人教版物理高三固體、液體和氣體專題

1、輔導(dǎo)講義知識(shí)導(dǎo)航一、固體和液體1.固體(1)固體分為晶體和非晶體兩類.石英、云母、明磯、食鹽、味精、蔗糖等是晶體.玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體.(2)單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀；晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn).(3)有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性. 非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫做各向同性.液體(1)液體的表面張力作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢.方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直.(2)毛細(xì)現(xiàn)象：指浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象,以及不浸潤

2、液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)夔毛細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越 明顯.液晶(1)具有液體的流動(dòng)性.(2)具有晶體的光學(xué)各向異，生(3)從某個(gè)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.二、飽和汽、飽和汽壓和相對濕度.飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處干動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽.(2)未飽和汽：沒有達(dá)到飽和肽態(tài)的蒸汽.飽和汽壓(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng).(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān).相對濕度空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比.口口，、一水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)即：相對濕度=同溫度水的飽和汽壓.三、氣體.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因由于大量

3、分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(qiáng).(2)決定因素宏觀上：決定于氣體的溫度和體微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度.理想氣體(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體,實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的 條件下，可視為理想氣體.(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢育豈.氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律內(nèi)容f質(zhì)量的某種氣體，在溫 度不變的情況下，壓強(qiáng)與體 積成反比f質(zhì)量的某種氣體，在體積/、變的情 況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué) 溫度成正比f質(zhì)量的某種氣 體，在壓強(qiáng)

4、/、變的情 況下，其體積與熱力 學(xué)溫度成正比表送式P1V1= p2V2明火或上工1T1T2p2 T2V1V2fV1T1T1T2V2T2圖象JS* V, T0 T.理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：心=四或pV= C.TiT2TO易錯(cuò)分析Ti、T2、如圖1所示pV圖，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是T3.用Ni、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1 N2,Ti T3,N2 N3.(填“大于”“小于”或“等于”)圖1答案大于等于大于解析 對活塞進(jìn)行受力分析，如圖所示解析 對一定質(zhì)量的理想氣體

5、，畢為定值，由題中p V圖象可知，2pi Vi=pi 2Vipi V1,所以T1=T3T2.狀態(tài)1與狀態(tài)2時(shí)氣體體積相同，單位體積內(nèi)分子數(shù)相同，但狀態(tài)i下的氣體分子平均動(dòng)能更大，在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的平均次數(shù)更多，即NiN2；狀態(tài)2與狀態(tài)3時(shí)氣體壓強(qiáng)相同，狀態(tài) 3下的氣體分子平均動(dòng)能更大，在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的平均次數(shù)較少，即N2N3.習(xí)題演練i.（多選）下列說法中正確的是（）A.水與酒精混合后的總體積小于混合前兩者體積之和，說明水與酒精分子間均存在間隙B.在一鍋水中撒一些胡椒粉，加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在不停翻滾，說明溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C.某些細(xì)小的昆蟲能夠在水面

6、上自由運(yùn)動(dòng)而不下沉，說明水的表面具有張力作用D.冰塊打碎后具有各種不同的形狀，說明冰不是晶體E.當(dāng)人們感覺到很潮濕時(shí)，空氣的相對濕度一定很大答案 ACE解析一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在不停翻滾是水的對流引起的，不是布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；區(qū)分晶體與非晶體要看是否具有確定的熔點(diǎn)，冰具有確定的熔點(diǎn)，是晶體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.汽缸的橫截面積為 S,質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的，下面與右側(cè)豎直方向的夾角為“，如圖4所示，當(dāng)活塞上放質(zhì)量為M的重物時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài).設(shè)外部大氣壓強(qiáng)為 p0,若活塞與缸壁之間無摩擦.重力加速度為 g,求 汽缸中氣體的壓強(qiáng).m+ Mg答案p0+QSm+ M g+

7、poS 由平衡條件得p氣S = 加）一 .S又因?yàn)镾 =- sin a所以p氣=m+M g+p0sm+ M gPo十一S3.若已知大氣壓強(qiáng)為 po,圖6中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài), 強(qiáng).液體密度均為甲圖6重力加速度為g,求各被封閉氣體的壓答案甲：p。一 p gh 乙：po p gh 丙：p。一中p gh ?。?po+ p gih解析所以p 甲=p0 p gh題圖乙中，以B液面為研究對象,由平衡條件知題圖甲中，以高為 h的液柱為研究對象，由平衡條件知p甲S+pghS= poSpAS+ p ghS poSp 乙=pA= po p gh題圖丙中，以B液面為研究對象,由平衡條件有pA S+ p gSin

