2018-2019版高中物理 第三章 固体和液体课件（打包5套）教科版选修3-3.zip

1 晶体和非晶体第三章 固体和液体[学习 目标 ]1.知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别 .2.知道晶体分为单晶体和多晶体 .3.了解晶体的微观结构和固体性质的微观解释 .内容索引重点探究启迪思维 探究重点达标检测检测评价 达标过关自主预习预习新知 夯实基础自主预习一、晶体和非晶体1.固体可以 分为 和 两 类 .晶体又可以 分为 晶体与 晶体.2.金刚石、食盐、石英、云母、明矾、硫酸铜、味精、蔗糖等 是 ，玻璃、松香、沥青、橡胶、蜂蜡等 是 .晶体 非晶体 单 多晶体非晶体3.晶体和非晶体的区别分类 宏观外形 物理性质非晶体(填 “ 有 ” 或“ 没有 ” )天然规则的几何形状① (填 “ 有 ” 或 “ 没有 ” )确定的；② 导电、导热、光学性质表现为各 向 _____(填 “ 异性 ” 或 “ 同性 ” )没有没有熔点同性晶体 单晶体(填 “ 有 ” 或“ 没有 ” )天然规则的几何形状① (填 “ 有 ” 或 “ 没有 ” )确定的 ；② 导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向 (填 “ 异性 ” 或 “ 同性 ” )多晶体(填 “ 有 ” 或“ 没有 ” )天然规则的几何形状① (填 “ 有 ” 或 “ 没有 ” )确定的 ；② 导电、导热、光学性质表现为各向 ___(填 “ 异性 ” 或 “ 同性 ” )有 有异性没有 有熔点熔点同性二、晶体的微观结构和固体性质的微观解释1.晶体的微观结构晶体中的微粒是 有 的、 排列 的结构 称为 结构 ，并影响晶体的许多特性 .2.固体性质的微观解释(1)构成固体的微粒排列紧密，绝大多数粒子只能在 各自 附近 做小范围的无规则振动，所以固体具有固定 的 和 .(2)同一种物质微粒，因为排列结构不同可以形成不同 的 ， 从而表现 出 的 物理性质 .规则 周期 点阵平衡位置形状 体积晶体结构不同1.判断下列说法的正误 .(1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形 .( )(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体 .( )(3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体 .( )(4)同一种物质只能形成一种晶体 .( )(5)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 .( )[即学即用 ]答案×√××√2.某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是 ______.答案晶体重点探究(1)如图 1甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体，请在图片基础上思考以下问题：一、晶体和非晶体[导学探究 ]甲 乙图 1答案答案 单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体无规则的几何外形 .② 没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？答案 不是 .由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有确定的几何外形 .① 晶体与非晶体在外观上有什么不同？(2)在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的另一面，石蜡熔化，如图 2所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？图 2答案 玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同 .云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母片沿各个方向的导热性能不相同 .答案1.判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法(1)区分晶体与非晶体的方法：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 .仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体 .(2)区分单晶体和多晶体的方法：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 .[知识深化 ]2.各向异性的表现在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则是各向同性的 .通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等 .单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测量结果不同 .例 1 下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是 A.所有的晶体都表现为各向异性B.晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C.大盐粒磨成细盐，就变成了非晶体D.