版物理高考新素养总复习鲁科版讲义选修33+热学+第2讲和答案.docx

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版物理高考新素养总复习鲁科版讲义选修33+热学+第2讲和答案

第2讲　固体、液体和气体

知识排查

固体的微观结构、晶体和非晶体　液晶的微观结构

1.晶体与非晶体

分类

比较　

晶体

非晶体

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

2.晶体的微观结构

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。

3.液晶

（1）液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。

（2）液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。

（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。

液体的表面张力现象

1.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。

2.方向

表面张力跟液面相切，且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。

饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压　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

空气的绝对湿度与同一温度时水的饱和汽压的百分比。

即：

相对湿度＝

。

气体分子运动速率的统计分布

1.气体分子运动的特点和气体压强

2.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）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。

气体实验定律　理想气体

1.气体实验定律

玻意耳定律

查理定律

盖—吕萨克定律

内容

一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比

一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比

一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比

表达式

p1V1＝p2V2

＝

＝

图象

2.理想气体状态方程

（1）理想气体：

在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。

（2）理想气体状态方程：

＝

（质量一定的理想气体），或

＝C。

小题速练

1.（多选）以下说法正确的是（　　）

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

E.当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较小

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；在一定温度条件下，相对湿度越小，水蒸发得也就越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项E正确。

答案　ACE

2.（多选）下列说法正确的是（　　）

A.液晶不具有液体的流动性

B.液体的表面张力是由表面层液体分子之间的相互排斥引起的

C.控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大

D.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

E.雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力

解析　液晶分子可以自由移动位置，保持了液体的流动性，选项A错误；液体的表面张力是由液体表面层分子之间的相互吸引而引起的，选项B错误。

答案　CDE

3.（多选）下列说法正确的是（　　）

A.液晶分子有序排列显示各向异性，故从各个方向看都比较整齐

B.升高水的温度，它的饱和汽压随之增大

C.水和酒精混合后的体积小于混合前体积之和，说明分子间存在一定的间隙

D.用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力

E.水黾漂浮在水面上，主要是因为水黾受到水的表面张力的作用

解析　液晶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，A错误；液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，B正确；水和酒精混合后的体积小于混合前体积之和，说明分子间存在一定的间隙，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力是因为篮球内部气体的压强太大，故D错误；水黾漂浮在水面上，主要是因为水黾受到水的表面张力的作用，E正确。

答案　BCE

4.（多选）[2017·全国卷Ⅰ，33

（1）]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1中两条曲线所示。

下列说法正确的是（　　）

图1

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

解析　根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示总分子数，所以图中两条曲线下面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子比例较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知100℃时的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比0℃时的百分比小，选项E错误。

答案　ABC

5.[鲁科版选修3－3·P60·T8]如图2所示，气缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，B上放一重物C，B与C的总重为G，大气压为P0。

当气缸内气体温度是20℃时，活塞与气缸底部距离为h1；当气缸内气体温度是100℃时，活塞与气缸底部的距离是多少？

图2

解析　设活塞横截面积为S，对气体由盖吕萨克定律得

＝

T1＝t1＋273

T2＝t2＋273

解之得h2＝1.27h1

答案　1.27h1

　固体和液体的性质

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。

2.液体表面张力

（1）表面张力的效果：

表面张力使液体表面积具有收缩趋势，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。

（2）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。

【例1】　（多选）[2015·全国卷Ⅰ，33

（1）]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.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D.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

E.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；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C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D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误。

答案　BCD

1.（多选）（2019·海南三亚模拟）下列说法正确的是（　　）

A.液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出

B.萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能

C.车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象

D.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大

E.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性

解析　液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，A错误；80℃时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，所以一定是分子势能减小，B正确；由毛细现象的定义可知，C正确；液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体表面层分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，D正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，E错误。

答案　BCD

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3（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3

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，多晶体和非晶体的物理性质具有各向同性。

答案　多晶体　非晶体　单晶体

　气体的压强

1.理解气体压强的三个角度

产生原因

气体分子对容器壁频繁地碰撞产生的

决定因素

宏观上

取决于气体的温度和体积

微观上

取决于分子的平均动能和分子的密集程度

计算方法

a＝0

力的平衡条件

a≠0

牛顿第二定律

2.常见两种模型

（1）活塞模型（用活塞封闭一定质量的气体）

平衡时，有pS＝p0S＋mg

（2）连通器模型（用液柱封闭一定质量的气体）

平衡时对气体A有：

pA＝p0＋ρgh1

对气体B有：

pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1

所以pB＝p0＋ρg（h1－h2）

【例2】　如图4中两个气缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下。

两个气缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？

图4

解析　

题图甲中选活塞为研究对象。

pAS＝p0S＋mg

得pA＝p0＋

题图乙中选气缸为研究对象得

pB＝p0－

。

答案　p0＋

　p0－

1.（多选）对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是（　　）

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，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，则单位体积内分子个数可能不变

E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定

解析　单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故选项A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，故选项C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，选项E正确。

答案　ACE

2.若已知大气压强为p0，在图5中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