高考物理一輪復(fù)習考點精講精練第32講　固體、液體與氣體（原卷版）

第32講固體、液體與氣體1.知道晶體、非晶體的區(qū)別.2.理解表面張力，會解釋有關(guān)現(xiàn)象.3.掌握氣體實驗三定律，會用三定律分析氣體狀態(tài)變化問題．考點一固體與液體的性質(zhì)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．(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)具有液體的流動性．(2)具有晶體的光學各向異性．(3)從某個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．（2024?臺州二模）2024年1月底，臺州迎來了近十年來最大的一場降雪，大地銀裝素裹。下列說法正確的是（）A．毛絨絨的雪花是晶體 B．雪花在空中飄舞做的是布朗運動 C．雪花在風中飄落過程中機械能一直減小 D．雪天路滑，汽車在轉(zhuǎn)彎時易側(cè)滑是因為受到離心力的作用（2024?汕頭一模）半導(dǎo)體摻雜對于半導(dǎo)體工業(yè)有著舉足輕重的作用，其中一種技術(shù)是將摻雜源物質(zhì)與硅晶體在高溫（800到1250攝氏度）狀態(tài)下接觸，摻雜源物質(zhì)的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，溫度越高摻雜效果越顯著，下列說法正確的是（）A．這種滲透過程是自發(fā)可逆的 B．硅晶體具有光學上的各向同性 C．這種滲透過程是分子的擴散現(xiàn)象 D．溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，所有分子的熱運動速率都增加（2024?泰州模擬）關(guān)于下列各圖所對應(yīng)現(xiàn)象的描述，正確的是（）A．圖甲中水黽可以停在水面，是因為受到水的浮力作用 B．圖乙中玻璃容器中的小水銀滴呈球形，是因為表面張力的緣故 C．圖丙中插入水中的塑料筆芯內(nèi)水面下降，說明水浸潤塑料筆芯 D．圖丁中拖拉機鋤松土壤，是為了利用毛細現(xiàn)象將土壤里的水分引上來考點二氣體壓強的產(chǎn)生與計算1．產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、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．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能和分子的密集程度．3．平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，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)壓強相等方程，求得氣體的壓強．(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強．(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等．液體內(nèi)深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強．4．加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．（2024?重慶模擬）如圖，玻璃管中封閉一定質(zhì)量的理想氣體倒扣在水銀槽中，當溫度為T0時，管內(nèi)的水銀面比槽內(nèi)水銀面高hcm，管中氣體的長度也為hcm。當把玻璃管緩慢下壓至管底部與槽內(nèi)水銀面持平，同時改變氣體的溫度保持管內(nèi)氣體體積不變，已知大氣壓強為p0（單位：cmHg），則管內(nèi)氣體（）A．最終壓強為p0?h B．對外界做功 C．溫度的變化量為2?TD．對外界放出熱量（2024春?岳麓區(qū)校級月考）如圖所示，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為4.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定質(zhì)量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為297K。（1）細管倒置后，氣體吸熱還是放熱；（2）求細管的長度；（3）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度。（2023?江西模擬）如圖所示，一根一端封閉粗細均勻足夠長的細玻璃管AB開口向上豎直放置，管內(nèi)用高h＝15cm的水銀柱封閉了一段長L＝30cm的空氣柱。已知外界大氣壓強為p0＝75cmHg，封閉氣體的溫度為27℃。g取10m/s2。則（?。┍３址忾]氣體的溫度不變，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動至開口向下，求空氣柱的長度；（ⅱ）使玻璃管靜止釋放且始終豎直，不計空氣阻力，溫度調(diào)至52℃，求空氣柱的長度?？