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高中物理复习13-2固体、液体与气体课件
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这是一份高中物理复习13-2固体、液体与气体课件，共54页。PPT课件主要包含了必备知识·自主排查，不规则，各向同性，无规则，一定条件，有规则，空间点阵，动态平衡，饱和状态，中间多两头少等内容，欢迎下载使用。
一、晶体和非晶体 晶体的微观结构1．晶体和非晶体
2.晶体的微观结构(1)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
二、液体和液晶1．液晶(1)具有________的流动性．(2)具有________的光学各向异性．(3)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．
2．液体的表面张力现象(1)形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力．(2)作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积________的趋势．(3)方向表面张力跟液面________，且跟这部分液面的分界线________．(4)大小液体的温度越高，表面张力________；液体中溶有杂质时，表面张力________；液体的密度越大，表面张力________．
3．饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压(1)饱和汽与未饱和汽①饱和汽：与液体处于________的蒸汽．②未饱和汽：没有达到________的蒸汽．(2)饱和汽压①定义：饱和汽所具有的________．②特点：饱和汽压随温度而变．温度越高，饱和汽压________，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．
三、气体1．气体：气体分子的速率分布，表现出“_____________”的统计分布规律．
生活情境1.如图所示是金刚石与石墨晶体的晶体微粒的空间排列．(1)石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同．( )(2)晶体微粒的结构具有规律性、周期性．( )(3)晶体在熔化过程中吸收的热量，破坏空间点阵结构，增加分子势能．( )(4)金刚石有确定的熔点，石墨没有确定的熔点．( )(5)晶体有天然规则的几何形状．( )(6)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．( )
2．(1)温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同( )(2)一定温度下饱和汽的分子数密度为一定值，温度升高，饱和汽分子数密度增大．( )(3)将未饱和汽转化成饱和汽，可以保持体积不变，降低温度．( )(4)当空气中水蒸气压强等于同温度水的饱和汽压，水会停止蒸发．( )(5)空气的相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．( )(6)当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大．( )(7)液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性．( )(8)船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果．( )(9)气体的压强是由气体的自身重力产生的．( )(10)压强极大的气体不再遵从气体实验定律．( )
教材拓展3.[人教版选修3－3P23T2]如图，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360 cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm.(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀？(2)估算这个气温计的测量范围．
答案：(1)刻度是均匀的 (2)23.4 ℃～26.6 ℃
考点一 固体、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．
跟进训练1.(多选)下述说法正确的是( )A．石墨的硬度相比金刚石差得多，是因为石墨中层与层之间分子链结合力很小B．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点C．石英是晶体，但是由石英制成的玻璃却是非晶体D.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E．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部
解析：石墨的硬度相比金刚石差很多，是因为石墨中层与层之间分子键结合力很小，选项A正确；非晶体没有规则的几何形状和确定的熔点，选项B错误；石英是晶体，但是由石英制成的玻璃却是非晶体，选项C正确；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，选项D正确；表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，选项E错误．
2．(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是( )A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关B．增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C．降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D．空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大E．干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大
解析：饱和汽压的大小取决于物质的性质和温度，而与体积无关，故A正确；饱和汽压与压强无关，故B错误；降低温度可能使未饱和汽变成饱和汽，但不一定使未饱和汽变成饱和汽，故C错误；空气的湿度是指相对湿度，空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大，但相对湿度不一定越大，故D正确；干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越小，说明空气越潮湿，相对湿度越大，故E正确．
3.[2022·广东广州一模]如图，慢慢向玻璃杯里注水，由于液面的表面张力作用，即使水面稍高出杯口，水仍不会溢出．液体的表面张力使液面具有________(选填“收缩”或“扩张”)的趋势，这是因为液体跟空气接触的表面层里，分子间的距离要比液体内部大，分子间的相互作用力表现为________(选填“引力”或“斥力”)．
解析：作为分子力的宏观表现，液体的表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势；液体表面层分子比较稀疏，分子间距离较大，分子间作用力表现为引力．
考点二 气体压强的理解及计算 角度1“活塞”模型计算气体压强(1)用活塞封闭一定质量的气体，平衡时，有pS＝p0S＋mg(2)对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程．图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS.
