第2章 4.固体 5.液体-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练测（人教版2019）

=一得由查理定律 p?=贵p=×1 atm≈0.38atm。 [答案] 0.38 atm [例2] A 由图像可知，ab的延长线通过坐标原点O, 在ab过程中，气体体积不变，A错误；在bc 过程中，图 像中各点与坐标原点的连线的斜率越来越大，则气体体 积越来越小，B正确；在cd 过程中，图像中各点与坐标 原点的连线的斜率越来越小，则气体体积越来越大，C 正确；在 da过程中，图像中各点与坐标原点的连线的斜 率越来越小，则气体体积越来越大，D正确。 要点二——[问题导引] 提示(1)水银柱向上移动。 (2)体积和热力学温度成正比。 [典例剖析] [例3] [解析](1)初始时汽缸内气体的压强为 1.2p,体积为L?S,载重时汽缸内气体的体积为(L?一 0.5L?)S=0.5L?S, 由玻意耳定律有1.2p。SL?=0.5p?SL?, 解得p?=2.4p。。 (2)汽缸内气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有 0.5s。=0.505SL, 解得T?=1.01T?。 [答案](1)2.4p。(2)1.01T? [例4] D 由体积不变，温度越高，则压强越大可知， 在V-T 图像中，等压线倾角越大，压强越小，所以pA< Pc=pp,故 A、B错误；由图像可知，状态A到状态B体 积不变，温度升高，故C错误，D正确。 要点三——[问题导引] 提示 从A→B为等温变化过程， 根据玻意耳定律可得pAVA=pBVg, 从 B→C为等容变化过程， ① 空=h。根据查理定律可得 由题意可知：TA=Tg, Vn=Vc, ② ③ ④ X-p。联立①②③④式可得 [典例剖析] [例5] [解析] 被封闭气体在变化过程中其体积、温 度、压强皆发生了变化。 气体初状态：T?=480 K,V?=H?S,p?=2×10?Pa, 气体末状态：T?=300 K,V?=H?S,p?待求， 根据题意，活塞速度最大时活塞受力平衡， 则 p?S=mg+pS, 可求得 p?=1.2×10?Pa, pY?=r,由理想气体状态方程 可得 H?=12.5 cm。 [答案] 12.5 cm [针对训练] 1.C 以打开开关后剩余的气体为研究对象，设舱内体积 p.GI=r>为V,根据理想气体状态方程，有 310n)=300,解得p?=3031-n),,该病员舱规定 p?-p。=-1+30m。,的负压值为 ,选项 A、B、D错误，C 正确。 要点四—--[问题导引] 提示 饮料瓶内液氮吸热后变成氮气，分子运动加剧， 氮气分子的数密度增大，使瓶内气体分子频繁、持续碰 撞瓶内壁，产生的压强逐渐增大，当瓶内外的压强差大 于瓶子所承受限度时，饮料瓶发生爆炸。 [典例剖析] [例6] A 气体压强的微观表现是气体分子在单位时 间内对单位面积器壁的碰撞而产生的作用力，是由分子 的平均动能和分子的数密度共同决定的。温度不变说 明气体分子的平均动能不变，气体体积减小时，分子的 数密度变大，故气体的压强增大。故选项A正确，选项 B、C、D错误。 [针对训练] pY?=b?Y=b?Y再结2.解析 根据理想气体状态方程 合图像，可知T?>T?,T?<T,T?=T?;由于T?>T?,状 态1 时比状态 2 时气体分子热运动的平均动能大，热运 动的平均速率大，分子密度相等，故单位面积的平均碰 撞次数多，即N?>N?;对于状态2、3,由于V?>V?,故分 子密度 n?<n?,而T?>T?,状态3分子热运动的平均动 能大，热运动的平均速率大，而且p?=p?,所以有状态 2 单位面积的平均碰撞次数多，即N?>N。 答案 大于 等于 大于 【随堂巩固促应用】 1.CD 温度不变，因此分子的平均动能不变，平均速率不 变，体积增大后，单位体积的分子数变少，单位时间内器 壁单位面积上所受的分子平均撞击力减小，气体压强减 小；体积减小时，正好相反，即压强增大。A、B错误，C、 D正确。 2.B 一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成 正比，即会一，得T?=n=2T,B正确。 3.AD 气体在过程 AC中发生等温变化，由 pV=C(恒 量)可知，体积减小，压强增大，故选项 A正确；在CB变 化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由 F=C(恒量)可知，温度升高，压强增大，故选项B错 误；综上所述，在 ACB过程中气体的压强始终增大，所以 气体在状态 B时的压强最大，故选项C错误，D正确。 r=c(C为常数),可见4.B 由理想气体状态方程得： pV=TC,即 pV的乘积与温度T成正比，故 B项正确。 4.固体 5.液体 【自主学习探新知】 一、1.晶体 非晶体 晶体 非晶体 2.规则 确定 确定 没有 3.各向异性 各向同性 单晶体 各向同性 二、1.周期性 2.不同规则 在一定条件下 三、1.薄层 2.小于 斥力 大于 引力 3.(2)收缩(3)相切 垂直 四、1.(1)润湿 附着 浸润 不浸润 浸润 不浸润 (2)浸润 不浸润(3)分子力 2.(1)上升 下降(2)越大 (3)上 上 7 五、1.各向异性 2.温度 浓度 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)×(4)√ (5)√ (6)× 2.不浸润 表面张力 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示(1)它们并不是像结构图上所画的那些点一样静 止不动，它们时刻都在不停地振动，结构图中所画的那 些点，是它们振动的平衡位置。 (2)这种说法不正确，同种物质以晶体和非晶体两种不 同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不 是绝对的。例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固 的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，有些非晶体在一定条 件下也可以转化为晶体。 (3)区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点， 晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点；区分 单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性，单晶 体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。 [典例剖析] [例1] BD 由题图知，甲、乙具有各向同性，丙具有各 向异性；由题图知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的 熔点，所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体。故 选BD。 [针对训练] ACD 组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子， 这些物质微粒也就是分子动理论所说的“分子”。显然， 组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动 之中，但同时物质微粒之间还存在相互作用。组成晶体 的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质 微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克 服这种相互作用而彼此远离。相同的物质微粒，可构成 不同的空间点阵，如金刚石和石墨，故 A、C、D正确，B 错误。 要点二——[问题导引] 提示(1)表面层内分子间距离大于r?,分子间作用力 表现为引力。 (2)液体的微观结构。 (3)不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表 面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮 力平衡的结果。 [典例剖析] [例2] BCD 甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力 的结果，故 A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大 于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，从而产 生表面张力，故B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是 由于水的表面张力作用，故C正确；丁图中液体表面张 力方向与液面平行，故D正确。 [例3] CD 液晶的微观结构介于晶体(固体)和液体 之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各 向异性，但液晶分子的排列是不稳定的，选项 A、B错 误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变 化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等 因素变化时，液晶的光学性质会发生改变，选项 C、D 正确。 要点三—--[问题导引] 提示 游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润 羽毛。 [典例剖析] [例4] ACD 这是浸润现象，这时固体分子与附着层 液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布比 液体内部密，这样就会使附着层分子间表现为排斥力， 使液体跟固体接触的面有扩展的趋势，管中的液面呈凹 形，选项 A、C、D正确。 [例5] AC 因为水能浸润玻璃，所以 A正确，B错 误；水银不浸润玻璃，C正确，D错误。 【随堂巩固促应用】 1.C 根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体， 无法用来鉴别多晶体和非晶体，A错误；薄片在力学性 质上表现为各向同性，无法确定薄片是多晶体还是非晶 体，B错误；固体球在导电性质上表现为各向异性，则一 定是单晶体，C正确；固体各个方向的导热性相同，无法 确定固体是多晶体还是非晶体，D错误。 2.D 与气体接触的液体，其表面分子间距离大于液体内 部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用 的引力和斥力，但由于分子间的距离 r>r?,分子间的引 力大于分子间的斥力，分子力表现为引力，即存在表面 张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，故 A、B、C错 误，D正确。 3.D 液晶是介于晶体和液体之间的中间状态，既具有液 体的流动性又具有晶体光学性质的各向异性，A、B错 误。不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子 无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃 的光线少，所以像毛玻璃，不透明；通电时，液晶分子迅 速从无规则排列变为有规则排列，入射光在通过液晶层 后按原方向传播，C错误，D正确。 4.BC 水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层 内液体的分子密度较大，液体分子间距较小(小于r?)分 子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛 细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上 升的高度越大，故 A正确，B错误；水银对玻璃是不浸润 液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较 小，液体分子间距较大(大于r。),此时附着层内的分子 相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下 降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸 润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 第三章 热力学定律 1.功、热和内能的改变 【自主学习探新知】 一、1.吸热 放热 2.(1)上升(2)热效应 3.状态 做功的方式 二、2.△U=W 三、1.高温 低温 2.(2)△U=Q 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)× (4)√ 2.