的存在,有些小昆虫能停在水面上,选项C正确;
多晶体的物理性质表现为各向同性,选项D错误.
答案 AC
徐州调研)关于液晶,下列说法中正确的是________.
A.液晶是晶体
B.液晶是液体和晶体的混合物
C.液晶表现各向同性的性质
D.笔记本电脑的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中电场强度不同时,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色
解析 液晶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,它不是单纯的晶体,故A项错误;
液晶不是液体和晶体的混合物,故B项错误;
液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,故C项错误;
笔记本电脑的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中电场强度不同时,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色,故D项正确.
答案 D
南京模拟)一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为________.
A.气体分子的平均速率不变
B.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
D.气体分子的总数增加
解析 气体温度不变,分子平均动能、平均速率均不变,选项A正确;
理想气体经等温压缩,压强增大,体积减小,分子数密度增大,则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多,但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变,故选项C正确,B、D错误.
苏南第二次大联考)如图1所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图象,它由状态A经等温过程到状态B,再经等容过程到状态C.设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC,则下列关系式中正确的是________.
A.pA<pB,pB<pCB.pA>pB,pB=pC
C.pA>pB,pB<pCD.pA=pB,pB>pC
解析 由
=常量得:
A到B过程,T不变,体积减小,所以pA<pB,B经等容过程到C,V不变,温度升高,则pB<pC,所以A项正确.
答案 A
5.(2018·
常州市高三第一次模拟)如图2所示,飞行过程中乘务员发给飞机上旅客的软体袋装牛奶都是膨起的,而回到地面时又会瘪了,若舱内温度不变,则与飞机在地面时相比________.
A.在飞行过程中软体袋内气体压强变小
B.在飞行过程中软体袋内气体压强变大
C.在飞行过程中软体袋内饱和汽压变小
D.在飞行过程中软体袋内饱和汽压不变
解析 由等温变化可知:
pV=C,在飞行过程中体积变大,压强变小,故选项A正确,B错误;
气体的饱和汽压与温度有关,温度不变,饱和汽压不变,故选项D正确.
6.(2018·
江苏南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁市高三第一次调研)关于现代科技在生产、生活中的应用,下列说法正确的是________.
A.潮湿的房间内,开启空调制热,可降低空气的绝对湿度
B.普通液晶显示器在严寒地区不能工作,是因为物质的液晶态是在一定温度范围内
C.石墨晶体是层状结构,层与层原子间作用力小,可用作固体润滑剂
D.天然气是一种洁净环保的能源,相比于传统化石燃料不会产生地球温室效应
解析 空气的绝对湿度是用空气中水蒸气的压强表示的,对房间内气体加热,不会减少空气中的水蒸气,故空气的绝对湿度不会降低,故选项A错误;
普通液晶显示器在严寒地区不能工作,是因为物质的液晶态是在一定温度范围内,故选项B正确;
石墨晶体是层状结构,层与层原子间作用力小,可用作固体润滑剂,故选项C正确;
天然气燃烧同样产生二氧化碳,也会产生温室效应,故选项D错误.
7.(2019·
泰兴第一高级中学阶段性测试)下列属于液晶分子示意图的是________.
解析 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,液晶像液体一样可以流动,又具有某些晶体的结构特征,所以液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,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,故选项B正确,A、C、D错误.
8.(2018·
江苏省南通市、泰州市、扬州市高三第三次调研)下列说法正确的是________.
A.当分子间引力大于斥力时,随着分子间距增加,分子间作用力的合力一定减小
B.单晶硅中原子排列成空间点阵结构,因此其他物质分子不能扩散到单晶硅中
C.液晶具有液体的流动性,其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性
D.密闭容器中水的饱和汽压随温度和体积的变化而变化
解析 当分子间距从r0逐渐开始增大时,分子间的作用力表现为引力,且引力先增大后减小,选项A错误;
扩散现象发生在相互接触的不同物质间,一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以其他物质可以扩散到单晶硅中.固体的绝大多数分子只能在各自的平衡位置附近振动,但是,在一定温度下,固体里也总有一些分子的速度较大,具有足够的能力脱离平衡位置,因此单晶硅也可以扩散到其他物质中,选项B错误;
液晶具有液体的流动性,具有各向异性,选项C正确;
一定性质的液体,饱和汽压只随温度的升高而增大,选项D错误.
答案 C
9.(2018·
江苏省扬州市高三第一次模拟考试)
(1)下列说法中正确的是________.
A.金属铁具有确定的熔点和各向同性
B.草叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