2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第2講固體液體與氣體教案新人教版選修3-3

PAGEPAGE13第2講固體、液體與氣體考點(diǎn)1固體和液體的性質(zhì)1．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)有些晶體和非晶體在肯定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．2．液體表面張力形成緣由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，使液體表面似乎一層繃緊的彈性薄膜表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線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1．(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D．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，晶體要汲取熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變解析：晶體被敲碎后，構(gòu)成晶體的分子或原子的空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變更，仍舊是晶體，A錯(cuò)誤；有些晶體在光學(xué)性質(zhì)方面是各向異性的，B正確；同種元素構(gòu)成的不同晶體互為該元素的同素異形體，C正確；假如外界條件變更了物質(zhì)分子或原子的排布狀況，晶體和非晶體之間可以相互轉(zhuǎn)化，D正確；晶體熔化過(guò)程中，分子勢(shì)能發(fā)生變更，內(nèi)能發(fā)生了變更，E錯(cuò)誤．2．(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D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的上升，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，這是由于水膜具有表面張力的原因解析：水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤(rùn)的結(jié)果，而在干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤(rùn)的結(jié)果，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．玻璃板很難被拉開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(1)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．(2)飽和汽壓跟溫度有關(guān)，飽和汽壓隨溫度的上升而增大．(3)飽和汽壓跟體積無(wú)關(guān)，在溫度不變的狀況下，飽和汽壓不隨體積的變更而變更．考點(diǎn)2氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀說(shuō)明1．產(chǎn)生的緣由：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)器壁各處勻稱、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．確定因素(1)宏觀上：確定于氣體的溫度和體積．(2)微觀上：確定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度．3．壓強(qiáng)計(jì)算的兩個(gè)常用模型(1)活塞模型(如圖甲)對(duì)“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問(wèn)題，其基本的方法就是先對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)平衡條件或牛頓其次定律列方程．(2)連通器模型(如圖乙)依據(jù)帕斯卡定律可知，同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)肯定相等，所以密閉氣體壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh.1．(2024·山東聊城模擬)(多選)對(duì)于肯定質(zhì)量的志向氣體，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)肯定變大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)肯定增加D．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)共同確定解析：?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)，單位面積上的碰撞次數(shù)和碰撞的平均力都增大，因此這時(shí)氣體壓強(qiáng)肯定增大，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則氣體的體積減小，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)肯定增加，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同確定，選項(xiàng)E正確．2．如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓塊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，圓塊的質(zhì)量為M，不計(jì)圓塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓塊封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p為(D)A．p0＋eq\f(Mgcosθ,S) B.eq\f(p0,cosθ)＋eq\f(Mg,Scosθ)C．p0＋eq\f(Mgcos2θ,S) D．p0＋eq\f(Mg,S)解析：對(duì)圓塊進(jìn)行受力分析：重力Mg，大氣壓的作用力p0S，封閉氣體對(duì)它的作用力eq\f(pS,cosθ)，容器側(cè)壁的作用力F1和F2，如圖所示．由于不須要求出側(cè)壁的作用力，所以只考慮豎直方向合力為零，就可以求被封閉的氣體壓強(qiáng)．圓塊在豎直方向上受力平衡，故p0S＋Mg＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pS,cosθ)))cosθ，即p＝p0＋eq\f(Mg,S)，D正確．3．若已知大氣壓強(qiáng)為p0，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h的液柱為探討對(duì)象，由二力平衡知p氣·S＋ρgh·S＝p0S所以p氣＝p0－ρgh在圖乙中，以B液面為探討對(duì)象，由平衡方程F上＝F下，有：p氣S＋ρghS＝p0Sp氣＝p0－ρgh在圖丙中，以B液面為探討對(duì)象，有p氣S＋ρghSsin60°＝pBS＝p0S所以p氣＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh在圖丁中，以液面A為探討對(duì)象，由二力平衡得p氣S＝(p0＋ρgh1)S所以p氣＝p0＋ρgh1.答案：甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－eq\f(\r(3),2)ρgh?。簆0＋ρgh1考點(diǎn)3氣體試驗(yàn)定律及志向氣體狀態(tài)方程1．氣體狀態(tài)變更的圖象問(wèn)題2.志向氣體狀態(tài)方程與氣體試驗(yàn)定律的關(guān)系eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(溫度不變：p1V1＝p2V2玻意耳定律,體積不變：\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,壓強(qiáng)不變：\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)蓋—呂薩克定律))3．幾個(gè)重要的推論(1)查理定律的推論：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔT.(2)蓋—呂薩克定律推論：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT.(3)志向氣體狀態(tài)方程的推論：eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(p1V1,T1)＋eq\f(p2V2,T2)＋….考向1氣體圖象的理解與應(yīng)用(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體，從圖示A狀態(tài)起先，經(jīng)驗(yàn)了B、C狀態(tài)，最終到D狀態(tài)，下列推斷正確的是()A．