《2018版高考物理一轮复习第十二章热学第2节固体液体和气体选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理一轮复习第十二章热学第2节固体液体和气体选修（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节 固体、液体和气体(1)大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体。()(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的。()(3)晶体有天然规则的几何形状，是因为晶体的物质微粒是规则排列的。()(4)液晶是液体和晶体的混合物。()(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力。()(6)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时，水不再蒸发和凝结。()(7)压强极大的气体不遵从气体实验定律。() 突破点(一)固体、液体的性质1晶体和非晶体(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。(3)凡是具有确定熔点的物体必定是
2、晶体，反之，必是非晶体。(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。2液体表面张力形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力表面特性表面层分子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弹性薄膜表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线表面张力的效果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，球形的表面积最小多角练通1(多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是()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
3、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的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故D错误。2(2017漳州模拟)下列现象中，不能说明液体存在表面张力的有()A吹出的肥皂泡成球形B硬币能漂浮于水面上C滴入水中的红墨水很快散开D在完全失重的环境下，熔化的金属能收缩成标准的球形解析：选C吹出的肥皂泡成球形，硬币能漂浮于水面上，在完全失重的环境下，熔化的金属能收缩成标准的球形，都是由于表面张力的作用；滴入水中的红墨水很快散
4、开，是自由扩散的结果，与表面张力无关；故选C。3(多选)(2017安徽六校联考)下列说法中正确的是()A晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性B内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小解析：选BC单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A错误；内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关，内能不同，温度可能相同，则分子热运动的平均动能可能相同，故B正确；液晶像液体一样具有流动性，光学性质具有各向异性，故C正确；随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当
5、分子力表现为引力时，分子做负功，分子势能增大，故D错误。突破点(二)气体压强的产生与计算1产生的原因由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。2决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积。(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。3平衡状态下气体压强的求法液片法选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，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，求得气体的压强等压面法在连通
6、器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处的总压强pp0gh，p0为液面上方的压强4.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。典例如图所示，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m，面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距为L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。解析设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体
7、的压强为p1，则活塞受到气缸内外气体的压力分别为：F1p1S，F0p0S由牛顿第二定律得：F1F0ma小车静止时，在平衡状态下，气缸内气体的压强应为p0。由玻意耳定律得：p1V1p0V0式中V0SL，V1S(Ld)联立以上各式得：a答案方法规律封闭气体压强的求解方法封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、气缸等物体的受力情况和运动状态有关。解决这类问题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，列出关于研究对象的力学方程，然后解方程，就可求得封闭气体的压强。集训冲关1(2017临沂质检)如图所示两个气缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的
8、质量均为m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下。不计活塞与气缸壁间的摩擦，两个气缸内分别封闭有一定质量的气体A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？解析：题图甲中选活塞m为研究对象。pASp0Smg得pAp0题图乙中选气缸M为研究对象得pBp0。答案：p0p02若已知大气压强为p0，如图所示各装置均处于静止状态，图中液体密度均为，求被封闭气体的压强。解析：在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p气SghSp0S所以p气p0gh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上F下，有：p气SghSp0Sp气p0gh在图丙中，以B液面为研究对象，有p气S
9、ghSsin 60pBSp0S所以p气p0gh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p气S(p0gh1)S所以p气p0gh1。答案：甲：p0gh乙：p0gh丙：p0gh丁：p0gh1突破点(三)气体实验定律的应用1三大气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p1V1p2V2或pVC(常数)。(2)查理定律(等容变化)：或C(常数)。(3)盖吕萨克定律(等压变化)：或C(常数)。2利用气体实验定律解决问题的基本思路典例(2016全国丙卷)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
10、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p075.0 cmHg。环境温度不变。审题指导(1)“环境温度不变”说明左管和右管中的气体均发生等温变化。(2)由左端上部的光滑轻活塞，可得出左管中空气柱初始状态的压强为p0。(3)确定活塞下移的距离时要注意选取参考平面。解析设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2。以cmHg为压强单位。由题给条件得p1p0(20.05.00)
11、cmHgl1cm由玻意耳定律得p1l1p1l1联立式和题给条件得p1144 cmHg依题意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2p2l2联立式和题给条件得h9.42 cm。答案144 cmHg9.42 cm方法规律处理“两团气”问题的技巧(1)分析“两团气”初状态和末状态的压强关系。(2)分析“两团气”的体积及其变化关系。(3)分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验定律列方程。集训冲关1.(2017安徽六安教研会质检)如图所示，在长为l57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 。现
12、将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩下4 cm高的水银柱？(大气压强为p076 cmHg)解析：设玻璃管的横截面积为S，初态时，管内气体的温度为T1306 K，体积为V151S cm3，压强为p1p0h80 cmHg。当水银面与管口相平时，设水银柱高为H，则管内气体的体积为V2(57H)S cm3，压强为p2p0H(76H)cmHg。由玻意耳定律得，p1V1p2V2，代入数据，解得H9 cm，所以p285 cmHg。设温度升至T时，水银柱刚好高为4 cm，管内气体的体积为V353S cm3，压强为p3p0h80 cm
13、Hg。由盖吕萨克定律得，代入数据，解得T318 K。答案：85 cmHg318 K2(2017潮州朝安区高三模拟)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、两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部分气体的压强为p0，如图(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31，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。解析：设活塞的质量为m，气缸倒置前下部分气体的压强为p0，倒置后上下两部分气体的压强分别为p、p，由力的平衡条件得：p0p0，pp，倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体
14、积为V0，由玻意耳定律得：p0p，p0p，解得：m。答案：突破点(四)理想气体状态方程的应用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。2状态方程或C。3应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体。(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2。(3)由状态方程列式求解。(4)讨论结果的合理性。典例(2017北京朝阳区二模)如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热气缸内，温度均是27 。M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h127 cm，N活塞相对于底部的高度为h218 cm。现将一质量为m1 kg的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降。已知大气压强为p01.0105 Pa。(g10 m/s2)(1)求下部分气体的压强多大；(
