2017年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題48固體液體氣體實(shí)驗(yàn)定律(講)(含解析)

專題48固體液體氣體實(shí)驗(yàn)定律(講).本章的基本概念和規(guī)律在高考要求中都屬于I級(jí)，從過(guò)去幾年的高考題看，出現(xiàn)頻率較高的知識(shí)點(diǎn)如下：分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)，物體的內(nèi)能及其改變，熱力學(xué)第一、二定律，氣體狀態(tài)參量等.知識(shí)與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系密切。.高考熱學(xué)命題的重點(diǎn)內(nèi)容有：(1)分子動(dòng)理論要點(diǎn)，分子力、分子大小、質(zhì)量、數(shù)目估算;題型多為選擇題和填空題，絕大多數(shù)選擇題只要求定性分析，極少數(shù)填空題要求應(yīng)用阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行計(jì)算(或估算)；(2)理想氣體狀態(tài)方程和用圖象表示氣體狀態(tài)的變化；氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解。專題48專題48體液體氣體實(shí)驗(yàn)定律.知道晶體、非晶體的區(qū)別..理解表面張力，會(huì)解釋有關(guān)現(xiàn)象..掌握氣體實(shí)驗(yàn)三定律，會(huì)用三定律分析氣體狀態(tài)變化問(wèn)題.考點(diǎn)一固體與液體的性質(zhì).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(diǎn)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..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(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.★重點(diǎn)歸納★1、晶體與非晶體單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性典型物質(zhì)石英、4母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài).同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種小同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體★典型案例★【安徽省六安市第一中學(xué)2016屆高三第九次月考理科綜合試題】下列說(shuō)法正確的是（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)名2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。A.大氣中pM2.5的運(yùn)動(dòng)是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)C.擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)D.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體E.已知阿伏伽德羅常數(shù)，氣體的摩爾質(zhì)量和密度，不能估算氣體分子的大小【答案】BCE【解析】PM2,5是微小管體顆粒j不是分子，A錯(cuò)誤s晶體有固定的情點(diǎn)』非晶體設(shè)有固定的熔點(diǎn)j5正確,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都隨著溫度升高而僧加;。正確J熱量能夠自發(fā)的從高溫物體傳低溫物體，但從《點(diǎn)顯物體傳到高溫物體需要外界做功jD錯(cuò)誤1由于其他分子不是緊密排列的j所以不能估篁氣體分子的大小,E正確j【名師點(diǎn)睛】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體微粒的運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的反映；晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)?！镝槍?duì)練習(xí)1★下列說(shuō)法正確的是（填正確答號(hào)。選又1個(gè)彳導(dǎo)2分，選又22個(gè)彳導(dǎo)4分.選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）A.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的B.液晶顯示器利用了液晶對(duì)光具有各向異性的性質(zhì)C.雨傘傘面上有許多細(xì)小的孔卻能遮雨.是因?yàn)樗谋砻鎻埩Φ淖饔肈大氣中pM2.5的運(yùn)動(dòng)是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)E.中午與清晨相比車胎內(nèi)氣壓升高、體積增大，此過(guò)程中胎內(nèi)氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增大【答案】BCE【解析】液體卬的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成的，不是因?yàn)閷?duì)流形成的，故A錯(cuò)誤.沌昂具有與晶體相似的性質(zhì),去瞑有光學(xué)各向異性，液晶顯示器利用了幅對(duì)光具有各向異性的性質(zhì)，故B正確.雨傘車面上有許多名副、詡L卻能遮雨;是因?yàn)樗谋砻鎻埩Φ淖饔?，故C正確.大氣中pM2.5的運(yùn)動(dòng)是懸浮在氣體中的團(tuán)體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)j這些固體顆粒是由大量的分子組成的，所以洶,5的運(yùn)動(dòng)不是分子的無(wú)期則運(yùn)動(dòng).故D錯(cuò)誤,中午與清晨相比車胎內(nèi)氣壓升高、體積增大』此過(guò)程中胎內(nèi)氣體前外做功，溫度升高，內(nèi)有標(biāo)故E正碉.故選BCE口【名師點(diǎn)睛】本題考查分子動(dòng)理論的知識(shí)和熱力學(xué)定律的理解和記憶，要知道液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體分子的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的.