增大 热传递 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示 小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能 增加。 [典例剖析] [例1] C 胶塞冲出容器口，气体膨胀，对外做功。由 于没来得及发生热交换，由W=△U可知内能减少，温 度降低，A、B、D错误，C正确。 第二章气体，固体和夜体。 随堂巩固促应用 验证反情证移运用 1.(气体实验定律的微观解释)（多选）一定质量 A.在过程AC中，气体的压强 AV A 的气体，在温度不变的情况下，体积增大、压强 不断变大 减小，体积减小，压强增大的原因是( B.在过程CB中，气体的压强 A.体积增大后，气体分子的速率变小了 不断变小 0 B.体积减小后，气体分子的速率变大了 C.在状态A时，气体的压强最大 C.体积增大后，单位体积内的分子数变少了 D.在状态B时，气体的压强最大 D.体积减小后，单位时间内撞击到单位面 积上的分子数变多了 4('=C一定质量的理想气体，经历了如图 2.(等容变化)对于一定质量的气体，在体积不 所示的状态变化过程，则此三个状态的温度之 变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度 比是 ( 的变化情况是 () x10的Pm)4 A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍 B.气体的热力学温度升高到原来的二倍 C.气体的摄氏温度降为原来的一半 D.气体的热力学温度降为原来的一半 123457hm 3.(V-T图像)（多选）一定质量的某种气体自 A.1:3:5 B.3:6:5 状态A经状态C变化到状态B,这一过程 C.3:2:1 D.5:6:3 如图所示，则 提示请完成《素能提升训练》训练六 4.固体 5.液体 学习目标 1.通过对固体性质的了解，知道什么是晶体，什么是非晶体。 2.通过学习品体的微观结构理论，会解释品体的各项性质。 3.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因。 4.了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象及毛细现象，了解毛细现象产生的原因。 5.了解液品的特点及其应用 。自主学习探新知 深前预习双基落实 一、晶体和非晶体 我们在初中已经学过，晶体有 的熔 1.我们常见的固体，有些是 ,有些是 点，非晶体 确定的熔点。 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、 3.有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不 味精等是 。 玻璃、蜂蜡、松香、沥 同，有些品体沿不同方向的光学性质不同， 青、橡胶等是 这类现象叫作 ,非晶体沿各个方向 2.单晶体具有天然的、 的几何形状， 的物理性质都是一样的，这叫作 多晶体和非晶体没有 的几何形状， 由于多晶体是许多 杂乱无章地组 合而成的，所以多晶体是具有 的。 39 ◆高中物理·选择性必修第三册（人载版） 二、晶体的微观结构 2.毛细现象 1.规则性：在各种晶体中，原子（或分子、离子） (1)毛细现象：浸润液体在细管中 都是按照一定的规则排列的，具有空间上的 的现象，以及不浸润液体在细管中 的现象，称为毛细现象。 2.变化或转化：在不同条件下，同种物质的微 (2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内 粒按照 在空间排列，可以生成不同 径有关，毛细管的内径越小，高度差 的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体 可以转化为非晶体，例如天然水晶 (3)由于液体浸润管壁，液面 熔化后再凝固就变成了石英玻璃。 呈如图所示的形状，液面弯 三、液体的表面张力 曲。液体表面张力形成向 1.表面层：液体跟气体接触的表面存在的一个 的拉力，这个力使管 ,它使液体表面具有收缩的趋势。 中液体向 运动。当管中液体上升 2.液体内部和表面层内分子力的比较：在液体 到一定高度时，液体所受重力与这个使它向 内部，分子间平均距离”略 r6,分 上的力平衡，液面稳定在一定的高度。 子间的作用力表现为 :在表面层， 五、液晶 分子比较稀疏，分子间距离”略 1.液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性 ”。,分子间的作用力表现为 质与某些晶体相似，具有 的物质叫 3.液体的表面张力 作液晶。这是介于液态和固态间的一种中 (1)定义：使液体表面绷紧的力，叫作液体的 间态。 表面张力。 2.出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质， (2)作用效果：使液体表面具有 有些物质在特定的 范围之内具有 趋势。 液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解 (3)力的方向：总是跟液面 且与分 时，在一定 范围内具有液晶态。 界面 3.液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易 四、浸润和不浸润 具有液晶态。 1.浸润和不浸润 4.应用：除用作显示器外，在生物医学、电子工 (1)一种液体会 某种固体并 业等领域都有重要的应用。 在固体的表面上，这种现象叫作 名自我诊断 一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在 1.判断下列说法的正误（正确的画“/”，错误 这种固体的表面，这种现象叫作 的画“×”)。 实验表明，水可以 玻璃，但水 (1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形。 蜡。 () (2)当液体和与之接触的固体的相互作用比 (2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。 液体分子之间的相互作用强时，液体能够 ( 固体。反之，液体则 固 (3)物理性质表现为各向同性的一定是非 体。一种液体是否浸润某种固体，与这两种 晶体。 物质的性质都有关系。 (4)表面张力的作用是使液面具有收缩的 (3)浸润和不浸润是 作用的表现。 趋势。 () 40 第二章气体，固体和夜体 (5)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力 2.