例1. (1)如图甲、乙中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，两个汽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，则封闭气体A、B的压强为pA＝________，pB＝________．
(2)如图丙所示，一导热良好的足够长汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足够高，汽缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体．一足够长轻绳跨过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一钩码，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切摩擦．已知当地重力加速度为g，大气压为p0，钩码质量为m1，活塞质量为m2，汽缸质量为m3，活塞横截面积为S.则释放钩码，汽缸稳定运动过程中，汽缸内理想气体的压强为________．
角度2“液柱”模型计算气体压强连通器模型(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. 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．
5.如图所示，粗细均匀的薄壁U形玻璃管竖直放置，导热良好，左管上端封闭，封口处有段水银柱1，右管上端开口且足够长，另有两段水银柱2、3封闭了A、B两部分理想气体，外界大气压强恒为p0＝75 cmHg.三段水银柱长均为10 cm，A气柱长为20 cm，B气柱长为10 cm，气柱A和水银柱2各有一半长度在水平部分．求：水银柱1对玻璃管封口的压强．
考点三 气体实验定律的应用利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路
角度1“液柱类”问题例3. [2021·全国乙卷，33节选]如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通．A、B两管的长度分别为l1＝13.5 cm, l2＝32 cm.将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差h＝5 cm.已知外界大气压p0＝75 cmHg.求A、B两管内水银柱的高度差．
解析：设A、B两管内横截面积分别为S1、S2，注入水银后如图所示，A、B气柱分别减少了h1和h2，压强分别为p1和p2则有：p0l1S1＝p1(l1－h1)S1①p0l2S2＝p2(l2－h2)S2②压强：p2＝p0＋ρgh③p1＝p2＋ρg(h2－h1)④代入数据解得Δh＝h2－h1＝1 cm
角度2“气缸类”问题 “气缸类”计算题解题的关键是压强的计算，对于活塞和气缸封闭的气体压强的计算，可根据情况灵活地选择活塞或气缸为研究对象，受力分析时一定要找到研究对象跟哪些气体接触，接触气体对它都有力的作用，气体的压力一定与接触面垂直并指向受力物体．
角度3“变质量气体”问题分析气体变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使变质量问题转化为气体质量一定的问题，然后利用气体实验定律和理想气体状态方程求解．
跟进训练6. [2022·东北三省四市教研联合体模拟]如图所示，A、B是两只容积为V的容器，C是用活塞密封的气筒，它的工作体积为0.5V，C与A、B通过两只单向进气阀a、b相连，当气筒抽气时a打开、b关闭，当气筒打气时b打开、a关闭．最初A、B两容器内气体的压强均为大气压强p0，活塞位于气筒C的最右侧．(气筒与容器间连接处的体积不计，气体温度保持不变)求：(1)以工作体积完成第一次抽气后气筒C内气体的压强p1；(2)现在让活塞以工作体积完成抽气、打气各2次后，A、B容器内的气体压强之比．
答案：(ⅰ)297 K (ⅱ)309 K
考点四 气体状态变化的图象四种图象的比较
例6. (多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是( )A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小
跟进训练8.[2022·全国乙卷，节选]一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如TV图上的两条线段所示．则气体在________．A．状态a处的压强大于状态c处的压强B．由a变化到b的过程中，气体对外做功C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
一、晶体和非晶体 晶体的微观结构1．晶体和非晶体
2.晶体的微观结构(1)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
二、液体和液晶1．液晶(1)具有________的流动性．(2)具有________的光学各向异性．(3)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．
2．液体的表面张力现象(1)形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力．(2)作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积________的趋势．(3)方向表面张力跟液面________，且跟这部分液面的分界线________．(4)大小液体的温度越高，表面张力________；液体中溶有杂质时，表面张力________；液体的密度越大，表面张力________．
3．饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压(1)饱和汽与未饱和汽①饱和汽：与液体处于________的蒸汽．②未饱和汽：没有达到________的蒸汽．(2)饱和汽压①定义：饱和汽所具有的________．②特点：饱和汽压随温度而变．温度越高，饱和汽压________，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．
三、气体1．气体：气体分子的速率分布，表现出“_____________”的统计分布规律．
生活情境1.如图所示是金刚石与石墨晶体的晶体微粒的空间排列．(1)石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同．( )(2)晶体微粒的结构具有规律性、周期性．( )(3)晶体在熔化过程中吸收的热量，破坏空间点阵结构，增加分子势能．( )(4)金刚石有确定的熔点，石墨没有确定的熔点．( )(5)晶体有天然规则的几何形状．( )(6)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．( )
2．(1)温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同( )(2)一定温度下饱和汽的分子数密度为一定值，温度升高，饱和汽分子数密度增大．( )(3)将未饱和汽转化成饱和汽，可以保持体积不变，降低温度．( )(4)当空气中水蒸气压强等于同温度水的饱和汽压，水会停止蒸发．( )(5)空气的相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．( )(6)当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大．( )(7)液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性．( )(8)船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果．( )(9)气体的压强是由气体的自身重力产生的．( )(10)压强极大的气体不再遵从气体实验定律．( )
教材拓展3.[人教版选修3－3P23T2]如图，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360 cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm.(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀？(2)估算这个气温计的测量范围．
