江苏省江阴市成化高级中学高考物理 固体 液体 气体复习学案.doc

学案52 固体液体气体一、概念规律题组1下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是()a所有的晶体都表现为各向异性b晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体c大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体d所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点2关于液体的表面张力，下列说法中正确的是()a液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力b液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为零c不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩d表面张力的方向与液面垂直3一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、v1、t1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、v2、t2，下列关系中正确的是()ap1p2，v12v2，t1t2bp1p2，v1v2，t12t2cp12p2，v12v2，t12t2dp12p2，v1v2，t12t2二、思想方法题组4在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于()a单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少b气体分子的密集程度变小，分子对器壁的吸引力变小c每个分子对器壁的平均撞击力变小d气体分子的密集程度变小，单位体积内分子的重量变小5下列图中，p表示压强，v表示体积，t表示热力学温度其中能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是()一、气体压强的几种求法1平衡状态下气体压强的求法(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等2加速运动系统中封闭气体压强的求法选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解【例1】 若已知大气压强为p0，图1中各装置均处于静止状态，求被封闭气体的压强重力加速度为g，图(1)、(2)中液体的密度为，图(3)中活塞的质量为m，活塞的横截面积为s图1二、气体实验定律、状态方程的应用应用气体实验定律或状态方程解题的一般步骤：(1)明确研究对象(即选取一定质量的气体)；(2)确定气体在初、末状态的参量；(3)结合气体实验定律或状态方程列式求解；(4)讨论结果的合理性图2【例2】 (2010课标全国理综39(2)如图2所示，一开口汽缸内盛有密度为的某种液体；一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4.现用活塞将汽缸封闭(图中未画出)，使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为l/2，求此时汽缸内气体的压强大气压强为p0，重力加速度为g.规范思维三、气体实验定律的图象定律变化过程一定质量气体的两条图线图线特点玻意耳定律等温变化等温变化在pv图象中是双曲线，由常数，知t越大，pv值就越大，远离原点的等温线对应的温度就越高，即t1t2.等温变化在p图象中是通过原点的直线，由p，即图线的斜率与温度成正比，斜率越大则温度越高，所以t1v2.等容变化在pt图象中是通过原点的直线，由p可知，体积大时图线斜率小，所以v1v2.盖吕萨克定律等压变化等压变化在vt图象中是通过t轴上273.15 的直线，温度不变时，同一气体体积越大，气体的压强就越小，所以p1p2.等压变化在vt图象中是通过原点的直线，由v可知，压强大时斜率小，所以p1p2.【例3】 (2010上海物理17)图3一定质量理想气体的状态经历了如图3所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()aab过程中不断增加 bbc过程中保持不变ccd过程中不断增加 dda过程中保持不变四、晶体与非晶体【例4】 (2010课标全国理综33(1)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是_(填入正确选项前的字母)a金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体b晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的c单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点d单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的规范思维针对训练1图4(2011福建28(1)如图4所示，曲线m、n分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度t.从图中可以确定的是_(填选项前的字母)a晶体和非晶体均存在固定的熔点t0b曲线m的bc段表示固液共存状态c曲线m的ab段、曲线n的ef段均表示固态d曲线m的cd段、曲线n的fg段均表示液态五、液体的表面张力及浸润问题(1)液体与气体、固体分别构成的两个不同液体薄层，浸润时液面是凹面，不浸润时，液面是凸面(2)表面层内液体分子间距比液体内部大，不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大，表现引力，浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小，表现斥力(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势图5【例5】 对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图5所示对此有下列几种解释，正确的是()a表面层内分子的分布比液体内部疏b表面层内分子的分布比液体内部密c附着层内分子的分布比液体内部密d附着层内分子的分布比液体内部疏针对训练2把极细的玻璃管插入水中与水银中，如下图所示，正确表示毛细现象的是()【基础演练】1(2011山东36(1)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是_a液体的分子势能与体积有关b晶体的物理性质都是各向异性的c温度升高，每个分子的动能都增大d露球呈球状是由于液体表面张力的作用2关于液晶，下列说法中正确的有()a液晶是一种晶体b液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性c液晶的光学性质随温度的变化而变化d液晶的光学性质随外加电压的变化而变化3下列关于液体表面现象的说法中正确的是()a把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体的浮力的缘故b处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力c玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故d飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故4(2010上海理综6)民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上其原因是，当火罐内的气体()a温度不变时，体积减小，压强增大b体积不变时，温度降低，压强减小c压强不变时，温度降低，体积减小d质量不变时，压强增大，体积减小5一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图6所示，则下列四图中能正确反映出这一变化过程的是()图6图76(2010上海物理10)如图7所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则()ah，l均变大bh，l均变小ch变大，l变小dh变小，l变大题号123456答案【能力提升】7(2010开封模拟)(1)干湿泡温度计通常由干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发_，湿泡所示的温度_(选填“大于”或“小于”)干泡所示的温度干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，说明空气越_(选填“干燥”或“潮湿”)(2)一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0103 m3.用dis实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 k和1.0105 pa.推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的温度和压强分别为320 k和1.6105 pa.求此时气体的体积；保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0104 pa，求此时气体的体积8有一排气口直径为2.0 mm的压力锅，如图8甲所示，排气口上用的限压阀a的质量为34.5 g，根据图乙所示的水的饱和汽压跟温度关系的曲线，求：当压力锅煮食物限压阀放气时(即限压阀被向上顶起时)锅内能达到的最高温度(g取10 m/s2,1标准大气压即1 atm1.0105 pa)图89(2009海南高考)一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmhg)、温度为27.0 的氦气时，体积为3.50 m3.在上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmhg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为48.0 .求：(1)氦气在停止加热前的体积；(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积图910(2009宁夏高考)图9中系统是由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面积均为s的容器组成左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭两个容器的下端由可忽略容积的细管连通容器内两个绝热的活塞a、b下方封有氮气，b上方封有氢气大气的压强为p0，温度为t0273 k，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时，各气体柱的高度如图所示现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时a上升了一定的高度用外力将a缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体求：(1)第二次平衡时氮气的体积；(2)水的温度学案52固体液体气体【课前双基回扣】1d只有单晶体才表现为各向异性，故a错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故b错；大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚地观察到，故c错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故d对2c液体表面张力就是液体表面各部分之间相互吸引的力，a错液体的表面层分子要比内部稀疏些，分子间的距离较内部分子间的距离大，表面层分子间表现为引力，b错液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势，c正确液体表面张力的方向总是与液面相切，总是跟液面分界线相垂直，d错3d由理想气体状态方程可判断，只有d项正确4a温度不变，一定量气体分子的平均动能、平均速率不变，每次碰撞分子对器壁的平均作用力不变，但体积增大后，单位体积内的分子数减少，因此单位时间内碰撞次数减少，气体压强减小，a正确，b、c、d错误5aba图象横坐标t不变，是等温变化，a正确；而pvc，因此c，在p图上等温线是过原点的倾斜直线，b正确；c图象中等温线应是双曲线，c错误；d图线的温度发生变化，不表示等温变化，d错误思维提升1晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点单晶体表现为各向异性，而多晶体及非晶体则表现为各向同性2液体表面层内的分子比液体内部的稀疏，分子间表现为引力，形成表面张力，它使液面具有收缩的趋势方向沿液面的切线，与分界线垂直3理想气体状态方程一定质量的理想气体状态方程：或恒量气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例4可用pv、pt、vt图象表示等温、等容、等压变化【核心考点突破】例1 (1)p0gh(2)p0gh(3)p0解析在图(1)中，选b液面为研究对象，由二力平衡得f下f上，即p下sp上s(s为小试管的横截面积)，所求气体压强就是a液面所受压强pa.b液面所受向下的压强p下是pa加上液柱h所产生的液体压强，由连通器原理可知b液面所受向上的压强为大气压强p0，故有paghp0，所以pap0gh.在图(2)中，以b液面为研究对象，由平衡方程f上f下有pasphsp0s(s为u型管的横截面积)，所以pap0gh.在图(3)中，以活塞为研究对象，由平衡条件得psmgp0s，所以pp0.例2 p0解析设当小瓶内气体的长度为l时，压强为p1；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气体的压强为p2，汽缸内气体的压强为p3.依题意知p1p0gl由玻意耳定律得p1sp2(ll)s式中s为小瓶的横截面积联立两式，得p2(p0gl)又有p2p3gl联立式，得p3p0规范思维解此类题，先要分析气体初、末状态参量；然后明确气体经历的过程特点，再选择合适的方程进行求解例3 ab首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，b正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，a正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，c错误；连接ao交cd于e，则ae是等容线，即vave，因为vdve，所以vdva，所以da过程中体积不是保持不变，d错误例4 bc玻璃是非晶体，选项a错误；多晶体和非晶体是各项同性的，选项d错误规范思维晶体和非晶体的根本区别在于有没有确定的熔点；单晶体和多晶体的区别在于各向同性还是各向异性例5 acd表面层内的分子比液体内部稀疏，分子间表现为引力，这就是表面张力，a正确，b错误；浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集，不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏，而附着层为浸润液体，附着层为不浸润液体，故c、d均正确针对训练1b晶体有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，在熔化过程中，是固液共存的，故b正确2.ac思想方法总结1液体的有关性质：(1)液体与气体、固体分别构成的两个不同液体薄层，浸润时液面是凹面，不浸润时，液面是凸面(2)表面层内液体分子间距比液体内部大，不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大，表现为引力，浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小，表现为斥力(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势2封闭气体压强的计算方法：选与气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象，进行受力分析；再根据运动状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程，从而求出压强3对气体状态变化图象的理解(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程(2)在vt或pt图象中，比较两个状态的压强或体积大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断斜率越大，压强或体积越小；斜率越小，压强或体积越大4应用实验定律及状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量p1、v1、t1及p2、v2、t2；(3)由实验定律或状态方程列式求解(4)讨论结果的合理性【课时效果检测】1ad2.cd3.c4.b5c由题图知：ab过程为气体等容升温，压强增大；bc过程为气体等温降压，根据玻意耳定律，体积增大，由此可知选项c正确6a根据pvplsc，l变大，s不变，故p变小，根据pp0gh知，h变大，选a.7(1)吸热小于干燥(2)由状态方程可知：代入数据可得：v22.0103 m3在温度不变的情况下，有p2v2p3v3所以v34.0103 m38122 解析限压阀被顶起时，压力锅内最大压强应为：pp01 atm pa1 atm1.1 atm2.1 atm.由图乙查得锅内温度为122 左右9(1)7.39 m3(2)5.54 m3解析(1)在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程根据玻意耳定律有p1v1p2v2式中，p176.0 cmh