（全國版）2019版高考物理一輪復習 第14章 選考部分 第51課時 固體、液體、氣體學案

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1、第51課時固體、液體、氣體考點1固體和液體的性質(zhì)1晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜。(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。(4)表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液

2、體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小。(5)表面張力的大?。焊吔缇€的長度、液體的種類、溫度都有關系。3毛細現(xiàn)象是指浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，毛細管越細，毛細現(xiàn)象越明顯。4液晶的物理性質(zhì)(1)具有液體的流動性。(2)具有晶體的光學各向異性。(3)從某個方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的。1(粵教版選修33 P24T1)辨別物質(zhì)是晶體還是非晶體，比較正確的方法是()A從外形來判斷B從各向異性或各向同性來判斷C從導電性能來判斷D從是否具有確定的熔點來判斷答案D解析晶體和非晶體最大的區(qū)別就是晶體有固定的熔點，而非晶

3、體沒有固定的熔點，D正確。2(粵教版選修33 P37T2)(多選)下列現(xiàn)象中，與液體表面張力有關的是()A小縫衣針漂浮在水面上B小木船漂浮在水面上C荷葉上的小水珠呈球形D慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不會流下來答案ACD解析小木船漂浮在水面上，是浮力和重力共同作用的效果，B錯誤；其余選項是由于液體表面張力的作用，A、C、D正確。3.如圖所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程，圖中橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T。從圖中可以確定的是()A晶體和非晶體均存在固定的熔點T0B曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)C曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài)D曲線M的cd段、曲線

4、N的fg段均表示液態(tài)答案B解析晶體與非晶體的最大區(qū)別就是晶體有固定的熔點。當因溫度升高而熔化時，在熔化過程中晶體的溫度將保持不變，只有晶體全部熔化后其溫度才上升，而非晶體沒有這個特點。結(jié)合題目中的圖象特點可知B正確?？键c2氣體壓強的產(chǎn)生和計算1產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則地運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強。2決定因素(1)宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。(2)微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度。3平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到

5、液片兩側(cè)壓強相等方程，求得氣體的壓強。(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)，為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強。(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。4加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。1一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫度升高，體積增大，從分子動理論的觀點來分析，正確的是()A此過程中分子的平均速率不變，所以壓強保持不變B此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，所以壓強保持不變C此過程中單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器

6、壁的碰撞次數(shù)不變，所以壓強保持不變D以上說法都不對答案D解析溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度不變，分子熱運動平均動能不變，故氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變，A、B錯誤；理想氣體體積變大，氣體的分子數(shù)密度減小，單位時間碰撞容器壁單位面積的分子數(shù)減少，C錯誤，故選D。2.(多選)如圖所示，內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為，A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止，下列說法中正確的是()AB管內(nèi)水銀面比管外水銀面高hBB管內(nèi)水銀面比管外水銀面高hcosCB管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosD管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcos高汞柱答案BD解析以A管內(nèi)水

7、銀柱為研究對象，有pSShcosp0S，B管內(nèi)氣體壓強pp0hcospp0，所以B管內(nèi)水銀面比槽內(nèi)水銀面高出hcos。A、C錯誤，B、D正確。3如圖所示，活塞的質(zhì)量為m，缸套的質(zhì)量為M，通過彈簧吊在天花板上，汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，缸套和活塞間無摩擦，活塞面積為S，大氣壓強為p0，則封閉氣體的壓強為()App0 Bpp0Cpp0 Dp答案C解析以缸套為研究對象，缸套受重力、內(nèi)部氣體對它的壓力和大氣壓力作用，有pSMgp0S，所以pp0，C正確?？键c3氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的應用1氣體實驗定律2理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體

8、，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能。(2)理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：或C。氣體實驗定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例。例1如圖所示，粗細均勻U形細玻璃管豎直放置，各部分水銀柱的長度分別為L225 cm，L325 cm，L410 cm，A端被封空氣柱的長度為L160 cm，BC在水平面上，整個裝置處在恒溫環(huán)境中，外界氣壓p075 cmHg。將玻璃管繞B點在紙面內(nèi)沿逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90至AB管水平，求此時被封空氣柱的長度。解析設玻璃管的橫截面積為S，以cmHg為壓強單位開始p1p

