（新課標(biāo)）河南省2015高考物理總復(fù)習(xí)講義 第11章 第2講 固體 液體和氣體

1、第2講固體液體和氣體知識(shí)一固體和液體1晶體和非晶體的比較分類(lèi)比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性原子排列有規(guī)則，但多晶體每個(gè)晶體間的排列無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則形成與轉(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也可轉(zhuǎn)化為晶體典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香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(xiàn)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)方向上看其分子排列比較整齊，但從另

2、一方向看，分子的排列是雜亂無(wú)章的(1)只有單晶體和液晶具有各向異性的特性，多晶體和非晶體都是各向同性(2)液體表面張力是液體表面分子作用力的表現(xiàn)液體表面分子間的作用力表現(xiàn)為引力(3)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)也是表面張力的表現(xiàn)知識(shí)二飽和汽、飽和汽壓和濕度1飽和汽與飽和汽壓(1)飽和汽與未飽和汽飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽未飽和汽：沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽(2)飽和汽壓定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，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)2濕度(1)定義：空氣的干濕程度(2)描述濕度的物理量絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)相對(duì)濕度：某溫度時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)

3、飽和水汽壓的百分比，即：B×100 %.知識(shí)三氣體分子動(dòng)理論和氣體壓強(qiáng)1氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計(jì)2氣體分子的速率分布，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律3氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等4溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大5氣體壓強(qiáng)(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)決定氣體壓強(qiáng)大小的因素宏觀(guān)上：決定于氣體的溫度和體積微觀(guān)上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度知識(shí)四

4、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程1氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律(1)等溫變化玻意耳定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比公式：p1V1p2V2或pVC(常量)(2)等容變化查理定律內(nèi)容：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)溫度成正比公式：或C(常數(shù))(3)等壓變化蓋呂薩克定律內(nèi)容：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)溫度成正比公式：或C(常數(shù))2理想氣體及其狀態(tài)方程(1)理想氣體宏觀(guān)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，可視為理想氣體微觀(guān)上講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，分子

5、本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間(2)狀態(tài)方程：或C(常數(shù)).考點(diǎn)一氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用應(yīng)用氣體定律或狀態(tài)方程解題的一般步驟：1明確研究對(duì)象，即某一定質(zhì)量的氣體2確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2.3由狀態(tài)方程列式求解4討論結(jié)果的合理性1個(gè)示范例(2013·重慶高考)汽車(chē)未裝載貨物時(shí)，某個(gè)輪胎內(nèi)氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；裝載貨物后，該輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增強(qiáng)了p.若輪胎內(nèi)氣體視為理想氣體，其質(zhì)量、溫度在裝載貨物前后均不變，求裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量【解析】對(duì)輪胎內(nèi)的氣體：初狀態(tài)p1p0，V1V0末狀態(tài)p2p0p，V2V

6、V0由玻意耳定律得p1V1p2V2解得：V【答案】V1個(gè)預(yù)測(cè)例圖1121(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖1121，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門(mén)K.兩氣缸的容積均為V0，氣缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略)開(kāi)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；左活塞在氣缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使氣缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒(méi)有接觸；然后打開(kāi)K，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡已知外界溫度為T(mén)0，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦求：(1)恒溫

7、熱源的溫度T；(2)重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積Vx.【解析】(1)與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在K未打開(kāi)時(shí)，右活塞不動(dòng)，兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，由蓋呂薩克定律得由此得TT0(2)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大打開(kāi)K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至氣缸頂，才能滿(mǎn)足力學(xué)平衡條件氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過(guò)程，設(shè)左活塞上方氣體壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得pVx·(pp0)(2V0Vx)p0·V0聯(lián)立式得6VV0VxV0其解為VxV0另一解VxV0，不合題意，舍去【答案】(1)T0(2V0考點(diǎn)二用圖象法分析氣

8、體的狀態(tài)變化一定質(zhì)量的氣體不同過(guò)程圖象的比較過(guò)程類(lèi)別圖線(xiàn)特點(diǎn)舉例等溫pVpVCT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線(xiàn)溫度越高，線(xiàn)離原點(diǎn)越遠(yuǎn)過(guò)程ppCT，斜率kCT，即斜率越大，溫度越高等容過(guò)程pTpT，斜率k，即斜率越大，體積越小等壓過(guò)程VTVT，斜率k，即斜率越大，壓強(qiáng)越小1個(gè)示范例(2011·上海高考)如圖1122，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線(xiàn)變化到狀態(tài)b，在此過(guò)程中，其壓強(qiáng)()圖1122A逐漸增大B逐漸減小C始終不變 D先增大后減小【解析】由理想氣體狀態(tài)方程C可得，氣體的壓強(qiáng)pC，由圖象可知，氣體的溫度升高，體積減小，所以氣體的壓強(qiáng)逐漸增大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤【答

9、案】A1個(gè)預(yù)測(cè)例一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖1123所示，pT和VT圖各記錄了其部分變化過(guò)程，試求：圖1123(1)溫度600 K時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)在pT圖象上將溫度從400 K升高到600 K的變化過(guò)程補(bǔ)充完整【解析】(1)由題圖知，p11.0×105 Pa，V12.5 m3，T1400 Kp2？，V23 m3，T2600 K由理想氣體狀態(tài)方程得p21.25×105 Pa(2)在原pT圖象上補(bǔ)充兩段直線(xiàn)【答案】(1)1.25×105 Pa(2)如圖所示1(2012·重慶高考)圖1124為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖，玻璃管的上端

