2025年高中物理高考復(fù)習(xí)配套課件 第40講 固體、液體和氣體

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第40講 固體、液體和氣體
1.分類：固體分為晶體和非晶體兩類.晶體又分為________和________.
2.晶體與非晶體的比較
（1）作用：液體的表面張力使液面具有______的趨勢(shì).（2）方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線______.
（3）大小：液體的溫度越高，表面張力越小；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變??；液體的密度越大，表面張力越大.
（1）液晶具有______的流動(dòng)性.（2）液晶具有______的光學(xué)各向異性.
（3）在某個(gè)方向上看，液晶的分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的.
三、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程
1.等溫變化——玻意耳定律
2.等容變化——查理定律
3.等壓變化——蓋-呂薩克定律
1.晶體一定有規(guī)則的外形.( )
2.晶體不一定各向異性，單晶體一定各向異性.( )
3.液體的表面張力其實(shí)質(zhì)是液體表面分子間的引力.( )
4.任何氣體都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律.( )
5.理想氣體的內(nèi)能是所有氣體分子的動(dòng)能之和.( )
考點(diǎn)一 固體和液體性質(zhì)的理解
1.晶體和非晶體（1）單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性.（2）只要是具有各向異性的固體必定是晶體，且是單晶體.（3）只要是具有確定熔點(diǎn)的固體必定是晶體，反之，必是非晶體.
例1 [2023·河南洛陽模擬] 在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點(diǎn)，石蠟熔化區(qū)域的形狀如圖甲、乙、丙所示.甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，則下列說法中正確的是( )
A.甲一定是單晶體B.乙可能是金屬薄片C.丙在一定條件下有可能轉(zhuǎn)化成乙D.甲內(nèi)部的微粒排列是規(guī)則的，丙內(nèi)部的微粒排列是不規(guī)則的
[解析] 由于單晶體是各向異性的，熔化在單晶體表面的石蠟應(yīng)該是橢圓形，而非晶體和多晶體是各向同性，則熔化在非晶體和多晶體表面的石蠟是圓形，因此丙是單晶體，根據(jù)溫度隨加熱時(shí)間變化關(guān)系可知，甲是多晶體，乙是非晶體，金屬屬于晶體，故乙不可能是金屬薄片，故A、B錯(cuò)誤；在一定條件下，有些物質(zhì)可以在晶體和非晶體之間相互轉(zhuǎn)化，故C正確；甲和丙都是晶體，所以其內(nèi)部的微粒排列都是規(guī)則的，故D錯(cuò)誤.
例2 [2023·湖南岳陽模擬] 關(guān)于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是( )
A.甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結(jié)果B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果C.丙圖中毛細(xì)管中液面高于管外液面的是毛細(xì)現(xiàn)象，低于管外液面的不是毛細(xì)現(xiàn)象D.丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是一種浸潤(rùn)現(xiàn)象
[解析] 因?yàn)橐后w表面張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故A錯(cuò)誤；將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果，故B正確；浸潤(rùn)情況下，容器壁對(duì)液體的吸引力較強(qiáng)，使得容器內(nèi)液面升高，故浸潤(rùn)液體呈凹液面，而不浸潤(rùn)液體呈凸液面，都屬于毛細(xì)現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是表面張力作用的結(jié)果，不是浸潤(rùn)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤.
A.水和液橋板間是不浸潤(rùn)的B.液體表面張力的方向跟液面垂直C.液體表面層的分子間距大于液體內(nèi)部的分子間距D.日常生活中我們?cè)谥搁g用水拉出的液橋最多幾毫米，是因?yàn)橐后w表面張力比在太空小
[解析] 水和液橋板間是浸潤(rùn)的，若不浸潤(rùn)，則水將不會(huì)附著在板上，從而無法形成液橋，故A錯(cuò)誤；液體表面張力使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，它的方向跟液面相切，故B錯(cuò)誤；由于液體表面層的分子間距大于液體
內(nèi)部的分子間距，從而使液體表面存在張力，故C正確；日常生活中我們?cè)谥搁g用水拉出的液橋最多幾毫米，是因?yàn)橐后w受到自身重力的影響較大，并不是表面張力比在太空小的原因，故D錯(cuò)誤.
考點(diǎn)二 氣體壓強(qiáng)的計(jì)算
1.平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法（1）液面法：選取合理的液面為研究對(duì)象，分析液面兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液面兩側(cè)壓強(qiáng)相等的方程，求得氣體的壓強(qiáng).例如圖甲中選與虛線等高的左管中液面為研究對(duì)象.