键c三氣體實驗定律的應(yīng)用1．氣體實驗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，壓強與熱力學溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式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驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、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.氣體實驗定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例．（2024?長春一模）排球比賽中球內(nèi)標準氣壓為1.300×105Pa～1.425×105Pa。某次比賽時環(huán)境大氣壓強為1.000×105Pa，一排球內(nèi)氣體壓強為1.100×105Pa，球內(nèi)氣體體積為5L。為使該排球內(nèi)的氣壓達到比賽用的標準氣壓，需用充氣筒給排球充氣，已知充氣筒每次能將環(huán)境中0.23L的空氣充入排球，充氣過程中排球體積和氣體溫度的變化均可忽略不計，氣體視為理想氣體，則需要充氣的次數(shù)至少為（）A．9次 B．7次 C．5次 D．4次（多選）（2024?天心區(qū)校級模擬）如圖所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總?cè)莘e為14L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣體積為2L，氣壓為1atm。打氣筒活塞每次可以打進氣壓為1atm、體積為0.2L的空氣。不考慮環(huán)境溫度的變化。在打氣n次后，藥液上方的氣體壓強增大到5atm，在藥液上方的氣體壓強達到5atm時停止打氣，并開始向外噴藥，當噴霧器不能再向外噴藥時，筒內(nèi)剩下的藥液還有V升，則n、V值為（）A．n＝40次 B．n＝60次 C．V＝10L D．V＝4L（2024?江蘇模擬）“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”實驗中，三位同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到的p﹣V圖像分別如圖線a、b、c所示。若a、b是不重合的兩條雙曲線，c與b相交，則（）A．a(chǎn)、b不重合是由于b氣體質(zhì)量大 B．a(chǎn)、b不重合是由于b氣體溫度高 C．產(chǎn)生c圖線可能是容器密閉性不好 D．產(chǎn)生c圖線可能是推動活塞過于快速考點四用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化1．利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強的兩條等壓線的關(guān)系．例如：在圖10甲中，V1對應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點，可以認為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2T1.又如圖乙所示，A、B兩點的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大，體積一定減小，所以V2V1.2．一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較類別圖線特點舉例p－VpV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠p－eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強越?。?024?聊城一模）布雷頓循環(huán)由兩個等壓變化、兩個絕熱過程構(gòu)成，其壓強p和體積V的關(guān)系如圖所示。如果將工作物質(zhì)看作理想氣體，則下列說法中正確的是（）A．A到B過程，氣體的內(nèi)能在減小 B．狀態(tài)B的溫度低于狀態(tài)C的溫度 C．C到D過程，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量 D．經(jīng)過一個布雷頓循環(huán)，氣體吸收的熱量小于放出的熱量（2024?齊齊哈爾一模）如圖甲所示，用氣體壓強傳感器“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關(guān)系”，并通過計算機作出了如圖乙所示的1pA．推拉活塞時，動作要快，以免氣體進入或漏出 B．活塞移至某位置時，應(yīng)立即記錄數(shù)據(jù) C．圖線與縱軸相交的原因可能是沒有考慮注射器與壓強傳感器連接部位氣體的體積 D．若升高環(huán)境溫度，則該圖像斜率變大（多選）（2024?