物理第九章 物态和物态变化综合与测试导学案及答案

这是一份物理第九章 物态和物态变化综合与测试导学案及答案，共6页。

eq \(\a\al(物,态,变,化))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(固体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(晶体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(多晶体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(各向同性,有确定的熔点,无规则的几何外形)),单晶体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(各向异性,有确定的熔点,有规则的几何外形)))),非晶体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(各向同性,无确定的熔点,无规则的几何外形))))))
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(液体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(液体的微观结构,液体的性质、表面张力、毛细现象,液晶的性质及应用)),饱和汽与饱和汽压\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(汽化\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(蒸发,沸腾)),饱和汽：一种动态平衡的蒸汽,空气的湿度\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(绝对湿度,相对湿度)))),物态变化中的能量交换\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(熔化热,汽化热))))
[核心速填]
1．晶体
(1)单晶体
①有确定的熔点．
②有规则的几何外形．
③物理性质：各向异性．
(2)多晶体
①有确定的熔点．
②无规则的几何外形．
③物理性质：各向同性．
2．非晶体
(1)无确定的熔点．
(2)无规则的几何外形．
(3)物理性质各向同性．
3．液体
(1)液体的微观结构．
(2)液体的性质：表面张力，浸润和不浸润，毛细现象．
(3)液晶的性质．
4．饱和汽与饱和汽压
(1)汽化：蒸发和沸腾．
(2)饱和汽：一种动态平衡的蒸汽．
(3)空气的湿度：绝对湿度和相对湿度．
(4)物态变化中的能量交换：熔化热和汽化热．
1．单晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并非所有的物理性质都是各向异性．
2．同一物质既可以是晶体也可以是非晶体，如天然的水晶是晶体，熔融过的石英(玻璃)是非晶体．
3．非晶体的结构是不稳定的，在适当的条件下可向晶体转化．例如，把晶体硫加热熔化，并使其温度超过300 ℃，然后倒入冷水中急剧冷却，硫就会变成柔软的非晶体，但经过一段时间后，非晶体的硫又变成晶体了．
4．利用有无确定的熔点鉴别晶体、非晶体，利用各向异性或各向同性鉴别单晶体．
5．从能量转化的观点理解晶体的熔化热和汽化热．
【例1】 (多选)如图所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)，关于圆板，下列说法不正确的是( )
A．圆板的导电性能具有各向异性
B．圆板是非晶体
C．圆板是多晶体
D．圆板是单晶体
E．不知有无固定熔点，无法判定是晶体还是非晶体
BCE [电流表读数发生变化，说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同，即各向异性，所以圆板是单晶体，A、D正确，BCE错误．]
[一语通关]
对于单晶体和多晶体应以外形和物理性质两方面来区分，而对于晶体和非晶体应以熔点是否确定来区分．
1．(多选)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，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体
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
BCD [A.将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误；
B．单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确；
C．例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确；
D．晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确；
E．熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E错误．]
1．液体的结构更接近于固体，具有一定体积、难压缩、易流动、没有一定形状等特点．
2．表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的吸引力．它是由表面层内分子之间的引力产生的，表面张力使液体表面具有收缩的趋势．
3．浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，与附着层的分子分布有关．
4．毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用的结果．若液体浸润毛细管管壁，则附着层有扩张的趋势，毛细管中液面上升，反之，下降．
【例2】 (多选)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．A固体和B管可能是由同种材料制成的
B．A固体和B管一定不是由同种材料制成的
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D. 固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力大些
E．液体对B毛细管是浸润的
BCE [由所给现象知，该液体对A不浸润，对毛细管B浸润，A错误，B、E正确；固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小，C正确，D错误．]
[一语通关]
浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，与附着层的分子分布有关．
2．(多选)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．绸布伞有缝隙但不漏雨水
D．滴入水中的红墨水很快散开
E．悬浮在水中的花粉做无规则运动
ABC [红墨水散开和花粉的无规则运动直接或间接说明分子的无规则运动，选项D、E错误；水黾停在水面上、露珠呈球形、绸布伞有缝隙但不漏雨水均是因为液体存在表面张力，选项A、B正确．]
1．晶体熔化或凝固时吸收或放出的热量Q＝λm.其中λ为晶体的熔化热，m为晶体的质量．
2．液体在一定的压强和一定的沸点下变成气体吸收的热量Q＝Lm.其中L为汽化热，m为汽化的液体的质量；液体升温吸热Q＝cmΔt.
【例3】 质量为m的0 ℃的冰雹，在空中由静止自由下落，由于空气阻力的作用，其中1%质量的冰在下落过程中完全熔化成0 ℃的水脱离冰雹，若落地时的速度为400 m/s.求：
(1)冰雹下落的高度；
(2)若落地时，动能全部转化成热能，问能否将冰雹熔化？(设冰的熔化热λ＝0.34×107 J/kg，g为10 m/s2)
[解析] (1)设冰雹下落的高度为h，
根据题意有：mgh－eq \f(1,2)(1－1%)mv2＝m×1%λ
所以h＝eq \f(m×1%λ＋\f(1,2)1－1%mv2,mg)
＝eq \f(0.34×107×1%＋\f(1,2)×1－1%×4002,10)m
＝11 320 m.
(2)假设能全部熔化，则需满足：eq \f(1,2)(1－1%)mv2≥m(1－1%)λ
而eq \f(1,2)(1－1%)v2＝eq \f(1,2)(1－1%)×4002＝0.79×105＜(1－1%)λ≈3.37×106
所以由动能全部转化成的热不足以使冰全部熔化．
[答案] (1)11 320 m (2)不能
[一语通关]
物态变化过程中能量的计算方法
(1)物体在热传递过程中要吸收或放出热量，在只有热传递改变物体的内能时，吸收热量内能增加，放出热量内能减少．
(2)在不涉及物态变化的情况下，物体吸收或放出的热量Q＝cmΔt.
(3)在熔化或凝固时，Q＝λm，λ为熔化热；在汽化或液化时，Q＝Lm，L为汽化热．
3. 绝热容器里盛有少量温度是0 ℃的水，从容器里迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成0 ℃的冰，则结成冰的质量是原有水质量的多少？已知0 ℃的水的汽化热L＝2.49×106 J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105 J/kg.
[解析] 设蒸发的水的质量是m1，结成冰的质量是m2，蒸发所需吸收的热量Q1＝m1L，水结成冰所放出的热量Q2＝m2λ，由于容器与外界不发生热交换，由Q1＝Q2，即m1L＝m2λ，得eq \f(m2,m1)＝eq \f(L,λ).
所以结成冰的质量与原有水质量之比：
eq \f(m2,m1＋m2)＝eq \f(L,λ＋L)＝eq \f(2.49×106,3.34×105＋2.49×106)≈0.88，
即m冰＝88%·m水．
[答案] 88%
晶体和非晶体
液体微观结构、宏观性质及其浸润、毛细现象
物态变化过程中的相关计算