所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点答案解析√解析 只有单晶体才表现为各向异性，故 A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，常见的金属属于多晶体，故 B错；大盐粒磨成细盐，细盐仍是形状规则的晶体，故 C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故 D对 .例 2 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其背面一点，蜡熔化的范围如图 3(a)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 (b)所示，则 答案解析图 3A.甲、乙是非晶体，丙是晶体 B.甲、丙是晶体，乙是非晶体C.甲、丙是非晶体，乙是晶体 D.甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体√解析 由题图 (a)知，甲、乙的导热性能呈各向同性，丙的导热性能呈各向异性；由题图 (b)知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点 .所以甲、丙是晶体，乙是非晶体 .判断晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点 .单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形以及是否为各向异性.方法 总结二、晶体的微观结构 固体性质的微观解释(1)单晶体具有规则的几何外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体却没有规则的几何外形，并且物理性质方面表现为各向同性 .产生这些不同的根本原因是什么呢？[导学探究 ]答案答案 它们的微观结构不同 .(2)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？答案答案 金刚石是网状结构，原子间的作用力很强，所以金刚石的硬度大 .石墨是层状结构，原子间的作用力较弱，所以石墨的硬度小 .这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布会形成不同的晶体 .(3)固体为什么有一定的体积和形状？晶体为什么会表现各向异性？答案答案 构成固体 (晶体或非晶体 )的微粒排列非常紧密，微粒之间的引力很大，绝大多数粒子只在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动，所以固体具有固定的形状和体积 .晶体在不同的方向上微粒排列的情况不同，所以晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质，即各向异性 .1.单晶体、多晶体及非晶体的异同[知识深化 ]分类 微观结构 宏观表现外形 物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒 (原子、分子、离子 )在空间按一定规则排列 —— 空间点阵几何形状天然、有规则某些物理性质各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒 (小晶粒 )无规则排列组成无天然、规则的几何外形 各向同性非晶体 内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔点2.对晶体的微观解释(1)对单晶体各向异性的 解释图 4为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况 .在沿不同方向所画的等长线段 AB、 AC、 AD上物质微粒的数目不同 .线段 AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段 AC上更少 .因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同 .图 4(2)对晶体具有确定熔点的解释给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化 .3.有的物质有几种晶体，这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构 .例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大的不同 .特别提醒 多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体 (晶粒 )组成，每个小晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何外形，由于晶粒在多晶体内杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性 .答案例 3 (多选 )下列说法正确的是 A.晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构C.凡具有各向同性的物质一定是非晶体D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的解析√√√解析 晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的， A、 B、 D正确；具有各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质， C错误 .例 4 (多选 )2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈 ·海姆和康斯坦丁 ·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究 .