倉山區(qū)校級模擬）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a。下列說法正確的是（）A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B．在過程ca中外界對氣體做功 C．在過程ab中氣體對外界做功 D．在過程bc中氣體向外界放出熱量考點五理想氣體實驗定律微觀解釋1．等溫變化一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變．在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強增大．2．等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變．在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強增大．3．等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大．只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變．（2024?昆明一模）如圖所示，質(zhì)量相等的同種理想氣體甲和乙分別用絕熱活塞封閉在兩個絕熱氣缸中，兩氣缸固定在同一水平面上，開口分別豎直向上和水平向右，活塞質(zhì)量不能忽略且可沿氣缸無摩擦滑動。甲、乙兩氣體的體積相等，它們的壓強分別用p甲、p乙表示，溫度分別用T甲、T乙表示。下列關(guān)系正確的是（）A．p甲＞p乙，T甲＞T乙 B．p甲＞p乙，T甲＜T乙 C．p甲＜p乙，T甲＞T乙 D．p甲＜p乙，T甲＜T乙（2024?重慶模擬）小明將海邊拾到的漂流瓶豎直放入熱水中（如圖），以便打開瓶塞。瓶塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，瓶內(nèi)密閉氣體的壓強等于此時外界大氣壓強p0、溫度為攝氏溫度t1；當瓶子被置于熱水中一段時間后，氣體的溫度為攝氏溫度t2，瓶塞恰好能移動。0℃時的熱力學溫度為T0，重力加速度為g，不考慮瓶子的容積變化。瓶塞所受最大靜摩擦力大小為（）A．t2?t1C．t2?t（2024?廣州二模）如圖為某同學根據(jù)“馬德堡半球模型”設(shè)計的實驗。兩個底面積相同的輕質(zhì)圓筒，開口端緊密對接，圓筒內(nèi)封閉氣體的總體積為V0＝28mL，其壓強與大氣壓強相等，均為p0＝1.0×105Pa，將注射器活塞推至針筒底部，通過細管與氣閥連通；打開氣閥，然后緩慢拉動活塞，當注射器內(nèi)氣體體積為ΔV＝12mL時停止拉動。已知圓筒的底面積S＝6×10﹣4m2，裝置氣密性良好，圓筒形狀與氣體溫度全程不變。（1）求停止拉動活塞時圓筒內(nèi)氣體的壓強p；（2）關(guān)閉氣閥，撤去注射器，求將兩個圓筒沿軸線拉開的最小拉力F。題型1晶體與非晶體（多選）（2024?溫江區(qū)校級三模）下列說法正確的是（）A．晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點 B．給莊稼松土的目的是破壞土壤中的毛細管，從而減少土壤內(nèi)部的水分蒸發(fā) C．布朗運動是指液體分子的無規(guī)則運動 D．理想氣體溫度升高，所有分子的動能都增大 E．在相同溫度和一個標準大氣壓下，相同質(zhì)量的氧氣和氫氣，氫氣內(nèi)能較大（多選）（2024?寧波模擬）下列說法正確的是（）A．有些非晶體在一定條件下可能轉(zhuǎn)化為晶體 B．普朗克首先將量子觀念引入了原子領(lǐng)域 C．霍爾元件可以測量磁場的磁感應(yīng)強度大小和方向 D．不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能（2023?南通模擬）石墨烯中碳原子呈單層六邊形結(jié)構(gòu)。南京大學的科學家將多層石墨烯疊加，得到了一種結(jié)構(gòu)規(guī)則的新材料，其中層與層間距約為六邊形邊長的兩倍。則（）A．新材料屬于非晶體 B．新材料沒有固定的熔點 C．低溫下新材料中碳原子停止運動 D．層間相鄰碳原子間作用力表現(xiàn)為引力題型2液體表面張力（2024?遼陽一模）春天來了，雨后荷葉上有很多晶瑩剔透的水珠，如圖所示。下列說法正確的是（）A．荷葉上的水珠呈球形是因為水珠受到重力 B．在水珠表面層，水分子間的作用力表現(xiàn)為引力 C．在水珠表面層，水分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 D．在水珠表面層，水分子間的作用力為零（多選）（2024?南充二模）人類對物質(zhì)屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程，以下說法正確的是（）A．液體的分子勢能與體積有關(guān) B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的 C．溫度升高，每個分子的動能都增大 D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 E．