10、與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是()圖1124A溫度降低，壓強(qiáng)增大B溫度升高，壓強(qiáng)不變C溫度升高，壓強(qiáng)減小 D溫度不變，壓強(qiáng)減小【答案】A2.圖1125一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖1125所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()Aab過(guò)程中不斷減小Bbc過(guò)程中保持不變Ccd過(guò)程中不斷增加Dda過(guò)程中保持不變【解析】首先，因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn)，所以bc是等容線(xiàn)，即氣體體積在bc過(guò)程中保持不變，B正確；ab是等溫線(xiàn)，壓強(qiáng)減小則體積增

11、大，A錯(cuò)誤；cd是等壓線(xiàn)，溫度降低則體積減小，C錯(cuò)誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線(xiàn)，即VaVe，因?yàn)閂d<Ve所以Vd<Va，所以da過(guò)程中體積變化，D錯(cuò)誤【答案】B3下列說(shuō)法正確的是()A空中下落的雨滴呈球形是因?yàn)橐后w有表面張力B布朗運(yùn)動(dòng)表明了分子越小，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈C由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能源是不會(huì)減少的D液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向同性【解析】液體溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，B錯(cuò)誤；由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能量是守恒的，但能源是會(huì)不斷減少的，能量與能源的意義不同，C錯(cuò)誤液晶具有光學(xué)性質(zhì)的各向異性，故D錯(cuò)誤【答案】A4液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大(

12、)A其規(guī)律遵循查理定律B是因?yàn)轱柡推馁|(zhì)量隨溫度的升高而增大C是因?yàn)轱柡推捏w積隨溫度的升高而增大D是因?yàn)轱柡推拿芏群驼羝肿拥钠骄俾识茧S溫度的升高而增大【解析】當(dāng)溫度升高時(shí)，蒸汽分子的平均動(dòng)能增大，導(dǎo)致飽和汽壓增大；同時(shí)，液體中平均動(dòng)能大的分子數(shù)增多，從液面飛出的分子數(shù)將增多，在體積不變時(shí)，將使飽和汽的密度增大，也會(huì)導(dǎo)致飽和汽壓增大，故選D.【答案】D5如圖1126所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣()圖1126A體積不變，壓強(qiáng)變小B體積變小，壓強(qiáng)變大C體

13、積不變，壓強(qiáng)變大D體積變小，壓強(qiáng)變小【解析】細(xì)管中封閉的氣體，可以看成是一定質(zhì)量的理想氣體，洗衣缸內(nèi)水位升高，氣體壓強(qiáng)增大，因溫度不變，故做等溫變化，由玻意耳定律pVC得，氣體體積減小，B選項(xiàng)正確【答案】B6為了將空氣裝入氣瓶?jī)?nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體下列圖象能正確表示該過(guò)程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是()【解析】由玻意耳定律可知，在等溫變化過(guò)程中，壓強(qiáng)p與成正比，故選B項(xiàng)【答案】B7(2012·福建高考)空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)有1.0 atm的空氣6.0 L，現(xiàn)再充入1.0 atm的空氣9.0 L設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看做理想氣體，則充氣后儲(chǔ)氣罐中氣

14、體壓強(qiáng)為()A2.5 atmB2.0 atmC1.5 atm D1.0 atm【解析】取全部氣體為研究對(duì)象，由p1V1p2V2pV1得p2.5 atm，故A正確【答案】A8(多選)(2013·廣東高考)圖1127為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置內(nèi)部裝有2 L水，上部密封1 atm的空氣0.5 L保持閥門(mén)關(guān)閉，再充入1 atm的空氣0.1 L設(shè)在所有過(guò)程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變下列說(shuō)法正確的有()圖1127A充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增加B充氣后，密封氣體的分子平均動(dòng)能增加C打開(kāi)閥門(mén)后，密封氣體對(duì)外界做正功D打開(kāi)閥門(mén)后，不再充氣也能把水噴光【解析】對(duì)理想氣體，由于充氣前后發(fā)生的是等溫變化，有p

15、VC，充氣后體積變小，壓強(qiáng)增大，A選項(xiàng)正確；溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；充氣前后由玻意耳定律p1(V1V)p1V1，得p11.2 atm，由于p1P0，打開(kāi)閥門(mén)，水就會(huì)在氣體壓力作用下外流，氣體膨脹對(duì)外做功，C選項(xiàng)正確；當(dāng)封閉氣體壓強(qiáng)變小與外界大氣壓強(qiáng)相等時(shí)，上部的空氣變?yōu)?.6 L，噴出0.1 L的水后就不再?lài)娝?，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】AC9(2012·江蘇高考)(1)下列現(xiàn)象中，能說(shuō)明液體存在表面張力的有()A水黽可以停在水面上B葉面上的露珠呈球形C滴入水中的紅墨水很快散開(kāi)D懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)(2)密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時(shí)壓強(qiáng)增大從分子動(dòng)理論的

16、角度分析，這是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的_增大了該氣體在溫度T1、T2時(shí)的分子速率分布圖象如圖1128所示，則T1_T2(選填“大于”或“小于”)圖1128【解析】(1)紅墨水散開(kāi)和花粉的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)直接或間接說(shuō)明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；水黽停在水面上、露珠呈球形均是因?yàn)橐后w存在表面張力，選項(xiàng)A、B正確(2)溫度升高時(shí)，氣體分子平均速率變大，平均動(dòng)能增大，即分子速率較大的分子占總分子數(shù)的比例較大，所以T1T2.【答案】(1)AB(2)平均動(dòng)能小于10(2012·新課標(biāo)全國(guó)高考)如圖1129，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0 的水槽中，B的容積是A的3倍閥門(mén)S將A和B兩部分隔開(kāi)A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm.打開(kāi)閥門(mén)S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積圖1129(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)；(2)將右側(cè)水槽的水從0 加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫【解析】(1)在打開(kāi)閥門(mén)S前，兩水槽水溫均為T(mén)0273 K設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為