高中物理高考二輪復(fù)習(xí)二輪復(fù)習(xí) 專題34固體液體和氣體-2023屆高考物理二輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案

固體、液體和氣體

1、知道氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律；固體、液體和氣體2、知道氣體的三大實驗定律、內(nèi)容、熟悉其圖像；3、知道理想氣體的狀態(tài)方程，能結(jié)合力學(xué)知識解相關(guān)氣體狀態(tài)變化的問題。

【知識點1】氣體分子動理論要點詮釋：1、氣體分子運動的特點：

①氣體分子間距大，一般不小于10r0，因此氣體分子間相互作用的引力和斥力都很小，以致可以忽略（忽略掉分子間作用力的氣體稱為理想氣體）。

②氣體分子間碰撞頻繁，每個分子與其他的分子的碰撞多達65億次／秒之多，所以每個氣體分子的速度大小和方向是瞬息萬變的，因此討論氣體分子的速度是沒有實際意義的，物理中常用平均速率來描述氣體分子熱運動的劇烈程度。注意：溫度相同的不同物質(zhì)分子平均動能相同，如H2和O2，但是它們的平均速率不相同。

③氣體分子的速率分布呈“中間多，兩頭少”分布規(guī)律。

④氣體分子向各個方向運動的機會均等。⑤溫度升高，氣體分子的平均動能增加，隨著溫度的增大，分子速率隨隨時間分布的峰值向分子速度增大的方向移動，因此T1小于T2。

2、氣體壓強的微觀解釋：

氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。氣體分子的平均動能越大，分子越密，對單位面積器壁產(chǎn)生的壓力就越大，氣體的壓強就越大。

【知識點2】氣體的狀態(tài)參量要點詮釋：對于氣體的某種性質(zhì)均需用一個物理量來描述，如氣體的熱學(xué)性質(zhì)可用溫度來描述，其力學(xué)性質(zhì)可用壓強來描述。描述氣體性質(zhì)的物理量叫狀態(tài)參量。1、溫度：溫度越高，物體分子的熱運動加劇，分子熱運動的平均動能也增加，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大，溫度越低，分子熱運動的平均動能越小。微觀含義：溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志。溫標(biāo)：溫度的數(shù)量表示法。(1)攝氏溫標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合的溫度為0度，水沸騰時的溫度為100度，把0到100之間100等份，每一等份為1攝氏度（1℃）。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：19世紀(jì)英國物理學(xué)家開爾文提出一種與測溫物質(zhì)無關(guān)的溫標(biāo)，叫熱力學(xué)溫標(biāo)或絕對溫標(biāo)。用符號T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號K。用熱力學(xué)溫度和攝氏溫度表示溫度的間隔是相等的，即物體升高或降低的溫度用開爾文和攝氏度表示在數(shù)值上是相同的。熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系T＝t+2、體積：（1）體積是描述氣體特性的物理量。由于氣體分子的無規(guī)則熱運動，每一部分氣體都要充滿所能給予它的整個空間。（2）一定質(zhì)量的氣體占有某一體積，氣體分子可以自由移動，因而氣體總要充滿整個容積，氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積。在國際單位之中，體積用V表示，單位立方米m3。體積的單位還有升、毫升，符號是L、mL，關(guān)系1m3=103L（dm3）=106ml（cm3）3、壓強：（1）壓強是描述氣體力學(xué)特性的宏觀參量。（2）氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強，用符號P表示。氣體分子做無規(guī)則熱運動，對器壁頻繁撞擊而產(chǎn)生壓力，用打氣筒把空氣打到自行車的車胎里去，會把車胎脹得很硬，就是因為空氣對車胎有壓力而造成的。（3）氣體壓強產(chǎn)生的原因：大量氣體分子對器壁頻繁碰撞而產(chǎn)生的。（4）壓強的單位：在國際單位制中，壓強的單位是帕斯卡（Pa）,1Pa=1N/m。氣體壓強的單位在實際中還會見到“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”（符號是atm）和“毫米汞柱”（符號是mmHg）,1atm=×105Pa，1mmHg=133Pa。（5）壓強的確定。見類型四。

例1.彈弓是孩子們喜愛的彈射類玩具，其構(gòu)造原理如圖所示，橡皮筋兩端點A、B固定在把手上，橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態(tài)，在C處（AB連線的中垂線上）放一固體彈丸（彈丸重力不能忽略），一手執(zhí)把，另一手將彈丸拉至D點放手，彈丸就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去，打擊目標(biāo)，現(xiàn)將彈丸豎直向上發(fā)射，已知E是CD中點，則彈丸從D到C過程中（

）A.

橡皮筋彈力先變小再變大

B.

加速度逐漸變小

C.

速度先變大再變小

D.