液晶既有液體的流動性，又具有光學各向異性（2023?浙江模擬）在2022年11月3日，如圖甲所示的中國空間站“夢天”“問天”拉著中間“天和”的手構(gòu)成“T字組合”，一起繞地球每天飛行16圈左右。在空間站內(nèi)航天員演示了包括“毛細現(xiàn)象”—三根插入水中粗細不同的長玻璃管最后水從上口溢出（圖乙）、“水球變懶”—懸浮空中的球形水球中扔入的鋼球能在里面運動而不穿出水球（圖丙）等實驗，下列說法正確的是（）A．只有丙實驗與完全失重（或微重力）及表面張力有關(guān) B．乙、丙兩個實驗都與完全失重（或微重力）及表面張力有關(guān) C．“T字組合”的運行速度介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間 D．空間站每一部分的發(fā)射速度都要大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度題型3氣體壓強的求解（2023春?海淀區(qū)校級期中）對溫度的測量有很多方法，下面討論以下設(shè)計方案。如圖為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水槽中（水槽內(nèi)的水足夠多，并且水面位置保持不變），玻璃泡中封閉有一定量的理想空氣。玻璃管內(nèi)的體積和玻璃泡的體積相比可以忽略不計。根據(jù)玻璃管中水柱距離水槽的高度h在玻璃管上進行標定溫度t。（1）溫度越高在玻璃管上標定的位置越偏上還是越偏下？（2）玻璃管上標定的刻度是否均勻？請通過適當?shù)墓竭M行推理說明。（3）當水柱高度為h0時，小明查詢到當前室溫為t0＝27℃，在該處標注好溫度。他再根據(jù)標準大氣壓p0，推算出水柱高度為h時對應(yīng)溫度為t＝17℃，并標記在玻璃管上。如果當時的大氣壓小于標準大氣壓，則當液柱高度為h時，實際的溫度高于17℃還是低于17℃？請通過適當?shù)墓竭M行推理說明。（2023春?開福區(qū)校級期中）如圖所示，一個粗細均勻、導(dǎo)熱良好的U形細玻璃管豎直放置，A端封閉，D端開口。玻璃管內(nèi)通過水銀柱封閉a、b兩段氣體，a氣體下端浮有一層體積、質(zhì)量均可忽略的隔熱層，各段長度如圖所示。已知大氣壓強p0＝75cmHg，環(huán)境溫度為27℃。（1）通過加熱器對b氣體加熱，使其溫度升高到177℃，求b部分氣體的長度。（2）保持b氣體溫度177℃不變，以BC為軸將玻璃管緩慢旋轉(zhuǎn)90°至水平狀態(tài)，則玻璃管內(nèi)剩余水銀柱的總長度為多少？（2024?撫順三模）如圖所示，在粗細均勻、頂端平齊、導(dǎo)熱良好的豎直固定U形管右側(cè)，用水銀封閉一段長L＝76cm的理想氣體，左、右兩管水銀面的高度差h＝19cm；現(xiàn)向左側(cè)管中緩慢加入水銀，已知大氣壓強p0＝76cmHg，環(huán)境溫度保持不變，求：（1）當兩側(cè)液面相平時，加入的水銀柱高度Δh；（2）封閉氣體的最大壓強pm。題型4氣體實驗定律的應(yīng)用（2023?泰安一模）氣壓式升降椅通過氣缸上下運動來支配椅子升降，其簡易結(jié)構(gòu)如圖乙所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接?？勺杂梢苿拥臍飧着c氣缸桿之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，設(shè)氣缸氣密性、導(dǎo)熱性能良好，忽略摩擦力。設(shè)氣體的初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達到穩(wěn)定狀態(tài)B。然后打開空調(diào)，一段時間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體狀態(tài)為C（此過程人的雙腳懸空）；接著人緩慢離開座椅，直到椅子重新達到另一個穩(wěn)定狀態(tài)D，室內(nèi)大氣壓保持不變，則氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)D的過程中，關(guān)于p、V、T的關(guān)系圖正確的是（）A． B． C． D．（2024?廬陽區(qū)校級四模）絕熱的活塞與汽缸之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸開口向上置于水平面上，活塞與汽缸壁之間無摩擦，缸內(nèi)氣體的內(nèi)能Up＝72J，如圖甲所示。已知活塞面積S＝5×10﹣4m2，其質(zhì)量為m＝1kg，大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2如果通過電熱絲給封閉氣體緩慢加熱，活塞由原來的P位置移動到Q位置，此過程封閉氣體的V﹣T圖像如圖乙所示，且知氣體內(nèi)能與熱力學溫度成正比。求：（1）封閉氣體最后的體積；（2）封閉氣體吸收的熱量。（2024?海安市校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷a→b、