9、0(L2L4)60 cmHg，V1L1S60S，將玻璃管繞B點沿逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90，假設CD管中還有水銀，p2p0L3100 cmHg，由玻意耳定律p1V1p2V2，解得V2L1S，解得L136 cm(6010) cm，假設不成立。設原水平管中有長為x cm的水銀進入左管：6060S(7525x)(6010x)S，解得x10 cm0，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，U0，由熱力學第一定律可知，氣體要放出熱量，過程ca中外界對氣體所做的功小于氣體所放熱量，C錯誤；由圖象可知，a狀態(tài)溫度最低，分子平均動能最小，D正確；由圖象可知，bc過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，壓強減小，由玻意耳定律可知，體積

10、增大，b、c狀態(tài)氣體的分子數(shù)密度不同，b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，E正確。答案ADE(1)用pV，pT，VT等關系圖象，可以形象直觀看出p、V、T的變化及它們之間的關系。(2)pV圖象要注意等溫線的特點是雙曲線，其他圖象注意斜率的含義。(3)能熟練地進行三種圖象的相互轉(zhuǎn)化，必要時作出輔助狀態(tài)變化圖線，以便更清楚地搞清p、V、T三者的變化關系。(4)在pV、VT、pT圖象中的一個點表示一定質(zhì)量氣體的一個平衡狀態(tài)，對應著三個狀態(tài)參量。圖象中的某條直線或曲線表示一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化的一個過程。如圖1表示一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)1出發(fā)經(jīng)過狀態(tài)2和3，最終又回到

11、狀態(tài)1。那么，在圖2的pT圖象中，反映了上述循環(huán)過程的是()答案B解析在圖1中，12是等壓升溫過程，23是等容降溫過程，31是等溫升壓過程，B正確。1甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，由燒熱的針接觸其上一點，石蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系如圖丁所示，下列說法正確的是()A甲、乙為非晶體，丙是晶體B甲、乙、丙都是晶體C甲、丙為非晶體，丙是晶體D甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體答案D解析單晶體是各向異性的，熔化在晶體表面的石蠟是橢圓形。非晶體和多晶體是各向同性，則熔化在表面的石蠟是圓形，因此丙為單晶體，甲、乙可能是多晶體與非晶體，根據(jù)溫

12、度隨加熱時間變化的關系，可知，甲、丙為晶體，乙是非晶體，D正確，A、B、C錯誤。2(多選)2013年6月20日，女航天員王亞平成為中國第一位“天空老師”，在太空中給全國青少年講解了液體表面張力的作用，微重力環(huán)境下物體運動的特點等知識，下列現(xiàn)象中哪些是由于表面張力引起的()A鋼針浮在水面上B船只浮在水面上C飛船中自由漂浮的水滴呈球形D布傘傘面的布料有縫隙但不漏雨水答案ACD解析鋼針受到水的表面張力作用，與重力平衡，鋼針浮在水平面上，A正確；船只在水的浮力作用下浮在水面上，與表面張力無關，B錯誤；飛船中自由漂浮的水滴在表面張力作用下使水滴表面積收縮到最小即呈球形，C正確；由于雨水表面存在表面張力，

13、雖然布傘有孔，但不漏水，與表面張力有關，D正確。3液晶顯示器是一種采取液晶為材料的顯示器，由于機身薄、省電、輻射低等優(yōu)點深受用戶的青睞，下列關于液晶說法正確的是()A液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在B液晶既有液體的流動性，又有光學的各向同性C當某些液晶中滲入少量多色性染料后，在不同的電場強度下，它對不同顏色的光的吸收強度不一樣，這樣就能顯示各種顏色D液晶的結(jié)構與液體的結(jié)構相同答案C解析液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶也存在于生物結(jié)構中，故A錯誤；液晶既有液體的流動性，又有光學的各向異性，故B錯誤；當某些液晶中滲入少量多色性染料后，在不同的電場強度下，對不同顏色的光的吸收強度不一樣，