他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有 0.34 nm 的石墨烯，是碳的二维结构 .如图 5所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法中正确的是 A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体B.石墨是单质，石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的答案解析√图 5√2 半导体第三章 固体和液体[学习 目标 ]1.知道半导体的特性 .2.知道半导体二极管的单向导电性 .3.了解半导体三极管和集成电路的作用 .4.知道光敏电阻、热敏电阻、光电池和发光二极管的作用及其特点 .内容索引重点探究启迪思维 探究重点达标检测检测评价 达标过关自主预习预习新知 夯实基础自主预习一、半导体的特性、晶体管、集成电路1.半导体(1)概念 ： 介于导体与绝缘体之间的物质 .(2)特性① 半导体的电阻率介于 和 之间 .② 通过控制半导体材料的 ，可以控制半导体的导电性能 .③ 一般情况下，金属导体的电阻率与温度成 关系，而半导体的电阻率与温度的关系较为复杂 .(3)应用：在信息技术、自动化控制、现代照明系统等方面应用广泛 .(4)分类： N型半导体和 P型半导体 .导电性能导体 绝缘体杂质浓度线性2.晶体管和集成电路(1)晶体管① 二极管：由 PN结构成，具有 导电性 .② 三极管：具有 或开、关电流的作用 .(2)集成电路：由成千上万个 、 、电阻和电容等元件构成的芯片，其作用是对信息进行 、处理、 和显示 .单向放大信号二极管 三极管存储 控制二、各种特殊性能的半导体器件1.光敏电阻：一种受光照射，电阻率迅速 的半导体器件，常用于一些自动控制的装备中 .2.热敏电阻：在温度变化时，电阻率迅速变化的半导体器件 .一种是 温度系数热敏电阻；一种是正温度系数热敏电阻 .3.发光二极管：通电后能发光的半导体器件 .下降负判断下列说法的正误 .(1)半导体的电阻率与温度的关系为线性关系 .( )(2)二极管可以将直流变成交流 .( )(3)光敏电阻是利用半导体材料在光照条件下其电阻率迅速下降制成的 .( )(4)所有热敏电阻的阻值都随温度升高而减小 .( )[即学即用 ]答案××√×重点探究1.根据材料的导电性能，可以把固体材料分为导体、半导体和绝缘体，你知道它们的电阻率分别处于什么范围吗？一、半导体的特性 晶体管、集成电路[导学探究 ]答案 导体的电阻率数值一般为 10－ 8～ 10－ 6 Ω·m，半导体的为 10－ 5～107 Ω·m，绝缘体的为 108～ 1020 Ω·m.答案答案答案 (1)半导体有掺杂特性 .(2)半导体材料的电阻率与温度的关系较为复杂 .(3)有些半导体材料对温度、光照非常敏感，当温度或光照发生微小改变时，电阻率可迅速发生变化 .3.你了解半导体材料的一些应用知识吗？答案 半导体材料可制作二极管、三极管、集成电路等 .2.与导体相比，半导体有哪些不同？1.半导体的导电性能可由外界条件所控制，常见特性如表[知识深化 ]特性名称 特性内容 用途 应用实例热敏特性半导体材料受热后，电阻率随温度升高而迅速变化 热敏电阻 热敏温度计光敏特性 半导体材料受到光照时，电阻率迅速下降 光敏电阻 光电计时器压敏特性 半导体材料受压时会改变电阻值 压敏元件 称重计掺杂特性 掺入微量的杂质可使导电性能剧增 晶体管 发光二极管2.二极管(1)结构： N型半导体与 P型半导体的结合体 .(2)特点：单向导电性 .(3)应用① 半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件；② 半导体二极管的应用：检波、鉴频、限幅、电源设备的整流电路、电源供给电路中的稳压等均应用了半导体二极管 .3.三极管(1)结构：两层 N型夹入一层 P型，或两层 P型夹入一层 N型 .(2)作用：放大信号或开、关电流 .(3)用途：在晶体管收音机、电视机里用于放大信号；在计算机中作为开关和其他用途 .4.集成电路(1)结构：把许多二极管、三极管等晶体管，以及电阻、电容等元件做在一块半导体芯片 (硅晶片 )上制成的电路 .(2)特点：电信号在其中传输速度极快 .(3)用途：各种电子仪表、家用电器、电脑之中，都包含有各种类型的芯片，用来对信息进行存储、处理、控制和显示 .例 1 关于半导体下列说法正确的是 A.固体材料分两类，一类是导体，另一类是绝缘体B.半导体就是一半导电，即正方向为导体，反方向为绝缘体C.半导体的电阻率与温度成线性关系，即随温度升高而均匀增大D.利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件答案解析√解析 半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，故 A、 B错；半导体的电阻率与温度的关系较为复杂，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小 .利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件，故C错， D对 .二、各种特殊性能的半导体器件请列举一些半导体器件 .[导学探究 ]答案答案 热敏电阻、光敏电阻等 .1.热敏电阻的电阻率随温度升高可减小也可增大，光敏电阻在光照条件下电阻率迅速下降 .2.光电池特性：将太阳辐射直接转换成电能 .应用：为卫星、计算器等提供能量 .3.发光二极管 (LED)特性：通电后能发光 .优点：效率高、寿命长，不易破损 .[知识深化 ]答案例 2 (多选 )如图 1所示， R1、 R2为定值电阻， L为小灯泡， R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时 A.