2019年高考物理热点题型和提分秘籍(选修3-3)：专题02固体、液体和气体(原卷版)

1、专题 02 固体、液体和气体1 知道晶体、非晶体的区别。2 理解表面张力，会解释有关现象。3掌握气体实验三定律，会用三定律分析气体状态变化问题。热点题型一固体与液体的性质例 1、(多选)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是()A. 液体的分子势能与体积有关B. 晶体的物理性质都是各向异性的C. 温度升高，每个分子的动能都增大D. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用【提分秘籍】1.晶体与非晶体单晶体多晶体非晶体外形规则不规则不规则熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不

2、同的形态，同一物质可能以晶体和非晶体两种不冋的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。2.液体的表面张力(1) 作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。(2) 方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。3.液晶的物理性质（1）具有液体的流动性。具有晶体的光学各向异性。（3）从某个方向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。【举一反三】（多选）关于表面张力，下列说法正确的是（）A. 从自来水龙头滴下的水滴几乎呈球形B. 油滴在水面上会形成一层油膜C. 用湿布不易擦去玻璃窗上的灰尘D.油瓶外总是附有一层薄薄的油例 2、如图所示，一个横截面积为 S 的圆筒形

3、容器竖直放置，金属圆柱活塞 A 的上表面内壁之间的摩擦，若大气压强为 P。则封闭在容器内的气体的压强为（）热点题型气体压强的计算是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为0,活塞的质量为 M，不计活塞与容器2Mg cos0C. po+SD.P0+ Mg【提分秘籍】1 平衡状态下气体压强的求法液片法：选（自身重力不计）为研究对象，分析液片两侧受力情况，立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强。（2）力平衡法：选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象进行受力分析， 得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得气体的压强。（3）等压面法：在连通器中，同一种液体（中间不间断）同一

4、深度处压强相等。液体内深 h 处A.B皿+込cos0Scos0的总压强 p= p0+pgh p0为液面上方的压强。2 加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(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。【特别提醒】求封闭气体压强的两点注意(1) 注意影响封闭气体压强的因素。封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状态有关。(2) 注意求封闭气体压强的关键。求封闭气体压强的关键是要明确研究对象，然后分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，列研究对象的平衡方程或牛顿第二定律方程，然后解 方程，就可求得封闭气体的压

5、强。【举一反三】热点题型三理想气体状态方程与气体实验定律的应用例 3 .空气压缩机的储气罐中储有I.Oatm 的空气 6.0L,现再充入 I.Oatm 的空气 9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()A. 2.5atmB. 2.0atmC. 1.5atmD. I.Oatm【提分秘籍】1.理想气体的状态方程：(1) 理想气体。1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。2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。

6、(2) 状态方程： 晋=誉或PV= G(3) 应用状态方程解题的一般步骤：1明确研究对象(即选取一定质量的气体)。2确定气体在始、末状态的参量。3结合气体定律或状态方程列式求解。4讨论结果的合理性。2 状态方程与气体实验定律的关系前提条件气体实验定律名称表达式气体质量不变温度T1= T2玻意耳定律P1V1= P2V2体积V1= V2查理定律P1P2T1=T2压强P1= P2盖吕萨克定律V1V2T1= T2【特别提醒】变质量问题分析方法分析变质量问题时，可通过巧妙地选择研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用气体实验定律求解。(1) 打气问题：向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题

7、，只要选择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气 体的状态变化问题。(2) 抽气问题：从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可 以看作是等温膨胀过程。(3) 灌气问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。(4) 漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题。如果选容器内剩余气体和

8、漏出气体整体作为研究对象，便可使问题变成一定质量气体的状态变化问题， 可用理想气体的状态方程求解。【举一反三】如图所示，在一端封闭的U 形管中用水银柱封闭一段空气柱L,当空气柱的温度为 27C时，左管水银柱的长度 h1= 10cm，右管水银柱长度 h2= 7cm，气柱长度 L= 13cm ;当空气柱 的温度变为 127C时，m 变为 7cm。求：当时的大气压强和末状态空气柱的压强。(单位用 cmHg)。1p= CTV，斜率 k= CT,即斜率越大,温度越高0 T2T热点题型四气体状态变化的图象问题例 4、某同学利用 DIS 实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如下的 p

9、 t 图象。已知在状态 B 时气体的体积 VB= 3L,求:【提分秘籍】1 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，不同体积的 两条等容线，不同压强的两条等压线的关系。2 一定质量的气体不同图象的比较Tn-273-A91汽(1)气体在状态A 的压强;(2)气体在状态C 的体积。类别图线特点举例pV= CT(其中 C 为恒量),即 pV 之积越大的等温线温度越高，线离原点越远T T2oT2TyHp/atmB1.5L0【举一反三】如图为一定质量理想气体的压强p 与体积 V 的关系图象，它由状态 A 经等容过程到状态 B,再经等压过程到状态 C。设 A、B、C 状态对应的温度

10、分别为TA、TB、Tc,则下列关系式中正确的是（）u-*-BC0- VA.TATB,TBTB,TB=TCC.TATB,TBTc热点题型五理想气体实验定律微观解释例 5、（多选）一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（）A. 气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B. 单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C. 气体分子的总数增加D. 气体分子的密度增大【提分秘籍】1 等温变化一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变。在这种情况下，体积减小时， 分子的密集程度增大，气体的压强增大。2 .等容变化一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集

11、程度保持不变。在这种情况下，温度升 高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大。3 等压变化一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。只有气体的体积同时增大，使分 子的密集程度减小，才能保持压强不变。【举一反三】(多选)封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法 正确的是()A. 气体的密度增大B. 气体的压强增大C. 气体分子的平均动能减小D. 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多1 . 2019 全国卷I】【物理选修 3-3】(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差4)与气泡半径 r 之间的关系为4=； 其中 尸 0.070 N/m.