14、這樣就能顯示各種顏色，故C正確；液晶是介于液態(tài)與結(jié)晶態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，結(jié)構與液體的結(jié)構不同，故D錯誤。4(多選)下列各圖中，p表示壓強，V表示體積，T表示熱力學溫度，t表示攝氏溫度，各圖中正確描述一定質(zhì)量氣體等壓變化規(guī)律的是()答案AC解析A中橫軸代表熱力學溫度，縱軸代表壓強，圖象與橫軸平行，縱坐標為定值，表示壓強一定，是氣體等壓變化規(guī)律，A正確；B中橫軸代表體積，縱軸代表壓強，圖象表示隨著體積增大壓強減小的變化規(guī)律，不是等壓變化規(guī)律，B錯誤；根據(jù)質(zhì)量一定的氣體遵守的氣態(tài)方程：C(恒量)可以得出VT，如果是氣體等壓變化，那么是常數(shù)，得出VT圖象為過原點的直線，C正確；D中橫軸代表攝氏溫度，

15、圖象中表示隨著溫度增大壓強增大，不是等壓變化規(guī)律，D錯誤。5如圖所示，由導熱材料制成的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞與汽缸壁之間無摩擦。在活塞上緩慢地放上一定量的細砂。假設在此過程中，汽缸內(nèi)氣體的溫度始終保持不變，下列說法正確的是()A汽缸中氣體的內(nèi)能增加B汽缸中氣體的壓強減小C汽缸中氣體的分子平均動能不變D單位時間內(nèi)汽缸中氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)不變答案C解析氣體做等溫變化，而溫度是氣體分子平均動能的標志，故分子的平均動能不變，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，所以內(nèi)能不變，A錯誤，C正確；在活塞上緩慢地放上一定量的細砂，封閉氣體壓強增大，故B錯誤；封閉氣體壓強增大，溫

16、度不變，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得氣體的體積減小，缸中氣體分子數(shù)密度增大，單位時間內(nèi)汽缸中氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增大，D錯誤。6(多選)下列說法正確的是()A水的飽和汽壓隨溫度的升高而增加B浸潤和不浸潤現(xiàn)象是液體分子間相互作用的表現(xiàn)C一定質(zhì)量的0 的水的內(nèi)能大于等質(zhì)量的0 的冰的內(nèi)能D氣體的壓強是由于氣體分子間的相互排斥而產(chǎn)生的E一些昆蟲可以停在水面上，是由于水表面存在表面張力的緣故答案ABCE解析飽和汽壓與液體材料和溫度有關，溫度越高，飽和汽壓越大，故A正確；浸潤和不浸潤現(xiàn)象是液體分子間相互作用的表現(xiàn)，與分子力有關，故B正確；由于水結(jié)冰要放熱，故一定質(zhì)量的0 的水的內(nèi)能大于等質(zhì)量的0 的冰

17、的內(nèi)能，故C正確；氣體的壓強是由氣體分子對容器壁的頻繁碰撞引起，與分子數(shù)密度和平均動能有關，故D錯誤；小昆蟲可以停在水面上，由于水表面存在表面張力的緣故，故E正確。7如圖a所示，一導熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積為S2103 m2、質(zhì)量為m4 kg、厚度不計的活塞與汽缸底部之間封閉了一部分氣體，此時活塞與汽缸底部之間的距離為24 cm，在活塞的右側(cè)12 cm處有一對與汽缸固定連接的卡環(huán)，氣體的溫度為300 K，大氣壓強p01.0105 Pa。現(xiàn)將汽缸豎直放置，如圖b所示，求該情況下：(取g10 m/s2)(1)活塞與汽缸底部之間的距離；(2)緩慢對汽缸加熱，當溫度升至多高時活塞與

18、卡環(huán)剛好接觸？若此過程中氣體內(nèi)能增加了11.6 J，則氣體吸收了多少熱量？(3)緩慢對汽缸加熱，當溫度升至多高時活塞對卡環(huán)的壓力為60 N?答案(1)20 cm(2)540 K50 J(3)675 K解析(1)汽缸水平放置時，封閉氣體的壓強p1p01105 Pa，溫度T1300 K，體積V124 cmS，當汽缸豎直放置時，封閉氣體的壓強p2p01.2105 Pa，溫度T2T1300 K，體積V2HS，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：，代入數(shù)據(jù)可得H20 cm。(2)設活塞到卡環(huán)時的溫度為T3，此時V3L3S，等壓變化，有，解得T3540 K，氣體對外做功Wp2SL38.4 J，根據(jù)熱力學第一定律可得U

