2020人教版高中物理一輪復(fù)習(xí)方案 選修3-3 熱學(xué) 第2講 固體、液體與氣體

第

講 固體、液體與氣體考點(diǎn)

固體和液體的性質(zhì)．晶體和非晶體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．只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體．有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．．液體表面張力形成原因表面特性表面張力的方向表面張力的效果

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和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小．多選下列說(shuō)法正確的是 BCD A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE．在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變解析：有發(fā)生變化，仍然是晶體，A

錯(cuò)誤；有些晶體在光學(xué)性質(zhì)方面是各向B異性的，

BC

晶體之間可以互相轉(zhuǎn)化，

正確；晶體熔化過(guò)程中，分子勢(shì)能發(fā)生變化，內(nèi)能發(fā)生了變化，E

錯(cuò)誤．．多選下列說(shuō)法正確的是 ACD A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面．這是因?yàn)樗砻娲嬖诒砻鎻埩．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因?yàn)橛椭顾谋砻鎻埩υ龃驝．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)E．當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開(kāi)，這是由于水膜具有表面張力的緣故解析：

B

錯(cuò)誤．玻璃板很難被拉開(kāi)是由于分子引力的作用，選項(xiàng)E

錯(cuò)誤．對(duì)飽和汽及飽和汽壓的理解飽和汽壓跟液體的種類有關(guān)，在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的．飽和汽壓跟溫度有關(guān)，飽和汽壓隨溫度的升高而增大．飽和汽壓跟體積無(wú)關(guān)，在溫度不變的情況下，飽和汽壓不隨體積的變化而變化．考點(diǎn)

氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋．產(chǎn)生的原因：由于大量分子無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成體的壓強(qiáng)．．決定因素宏觀上：決定于氣體的溫度和體積．微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度．．壓強(qiáng)計(jì)算的兩個(gè)常用模型活塞模型如圖甲行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程．連通器模型如圖乙根據(jù)帕斯卡定律可知，同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，.所以密閉氣體壓強(qiáng)

p＝p＋ρgh.．

山東聊城模擬多選對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述正確的是 ACE A．若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)一定變大B．若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)可能不變C．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變E．氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定解析：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，單位面故選項(xiàng)

A

正確，B

C

正確，

錯(cuò)誤；

E正確．．如圖所示，一個(gè)橫截面積為

的圓筒形容器豎直放置，金屬圓塊

的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為

θ，圓塊的質(zhì)量為，不計(jì)圓塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強(qiáng)為

p，則被圓塊封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)

p

為 p

B.

p

B.

＋C．p＋解析：

θθ

θ

θ．p＋

對(duì)圓塊進(jìn)行受力分析：重力

，大氣壓的作用力

p，封閉氣

體對(duì)它的作用力θ，容器側(cè)壁的作用力

F和

F，如圖所示．由于

p＋＝

θ，即

p＝p＋

，

正確．．若已知大氣壓強(qiáng)為

p，如圖所示各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為

ρ，求被封閉氣體的壓強(qiáng)．

解析：在圖甲中，以高為

的液柱為研究對(duì)象，由二力平衡知p·

＋ρgh·

＝p所以

p

＝p－ρgh在圖乙中，以

B

液面為研究對(duì)象，由平衡方程F

＝F

，有：p

＋ρghS＝pp

＝p－ρgh在圖丙中，以

B

液面為研究對(duì)象，有p

＋ρghS＝pB＝p所以

p

＝p－

ρgh在圖丁中，以液面

為研究對(duì)象，由二力平衡得p

＝p＋ρgh所以

p

＝p＋ρgh.p p p答案：甲：

－ρgh 乙：

－ρgh p p p

p

ρgh

丁：

＋ρghp考點(diǎn)

氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程．氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題溫度不變：p

＝p

玻意耳定律TT壓強(qiáng)不變： ＝ 蓋—呂薩克定律T 溫度不變：p

＝p

玻意耳定律TT壓強(qiáng)不變： ＝ 蓋—呂薩克定律T TTT

pV p

體積不變： ＝ 查理定律T

p p

T T T p p＝ T ．幾個(gè)重要的推論p查理定律的推論：Δp＝

ΔT.蓋—呂薩克定律推論：Δ＝ ΔT.p

理想氣體狀態(tài)方程的推論： ＝

＋

＋….考向

氣體圖象的理解與應(yīng)用多選如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示

狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了

B、

狀態(tài)，最后到

狀態(tài)，下列判斷正確的是 A．→B

過(guò)程溫度升高，壓強(qiáng)不變B．B→

過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)變小C．B→

過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)不變．→

過(guò)程體積變小，壓強(qiáng)變大E．→

過(guò)程溫度不變，壓強(qiáng)變小【解析】 由題圖可知，在→B

的過(guò)程中，氣體溫度升高，體積變大，且體積與溫度成正比，由T

＝

可知，氣體壓強(qiáng)不變，故選項(xiàng)

A

正確；在

B→

的過(guò)程中，體積不變，而溫度降低，由

T

＝可知，氣體壓強(qiáng)變小，故選項(xiàng)