液晶具有各向異性的性質(zhì).液體存在表面張力.pM2.5不是分子；此處知識(shí)點(diǎn)不多，但要注意理解和應(yīng)用，以及平時(shí)的積累。★針對(duì)練習(xí)2★下列說(shuō)法正確的是(填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)名2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低彳導(dǎo)分為0分)。A.水的飽和汽壓隨溫度的升高而增加B.浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)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.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(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，故A正確；浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象是液體分子間相互作用的表現(xiàn)，與分子力有關(guān)，故B正確；由于水結(jié)冰要放熱，故一定質(zhì)量的OC的水的內(nèi)能大于等質(zhì)量的OC的冰的內(nèi)能，故C正確；氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子對(duì)容器壁的頻繁碰撞引起，與分子數(shù)密度和平均動(dòng)能有關(guān)，故D錯(cuò)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；故選ABCE【名師點(diǎn)睛】本題考查了飽和汽壓、液化放熱、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象、氣體壓強(qiáng)的微觀意義、液體分子表面張力，知識(shí)點(diǎn)多，難度小，關(guān)鍵是多看書，記住基本知識(shí).考點(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體.描述氣體的狀態(tài)參量(1)溫度：①意義：宏觀表示物體的冷熱程度，微觀上是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.②熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系：T=t+273.15K.(2)體積：氣體分子能達(dá)到的空間，也就是氣體充滿的容器的容積.(3)壓強(qiáng)：氣體作用在器壁單位面積上的壓力.①產(chǎn)生原因：大量氣體分子頻繁碰撞器壁，形成對(duì)器壁各處均勻的持續(xù)的壓力.②決定因素：一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)大小，微觀上取決于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度；宏觀上取決于氣體的溫度T體積V.③單位換算：1atm=760mmHg1.013X105pa..氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)玻意耳定律：pV=c或P1V1=p2V2.(溫度不變)TOC\o"1-5"\h\z，一、八P,RT1，一、(2)查理定律：P=c或(體積不變)TP2T2(3)蓋?呂薩克定律：V=c或VL=TL.(壓強(qiáng)不變)\o"CurrentDocument"TV2T2.理想氣體(1)宏觀上，嚴(yán)格遵守氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律.(2)微觀上，分子間除碰撞外無(wú)分子力，無(wú)分子勢(shì)能.PV-(3)理想氣體狀態(tài)方程C(c為常量).T.飽和蒸汽、未飽和蒸汽和蒸汽壓相對(duì)濕度(1)飽和汽與未飽和汽①飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽.②未飽和汽：沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽.(2)飽和汽壓①定義：飽和蒸汽所具有的壓強(qiáng).②特點(diǎn)：飽和汽壓隨溫度而改變.溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān).(3)濕度①絕對(duì)濕度：?jiǎn)挝惑w積空氣所含的水汽分子數(shù).②相對(duì)濕度：某溫度時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下飽和水汽壓的百分比★重點(diǎn)歸納★1、氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算(1)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，形成對(duì)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(dòng)能和分子的密集程度.（3）平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法①液片法：選取假想的液體薄片（自身重力不計(jì)）為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).②力平衡法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對(duì)象進(jìn)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(qiáng).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(qiáng)相等.（4）加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.2、利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路/不裝苗、根據(jù)圈就，選出所斫究的某一—部分一定做量，體一一分別找出這部分氣體狀您發(fā)生檢參量）.變化前后的P、八『數(shù)值直表達(dá)式.樂(lè)如M瑜定是英健@］逾1認(rèn)芾變化過(guò)程.正確選用物理規(guī)律/選用氣態(tài)方程或某-實(shí)驗(yàn)定律（列方程）-列式求解.rr時(shí)曼討論結(jié)果的一合理慳分析有關(guān)氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程問(wèn)題的物理過(guò)程一般要抓住三個(gè)要點(diǎn)：（1）階段性，即弄清一個(gè)物理過(guò)程分為哪幾個(gè)階段；（2）聯(lián)系性，即找出幾個(gè)階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來(lái)的；（3）規(guī)律性，即明確各階段遵循的實(shí)驗(yàn)定律.3、氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題（1）一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較過(guò)程類別圖線特點(diǎn)示例等溫過(guò)程p—VpV=CT（其中C為恒量），即pV之積越大的等溫線溫度越局，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)[VX1P-Vp=CT—,斜率k=CT即斜率V越大，溫度越高P心」iLrkOvvK