E點的速度一定最大

【解析】解：A、彈丸從D到C得過程中，橡皮筋的伸長量減小，夾角增大，故橡皮筋的合力減小，到達C點時，合力為零，故A錯誤B、對彈丸分析，受到的合力先減小后增大，故加速度先減小后增大，故B錯誤C、由于加速度先減小后增大，速度先增大后減小，故C正確D、由于不知道橡皮筋的合力和彈丸的重力大小關(guān)系，故無法判斷速度最大位置，故D錯誤故選：C例年英國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家斯?托馬斯（）研究球體在液體中下落時，發(fā)現(xiàn)了液體對球的粘滯阻力與球的半徑、速度及液體的種類有關(guān)，有F=6πηrv，其中物理量η為液體的粘滯系數(shù)，它還與液體的種類及溫度有關(guān)，如圖所示，現(xiàn)將一顆小鋼珠由靜止釋放到盛有蓖麻油的足夠深量筒中，下列描繪小鋼珠在下沉過程中加速度大小與時間關(guān)系的圖像可能正確的是（A.

B.

C.

D.

【解析】根據(jù)牛頓第二定律得，小鋼珠的加速度F=2Nsinθ，在下降的過程中，速度v增大，阻力F增大，則加速度a減小，當(dāng)重力和阻力相等時，做勻速運動，加速度為零，D符合題意。故答案為：D例3.如圖所示，一管壁半徑為R的直導(dǎo)管（導(dǎo)管柱的厚度可忽略）水平放置在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里；沿導(dǎo)管向左流動的液體中，僅含有一種質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的帶電微粒，微粒受磁場力影響發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)管上、下壁a、b兩點間最終形成穩(wěn)定電勢差U，導(dǎo)管內(nèi)部的電場可看作勻強電場，忽略浮力，則液體流速和a、b電勢的正負(fù)為（）A.

UBR，a正、b負(fù)

B.

UB2R，a正、b負(fù)

C.

B2RB-mgqB，a負(fù)、b正

【解析】解：液體中帶正電微粒流動時，根據(jù)左手定則，帶電微粒受到向下的洛倫茲力，所以帶電微粒向下偏，則a點電勢為負(fù)，點電勢為正，最終液體中的帶電微粒所受的電場力與磁場力和帶電微粒所受重力的合力為零，即為：Uq2解得：v=U2RB-mg故答案為：C

1.為研究鋼球在液體中運動時所受到阻力的大小，讓鋼球從某一高度豎直落下進入液體中運動，用閃光照相方法拍攝鋼球在不同時刻的位置，如圖所示。已知鋼球在液體中運動時所受阻力F=kv2，閃光照相機的閃光頻率為f，圖中刻度尺的最小分度為l0，鋼球的質(zhì)量為m，則阻力常數(shù)k的表達式為（

）A.

mgl02f2

B.

mg22.質(zhì)量為m的小球（視為質(zhì)點）從某液面上方一定高度處由靜止釋放，進入液體后受到的阻力與其速率成正比，小球在整個運動過程中的速率隨時間變化的規(guī)律如圖所示，取重力加速度為g．則下列分析中正確的是(

)A.

小球在液體中先做勻減速運動后做勻速運動

B.

小球在液體中受到的阻力與其速率的比值為

C.

小球進入液體瞬間的加速度大小為

D.

小球在t1～t2時間內(nèi)的平均速度大于年6月20日，女航天員王亞平在“天宮一號”目標(biāo)飛行器里成功進行了我國首次太空授課。授課中的一個實驗展示了失重狀態(tài)下液滴的表面張力引起的效應(yīng)。在視頻中可觀察到漂浮的液滴處于相互垂直的兩個橢球之間不斷變化的周期性“脈動”中。假設(shè)液滴處于完全失重狀態(tài)，液滴的上述“脈動”可視為液滴形狀的周期性微小變化（振動），如圖所示。已知液滴振動的頻率表達式為，其中k為一個無單位的比例系數(shù)，r為液滴半徑，ρ為液體密度，σ為液體表面張力系數(shù)（其單位為N/m），α、β、γ是相應(yīng)的待定常數(shù)。對于這幾個待定常數(shù)的大小，下列說法中可能正確的是（

）A.

B.

C.

D.

4.在靜止的液體中下落的物體由于阻力隨物體的速度的增大而增大，所以最終會達到一個恒定的速度，稱之為收尾速度。一個鐵球質(zhì)量為m，用手將它完全放入足夠深的水中后由靜止釋放，最后鐵球的收尾速度為v，若鐵球在水中所受浮力保持不變恒為F，重力加速度為g。則關(guān)于該鐵球，下列說法正確的是（

）

A.

若測得它從釋放至達到收尾速度所用時間為t，則它下落的位移一定為?

B.

若測得它下落高度為h時的加速度大小為a，則此刻它的速度為?