8、6o S= poS3所以 p 丙一Pa = po 2 P gh題圖丁中，以A液面為研究對象,由平衡條件得pTS=poS+ P ghS所以 p 丁= po+ p gh.（多選）回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50 K.某臺(tái)回?zé)崾街评錂C(jī)工作時(shí)，一定質(zhì)量的氨氣 （可視為理想氣體）緩慢經(jīng)歷如圖9所示的四個(gè)過程，已知狀態(tài)A和B的溫度均為27 ,狀態(tài)C和D的溫度均為一133 C,卜列判斷正確的是（）A.氣體由狀態(tài)A到B過程,溫度先升高后降低B.氣體由狀態(tài)B到C過程,內(nèi)能保持不變C.氣體由狀態(tài)C到D過程,圖9分子間的平均間距減小D.氣體由狀態(tài) C到D過程，氣體對外做功E.氣體由狀態(tài) D到A過程，其熱

9、力學(xué)溫度與壓強(qiáng)成正比 答案 ADE解析 狀態(tài)A和B的溫度相等，根據(jù)pV=C,經(jīng)過A、B的等溫線應(yīng)是過 A、B的雙曲線的一部分，沿直線由 A到 B, pV先增大后減小，所以溫度先升高后降低，故 A正確； 氣體由狀態(tài)B到C過程，體積不變，根據(jù) pV=C, 壓強(qiáng)減小，溫度降低，內(nèi)能減小，故 B錯(cuò)誤；氣體由狀態(tài) C到D過程，體積增大，分子間的平均間距增大，故 C 錯(cuò)誤；氣體由狀態(tài) C到D過程，體積增大，氣體對外做功，故 D正確；氣體由狀態(tài) D到A過程，體積不變，根 據(jù)華=C,其熱力學(xué)溫度與壓強(qiáng)成正比，故 E正確.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析，這是因?yàn)?

10、)A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B.單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C.氣體分子的總數(shù)增加D.單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加答案 BD解析 理想氣體經(jīng)等溫壓縮，體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加，則單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分 子碰撞的次數(shù)增多，壓強(qiáng)增大，但氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力不變，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤.。方法概況固體和液體性質(zhì)的理解.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)只要具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體；(3)單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有天然規(guī)則的幾何外形，所以不能從

11、形狀上區(qū)分晶體與 非晶體；(4)晶體和非晶體不是絕對的，在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化；(5)液晶既不是晶體也不是液體.液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力；(2)表面特征：表面層中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張緊的彈性薄膜；(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：使液體表面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積 最小.氣體壓強(qiáng)求解的兩類模型.活塞模型如圖2所示是最常見的封閉氣體的兩種方式.圖2對“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對活塞

12、進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程.圖甲中活塞的質(zhì)量為m,活塞橫截面積為 S,外界大氣壓強(qiáng)為 P0.由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以p0S+mg=pS.則氣體的壓強(qiáng)為p=P0+mg.S圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS+mg=poS.則氣體壓強(qiáng)為 p = po Sg= p0p液gh.連通器模型如圖3所示，U形管豎直放置.同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來.則有 pb+ p g2i= pA.而 pA=po+ p gh, 所以氣體B的壓強(qiáng)為pB= po+ p (hi h2).氣體狀態(tài)變化的圖像問題.四種圖象的比較類

13、別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p VpV=CT,即pV之積越大的等溫線溫度越 局，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)1 P-V1p=CTj，斜率k=CT,即斜率越大，溫度越高監(jiān)CC p=C斜率k弋，即斜率越大，體積越小p- T金7產(chǎn)廣匕7V=CT,斜率k=C,即斜率越大，壓強(qiáng)越 PPV-Tk小o.分析技巧利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系.例如：（1）在圖8甲中，Vi對應(yīng)虛線為等容線， A、B分別是虛線與T2、Ti兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從 B狀態(tài)通過等 容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2Ti.（2）如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從 B狀態(tài)到A狀

14、態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2Vi.圖8。遷移實(shí)踐.（多選）下列現(xiàn)象中，主要是液體表面張力作用的是（）A .水國可以停在水面上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(huì)流下來答案 ACD.（多選）下列說法正確的是（）A.晶體有固定的熔點(diǎn)B.液晶既有液體的流動(dòng)性，又有晶體的各向異性C.物體吸收熱量后，其溫度一定升高D.給自行車打氣時(shí)氣筒壓下后反彈，是分子斥力造成的E.雨水沒有透過布質(zhì)雨傘是因?yàn)橐后w表面張力的存在答案 ABEB正確；物體吸收熱量解析 晶體有固定的熔點(diǎn)，故 A正確；液晶既有液體的流動(dòng)性，又有晶體的各向異性，故 的同時(shí)，可能還

