《2020年高考物理一轮复习 第14章 第62讲 固体、液体和气体学案（含解析）（选修3-3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理一轮复习 第14章 第62讲 固体、液体和气体学案（含解析）（选修3-3）（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第62讲固体、液体和气体考点一固体和液体一、晶体、非晶体、晶体的微观结构1晶体与非晶体2晶体的微观结构(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点二、液体与液晶1液体的表面张力(1)概念液体表面各部分间相互吸引的力。(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。2浸润和不浸润附着层内液体分子间距比液体内部大，附着层有收缩的趋势，表现为不浸润；附着层内液体分子间距比液体内部小，附着层有扩展的趋势，表现为浸润。3毛细现象毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及
2、不浸润液体在细管中下降的现象，毛细管越细，毛细现象越明显。4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。三、饱和汽、未饱和汽和饱和汽压相对湿度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：液体的饱和汽压与温度有关，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、3湿度(1)定义：空气的潮湿程度。(2)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。(3)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)100%。1(2018锦州模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示。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所示，则()A甲、乙为非晶体，丙是晶体B甲、丙为晶体，乙是非晶体C甲、丙为非晶体，乙是晶体D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体答案B解析由题图可知，甲、乙在导热性质上表现各向同性，丙具有各向异性，甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙
4、为晶体，乙是非晶体，B正确，A、C错误。甲为晶体，但仅从图中无法确定它的其他性质，所以甲可能是单晶体，也可能是多晶体，丙为单晶体，故D错误。2教材母题(人教版选修33 P42T4)把一枚缝衣针在手上蹭一蹭，然后放到一张棉纸上。用手托着棉纸，放入水中。棉纸浸湿下沉，而缝衣针会停在水面。把针按下水面，针就不再浮起。试一试，并解释看到的现象。变式子题(多选)下列现象中，与液体表面张力有关的是()A小缝衣针漂浮在水面上B小木船漂浮在水面上C荷叶上的小水珠呈球形D慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来答案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错误；其余选项是由于液体
5、表面张力的作用，A、C、D正确。3(2018湖北咸宁调研)(多选)下列说法正确的是()A悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡B荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用C物体内所有分子的热运动动能之和叫做物体的内能D当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大答案BD解析做布朗运动的微粒越小，在液体分子的撞击下越不容易保持平衡，故A错误；荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；物体内所有分子的热运动动能之和与分子势能的总和叫做物体的内能，故C错误；潮湿程度与空气的相对湿度有关，与绝对湿度无关，当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大，故D正确。考点二气体压
6、强的计算1平衡状态下气体压强的求法(1)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。(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)，对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：在底部连通的容器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。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。1若已知大气压强为p0，如图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为g，求各被封闭气体的
7、压强。答案甲：p0gh乙：p0gh丙：p0gh丁：p0gh1解析在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件知p甲SghSp0S所以p甲p0gh；在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知pASghSp0Sp乙pAp0gh；在图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知pASghsin60Sp0S所以p丙pAp0gh；在图丁中，以液面A为研究对象，由平衡条件得p丁S(p0gh1)S所以p丁p0gh1。2如图甲、乙两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压强为p0，重力
8、加速度为g，不计摩擦，求封闭气体A、B的压强各多大？答案p0p0解析题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图a所示，由平衡条件知pASp0Smg，得pAp0；题图乙中选汽缸底为研究对象，受力分析如图b所示，由平衡条件知p0SpBSMg，得pBp0。考点三气体实验定律和理想气体状态方程1气体实验定律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，即分子间无分子势能。(2)理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：或C(常数)。气体实验定律可看
9、做一定质量理想气体状态方程的特例。3气体热现象的微观意义(1)气体分子运动的特点及温度的微观意义气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满整个空间；分子做无规则的运动，速率有大有小，且时时变化，大量分子的速率按中间多、两头少的规律分布；温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大，分子平均动能增大，即温度是分子平均动能的标志。(2)气体压强的微观意义气体压强产生的原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，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。气体压强的决定因素a宏观上：决定于气体的温度和体积。
10、b微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。(3)气体实验定律的微观解释等温变化一定质量的某种理想气体，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，气体的压强变大。等容变化一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强变大。等压变化一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能变大。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。(2018武汉高中毕业生5月训练题)如图所示，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖的质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯
11、盖的面积为S。初始时，杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等。因杯子不保温，杯内气体温度逐渐降低，不计摩擦，不考虑杯内水的汽化和水蒸气液化，重力加速度为g。(1)求温度降为T1时杯内气体的压强p1；(2)杯身保持静止，温度为T1时缓慢提起杯盖所需的力至少多大？(3)温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？解析(1)等容降温过程，由查理定律，温度降为T1时，杯内气体压强p1T1。(2)对杯盖受力分析，如图a所示，当杯盖与杯身间的弹力恰好为零时，拉力最小，由平衡条件p1SFp0Smg，最小拉力Fp0Smgp0S。(3)设提起杯子时气体压强为p2，温度为T2，杯身受力如图b所示由平衡
12、条件p0Sp2SMg，由查理定律，解得：T2T0。答案(1)T1(2)p0Smgp0S(3)T0方法感悟(1)有关气体实验定律和理想气体状态方程习题，解题中非常关键的一步是选研究对象，不同于力学和电磁学，这部分题目的研究对象除一定量的理想气体，还可能是液柱、活塞、汽缸等。(2)利用气体实验定律及理想气体状态方程解决问题的基本思路(3)分析变质量气体问题时，要通过巧妙地选择研究对象，使变质量气体问题转化为定质量气体问题，用气体实验定律求解。打气问题：选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。抽气问题：将每次抽气过程中抽出的气体和剩余
13、气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可以看成是等温膨胀过程。灌气问题：把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。漏气问题：选容器内剩余气体和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，可用理想气体的状态方程求解。1一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是()A此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变B此过程中气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变C此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变D以上说法都不对答案D解析温度是分子热
14、运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能变大，分子平均速率变大，故气体分子碰撞器壁的平均冲力变大，A、B错误；理想气体体积变大，气体的分子数密度减小，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数减少，C错误，故选D。2.(2019河南开封一模)如图所示，导热性能良好的汽缸内封有一定质量的理想气体。汽缸的内部深度h48 cm，活塞质量m1 kg，活塞面积S10 cm2。活塞与汽缸壁无摩擦、不漏气且不计活塞的厚度。室内的温度为27 ，当汽缸放在地面上静止时，活塞刚好位于汽缸的正中间，现在把汽缸放在加速上升的电梯中且a10 m/s2。待封闭气体再次稳定后，求：(已知大气压恒为p01.0105 Pa，重力加速度为g10 m/s2)(1)汽缸内气体的压强p1；(2)汽缸中活塞到缸底的高度h1。答案(1)1.2105 Pa(2)22 cm解析(1)对于活塞，根据牛顿第二定律可得：p1Sp0Smgma解得：p11.2105 Pa。(2)当汽缸放在地面上静止时，根据平衡有：pSp0Smg解得：pp01.1105 Pa由于汽缸导热良好，故稳定时气体温度仍为27 ，根据玻意耳定律可得：pSp1h1S解得：h122 cm。3.(2018山东六校联考)如图所示，水平放置的两端开口的长14 cm、横截