2.加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法選取與氣體接觸的液柱（或活塞、汽缸）為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析（特別注意內(nèi)、外氣體的壓力），利用牛頓第二定律列方程求解.
甲________ 乙________ 丙____________
考點(diǎn)三 氣體實(shí)驗(yàn)定律 理想氣體狀態(tài)方程
利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路
考點(diǎn)四 理想氣體狀態(tài)變化的圖像問題
關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的不同圖像的比較
理定律可知，氣體溫度降低，所以分子的熱運(yùn)動(dòng)變平和，故D錯(cuò)誤.
1. (多選) 2020年,“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器成功完成月球采樣任務(wù)并返回地球.探測(cè)器上裝有用石英制成的傳感器,其受壓時(shí)表面會(huì)產(chǎn)生大小相等、符號(hào)相反的電荷——“壓電效應(yīng)”.如圖所示,石英晶體沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著,則該石英晶體(　　)A.具有各向異性的壓電效應(yīng)B.沒有確定的熔點(diǎn)C.有確定的幾何形狀D.是多晶體
考點(diǎn)一　固體和液體性質(zhì)的理解
[解析]由題意可知,石英晶體沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著,因此石英具有各向異性的壓電效應(yīng),A正確;晶體有確定的熔點(diǎn),非晶體沒有確定的熔點(diǎn),該石英晶體具有各向異性,是單晶體,有確定的熔點(diǎn),有規(guī)則的幾何形狀,B、D錯(cuò)誤,C正確.
2.圖甲是吹肥皂泡游戲的場(chǎng)景,在圖乙玻璃杯內(nèi)注入肥皂水,用鐵絲做成的圓環(huán)放進(jìn)玻璃杯中,沾滿肥皂水后取出,可以吹出肥皂泡,下列說法正確的是(　　)A.肥皂水不浸潤(rùn)玻璃杯壁B.肥皂泡表面張力方向和表面垂直C.肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)D.肥皂泡表面層分子間的作用力表現(xiàn)為斥力
[解析]一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系,肥皂水不浸潤(rùn)蜂蜜和石蠟,但可以浸潤(rùn)玻璃,故A錯(cuò)誤;肥皂泡表面張力方向和表面平行,故B錯(cuò)誤;表面張力讓液體收縮,而球體是同體積物體中表面積最小的,所以肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān),故C正確;肥皂泡表面液體分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,表面層液體分子間的作用力表現(xiàn)為引力,故D錯(cuò)誤.
[解析]在題圖甲中，以液面A為研究對(duì)象，由二力平衡得：pAS＝(p0＋ρgh1)S所以：pA＝p0＋ρgh1；在題圖乙中，以b右端液面為研究對(duì)象，由平衡可得：pbS＝p0S＋ρg(h2－h(huán)1)S所以：pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，以左液柱為研究對(duì)象，由二力平衡得：paS＝－ρgh3S＋pbS所以：pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)。
3.若已知大氣壓強(qiáng)為p0，如圖所示，各裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為ρ，求下列各圖中被封閉氣體的壓強(qiáng)。
考點(diǎn)二　氣體壓強(qiáng)的計(jì)算
[答案] p0＋ρgh1　p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)　p0＋ρg(h2－h(huán)1)
4.如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，汽缸上、下兩部分的橫截面積分別為2S和S。在汽缸內(nèi)有A、B兩活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞用一根細(xì)輕桿連接，已知活塞A的質(zhì)量是m，活塞B的質(zhì)量是0.5m。當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)為p0時(shí)，兩活塞靜止于如所示位置。重力加速度為g。求這時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
5.上端開口、橫截面積為S且導(dǎo)熱性能良好的汽缸放置在水平面上，大氣壓強(qiáng)為p0.汽缸內(nèi)有一卡子，橫截面積為S的輕質(zhì)活塞上面放置一個(gè)質(zhì)量為m的重物，活塞下面密封一定質(zhì)量的理想氣體．當(dāng)氣體溫度為T1時(shí)，活塞靜止，此位置活塞與卡子距離為活塞與汽缸底部距離的.現(xiàn)緩慢降低汽缸溫度，活塞被卡子托住后，繼續(xù)降溫，直到缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0.已知重力加速度為g，活塞厚度、汽缸壁厚度及活塞與汽缸壁之間的摩擦均不計(jì)．求：(1)活塞剛接觸卡子瞬間，缸內(nèi)氣體的溫度；
考點(diǎn)三　氣體實(shí)驗(yàn)定律　理想氣體狀態(tài)方程
6.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)B、C、D再回到A,問AB、BC、CD、DA分別是什么過程?已知在狀態(tài)A時(shí)氣體體積為1 L,請(qǐng)把此圖改畫為p-V圖像.