B

正確，C

錯(cuò)誤；在

→

的過(guò)程中，氣體溫度不變，體積變小，由T

＝

可知，氣體壓強(qiáng)變大，故選項(xiàng)正確，E

錯(cuò)誤．【答案】 ABD．某一定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等壓膨脹、等溫壓縮、等容降溫三

p

也能反映該過(guò)程的圖象是 B 解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

T

＝pT

圖象與

T

軸平行，等溫壓縮過(guò)程，壓強(qiáng)增加，pT

圖象與

p

軸平行，等容降溫過(guò)程，壓強(qiáng)減小，pT

圖象經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，故

A

錯(cuò)誤，B

正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

T

＝，等壓膨脹過(guò)程，溫度增加，T

圖象經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，等溫壓縮過(guò)程，壓強(qiáng)增加，T

圖象與

軸平行，等容降溫過(guò)程，壓強(qiáng)減小，T

圖象與

T

軸平行，故C、

錯(cuò)誤．氣體狀態(tài)變化圖象的應(yīng)用技巧求解氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示一的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程．在

T

圖象或

pT

圖象中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)或體積大越大，壓強(qiáng)或體積越?。恍甭试叫?，壓強(qiáng)或體積越大．p的環(huán)境中，活塞、p的環(huán)境中，活塞、

的質(zhì)量均為

m＝

g

.原長(zhǎng)為

l

的輕彈簧，一底部

，活塞

距汽缸

B

的底部

l.求：如圖所示，長(zhǎng)度為l、橫截面積為

的汽缸

、B導(dǎo)熱良好、內(nèi)壁光滑，

豎直固定、B

水平固定，、B

之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連，將整個(gè)裝置置于溫度為

℃、大氣壓強(qiáng)為p端連接活塞

、另一端固定在汽缸

底部．穩(wěn)定后活塞

距汽缸

l彈簧的勁度系數(shù)

；若在活塞

上施加一水平向左的力緩慢推動(dòng)活塞

，使汽缸

中彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，此時(shí)活塞

距汽缸

B

底部的距離．審題指導(dǎo) 兩汽缸連通，穩(wěn)定時(shí)，B

汽缸中

活塞不運(yùn)動(dòng)，說(shuō)【解析】

對(duì)活塞

受力分析，有

mg＝l－l解得

＝【解析】

對(duì)活塞

受力分析，有

mg＝l－l解得

＝

l【答案】

l的勁度系數(shù)．用力向左推動(dòng)，封閉氣體做等溫變化，當(dāng)彈簧為原長(zhǎng)時(shí)，對(duì)

受力分析，可以求出此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，根據(jù)玻意耳定律可以求出活塞

距汽缸

B

底部的距離．

p

解得

＝

l對(duì)活塞

，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)有mg＋p＝解得

p＝p此時(shí)對(duì)汽缸

、B

中的氣體，根據(jù)玻意耳定律得，

pl＋l＝pl＋

p

l．

貴州銅仁模擬如圖所示，地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形絕熱汽缸，汽缸的橫截面積

＝×

，絕熱活塞到汽缸底部的距離為

L＝

，活塞的質(zhì)量和厚度均可忽略，活塞上固密封有溫度

＝

外界的大氣壓強(qiáng)

p＝×

保持不變，求：T T

T T如果保持活塞不動(dòng)，當(dāng)力傳感器的讀數(shù)達(dá)到F＝

T T

T T封氣體溫度升高到多少？如果從初狀態(tài)開(kāi)始將活塞往下壓，當(dāng)下壓的距離為

＝

時(shí)力傳感器的示數(shù)達(dá)到

F＝

，則通過(guò)壓縮氣體可以使此密封氣體的溫度升高到多少？解析：溫度

T＝＋

K＝

K，密封氣體初態(tài)壓強(qiáng)p＝p＝×

F末態(tài)壓強(qiáng)：p＝p＋

＝×

p p密封氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得

＝

代入數(shù)據(jù)得

T＝

K＝T－

℃＝

℃如果從初狀態(tài)開(kāi)始往下壓，則氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度都會(huì)p

p

發(fā)生變化，則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

＝

代入數(shù)據(jù)有

T＝

K＝T－

℃＝

℃答案：

℃

℃利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路

時(shí)，將

K

關(guān)閉，

時(shí)，將

K

關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了

.考向

通過(guò)活塞相關(guān)聯(lián)

全國(guó)卷Ⅰ如圖，容積為

的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為

的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門

K.開(kāi)始時(shí)，K

關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為

p.現(xiàn)將

K

打開(kāi)，溫度保持不變，重力加速度大小為

g.求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量．審題指導(dǎo) 關(guān)鍵詞理解，隱含條件顯性化關(guān)鍵詞

“導(dǎo)熱”說(shuō)明氣體上下兩部分溫度相等，且與環(huán)境溫度相同．外界溫度保持不變，說(shuō)明氣體做等溫變化．mg流入液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)

p′＝

.K

關(guān)閉，說(shuō)明外部液體對(duì)氣體壓強(qiáng)不產(chǎn)生影響．【解析】 本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、氣體壓強(qiáng)計(jì)算等知識(shí)．設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為

，壓強(qiáng)為

p；下方氣體的體積為

，壓強(qiáng)為

p.在活塞下移的過(guò)程中，活塞上、下方氣體的溫度保持不變，由玻意耳定律得p

＝p①p

＝p② ＋

－

＝由已知條件得

＝

＋

－

＝ －

＝＝

－

＝設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得p聯(lián)立以上各式得

m＝

⑥p＝pp聯(lián)立以上各式得

m＝

⑥g【答案】

pg考向

通過(guò)水銀柱相關(guān)聯(lián)

形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣．當(dāng)

形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為

l＝

和

l＝

，左邊氣體的壓強(qiáng)為

現(xiàn)將

形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊．求