15、對外做功，其溫度不一定升高，故 C錯(cuò)誤；給自行車打氣時(shí)氣筒壓下后反彈，是由于氣體壓強(qiáng)的 原因，不是因?yàn)榉肿映饬Γ?D錯(cuò)誤；雨水沒有透過布質(zhì)雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力，故 E正確.3.（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大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0c的水的內(nèi)能大于等質(zhì)量的 0c的冰的內(nèi)能D.氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子間的相互排斥而產(chǎn)生的E.把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面，這是由于水表面存在表面張力答案 ACE解析 飽和汽壓與液體種類和溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，故 A正確；浸潤與不浸潤是由于液體的表面 層與固體表面的分子之間

16、相互作用的結(jié)果，故B錯(cuò)誤；由于水結(jié)冰要放熱，故一定質(zhì)量的0C的水的內(nèi)能大于等質(zhì)量的0C的冰的內(nèi)能，故 C正確；氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子對容器壁的頻繁碰撞引起的，與分子數(shù)密度和分子平均動(dòng)能有關(guān)，故 D錯(cuò)誤；把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面，這是由于水表面存在表面張力，故E正確.4.（多選）下列說法中正確的是（）A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，人的眼睛可以直接觀察到B.從屋檐上做自由落體運(yùn)動(dòng)的小水滴呈球形，是由于液體表面張力的作用C.液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的特點(diǎn)D.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時(shí)，分子間的距離越大，分子勢能越小E. 一定溫度下，水的飽和汽壓是定值答案 BCE解析 布

17、朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是懸浮在液體中的固體顆粒做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；小水滴與空氣接觸的表面層中的分子分布較內(nèi)部稀疏，分子間距大于分子力平衡時(shí)的距離0,所以分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，從而使小水滴表面各部分之間存在相互吸引的力，即表面張力，小水滴表面層在液體表面張力的作用下呈 球形，B正確；液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的特點(diǎn)，C正確；當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著距離的增大，需要克服引力做功，故分子勢能增大，D錯(cuò)誤；液體的飽和汽壓只與溫度和液體種類有關(guān)，在一定溫度下，水的飽和汽壓是一定的，故 E正確.5.（多選）熱學(xué)中有很多圖象，對圖 1中一定質(zhì)量

18、的理想氣體圖象的分析，正確的是（）丙T單位推率間隔的分f激 A配分子數(shù)的仃分比A.甲圖中理想氣體的體積一定不變B.乙圖中理想氣體的溫度一定不變C.丙圖中理想氣體的壓強(qiáng)一定不變D. 丁圖中理想氣體從 P到Q,可能經(jīng)過了溫度先降低后升高的過程E.戊圖中實(shí)線對應(yīng)的氣體溫度一定高于虛線對應(yīng)的氣體溫度答案 ACE解析 由理想氣體狀態(tài)方程 牛=C可知，A、C正確；若溫度不變，p V圖象應(yīng)該是雙曲線的一支，題圖乙不一 定是雙曲線的一支，B錯(cuò)誤；題圖丁中理想氣體從 P到Q,經(jīng)過了溫度先升高后降低的過程，D錯(cuò)誤；溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子平均速率增大，所以題圖戊中實(shí)線應(yīng)的氣體溫度一定高于虛線對應(yīng)的氣體溫度

19、，E正確.6.（多選）以下說法正確的是（）A .太空中水滴呈現(xiàn)完美球形是由于液體表面張力的作用B.晶體的各向異性是指沿不同方向其物理性質(zhì)不同C.空氣中PM 2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)D.氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子間的相互排斥而產(chǎn)生的E.恒溫水池中，小氣泡由底部緩慢上升過程中，氣泡中的理想氣體內(nèi)能不變，對外做功，吸收熱量 答案 ABE解析 太空中水滴呈現(xiàn)完美球形是由于液體表面張力的作用，故 A正確；晶體的各向異性是指沿不同方向其物理 性質(zhì)不同，故B正確；PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的頻繁碰撞引起的，不是由于氣體分子間的相互排斥而產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤；小氣泡緩慢上升的過程中，外部的壓強(qiáng)逐漸減小，氣泡膨脹對外做功，由于外部恒溫，可以認(rèn)為上升過程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終 等于外界溫度，則內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律AU=W+ Q知，氣泡內(nèi)能不變，同時(shí)對外做功，所以必須從外界吸收熱量