(2)等容過(guò)程等壓過(guò)程p-TV—Tp=CT,(2)等容過(guò)程等壓過(guò)程p-TV—Tp=CT,斜率k=C,即斜率V V越大，體積越小V=CT,斜率k=C,即斜率P P越大，壓強(qiáng)越小氣體狀態(tài)變化的圖象的應(yīng)用技巧①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)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖象上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.②在V-T圖象（或p—T圖象）中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)（或體積）大小，可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)（或體積）越?。恍甭试叫?，壓強(qiáng)（或體積）越大.★典型案例★如圖一個(gè)截面積為2S、盛有足夠深的水的圓柱形容器放置在水平面上，容器內(nèi)有一個(gè)活塞將水和一部分空氣封閉，活塞能沿容器壁無(wú)摩擦滑動(dòng)而不漏氣。容器內(nèi)水面上漂浮著一只倒扣的、薄壁圓柱形杯（杯的厚度可以忽略），其截面積為S,杯內(nèi)封閉著一部分氣體。當(dāng)活塞與容器中杯外水面距離大H時(shí)，杯底與容器內(nèi)的水面高度差為h,此時(shí)杯內(nèi)氣柱的高度為2h,壓強(qiáng)與2h的水柱形成的壓強(qiáng)相等。將活塞向下移動(dòng).使得杯底恰好與容器內(nèi)的水面相平時(shí)，杯內(nèi)、外水面高度均不變，杯內(nèi)氣柱的高度變?yōu)閔,求活塞向下移動(dòng)的距離x。（整【答案】x個(gè)過(guò)程溫度不變）【答案】x4Hh【解析】設(shè)水的密度為P,對(duì)于杯內(nèi)氣體：變化前：4=2"助3后=&S變化后：壓強(qiáng)由？體積%=hS根據(jù)玻意耳定律：Pi后F打解得馬=2耳=4戶威】對(duì)容器內(nèi)的氣體：變化前：耳=6—"9=。就5體積^=2HS-hS變化后：咒=己一Pgh=30g無(wú)孑體積匕=2S(H-x)根據(jù)玻意耳定律：p3M=p4V4解得：X解得：X4Hh6【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)玻意耳定律的考查；解題的關(guān)鍵是正確確定研究對(duì)象，并找到氣體的狀態(tài)參量，根據(jù)玻意耳定律列出方程來(lái)解答.★針對(duì)練習(xí)1★如圖所示，豎直放置，內(nèi)部光滑的導(dǎo)熱氣缸用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞用固定螺栓固定在距氣缸底部為ho0.5m處，活塞橫截面積為S=6cm2,此時(shí)氣體的壓5強(qiáng)為p0.510Pa,氣缸壁是導(dǎo)熱的，打開(kāi)固定螺栓，活塞下降，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，活塞停在距離底部h=0.2m處，在此過(guò)程中周圍環(huán)境溫度為t0=27C,保持不變，已知重力加速度為g,大氣壓強(qiáng)為p01.0105Pa,求：h00.5mh00.5m處，求此時(shí)環(huán)境溫度。②周圍環(huán)境溫度緩慢升高，最終活塞又能回到距氣缸底部【答案】①m=15kg②t477C【解析】(Di殳活塞的質(zhì)量為m,打開(kāi)固定螺桂經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)fl寸間，這個(gè)過(guò)程中密封氣體溫度不變，則P取P'=《Po+詈)「取立解得而=，(與p-Ri)?代入數(shù)據(jù)可得m=L5kg②周圍環(huán)境溫度緩慢升高,最終活塞又能回到距氣缸底部％=05融處/止出i程為氣體等壓變化『初狀態(tài)溫度4=300-役莫狀態(tài)溫度為T,則有咎=卓，解得丁=勺*，代入數(shù)據(jù)可得TTSg所以周圍溫

4Th度#=477七【名師點(diǎn)睛】本題考查了求氣體體積、求傳遞的熱量，應(yīng)用平衡條件、玻意耳定律、熱力學(xué)第一定律即可正確解題，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，要注意各符號(hào)正負(fù)的含義。★針對(duì)練習(xí)2★如圖所示，內(nèi)壁光滑長(zhǎng)度為41、橫截面積為S的汽缸A.B,A水平、B豎直固定，之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連，整個(gè)裝置置于溫度27C、大氣壓為p0的環(huán)境中，活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計(jì)。原長(zhǎng)31、勁度系數(shù)k3ps的輕彈簧，一端連接活塞C另一端固定在位于汽缸A缸口的。點(diǎn)。開(kāi)始活塞D距汽缸B的底部31.后在D上放一質(zhì)量為psm的物體。求：g(i)穩(wěn)定后活塞D下降的距離；(ii)改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置，則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?？【答案?i)x°(ii)t377c3【解析】＜0由于活塞的質(zhì)量不計(jì),所以初始狀態(tài)汽缸人、B中的氣｛料明大氣壓為，町垂里力為零,所以活塞C到汽缸A底部的距離為％=/放入重物穩(wěn)定后汽缸A、B氣態(tài)的壓強(qiáng)都為打，對(duì)D活塞有小3=曬十pg對(duì)活塞C有9正■用+22耳為強(qiáng)篝的逋力,用=3=竿心聯(lián)立以上三式可求得彈醬被壓縮AX)--3此時(shí)活塞C距汽缸底部的距離X2=y初態(tài)下氣體