12、现让水下 10 m 处一半径为 0.50 cm 的气泡缓慢上升，已 知大气压强p0= 1.0 x10Pa, 水的密度p=1.0 x30kg/m3,重力加速度大小 g 取 10 m/s2.(1) 求在水下 10 m 处气泡内外的压强差；(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.2. 2019 全国卷H】物理选修 3-3】(2) (10 分)一氧气瓶的容积为 0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20 个大气压.某实验室每天消耗 1 个大气压的氧气 0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2 个大气压时，需重新充气.若氧气的温度保持不变，求这瓶氧

13、气重新充气前可供该实验室使用多少天.3. 2019 全国卷川】物理 选修 3-3】(2)一 U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强Po= 75.0 cmHg.环境温度不变.1.【2019 上海 9】4.如图，长为 h 的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H 高度(管下端未离开水银面)，上下两部分气体的压强

14、发生变化分别为LP1和二p2,体积变化分别为二V|和二V2。已知水银密度为,玻璃管截面积为S,则A.祁2一定等于pB.V,一定等于c. “P2与Pi之差为ghD.“V2与“Vi之和为 HS2. 【2019 全国新课标I33 (1 )】9 .下列说法正确的是。(填正确答案标号，选对一个得2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分)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，有些晶体在不同的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

15、晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体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3. 【2019 江苏 12A (1 )】10.对下列几种固体物质的认识，正确的有 _ 。A. 食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐时晶体B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡时晶体C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D.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4. （2019 重庆40（2）北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 ，压强为肥皂泡冻结

16、后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为Po.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.1 .侈选）（2019 新课标全国卷H,33）下列说法正确的是（）A. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B. 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D. 高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E. 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸 热的结果2.侈选）（2019全国大纲卷，16）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（）A. 压强变大时，分子热运

17、动必然变得剧烈B. 保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C. 压强变大时，分子间的平均距离必然变小D. 压强变小时，分子间的平均距离可能变小3.（2019 山东卷，37）一种水下重物打捞方法的工作原理如图5 所示。将一质量 M = 3X10kg、体积 V= 0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离40 m，筒内气体体积1 m3。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮。求 V2和 h2。风水面图 5已知大气压强 P0= 1X10 Pa,水的密度p=1X10 kg/m3

18、，重力加速度的大小 g= 10 m/s2。 不计水温变化，筒 4. （2019 海南卷，15）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定 量的氮气，被活塞分隔成i、n两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体 的压强为 P10,如图 7（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积 之比为 3 : 1，如图（b）所示。设外界温度不变，已知活塞面积为S,重力加速度大小为 g，求活塞的质量。5. 2019 新课标全国卷n,33(2)如图 8，两气缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光滑，其下 部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上

19、端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气。当大气压为po、外界和气缸内气体温度均为7C且平衡(1) 现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 恰好升至顶部时，求氮气的温度；1(2) 继续缓慢加热，使活塞 a 上升。当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 16 时，求氧气的压强。压强为 po,有人设计了四种途径，使气体经过四种途径后压强仍为po.这四种途径是()先保持体积不变，降低温度，再保持温度不变，压缩体积体升温，再保持温度不变，让体积膨胀先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温 先保持温

20、度不变，压缩气体，再保持体积不变，使气体降温C.、不可能D.、都可能2 .(多选)封闭在汽缸内的一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时, 以下说法正确的是()A. 气体的密度增大B. 气体的压强增大C. 气体分子的平均动能减小D. 气体分子的平均动能增大TT时，活塞 a 离气缸顶的距离是气缸高度的【聞考拥定质量的理想气体处于某一平衡状态，此时其先保持体积不变，使气A.、不可能B.、不可能17.3.（多选）对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（）A.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C.若气体

21、的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D.若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变4.（多选）分子动能随分子速率的增大而增大，早在1859 年麦克斯韦就从理论上推导出 了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律下列描述分子动能与温度关系正确的是（）A.气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大B.气体温度升高，其内部少数分子的动能可能减小C.不同气体相同温度下，分子的平均动能相同，平均速率也相同D.当气体温度一定时，其内部绝大多数分子动能相近，动能很小或很大的很少5如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭， 上端足够长，

22、下端（粗端）中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体现对气体缓慢加热， 气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图中的（）6 足够长的U形玻璃管开口朝下竖直放置，管中有两段水银，右边封闭了一段长度为LA的气体，左边的活塞也封闭了一段长度为LB的气体，现将活塞缓慢地向上移动，左边的竖直管中始终有水银，两气柱长度变化是（）A.LA不变，LB增大B.LA不变，LB减小C.LA减小，LB增大D.LA增大，LB减小D如图所示，一定质量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态 b,在此过程中，其压强（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终不变D.先增大后减小8. 下列说法中正确的是（）A.气体压强是由气体分子间的斥力产