C.

若測得某時刻它的加速度大小為a，則此刻它受到的水的阻力為m(a+g)－F?

D.

若測得它下落t時間通過的位移為y，則該過程的平均速度一定為?5.實驗表明：密度大于液體的固體球，在液體中開始是豎直加速下沉，但隨著下沉速度變大，其所受的阻力也變大，到一定深度后開始勻速下沉．

下表是某興趣小組在探究“固體球在水中豎直勻速下沉?xí)r的速度與哪些量有關(guān)”的實驗中得到的數(shù)據(jù)記錄次序固體球的半徑

r/×10﹣3m固體球的密度

ρ/×103kg?m﹣3固體球勻速下沉的速度

v/m?s﹣11234567①分析第1、2、3三組數(shù)據(jù)可知：固體球在水中勻速下沉的速度與________成正比．

②若要研究固體球在水中勻速下沉的速度與固體球密度的關(guān)系可以選用上表中第________組數(shù)據(jù)進行分析．根據(jù)該組數(shù)據(jù)所反應(yīng)的規(guī)律可推斷，若一個半徑為×10﹣3m、密度為×103kg?m﹣3的固體球在水中勻速下沉的速度應(yīng)為________m/s．6今有一質(zhì)量為M的氣缸，用質(zhì)量為m的活塞封有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣缸水平橫放時，空氣柱長為L0(如圖甲所示)，若氣缸按如圖乙懸掛保持靜止時，求氣柱長度為多少？(已知大氣壓強為p0，活塞的橫截面積為S，它與氣缸之間無摩擦且不漏氣，且氣體溫度保持不變．)7.如圖甲，一豎直導(dǎo)熱氣缸靜置于水平桌面，用銷釘固定的導(dǎo)熱活塞將氣缸分隔成A、B兩部分，每部分都密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，此時A、B兩部分氣體體積相等，壓強之比為2:3，拔去銷釘，穩(wěn)定后A、B兩部分氣體體積之比為2:1，如圖乙。已知活塞的質(zhì)量為M，橫截面積為S，重力加速度為g，外界溫度保持不變，不計活塞和氣缸間的摩擦，整個過程不漏氣，求穩(wěn)定后B部分氣體的壓強。1.【答案】C【解析】由題，閃光照相機的閃光頻率為f，則閃光周期為T＝1f；由圖看出：鋼球最后在相等的時間內(nèi)通過的位移相等，說明鋼球在做勻速運動，則此時鋼球的速度大小為：v=4l02T=2l0f；由平衡條件得，鋼球受到的阻力大小為：F=mg；根據(jù)F=kv2，得：k=F故答案為：C．2.【答案】C【解析】A、有圖象可得，小球在液體中先做減速運動后做勻速運動，但不是勻減速運動，A不符合題意；B、當(dāng)速度為v2時，勻速下降，故小球在液體中受到的阻力與其速率的比值為mgv2，C、小球進入瞬間，有：mg-kv1=ma1，阻力與其速率的比值為mgD、速度時間圖象與時間軸包圍的面積表示位移，由圖象得，勻減速直線運動的位移大于變減速運動位移，勻減速直線運動的平均速度等于v1+v22，故小球小球在t1～t2平均速度小于故答案為：C。3.【答案】B【解析】解答：從物理單位的量綱來考慮，則A中單位，選項A錯誤；在B選項中，，選項B正確；對C選項，，選項C錯誤；在D選項中，，選項D錯誤；故選B.4.【答案】D

【解析】因物體在水中不是做勻變速運動，故在時間t內(nèi)下落的位移不等于，選項A錯誤；因物體不是勻加速下降，故它下落高度為h時的加速度大小為a，則此刻它的速度不等于，選項B錯誤；若測得某時刻它的加速度大小為a，則由牛頓定律可得：，解得f=m(g-a)-F，選項C錯誤；若測得它下落t時間通過的位移為y，則該過程的平均速度一定為，選項D正確；故選D.5.【答案】固體球半徑的平方；1、4、6（或2、5、7）；【解析】（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，使用控制變量法（控制其中一個量不變，去研究其他量與這個量的關(guān)系），來探究水中勻速下沉的速度與什么因素有關(guān)，結(jié)果可知，固體球在水中勻速下沉的速度與固體球半徑的平方成正比．（2）研究固體球在水中勻速下沉的速度與固體球密度的關(guān)系，要么控制半徑為×10﹣3m，要么控制為×10﹣3m，即選用上表中第1，4，6或2，5，7組數(shù)據(jù)進行分析，這樣得到下沉速度與密度的關(guān)系．從表格可知，當(dāng)半徑為×10﹣3m，密度為2×103kg?m﹣3時，下沉的速度為s；而當(dāng)半徑為×10﹣3m，密度為3×103