高考物理三輪沖刺題型歸納講練專題30 固體、液體、氣體（原卷版）

專題30固體、液體、氣體[題型導(dǎo)航]題型一固體和液體性質(zhì)的理解 1題型二氣體壓強(qiáng)求解的方法 3題型三氣體狀態(tài)變化的圖像問題 5題型四氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 6[考點(diǎn)分析]題型一固體和液體性質(zhì)的理解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、云母、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不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體.2.液體的表面張力(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)．(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．3．液晶的物理性質(zhì)(1)具有液體的流動(dòng)性．(2)具有晶體的光學(xué)各向異性．(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．下列說法中不正確的是（）A．單晶體和多晶體都有固定的熔點(diǎn) B．浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層里的分子比液體內(nèi)部稀疏 C．水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，且增大得越來越快 D．當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小（多選）下列說法正確的是（）A．當(dāng)分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大 B．晶體一定表現(xiàn)出各向異性，非晶體一定表現(xiàn)出各向同性 C．可以通過升溫的方式使飽和汽變成不飽和汽 D．同一液體對(duì)不同的固體，可能是浸潤(rùn)的，也可能是不浸潤(rùn)的 E．一定質(zhì)量的理想氣體，如果溫度升高，則氣體分子的平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)可能不變（多選）關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法正確的是（）A．高原地區(qū)煮飯會(huì)夾生，水的沸點(diǎn)較低，是因?yàn)楦咴貐^(qū)溫度較低的緣故 B．晶體一定具有固定的熔點(diǎn)，但不一定具有規(guī)則的幾何外形 C．降低溫度能夠使氣體的飽和氣壓降低，從而使氣體液化 D．在一定溫度下，當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，水汽蒸發(fā)慢，空氣的相對(duì)濕度一定較小 E．液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性用紙折一只小船靜放水面，在船尾P附近沾一點(diǎn)洗潔精，小船會(huì)自動(dòng)加速前進(jìn)一小段距離，如圖甲?，F(xiàn)將兩紙片a和b對(duì)稱靜放在水盆中的水面中心O兩側(cè)，如圖乙（）A．小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)榧尤胂礉嵕蟊砻鎻埩ψ兇罅说木壒?B．小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ龉Φ木壒?C．若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D．若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)立即向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（多選）下列說法正確的是（）A．某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)氣體分子的自身體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA=VB．懸浮在空氣中的攜帶新冠病毒的氣溶膠（aerosol）顆粒所做的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng) C．若兩個(gè)分子在相互靠近的過程中分子力逐漸增大，分子勢(shì)能也可能逐漸增大 D．當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度一定較大 E．夏天荷葉上小水珠大致呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢(shì)的緣故題型二氣體壓強(qiáng)求解的方法1．產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則運(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．液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng)．（1）如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板A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，圓板質(zhì)量為m，不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為p0，則封閉在容器內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)為多少？（2）如圖中兩個(gè)汽缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。不計(jì)活塞與汽缸壁之間的摩擦，兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓為p0，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？圖乙應(yīng)選什么為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析？（3）如圖所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的汽缸，汽缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的活塞，活塞面積為S。現(xiàn)用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，求此時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p。（已知外界大氣壓為p0）如圖所示，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K．兩汽缸的容積均為V0，汽缸中各有一個(gè)絕熱活塞（質(zhì)量不同，厚度可忽略）。開始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體（可視為理想氣體），壓強(qiáng)分別為P0和P03；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為V0（i）恒溫?zé)嵩吹臏囟萒；（ii）重新達(dá)到平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積Vx。長(zhǎng)玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)兩段水銀柱C、D封閉兩段空氣柱A、B，水銀柱C上端與管口平齊，下端是一個(gè)厚度不計(jì)可自由移動(dòng)輕質(zhì)活塞P，水銀柱的長(zhǎng)度h1＝15.0cm，當(dāng)環(huán)境溫度t1＝27.0℃時(shí)，空氣柱B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)B＝30.0cm。如圖甲所示；現(xiàn)將空氣柱B浸入溫水中，對(duì)水加熱，當(dāng)水溫緩慢升高到t2＝67.0℃時(shí)，活塞P上的水銀剛好全部排出玻璃管外，如圖乙所示，此時(shí)空氣柱B的長(zhǎng)度LB′＝39.1cm，大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg，求：（?。┧y柱D的長(zhǎng)度h2；（ⅱ）空氣柱A在圖甲狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度LA。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）題型三氣體狀態(tài)變化的圖像問題1．氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)圖象2.理想氣體的狀態(tài)方程(1)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(shì)能．(2)理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C.氣體實(shí)驗(yàn)定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例．圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V﹣T圖像，已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa。（1）說出A→B過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖像提供的信息，計(jì)算出狀態(tài)A的溫度TA。（2）請(qǐng)?jiān)趫D乙所示坐標(biāo)系中，作出氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p﹣T圖像，并在圖像相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過程。如圖所示，在一橫截面積為S的豎直玻璃管內(nèi)封閉著A、B兩部分理想氣體，中間用水銀柱隔開。玻璃管靜止時(shí)，A部分氣柱長(zhǎng)度為3L，壓強(qiáng)為P0；B部分氣柱長(zhǎng)度為2L，水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5P0。已知大氣壓強(qiáng)為P0，環(huán)境溫度保持不變。（i）若將玻璃管沿豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過90°，待穩(wěn)定后求氣柱A的長(zhǎng)度；（ii）若在玻璃管裝有氣體A的頂端開一小孔，現(xiàn)緩慢加熱氣體B，當(dāng)氣體B從外界吸收的熱量為Q時(shí)，水銀剛好到達(dá)小孔處，求該過程氣體B內(nèi)能的增量ΔU。題型四氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1．等溫變化一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能不變．在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大．2．等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變．在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)增大．3．等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大．只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變．夏天，從湖底形成的一個(gè)氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂。若越接近水面，湖水的溫度越高，大氣壓強(qiáng)沒有變化，將氣泡內(nèi)的氣體看作理想氣體。則上升過程中，以下說法正確的是（）A．氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能可能不變 B．氣泡上升過程中可能會(huì)放熱 C．氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大 D．氣泡內(nèi)分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)氣泡壁單位面積的撞擊力變小如圖所示，一豎直放置的氣缸被輕活塞AB和固定隔板CD分成兩個(gè)氣室，CD上安裝一單向閥門，單向閥門只能向下開啟；氣室1內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2p0，氣室2內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0，氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng)，活塞面積為S，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸導(dǎo)熱性能良好。現(xiàn)在活塞上方緩慢放上質(zhì)量為m的細(xì)砂，重力加速度為g。若m=3（多選）對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)壓強(qiáng)和體積發(fā)生變化時(shí)，以下說法正確的是（）A