2013高考总复习物理教师用书(选修3-3)：1-2固体、液体与气体

第2讲 固体、液体与气体

固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构 Ⅰ(考纲要求) 1．晶体与非晶体 晶体 分类 非晶体 比较 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 原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则 形成与 有的物质在不同条件下能够形成不同的形态．同一物质可能以晶体和非晶体两转化 种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香 2.晶体的微观结构 (1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列． (2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点 现象 原因 晶体有规则的外形 由于内部微粒有规则的排列 晶体各向异性 由于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 晶体的多形性 由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵

液体的表面张力现象.相对湿度.饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压Ⅰ(考纲要求) 1．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，跟这部分液面的边界线垂直．

(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．

2．液晶

(1)液晶的产生

晶体――→液晶――→液体

加热

加热

- 1 -

??具有晶体的光学各向异性

(2)物理性质?在某个方向上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

具有液体的流动性

3．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． 4．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．

5．相对湿度

水蒸气的实际压强

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＝.

同温度水的饱和汽压

气体分子运动速率的统计分布Ⅰ 气体实验定律 Ⅰ 理想气体 Ⅰ(考纲要求)

1．气体和气体分子运动的特点

2．三个实验定律比较

比较项目 数学表达式 定律名称 玻意耳定律(等温变化) 查理定律等容变化 V1T1V1V2Vp1V1＝p2V2或pV＝C(常＝或＝或＝C(常V2T2T1T2T数) 数) 盖—吕萨克定律(等压变化) p1T1p1p2p＝或＝或＝C(常p2T2T1T2T数) 同一气体的两条图线 T2>T1 V2T1 p2

②实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太低时都可当做理想气体来处理．

pVp1V1p2V2(2)一定质量的理想气体状态方程：＝C(恒量)，即＝.

TT1T2

- 2 -

1．下列说法错误的是( )．

A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的

B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 C．凡各向同性的物质一定是非晶体

D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的

解析 晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质，C错误． 答案 C

2．水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时( )． A．水不再蒸发 B．水不再凝结 C．蒸发和凝结达到动态平衡 D．以上都不对

解析 水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结仍在继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子个数相等而已，C正确． 答案 C

3．某充有足量空气的足球，在从早晨使用到中午的过程中，其体积的变化忽略不计，则其内部气体的压强随温度变化的关系图象应遵循下图中的(设足球不漏气)( )．

答案 C

4．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a；然后经过 过程ab到达状态b，或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V－T图 1－2－1所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac 中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )． 图1－2－1

A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，QabQac D．pb

解析 V－T图线的斜率越大，压强p越小，故pbWac，故Qab>Qac.综上可知C正确． 答案 C

5．(1)小强新买了一台照相机，拍到如图1－2－2所示照片，他看到的小昆虫 能在水面上自由来往而不陷入水中，他认为是靠水的浮力作用，同班的小明则认为 小强的说法不对．事实上小昆虫受到的支持力是由____________________________

提供的．小强将照相机带入房间时，发现镜头上蒙上了一层雾，说明室内水蒸气的压强相对室外温度，

- 3 -

图1－2－2 超过了其对应的________，此时室内湿度相对室外的温度________100%.

(2)若把体积为V的油滴滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为________．已知阿伏加德罗常数为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为________．

VM

答案 (1)水的表面张力 饱和蒸汽压 达到甚至超过 (2)

SNA

考点一 气体实验定律状态方程的应用

【典例1】如图1－2－3所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为 －

5×103 m2，一定质量的气体被质量为2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强 为________ Pa(大气压强取1.01×105 Pa，g取10 m/s2)．若从初温27 ℃开始加热 气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变为0.51 m．则此时气体的温度

图1－2－3 为________ ℃.

Fmg2×105

解析 本题考查气体压强的计算和气体实验定律．p1＝＝＝所以p－3 Pa＝0.04×10 Pa，SS5×10

V1V20.5S0.51S

＝p1＋p0＝0.04×105 Pa＋1.01×105 Pa＝1.05×105 Pa，由盖·吕萨克定律得＝，即＝T1T2273＋27273＋t

＝，所以t＝33 ℃. 答案 1.05×105 33

——应用实验定律及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)由实验定律或状态方程列式求解． (4)讨论结果的合理性．

－

【变式1】一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0×103 m3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 K和1.0×105 Pa.推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的温度和压强分别为320 K和1.6×105 Pa.

(1)求此时气体的体积．

(2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104 Pa，求此时气体的体积． 解析 (1)对缸内封闭气体

－

初态：p1＝1×105 Pa，V1＝3.0×103 m3，T1＝300 K， 末态：p2＝1.6×105 Pa，V2＝？，T2＝320 K

p1V1p2V2由理想气体状态方程可知＝

T1T2

p1V1T2－

所以V2＝＝2×103 m3

T1p2

－

即末态时气体体积为2×103 m3.

(2)当气体保持T2不变，变到状态3时

最后状态：p3＝0.8×105 Pa，V3＝？，T3＝T2＝320 K 所以p2V2＝p3V3

－35

p2V21.6×10×2×10－－－

即V3＝＝ m3＝4×103 m3. 答案 (1)2.0×103 m3 (2)4.0×103 m3 5p30.8×10

考点二 气体状态变化的图象分析

【典例2】 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C， 其状态变化过程的p－V图象如图1－2－4所示．已知该气体在状态A时的温度 为27 ℃.则：

(1)该气体在状态B、C时的温度分别为多少 ℃？

(2)该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？

- 4 -

图1－2－4