A→B過(guò)程溫度上升，壓強(qiáng)不變B．B→C過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)變小C．B→C過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)不變D．C→D過(guò)程體積變小，壓強(qiáng)變大E．C→D過(guò)程溫度不變，壓強(qiáng)變小【解析】由題圖可知，在A→B的過(guò)程中，氣體溫度上升，體積變大，且體積與溫度成正比，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)不變，故選項(xiàng)A正確；在B→C的過(guò)程中，體積不變，而溫度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)變小，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；在C→D的過(guò)程中，氣體溫度不變，體積變小，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)變大，故選項(xiàng)D正確，E錯(cuò)誤．【答案】ABD1．某肯定質(zhì)量志向氣體發(fā)生等壓膨脹、等溫壓縮、等容降溫三個(gè)狀態(tài)變更后回到初始狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程的p-V圖象如圖所示，則下列也能反映該過(guò)程的圖象是(B)解析：依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，等壓膨脹過(guò)程，溫度增加，p-T圖象與T軸平行，等溫壓縮過(guò)程，壓強(qiáng)增加，p-T圖象與p軸平行，等容降溫過(guò)程，壓強(qiáng)減小，p-T圖象經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，等壓膨脹過(guò)程，溫度增加，V-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，V-T圖象與V軸平行，等容降溫過(guò)程，壓強(qiáng)減小，V-T圖象與T軸平行，故C、D錯(cuò)誤．氣體狀態(tài)變更圖象的應(yīng)用技巧(1)求解氣體狀態(tài)變更的圖象問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示肯定質(zhì)量的志向氣體的一個(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肯定質(zhì)量的志向氣體狀態(tài)變更的一個(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．考向2氣體試驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用如圖所示，長(zhǎng)度為4l、橫截面積為S的汽缸A、B導(dǎo)熱良好、內(nèi)壁光滑，A豎直固定、B水平固定，A、B之間由一段容積可忽視的細(xì)管相連，將整個(gè)裝置置于溫度為20℃、大氣壓強(qiáng)為p0的環(huán)境中，活塞C、D的質(zhì)量均為m＝eq\f(p0S,g).原長(zhǎng)為2l的輕彈簧，一端連接活塞C、另一端固定在汽缸A底部．穩(wěn)定后活塞C距汽缸A底部eq\f(3l,2)，活塞D距汽缸B的底部3l.求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)若在活塞D上施加一水平向左的力緩慢推動(dòng)活塞D，使汽缸A中彈簧復(fù)原原長(zhǎng)，此時(shí)活塞D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D活塞不運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明封閉氣體的壓強(qiáng)為p0，對(duì)A汽缸中活塞C受力分析可以求出彈簧的勁度系數(shù)．用力向左推動(dòng)D，封閉氣體做等溫變更，當(dāng)彈簧為原長(zhǎng)時(shí)，對(duì)C受力分析，可以求出此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，依據(jù)玻意耳定律可以求出活塞D距汽缸B底部的距離．【解析】(1)對(duì)活塞C受力分析，有mg＝keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2l－\f(3,2)l))解得k＝eq\f(2p0S,l)(2)對(duì)活塞C，彈簧復(fù)原原長(zhǎng)時(shí)有mg＋p0S＝pS解得p＝2p0此時(shí)對(duì)汽缸A、B中的氣體，依據(jù)玻意耳定律得，p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3l＋\f(3,2)l))S＝p(2l＋x)S解得x＝eq\f(1,4)l【答案】(1)eq\f(2p0S,l)(2)eq\f(1,4)l2．(2024·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S＝2.5×10－3m3，絕熱活塞到汽缸底部的距離為L(zhǎng)＝0.5m，活塞的質(zhì)量和厚度均可忽視，活塞上固定一個(gè)力傳感器，傳感器通過(guò)一根豎直細(xì)桿與天花板固定好，氣缸內(nèi)密封有溫度t1＝27℃的志向氣體，此時(shí)力傳感器的讀數(shù)恰好為0，若外界的大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×10(1)假如保持活塞不動(dòng)，當(dāng)力傳感器的讀數(shù)達(dá)到F＝300N時(shí)，密封氣體溫度上升到多少？(2)假如從初狀態(tài)起先將活塞往下壓，當(dāng)下壓的距離為x＝0.2m時(shí)力傳感器的示數(shù)達(dá)到F＝450N，則通過(guò)壓縮氣體可以使此密封氣體的溫度上升到多少？解析：(1)溫度T1＝t1＋273K＝300K，密封氣體初態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0＝1.0×105Pa末態(tài)壓強(qiáng)：p2＝p0＋eq\f(F,S)＝2.2×105Pa密封氣體發(fā)生等容變更，由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)代入數(shù)據(jù)得T2＝660Kt2＝T2－273℃＝387℃(2)假如從初狀態(tài)起先往下壓，則氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度都會(huì)發(fā)生變更，則依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)代入數(shù)據(jù)有T2＝504Kt2＝T2－273℃＝231℃答案：(1)387℃(2)231℃利用氣體試驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路考點(diǎn)4關(guān)聯(lián)氣體的狀態(tài)變更問(wèn)題考向1通過(guò)活塞相關(guān)聯(lián)(2024·全國(guó)卷Ⅰ)如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S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.起先時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0.現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為eq\f(V,8)時(shí)，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了eq\f(V,6).不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，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(1)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．(2)外界溫度保持不變，說(shuō)明氣體做等溫變更．(3)流入液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)p′＝eq\f(mg,S).(4)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】本題考查氣體試驗(yàn)定律、氣體壓強(qiáng)計(jì)算等學(xué)問(wèn)．設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強(qiáng)為p1；下方氣體的體積為V2，壓強(qiáng)為p2.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p0eq\f(V,2)＝p1V1①p0eq\f(V,2)＝p2V2②由已知條件得V1＝eq\f(V,2)＋eq\f(V,6)－eq\f(V,8)＝eq\f(13,24)V③V2＝eq\f(V,2)－eq\f(V,6)＝eq