电压表的示数增大B.R2中电流增大C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大解析√√ 图 1解析 当光照减弱时， R3的阻值增大，则并联部分的阻值增大，进而并联部分的电压增大，流过 R2的电流 I2增大， B正确 .由于外电路的阻值变大，路端电压增大， D正确 .电路的总电阻增大，则干路电流 I干 减小，由 UR1＝ I干 R1知，电压表的示数减小， A错误 .由 IL＝ I干 － I2知流过小灯泡的电流减小，则小灯泡的功率减小， C错误 .答案例 3 (多选 )在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制 .如图 2所示的电路， R1为定值电阻， RT为负温度系数的热敏电阻， C为电容器 .当环境温度降低时A.电容器 C的带电荷量增大B.电压表的读数增大C.电容器 C两极板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大解析√√图 2解析 当环境温度降低时，热敏电阻阻值变大，电路的总电阻变大，由 I＝ 知 I变小，又 U＝ E－ Ir，则电压表的读数 U增大， B正确；又由 U1＝ IR1及 P1＝ I2R1可知 U1变小， R1消耗的功率 P1变小， D错误；电容器两极板间的电压 U2＝ U－ U1， U2变大，由场强 E′ ＝ Q＝ CU2可知 Q、 E′ 都增大，故 A正确， C错误 .达标检测1.(半导体的特性 )下列物体中，用到了半导体材料的是 A.智能机器狗 B.白炽灯泡C.普通干电池 D.滑动变阻器答案1 2√2.(半导体器件 )半导体温度计是利用负温度系数的热敏电阻制造的 .如图 3所示，如果待测点的温度升高，那么 A.热敏电阻变大，灵敏电流表示数变大B.热敏电阻变大，灵敏电流表示数变小C.热敏电阻变小，灵敏电流表示数变大D.热敏电阻变小，灵敏电流表示数变小答案√1 2图 33 液 晶4 液体的表面张力第三章固体和液体[学习 目标 ]1.了解液晶的特点及其应用 .2.了解液体的基本性质 .3.理解液体的微观结构 .4.知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因 .内容索引重点探究启迪思维 探究重点达标检测检测评价 达标过关自主预习预习新知 夯实基础自主预习一、液晶1.液晶(1)液晶态： 处于 与 之间 的过渡状态 .(2)液晶：处于 的物质 .2.分子结构分子排列在液晶中的有序性介于固体和液体之间 .3.液晶显示(1)液晶分子的排列会因外界条件的变化而变化，由此引起液晶 ________的改变 .(2)液晶显示器的应用非常广泛 .固态 液态液晶态光学性质二、液体的微观结构1.分子距离：液体不易被 ，表明液体分子之间的距离 .2.液体具有流动性：液体不像固体那样具有一定的 ，而且液体能够.3.分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要 .三、奇异的表面张力现象及其成因1.概念：液体的表面好像张紧的橡皮膜，它具有 的趋势 .液体表面存在的这种收缩力叫做表面张力 .2.特点：使液体的表面积趋向 .3.成因：在液体的表面层分子间距较大，分子间表现为 .压缩 很小形状流动小收缩最小引力1.判断下列说法的正误 .(1)液晶即为液体 .( )(2)液体之所以不易被压缩是因为液体分子间无空隙 .( )(3)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势 .( )(4)表面张力是分子力的宏观表现 .( )(5)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用 .( )[即学即用 ]答案××√√√2.雨伞布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于 ________的作用，不能透过空隙 .答案表面张力重点探究液晶是指液态晶体，这种说法对吗？一、液晶[导学探究 ]答案答案 这种说法不对，液晶不是晶体，只是与某些晶体相似，具有各向异性 .1.液晶的主要性质(1)液晶具有晶体的各向异性 .(2)液晶具有液体的流动性 .(3)液晶分子的排列特点：液晶分子的排列特点是从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐，但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的 .(4)液晶的物理性质：液晶的物理性质很容易在外界的影响 (如电场、压力、光照、温度等 )下发生改变 .[知识深化 ]2.液晶的主要应用(1)向列型液晶在外加电压影响下，液晶的分子排列会发生改变，使液晶由透明变为不透明，去掉电压又恢复透明 .利用向列型液晶的这种性质可以制成各种液晶显示器 .(2)胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色 .随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到 1 ℃ 的温差内就可以显出整个色谱 .利用液晶的这种温度效应可以探测温度 .特别提醒 (1)液晶既具有液体的特点，也具有晶体的特点，但它既不是液体，也不是晶体，它是独立于液体和晶体之外的一种特殊流体 .(2)天然液晶不多，大多是人工合成的，现已发现几千种有机化合物具有液晶态 .例 1 (多选 )关于液晶的分子排列，下列说法正确的是 A.液晶分子在特定方向排列整齐B.液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化C.液晶分子的排列整齐且稳定D.