19、WQ，解得QUW50 J。(3)p3p21.2105 Pa，p4p31.5105 Pa，根據(jù)，解得T4675 K。8.如圖所示，長為1 m、開口豎直向上的玻璃管內(nèi)有一段長為15 cm的水銀柱，封閉了一段長度為20 cm的氣體。已知大氣壓強為75 cmHg?，F(xiàn)緩慢旋轉(zhuǎn)玻璃管，求：(1)當玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為多少？(2)當玻璃管開口豎直向下時，封閉氣體的長度又是多少？答案(1)24 cm(2)30 cm解析(1)設管橫截面積為S，以管內(nèi)氣體為研究對象，管口豎直向上為初態(tài)：p1(7515) cmHg90 cmHg，V120S。水平放置為末態(tài)：p275 cmHg，由玻意耳定律p1V1p2

20、V2得V224S，所以，管內(nèi)氣體長24 cm。(2)以管口豎直向上為初態(tài)，管口豎直向下為末態(tài)：p3(7515) cmHg60 cmHg，由玻意耳定律得V330S，所以，管內(nèi)氣體長30 cm，因為30 cm15 cm100 cm，所以水銀不會流出。9(2017全國卷)(多選)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a。下列說法正確的是()A在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B在過程ca中外界對氣體做功C在過程ab中氣體對外界做功D在過程bc中氣體從外界吸收熱量E在過程ca中氣體從外界吸收熱量答案ABD解析在過程ab中，體積

21、不變，外界對氣體不做功，氣體也對外界不做功，壓強增大，溫度升高，內(nèi)能增加，故A正確、C錯誤；在過程ca中，壓強不變，體積減小，溫度降低，故內(nèi)能減少，而外界對氣體做功，氣體要向外界放出熱量，故B正確、E錯誤；在過程bc中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外界做功，由熱力學第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故D正確。10.(2017山東滕州五中月考)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)過圖線ABCA的狀態(tài)變化過程，AB的延長線過O點，CA與縱軸平行。由圖線可知()AAB過程壓強不變，氣體對外做功BBC過程壓強增大，外界對氣體做功CCA過程壓強不變，氣體對外做功DCA過程壓強減小，外界對氣體做功答

22、案B解析由圖可知，AB過程，氣體體積與熱力學溫度成正比，則氣體發(fā)生等壓變化，氣體壓強不變，體積減小，外界對氣體做功，A錯誤；如圖所示，作過C的等容線，則體積相等的情況下，C狀態(tài)的溫度高，所以C狀態(tài)的壓強一定比A、B狀態(tài)的壓強大，由圖可知BC體積減小，外界對氣體做功，B正確；CA是等溫變化，由玻意耳定律知CA體積增大，壓強減小，氣體對外界做功，C、D錯誤。11.(2017全國卷)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，

23、通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27 ，汽缸導熱。(1)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時活塞下方氣體的壓強。答案(1)2p0(2)上升直到B的頂部(3)1.6p0解析(1)設打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)聯(lián)立式得V1p12p0(2)打開K3后，由式知，活塞必定上升。設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V22V)時

24、，活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2由式得p2p0由式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止，即V22V，此時p2p0。(3)設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1300 K升高到T2320 K的等容過程中，由查理定律得將有關數(shù)據(jù)代入式得p31.6p0。12(2017全國卷)一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度為T0時的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。(1)求該熱氣球所受浮力的大??；(2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；(3)設充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托

25、起的最大質(zhì)量。答案(1)0gV(2)0gV(3)0T0Vm0解析(1)設1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0，密度為0在溫度為T時的體積為VT，密度為(T)由蓋呂薩克定律得聯(lián)立式得(T)0氣球所受的浮力為f(Tb)gV聯(lián)立式得f0gV(2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G(Ta)gV聯(lián)立式得G0gV(3)設該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件得mgfGm0g聯(lián)立式得m0T0Vm0。13.(2016全國卷)一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣

26、體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p075.0 cmHg。環(huán)境溫度不變。答案144 cmHg9.42 cm解析設初始時，右管中空氣柱的壓強為p1、長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2p0、長度為l2?；钊幌峦苃后，右管中空氣柱的壓強為p1、長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2、長度為l2。以cmHg為壓強單位。由題給條件得p1p0(20.05.00) cmHgl1 cm由玻意耳定律得p1l1p1l1聯(lián)立式和題給條件得：p1144 cmHg依題意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2p2l2聯(lián)立式和題給條件得h9.42 cm。19