答案：(1)刻度是均匀的 (2)23.4 ℃～26.6 ℃
考点一 固体、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．
跟进训练1.(多选)下述说法正确的是( )A．石墨的硬度相比金刚石差得多，是因为石墨中层与层之间分子链结合力很小B．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点C．石英是晶体，但是由石英制成的玻璃却是非晶体D.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E．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部
解析：石墨的硬度相比金刚石差很多，是因为石墨中层与层之间分子键结合力很小，选项A正确；非晶体没有规则的几何形状和确定的熔点，选项B错误；石英是晶体，但是由石英制成的玻璃却是非晶体，选项C正确；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，选项D正确；表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，选项E错误．
2．(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是( )A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关B．增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C．降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D．空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大E．干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大
解析：饱和汽压的大小取决于物质的性质和温度，而与体积无关，故A正确；饱和汽压与压强无关，故B错误；降低温度可能使未饱和汽变成饱和汽，但不一定使未饱和汽变成饱和汽，故C错误；空气的湿度是指相对湿度，空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大，但相对湿度不一定越大，故D正确；干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越小，说明空气越潮湿，相对湿度越大，故E正确．
3.[2022·广东广州一模]如图，慢慢向玻璃杯里注水，由于液面的表面张力作用，即使水面稍高出杯口，水仍不会溢出．液体的表面张力使液面具有________(选填“收缩”或“扩张”)的趋势，这是因为液体跟空气接触的表面层里，分子间的距离要比液体内部大，分子间的相互作用力表现为________(选填“引力”或“斥力”)．
解析：作为分子力的宏观表现，液体的表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势；液体表面层分子比较稀疏，分子间距离较大，分子间作用力表现为引力．
考点二 气体压强的理解及计算 角度1“活塞”模型计算气体压强(1)用活塞封闭一定质量的气体，平衡时，有pS＝p0S＋mg(2)对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程．图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS.
例1. (1)如图甲、乙中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，两个汽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，则封闭气体A、B的压强为pA＝________，pB＝________．
(2)如图丙所示，一导热良好的足够长汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足够高，汽缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体．一足够长轻绳跨过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一钩码，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切摩擦．已知当地重力加速度为g，大气压为p0，钩码质量为m1，活塞质量为m2，汽缸质量为m3，活塞横截面积为S.则释放钩码，汽缸稳定运动过程中，汽缸内理想气体的压强为________．
角度2“液柱”模型计算气体压强连通器模型(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. 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．
5.如图所示，粗细均匀的薄壁U形玻璃管竖直放置，导热良好，左管上端封闭，封口处有段水银柱1，右管上端开口且足够长，另有两段水银柱2、3封闭了A、B两部分理想气体，外界大气压强恒为p0＝75 cmHg.三段水银柱长均为10 cm，A气柱长为20 cm，B气柱长为10 cm，气柱A和水银柱2各有一半长度在水平部分．求：水银柱1对玻璃管封口的压强．
考点三 气体实验定律的应用利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路
角度1“液柱类”问题例3. [2021·全国乙卷，33节选]如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通．A、B两管的长度分别为l1＝13.5 cm, l2＝32 cm.将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差h＝5 cm.已知外界大气压p0＝75 cmHg.求A、B两管内水银柱的高度差．
解析：设A、B两管内横截面积分别为S1、S2，注入水银后如图所示，A、B气柱分别减少了h1和h2，压强分别为p1和p2则有：p0l1S1＝p1(l1－h1)S1①p0l2S2＝p2(l2－h2)S2②压强：p2＝p0＋ρgh③p1＝p2＋ρg(h2－h1)④代入数据解得Δh＝h2－h1＝1 cm
角度2“气缸类”问题 “气缸类”计算题解题的关键是压强的计算，对于活塞和气缸封闭的气体压强的计算，可根据情况灵活地选择活塞或气缸为研究对象，受力分析时一定要找到研究对象跟哪些气体接触，接触气体对它都有力的作用，气体的压力一定与接触面垂直并指向受力物体．
角度3“变质量气体”问题分析气体变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使变质量问题转化为气体质量一定的问题，然后利用气体实验定律和理想气体状态方程求解．
跟进训练6. [2022·东北三省四市教研联合体模拟]如图所示，A、B是两只容积为V的容器，C是用活塞密封的气筒，它的工作体积为0.5V，C与A、B通过两只单向进气阀a、b相连，当气筒抽气时a打开、b关闭，当气筒打气时b打开、a关闭．最初A、B两容器内气体的压强均为大气压强p0，活塞位于气筒C的最右侧．(气筒与容器间连接处的体积不计，气体温度保持不变)求：(1)以工作体积完成第一次抽气后气筒C内气体的压强p1；(2)现在让活塞以工作体积完成抽气、打气各2次后，A、B容器内的气体压强之比．
答案：(ⅰ)297 K (ⅱ)309 K
考点四 气体状态变化的图象四种图象的比较
例6. (多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是( )A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小
跟进训练8.[2022·全国乙卷，节选]一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如TV图上的两条线段所示．则气体在________．A．状态a处的压强大于状态c处的压强B．由a变化到b的过程中，气体对外做功C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
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