液晶的物理性质稳定√答案解析√解析 液晶分子在特定方向上排列比较整齐，故选项 A正确；液晶分子排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化，故选项 B正确， C错误；液晶分子排列的不稳定导致其物理性质不稳定，故选项 D错误 .二、液体的微观结构为什么液体具有一定的体积、不易压缩，却没有一定的形状？[导学探究 ]答案答案 液体微粒像固体的一样也是紧密靠近的，所以液体具有一定的体积，不易压缩 .但液体微粒之间的相互作用不像固体中的那么强，微粒会从一个平衡位置转移到另一个平衡位置，所以液体具有流动性，没有一定的形状 .1.液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成 .液体由大量的这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性 .2.液体具有一定的体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，相互作用力大，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，所以液体具有一定的体积，不容易被压缩 .[知识深化 ]3.液体分子间的距离小，相互作用力很大，液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动 .但液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置附近振动一小段时间以后，又转移到另一个平衡位置附近去振动，即液体分子可以在液体中移动，没有一定的形状，这就是液体具有流动性的原因 .特别提醒 液体中的扩散现象是由液体分子运动产生的 .分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快 .答案例 2 关于液体，下列说法正确的是 A.液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B.液体表现出各向异性C.液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小振动D.液体的扩散比固体的扩散快解析√解析 液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故 A错；液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章的分布着，因而液体表现出各向同性，故 B错；液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体分子没有固定的平衡位置，故 C错；液体的扩散要比固体的扩散快，故 D对 .三、奇异的表面张力现象及其成因如图 1所示是液体表面附近分子分布的大致情况 .请结合图片思考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？[导学探究 ]答案答案 表面层内分子间距离大于 r0，分子间作用力表现为引力 .图 11.液体表面张力的形成(1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大 .(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力 .(3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜 .所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果 .[知识深化 ](4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图 2所示 .图 22.表面张力的作用： 表面张力使液体表面具有收缩趋势，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 .如吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形 .但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形 .3.表面张力的大小： 除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关 .一般情况下，温度越高，表面张力就越小 .另外，杂质也会明显地改变液体的表面张力大小 .比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小 .也就是说，洁净水的表面具有更大的收缩趋势 .特别提醒 (1)表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间的引力的宏观表现 .凡液体与气体接触的表面都存在表面张力 .(2)液体不同层面的分子疏密程度不同 .(3)在液体内部，引力和斥力大小相近 .在液体表面层，整体上表现为引力是液体表面张力产生的原因 .答案例 3 关于液体的表面张力，下列说法正确的是 A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B.液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C.液体的表面张力随温度的升高而增大D.表面张力的方向与液面垂直解析√解析 液体表面层分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界线垂直 .