要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水是 在起作用。 (选填“浸润”或“不浸润”)的布料： (6)毛细管插人水中，管的内径越大，管内水 布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上 面升得越高。 由于 的作用，不能透过空隙。 互动探究解疑难 要点归纳重难突陵 要点一 晶体和非晶体 2问题导引 向上的物理性质（包括弹性、硬度、导热性能」 (1)如图是食盐品体中的 导电性能、磁性等)不同，也就是沿不同方向 氯离子和钠离子分布的示 去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同 意图，氯离子和钠离子是 ②单晶体具有各向异性，并不是说每一种单 在图示位置静止不动吗？ 晶体都能在各种物理性质上表现出各向异 (2)同种物质不是品体就 性，举例如下：云母、石膏晶体在导热性上表 是非晶体，这种说法对吗？ 现出显著的各向异性—沿不同方向传热 (3)怎样区分品体与非品体、单品体与多 的快慢不同：方铅矿石晶体在导电性上表现 晶体？ 出显著的各向异性一沿不同方向电阻率 不同：立方体形的铜品体在弹性上表现出显 著的各向异性一一沿不同方向的弹性不同： 方解石晶体在光的折射上表现出各向异 性一—沿不同方向的折射率不同。 (3)具有一定的熔点，单晶体在这一点上和 多晶体没有区别，从宏观上区分品体和非晶 体的重要依据是看有无确定的熔点。 3.多晶体和非晶体 (1)多晶体虽是无天然规则的几何形状，物 探究升华 理性质具有各向同性，但组成多晶体的晶粒 1,单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系 都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单 →阳同点：品体、非品体具有一定形状、 体积，不易压缩 品体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶 +不同点：单品体有固定解点，各向异性： 体在内部结构上的区别。 非品体尤固定塔点，爷可同性 单品体 相同点：有固定熔点 (2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多 非品林 不同点：单品体有规侧外形，各向异性， 晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如 多品体 多品休没布规地外彩，各向同性 很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明 相同点：没有规则外形。名向同性 一不同点：多品体有周定溶点，非棉体 玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体。 有周定熔点 4.晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的， 2.单晶体的特征 具有空间上的周期性。如图所示是食盐 (1)具有天然的规则外形，这种规则的外形 晶体。 不是人工造成的。 (2)物理性质表现为各向异性，这是单晶体 区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判 断单晶体最主要的依据。 ①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方 41 ◆高中物理·选择性必修第三册（人教版】 5.同种元素的微粒能够按照不同规则在空间 B.甲、丙是晶体，乙是非品体 分布形成不同的物质，例如，碳原子如果按 C.甲、丙是多晶体，乙是晶体 图甲那样排列，就成为石墨，而按图乙那样 D.甲是多晶体，乙是非品体，丙是单品体 排列，就成为金刚石。 针对训练 (多选)下列关于晶体空间点阵的说法，正确 的是 () A.构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是 甲：石 乙：金烈石 分子，也可以是原子或离子 典例剖析 B.晶体的物质微粒之所以能构成空间点 [例1门（多选）在甲、乙、丙三种固体薄片上 阵，是由于品体中物质微粒之间的相互 涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化 作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束 的范围如图所示，而甲、乙、丙三种固体在熔 缚在空间点阵的结点上不动 化过程中温度随加热时间变化的关系如图 C.所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是 所示，则 ) 抽象的概念。空间点阵的结点是指组成 晶体的物质微粒做永不停息的微小振动 的平衡位置，物质微粒在结点附近的微 小振动，就是热运动 D.相同的物质微粒，可以构成不同的空间 时间（分） 点阵，也就是同一种物质能够生成不同 A.甲、乙是非品体，丙是品体 的晶体，从而能够具有不同的物理性质 要点二 液体的表面张力和液晶 问题导引 。探究升华 如图所示是液体表面附近分子分布的 1.液体表面张力的成因分析 大致情况。请结合图片思考： (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表 气体 面分子分布比内部分子稀疏。 (2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力 液体 基本上相等，而液体表面层分子之间距离较 (1)液体表面层内的分子间距离和分子力各 大，分子力表现为引力。 有什么特点？ (3)表面特性：表面层分子之间的引力使液 (2)液体像气体一样没有固定的形状，具有 面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷 流动性，而又像固体一样具有一定的体积， 紧的膜。 不易被压缩，液体的这些特点是由什么决 (4)表面张力的方向：表面张力的方向和液 定的？ 面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图 (3)小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木 所示。 块浮在水面上的道理相同吗？ 2.表面张力及其作用 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使 42