第2课时固体、液体和气体.doc

第2课时　固体、液体和气体
【基础知识】
1．晶体与非晶体

单晶体
多晶体
非晶体
外形

不规则
不规则
熔点
确定

不确定
物理性质

各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
形成与
转化
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种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体.
2.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：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线 ．
3．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．
4．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
p1V1＝p2V2
＝或
＝
＝或
＝
图象

5.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，即分子间无分子势能．
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C.
气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．

【自我检测】
1．[固体和液体的理解]关于固体和液体，下列说法中正确的是 (　　)
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．单晶体和多晶体的物理性质没有区别，都有固定的熔点和沸点
C．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．液体的浸润与不浸润均是分子力作用的表现

E．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
2．[液体表面张力的理解]关于液体的表面现象，下列说法正确的是 (　　)
A．液体表面层的分子分布比内部密
B．液体有使其体积收缩到最小的趋势
C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力
D．液体有使其表面积收缩到最小的趋势
3．[气体实验定律的理解和应用]一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在 (　　)
A．ab过程中不断减小
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增大
D．da过程中保持不变

【考点突破】
考点一　固体与液体的性质
【例1】 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，石蜡熔化的范围如图(1)、(2)、(3)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(4)所示．则由此可判断出甲为______，乙为______，丙为________．(填“单晶体”、“多晶体”、“非晶体”)

【例2】 关于液体表面现象的说法中正确的是 (　　)
A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小，又受到液体浮力的缘故
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．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作 用下，表面要收缩到最小的缘故
D．飘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的缘故

【变式1】　人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是(　　)
A．液体的分子势能与体积有关
B．晶体的物理性质都是各向异性的
C．温度升高，每个分子的动能都增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

考点二　气体压强的产生与计算
1．产生的原因：由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，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．
2．决定因素
(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的密集程度．
3．平衡状态下气体压强的求法
(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．
(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强．
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解．
【例3】 如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0)

【变式2】 若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．

pAS＋phS＝p0S
考点三　用图象法分析气体的状态变化
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
p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小

V—T
V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小

【例4】　如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象．已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值．
(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p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、BC.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．

【变式3】　(1)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________．

(2)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，由过程AB到达状态B，后又经过程BC到达状态C，如图所示．设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA.在状态B时的体积为VB.在状态C时的温度为TC.
①求气体在状态B时的温度TB；
②求气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比．

考点四　理想气体实验定律的微观解释
1．等温变化
一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大．
2．等容变化
一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大．
3．等压变化
一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大．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．
【例5】 对于一定质量的气体，当压强和体积发生变化时，以下说法正确的是 (　　)
A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变
B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小
C．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变
D．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大
【变式4】　封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是 (　　)
A．气体的密度增大
B．气体的压强增大
C．气体分子的平均动能减小
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多

【高考模拟题组】
1． (1)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有________．
A．水黾可以停在水面上
B．叶面上的露珠呈球形
C．滴入水中的红墨水很快散开
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
(2)封闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大．从分子动理论
的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了．该气体在温
度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1________(选填
“大于”或“小于”)T2.
2．关于一定量的气体，下列说法正确的是________．
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
3．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 (　　)
A．体积不变，压强变小
B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大
D．体积变小，压强变小
4．下列说法中正确的是 (　　)
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动
B．多晶体没有固定的熔点
C．液晶的光学性质具有各向异性
D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力

【针对训练】
►题组1　对固体与液体的考查
1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (　　)
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子(或原子、离子)排列是规则的
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
2．关于液体的表面张力，下列说法中正确的是 (　　)
A．表面张力是液体各部分间的相互作用
B．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力
C．表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部的
D．表面张力的方向总是与液面相切的
3．关于液晶，下列说法中正确的有 (　　)
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随光照的变化而变化

►题组2　对气体实验定律微观解释的考查
4．一定质量的理想气体，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．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．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
C．气体分子的总数增加
D．气体分子的密度增大
5．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是 (　　)
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
6．下列说法正确的是 (　　)
A．一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大
B．一定质量的气体，当体积增大时，压强一定减小
C．一定质量的气体，当体积增大、温度升高时，压强一定增大
D．一定质量的气体，当体积减小、温度升高时，压强一定增大

►题组3　对气体实验定律与气态方程的考查
7.图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡
连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气．若玻璃管内水柱上升，
则外界大气的变化可能是 (　　)
A．温度降低，压强增大
B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小
D．温度不变，压强减小
8.用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变 (　　)
A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动
B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动
C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动
D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动
9．一定质量的理想气体，在某一状态下的压强、体积和温度分别为p0、V0、T0，在另一状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，则下列关系错误的是 (　　)
A．若p0＝p1，V0＝2V1，则T0＝T1 B．若p0＝p1，V0＝V1，则T0＝2T1
C．若p0＝2p1，V0＝2V1，则T0＝2T1 D．若p0＝2p1，V0＝V1，则T0＝2T1
10．如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸内某位置处有小挡板．初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板．现缓慢升高缸内气体温度，则下列图中能正确反映缸内气体压强随温度变化情况的是 (　　)

11．(1)如图是“探究气体等温变化规律”的简易装置图，下表是某小组测得的数据．
序号
V/mL
p/(×105 Pa)
pV/(×105 Pa·mL)
1
20
1.001 0
20.020
2
18
1.095 2
19.714
3
16
1.231 3
19.701
4
14
1.403 0
19.642
5
12
1.635 1
19.621

①若要研究p、V之间的关系，绘制图象时应选用________(填“p—V”或“p—”)图象．
②仔细观察发现pV值越来越小，可能的原因是____________________________．
(2)如图所示，光滑活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸里，活塞截面积为10 cm2，汽缸内温度为27℃时，弹簧测力计的读数为10 N．已知气体压强比外界大气压强大2×104 Pa，则活塞的重力多大？