表面张力是液体表面层分子间的作用力，随温度的升高，液体表面层分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，故 B正确， A、 C、 D错误 .答案例 4 如图 3所示，金属框架的 A、 B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将 P和 Q两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列选项图中的 解析解析 由于液体表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，故 C正确 .图 3√达标检测1.(液晶 )(多选 )关于液晶，下列说法中正确的有 A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案1 2 3√√解析解析 液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的空间排列是不稳定的，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，都会改变液晶的光学性质 .1 2 32.(液体的微观结构 )(多选 )关于液体和固体，以下说法正确的是 A.液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B.液体分子同固体分子一样，也是密集在一起C.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D.液体的扩散比固体的扩散快答案1 2 3√解析√√5 饱和汽与未饱和汽第三章 固体和液体[学习 目标 ]1.知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压的含义 .2.知道饱和汽压的相关因素 .3.了解相对湿度的含义以及它对人的生活和植物生长等方面的影响 .4.运用所学的物理知识尝试思考一些与生产和生活相关的实际问题 .内容索引重点探究启迪思维 探究重点达标检测检测评价 达标过关自主预习预习新知 夯实基础自主预习一、饱和汽与未饱和汽1.动态平衡：在相同时间内回到液体的分子数 离开液体的分子数，液体与气体之间达到了 状态，蒸发停止，这种平衡是一种 平衡.2.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于 的气体 .即相等时间内回到液体的分子数 离开液体的分子数 .(2)未饱和汽：没有达到 的气体 .相同时间内回到液体的分子数 _____离开液体的分子数 .等于平衡 动态动态平衡等于小于饱和二、饱和汽压及相关因素1.饱和汽压：在一定 下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强就叫做这种液体的饱和汽压 .2.饱和汽压的相关因素 是 和 .(1)同种液体，温度越高，饱和汽压 .(2)相同温度下，越容易蒸发的液体，饱和汽压 .(3)饱和汽压与容器的体积 .温度温度 液体的性质越大越大无关三、空气的湿度1.绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强 .2.相对湿度：某温度时空气的绝对湿度跟同一温度下水的饱和汽压的百分比 .3.表达式： B＝ × 100%(p表示空气的绝对湿度， ps表示同一温度下水的饱和汽压， B表示相对湿度 ).4.相对湿度的影响因素相对湿度与 和 都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高 (饱和汽压 )，相对湿度 ，人感觉越干燥；温度越低 (饱和汽压 )，相对湿度 ，人感觉越潮湿 .绝对湿度 温度越大 越小越小 越大1.判断下列说法的正误 .(1)达到动态平衡后，不再有液体内的分子从液体里面飞出来 .( )(2)饱和汽压与温度无关 .( )(3)饱和汽压与蒸汽所占的体积无关 .( )(4)绝对湿度越小则相对湿度也一定越小 .( )(5)空气的相对湿度越大，则人越感觉潮湿 .( )[即学即用 ]答案××√×√2.在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的 ________，未饱和汽的压强 ______饱和汽压 .答案饱和汽压 小于重点探究(1)盛在敞口容器中的水，经过一段时间后就没有了；而盛在密闭容器中的水经过相当长的时间后仍然存在，这是为什么呢？一、饱和汽与饱和汽压[导学探究 ]答案答案 前者的水蒸发掉了，而后者由于密闭，水蒸气最终与水形成一种动态平衡 .(2)有人说在密闭容器里液体和气体达到平衡时蒸发就停止了，分子运动也停止了，这种说法对吗？答案 “ 分子运动也停止了 ” 这种说法不对 .达到平衡时单位时间内逸出液面的分子数与回到液面的分子数相等，是一种动态平衡，并非分子停止运动 .动态平衡的理解1.处于动态平衡时，液体分子的热运动仍在不断进行 .2.处于动态平衡时的蒸汽密度与温度有关，温度越高，达到动态平衡时的蒸汽密度越大 .3.在密闭容器中的液体，最后必定与上方的蒸汽处于动态平衡状态中 .[知识深化 ]例 1 (多选 )某密闭容器内液面以上为饱和汽，当温度不变时，下列说法正确的是 A.没有液体分子从液面飞出来B.仍有液体分子从液面飞出来C.单位时间内回到液体的分子数多于飞出去的分子数D.相同时间内回到液体的分子数等于飞出去的分子数√答案解析√解析 液面以上为饱和汽时，处于动态平衡状态，相同时间内从液面飞出去的分子数等于回到液体的分子数，故 A、 C错， B、 D对 .二、饱和汽压及相关因素1.某密闭容器内的液体上方空间处于饱和状态，当温度升高时，离开液体的分子数有什么变化？饱和汽分子的密集程度有什么变化？饱和汽压怎么变化？[导学探究 ]答案答案 当温度升高时，离开液体的分子数增多，直到液体和气体间达到新的动态平衡 .饱和汽分子的密集程度增大 .饱和汽压增大 .2.同温度下的水和酒精，哪种液体分子容易离开液体？哪种饱和汽分子的密集程度大些？谁的饱和汽压大？答案答案 酒精分子比水分子更容易离开液体 .酒精饱和汽分子的密集程度大.酒精的饱和汽压大 .影响饱和汽压的因素1.饱和汽压跟液体的种类有关 .在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的 .挥发性大的液体，饱和汽压大 .2.饱和汽压跟温度有关 .饱和汽压随温度的升高而增大 .这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大，导致饱和汽压增大 .[知识深化 ]3.饱和汽压跟体积无关 .在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化 .(1)当体积增大时，容器中蒸汽的密度减小，原来的饱和蒸汽变成了未饱和蒸汽，于是液体继续蒸发，直到未饱和汽成为饱和汽为止 .由于温度没有改变，饱和汽的密度跟原来的一样，蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样，所以压强不改变 .(2)体积减小时，容器中蒸汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数，于是，一部分蒸汽变成液体 .特别提醒 把未饱和汽变成饱和汽的方法(1)在体积不变的条件下，降低未饱和汽的温度，可以使较高的温度时的未饱和汽变成较低温度时的饱和汽 .(2)在温度不变的条件下，增大蒸汽压强可以使未饱和汽变成饱和汽 .答案例 2 如图 1所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则 A.液面上方水蒸气从饱和变成未饱和B.液面上方水蒸气的质量增加，密度减小C.液面上方水蒸气的密度减小，压强减小D.液面上方水蒸气的密度和压强都不变解析√图 1解析 在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的 .活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定 .当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，最终使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态 .在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变 .故选 D.饱和汽压随温度的升高而增大 .饱和汽压与蒸汽所占的体积无关 .总结 提升答案例 3 (多选 )将未饱和汽转化成饱和汽，下列方法可靠的是 A.保持温度不变，减小体积B.保持温度不变，减小压强C.保持体积不变，降低温度D.保持体积不变，减小压强√√√三、空气湿度及其影响(1)夏日无风的傍晚，人们往往感到闷热潮湿，身上的汗液也蒸发不出去，这是为什么呢？[导学探究 ]答案答案 在闷热潮湿的天气里，由于空气湿度大，汗液的蒸发和空气中的水蒸气的液化达到一种动态平衡 .(2)在绝对湿度相同的情况下，夏天和冬天的相对湿度哪个大？为什么？答案 在绝对湿度相同的情况下，水的饱和汽压在温度高时大，温度低时小，根据相对湿度＝ 夏天和冬天相比，冬天的相对湿度大 .答案对湿度的理解1.许多和湿度有关的现象，如蒸发得快慢、植物的枯萎、动物的感觉等，不是直接跟大气的绝对湿度有关，而是跟大气的相对湿度有关 .绝对湿度相同时，温度越高，离饱和状态越远，越容易蒸发，感觉越干燥；相反，温度越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿 .2.空气的干湿程度和空气中所含有的水蒸气接近饱和的程度有关，而和空气中含有水蒸气的绝对数量无直接关系 .在某一温度下，水的饱和汽压是一定值，知道了绝对湿度可以算出相对湿度；反之，知道了相对湿度也能算出绝对湿度 .[知识深化 ]答案例 4 气温为 10 ℃ 时，测得空气的绝对湿度 p＝ 800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至 20 ℃ ，相对湿度又为多少？ (已知 10 ℃ 的水的饱和汽压为 ps1＝ 1.228× 103 Pa； 20 ℃ 时水的饱和汽压为 ps2＝ 2.338× 103 Pa.)解析答案 65.1% 34.2%解析 10 ℃ 时水的饱和汽压为 ps1＝ 1.228× 103 Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度：20 ℃ 时水的饱和汽压为 ps2＝ 2.338× 103 Pa，同理得相对湿度：达标检测1.(饱和汽与未饱和汽 )(多选 )一个玻璃瓶中装有半瓶液体，拧紧瓶盖经过很长一段时间后，则 A.不再有液体分子飞出液体表面B.蒸发停止C.蒸发仍在进行D.在相同时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数，液体和蒸汽达到了动态平衡答案1 2 3√√2.(饱和汽与饱和汽压 )(多选 )由饱和汽的概念和饱和汽压的概念判断下列哪些结论是正确的 A.气体和液体之间的动态平衡是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等B.一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大C.一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大D.饱和汽压与绝对湿度成正比答案1 2 3√解析√章末总结第三章 固体和液体内容索引知识网络梳理知识 构建网络重点探究启迪思维 探究重点知识网络晶体的微观结构：晶体的微粒在内部空间形成一个有 规则的、 排列的结构晶体固体和液体固体单晶体规则的几何形状确定的熔点物理性质 _________多晶体规则的几何形状确定的熔点物理性质 _________非晶体规则的几何形状确定的熔点物理性质 _________各向异性无有各向同性周期无无各向同性有有半导体固体和液体固体半导体的特性：掺杂特性、 特性、 特性等晶体管 二极管： 性三极管： 和开、关电流集成电路特殊性能的半导体器件电阻电阻光电池发光二极管液晶的性质及应用光敏 热敏单向导电放大信号光敏热敏液体的微观结构液体的表面张力固体和液体液体饱和汽与未饱和汽饱和汽定义：跟液体处于 的气体饱和汽压的相关因素： 和 __________未饱和汽空气湿度绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强相对湿度： B＝ _________空气湿度的影响动态平衡温度 液体的性质重点探究1.单晶体的某些物理性质表现出各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现出各向同性 .2.单晶体和多晶体有确定的熔点，非晶体没有 .一、单晶体、多晶体和非晶体例 1 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是 A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则该球体一 定是单晶体D.一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则这块晶体一定是多晶体答案解析√解析 根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体，无法用来鉴别晶体和非晶体，选项 A错误；薄片仅在力学性质上表现为各向同性，也无法确定薄片是多晶体还是非晶体，选项 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，选项 C正确；某一晶体的物理性质显示各向同性，并不意味着该晶体一定是多晶体，对于单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性，选项 D错误 .1.液体的结构更接近于固体，具有一定体积，其有难压缩、易流动、没有一定形状等特点 .2.表面层：液体与空气的接触面存在的薄层 .3.特点：由于蒸发作用，表面层中的分子比液体内部稀疏，分子力表现为引力，液体表面像张紧的膜 .4.表面张力：若在液面上画出一条直线将液面分为 A、 B两部分，则 A区对 B区、 B区对 A区存在吸引力，该力即为表面张力，表面张力的方向平行于液面 .二、液体的微观结构及表面张力例 2 关于液体表面的收缩趋势，下列说法正确的是 A.因为液体表面分子分布比内部密，所以有收缩趋势B.液体表面分子有向内运动的趋势，表现为收缩趋势C.因为液体表面分子分布比内部稀疏，所以有收缩趋势D.因为液体表面分子所受引力与斥力恰好互相平衡，所以有收缩趋势答案解析√解析 液体表面分子间的距离稍大于引力与斥力平衡时的距离，分子力表现为引力，因此有收缩趋势， A、 B、 D错误， C正确 .例 3 (多选 )下列现象与液体的表面张力有关的是 A.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端会变钝B.一大滴水银在宇宙飞船中呈球形C.布制的雨伞有缝隙，但不漏雨D.一片树叶在水面上不下沉√√√答案解析解析 玻璃烧熔后，它的表面层在表面张力作用下收缩到最小面积，从而使尖端变钝， A选项正确 .处于失重状态的宇宙飞船中，由于消除了重力的影响，水银的表面收缩到最小面积 —— 球面，水银滴呈球形， B选项正确 .雨水在雨伞的缝隙中形成向下弯曲的水面，弯曲的水面的表面张力承受着缝隙内水所受的重力，使雨水不致漏下， C选项正确 .一片树叶在水面上不下沉是由于浮力和重力相等，而不是由于表面张力，故 D选项错误 .1.饱和汽与液体处于一种动态平衡状态，从宏观上看是液体不再蒸发，从微观上看是相同时间内回到液体中的分子数等于从液体中飞出去的分子数 .2.饱和汽压随温度的升高而增大，相同温度下越容易蒸发的液体，饱和汽压越大 .3.B＝ × 100%.三、饱和汽压和湿度例 4 (1)如图 1所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水蒸气，若保持温度不变，慢慢地推进活塞，容器内饱和水蒸气的密度是否发生变化？答案解析解析 由于温度不变，所以饱和汽压不变，饱和水蒸气的密度也不变 .图 1答案 见解析(2)若向密闭的容器中注入空气，则水蒸气的饱和汽压是否变化？答案解析解析 容器内总的压强增大，但水蒸气的饱和汽压与有无其他气体存在无关，故水蒸气的饱和汽压不变 .答案 见解析(3)测得水蒸气的压强为 p，体积为 V.若保持温度不变，则 _____.A.上提活塞使水蒸气的体积增加为 2V时，水蒸气的压强减为B.下压活塞使水蒸气的体积减为 V时，水蒸气的压强增为 2pC.下压活塞时，水蒸气的质量变小，水蒸气的密度不变D.下压活塞时，水蒸气的质量和密度都变小答案解析AC解析 容器中的水蒸气刚好饱和，上提活塞使水蒸气的体积变为 2V时，容器中的水蒸气变为未饱和汽，它遵循玻意耳定律，压强变为 p.下压活塞使水蒸气的体积减为 V时，由于温度不变，饱和汽的密度不变，部分水蒸气会液化成水，水蒸气的压强仍为 p，只是水蒸气的质量减小 .例 5 冬季某天，日间气温 6 °C时的相对湿度是 65%，如果夜间最低气温是－ 3 °C，那么，空气中的水蒸气会不会成为饱和汽？为什么？ (设绝对湿度不变， 6 °C时水蒸气的饱和汽压 ps1＝ 9.34× 102 Pa，－ 3 °C时水蒸气的饱和汽压 ps2＝ 5.68× 102 Pa)答案 见解析答案解析