考點(diǎn)四　理想氣體狀態(tài)變化的圖像問題
[答案] 見解析 如圖所示
1.[2023·浙江紹興模擬] 下列關(guān)于固體、液體、氣體的說法中正確的是( )
A.夏季天旱時(shí)，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細(xì)管，防止水分蒸發(fā)B.晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌夭煌较虻墓鈱W(xué)性質(zhì)一定相同C.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以存在浸潤(rùn)現(xiàn)象D.炒菜時(shí)我們看到的煙氣，是油煙顆粒在做熱運(yùn)動(dòng)
[解析] 土壤中存在一系列毛細(xì)管，水分通過毛細(xì)管能夠上升到地面蒸發(fā)，夏季天旱時(shí)，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細(xì)管，防止水分蒸發(fā)，A正確；晶體分為單晶體與多晶體，有些單晶體在導(dǎo)熱、導(dǎo)電與光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，即沿不同方向上的性能不相同，多晶體在導(dǎo)熱、導(dǎo)電與光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出各向同性，即沿不同方向上的性能相同，B錯(cuò)誤；由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面層分子間作用力表現(xiàn)為引力，即液體表面張力，使液體表面繃緊，C錯(cuò)誤；油煙顆粒是宏觀粒子，油煙顆粒的運(yùn)動(dòng)不是熱運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤.
2.[2023·河南安陽模擬] 北京冬奧會(huì)的雪花形主火炬由96塊小雪花和6個(gè)橄欖枝組成.關(guān)于雪花，下列說法正確的是( )
A.一片雪花大約由1000個(gè)水分子組成B.雪花融化成的水是液態(tài)的晶體C.雪花是水蒸氣凝華時(shí)形成的晶體D.沒有兩片雪花是相同的，因此雪花不屬于晶體
[解析] 一片雪花由大量的水分子組成，遠(yuǎn)大于1000個(gè)，故A錯(cuò)誤；雪花融化成的水是液體，不能說是液態(tài)的晶體，故B錯(cuò)誤；根據(jù)物態(tài)變化可知，雪花是水蒸氣凝華時(shí)形成的晶體，故C正確，D錯(cuò)誤.
3.[2023·湖北十堰模擬] 將玻璃管和塑料管分別插入水中，管中液面如圖所示.下列說法正確的是( )
A.左邊管子為塑料管B.右邊液面是不浸潤(rùn)現(xiàn)象C.左邊液面是因?yàn)樗肿又g的斥力形成的D.右邊液面是因?yàn)椴牧戏肿娱g的引力形成的
[解析] 根據(jù)液面的形狀可以判斷左邊管子是浸潤(rùn)的，右邊管子是不浸潤(rùn)的，所以左邊管子為玻璃管，A錯(cuò)誤，B正確；浸潤(rùn)是由于玻璃材料的分子對(duì)水分子的作用力大于水分子間的作用力，液面為凹形，C錯(cuò)誤；不浸潤(rùn)是由于塑料材料的分子對(duì)水分子的作用力小于水分子間的作用力，液面為凸形，D錯(cuò)誤.
4.（多選）對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述正確的是( )
A.氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定B.若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)可能不變C.若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加D.若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變
[解析] 氣體的壓強(qiáng)由分子的平均撞擊力（由氣體的溫度決定）和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定，故A正確；若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，則當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，單位面積上的碰撞次數(shù)和平均撞擊力都增大，因此氣體壓強(qiáng)一定增大，故B錯(cuò)誤；若氣體的溫度降低，則分子的平均撞擊力減小,要保證壓強(qiáng)不變,單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)一定增加，故C正確，D錯(cuò)誤.
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
A.大氣壓強(qiáng)增加B.環(huán)境溫度降低C.向水銀槽內(nèi)注入水銀D.略微增加細(xì)繩長(zhǎng)度，使玻璃管位置相對(duì)水銀槽下移
（1）求放出的水銀對(duì)應(yīng)的水銀柱長(zhǎng)度；
（1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng).