【三维设计】高考物理一轮精细复习 （基础知识夯实+综合考点应用+名师分步奏详解压轴题）固体、液体和气体（含解析）.doc

固体、液体和气体（基础知识夯实+综合考点应用+名师分步奏详解压轴题，含精细解析）晶体和非晶体想一想在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图1121中(1)、(2)、(3)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(4)所示。则由此可判断出甲、乙、丙分别为_、_、_。图1121提示多晶体、非晶体、单晶体。记一记(1)固体分为晶体和非晶体两类。晶体分单晶体和多晶体。(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体无确定的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体无确定的熔点。(3)单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性。试一试1关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()a金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体b晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的c单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点d单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的解析：选bc金刚石、水晶和食盐是晶体，玻璃是非晶体，a错误；晶体的分子排列规则，且有固定的熔点，非晶体的分子排列不规则，且没有固定的熔点，故b、c正确；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性，故d错误。液晶、液体想一想如图1122所示为一沾有肥皂膜的闭合金属框，若将膜面上棉线圈内部的膜戳破后，棉线圈会被拉成圆形，这是什么原因？与戳破前相比，肥皂膜的内能如何变化？图1122提示液体表面张力，内能减少。记一记1液体的表面张力(1)概念：液体表面各部分间互相吸引的力。(2)作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。(3)方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。(4)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。2液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。3毛细现象浸润液体在细管中上升的现象以及不浸润液体在细管中下降的现象。试一试2(2012江苏高考)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滴入水中的红墨水很快散开d悬浮在水中的花粉做无规则运动解析：选ab由于液体表面层分子引力，使得液体表面具有收缩的趋势，露珠表面张力使表面面积收缩到最小，水面的张力给水黾向上的弹力，选项a、b正确；红墨水散开是扩散现象，选项c错误；悬浮在水中的花粉做无规则运动，是水分子对花粉颗粒碰撞不均衡造成的，选项d错误。气体实验定律想一想电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500 时的压强不超过一个大气压，则在20 的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少？提示由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化，设t1500 时压强为p1，t220 时的压强为p2，则由得，p11个大气压，p20.38个大气压。记一记1气体的状态参量(1)压强；(2)体积；(3)温度。2气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式：p。3气体实验定律(1)等温变化玻意耳定律内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。公式：p1v1p2v2或pvc(常量)(2)等容变化查理定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。公式：或c(常量)推论式：pt。(3)等压变化盖吕萨克定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比公式：或c(常量)推论式：vt4理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。(2)一定质量的理想气体状态方程：或c(常量)。试一试3(2012福建高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 l，现再充入1.0 atm的空气9.0 l。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()a2.5 atmb2.0 atmc1.5 atmd1.0 atm解析：选a由玻意耳定律，p1(vv)p2v，解得充气后储气罐中气体压强为p22.5 atm，选项a正确。饱和蒸汽、湿度记一记1饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。2饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强。(2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。3湿度(1)定义：空气的潮湿程度。(2)描述湿度的物理量绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即相对湿度(b)试一试4下列说法正确的是()a饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大b饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态c所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点d所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体解析：选a饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，a正确；饱和蒸汽是指蒸发和液化处于动态平衡，b错误；单晶体有固定形状，而多晶体没有固定形状，c错误；水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，d错误。气体压强的计算1.系统处于平衡状态下的气体压强计算方法(1)液体封闭的气体压强的确定平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强。取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强。液体内部深度为h处的总压强pp0gh(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体压强。2加速运动系统中封闭气体压强的计算方法一般选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。例1如图1123所示，光滑水平面上放有一质量为m的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为s。现用水平恒力f向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p。(已知外界大气压为p0)图1123审题指导选与气体相接触的活塞为研究对象，进行受力分析，再利用牛顿第二定律列方程求解。尝试解题选取汽缸和活塞整体为研究对象。相对静止时有：f(mm)a再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有：psp0sma解得：pp0。答案p0)气体实验定律及状态方程的应用1.气体实验定律的比较定律名称比较项目玻意耳定律(等温变化)查理定律(等容变化)盖吕萨克定律(等压变化)数学表达式p1v1p2v2或pvc(常数)或c(常数)或c(常数)同一气体的两条图线2理想气体的状态方程(1)理想气体宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。(2)状态方程：或c。(3)应用状态方程解题的一般步骤：明确研究对象，即某一定质量的理想气体；确定气体在始末状态的参量p1、v1、t1及p2、v2、t2；由状态方程列式求解；讨论结果的合理性。例2(2012新课标高考)如图1124，由u形管和细管连接的玻璃泡a、b和c浸泡在温度均为0 的水槽中，b的容积是a的3倍。阀门s将a和b两部分隔开。a内为真空，b和c内都充有气体。u形管内左边水银柱比右边的低60 mm。打开阀门s，整个系统稳定后，u形管内左右水银柱高度相等。假设u形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。图1124(1)求玻璃泡c中气体的压强(以mmhg为单位)；(2)将右侧水槽的水从0 加热到一定温度时，u形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温。审题指导第一步：抓关键点关键点获取信息玻璃泡a、b、c均浸泡在0 水槽内气体发生等温变化u形管内左右水银柱高度差60 cm压强关系打开阀门左右水银柱高度相等压强相等u形管和细管中气体体积远小于玻璃泡容积管中气体体积忽略不计第二步：找突破口(1)要求c中气体压强由于pcpb可求解b中气体压强；(2)要求右侧水槽水温c中气体作等容变化。尝试解题(1)在打开阀门s前，两水槽水温均为t0273 k。设玻璃泡b中气体的压强为p1，体积为vb，玻璃泡c中气体的压强为pc，依题意有p1pcp式中p60 mmhg，打开阀门s后，两水槽水温仍为t0，设玻璃泡b中气体的压强为pb。依题意，有pbpc玻璃泡a和b中气体的体积为v2vavb根据玻意耳定律得p1vbpbv2联立式，并代入题给数据得pcp180 mmhg(2)当右侧水槽的水温加热至t时，u形管左右水银柱高度差为p。玻璃泡c中气体的压强为pcpbp玻璃泡c中的气体体积不变，根据查理定理得联立式，并代入题给数据得t364 k答案(1)180 mmhg(2)364 k气体实验定律与热力学定律的综合应用例3(2012山东高考)如图1125所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的u型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l120 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h10 cm。(环境温度不变，大气压强p075 cmhg)图1125(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmhg”作单位)。(2)此过程中左管内的气体对外界_(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将_(填“吸热”或“放热”)。尝试解题(1)设u形管横截面积为s，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1v1p2v2p1p0p2pphv1l1sv2l2s由几何关系得h2(l2l1)联立式，代入数据得p50 cmhg(2)左管内气体体积增大，说明气体膨胀对外做正功；由于气体温度保持不变