人教版物理高三固体、液体和气体专题

1、辅导讲义知识导航一、固体和液体1.固体(1)固体分为晶体和非晶体两类.石英、云母、明矶、食盐、味精、蔗糖等是晶体.玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点.(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为各向异性. 非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫做各向同性.液体(1)液体的表面张力作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直.(2)毛细现象：指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润

2、液体在细管中下降的现夔毛细管越细，毛细现象越 明显.液晶(1)具有液体的流动性.(2)具有晶体的光学各向异，生(3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的.二、饱和汽、饱和汽压和相对湿度.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处干动态平衡的蒸汽.(2)未饱和汽：没有达到饱和肽态的蒸汽.饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强.(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比.口口，、一水蒸气的实际压强即：相对湿度=同温度水的饱和汽压.三、气体.气体压强产生的原因由于大量

3、分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气 体的压强.(2)决定因素宏观上：决定于气体的温度和体微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度.理想气体(1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低的 条件下，可视为理想气体.(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势育岂.气体实验定律玻意耳定律查理定律盖一吕萨克定律内容f质量的某种气体，在温 度不变的情况下，压强与体 积成反比f质量的某种气体，在体积/、变的情 况下，压强与热力学 温度成正比f质量的某种气 体，在压强

4、/、变的情 况下，其体积与热力 学温度成正比表送式P1V1= p2V2明火或上工1T1T2p2 T2V1V2fV1T1T1T2V2T2图象JS* V, T0 T.理想气体的状态方程一定质量的理想气体的状态方程：心=四或pV= C.TiT2TO易错分析Ti、T2、如图1所示pV图，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T3.用Ni、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1 N2,Ti T3,N2 N3.(填“大于”“小于”或“等于”)图1答案大于等于大于解析 对活塞进行受力分析，如图所示解析 对一定质量的理想气体

5、，毕为定值，由题中p V图象可知，2pi Vi=pi 2Vipi V1,所以T1=T3T2.状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态i下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，即NiN2；状态2与状态3时气体压强相同，状态 3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，即N2N3.习题演练i.（多选）下列说法中正确的是（）A.水与酒精混合后的总体积小于混合前两者体积之和，说明水与酒精分子间均存在间隙B.在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈C.某些细小的昆虫能够在水面

6、上自由运动而不下沉，说明水的表面具有张力作用D.冰块打碎后具有各种不同的形状，说明冰不是晶体E.当人们感觉到很潮湿时，空气的相对湿度一定很大答案 ACE解析一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在不停翻滚是水的对流引起的，不是布朗运动，选项B错误；区分晶体与非晶体要看是否具有确定的熔点，冰具有确定的熔点，是晶体，选项D错误.2.汽缸的横截面积为 S,质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为“，如图4所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为 p0,若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为 g,求 汽缸中气体的压强.m+ Mg答案p0+QSm+ M g+

7、poS 由平衡条件得p气S = 加）一 .S又因为S =- sin a所以p气=m+M g+p0sm+ M gPo十一S3.若已知大气压强为 po,图6中各装置均处于静止状态, 强.液体密度均为甲图6重力加速度为g,求各被封闭气体的压答案甲：p。一 p gh 乙：po p gh 丙：p。一中p gh 丁： po+ p gih解析所以p 甲=p0 p gh题图乙中，以B液面为研究对象,由平衡条件知题图甲中，以高为 h的液柱为研究对象，由平衡条件知p甲S+pghS= poSpAS+ p ghS poSp 乙=pA= po p gh题图丙中，以B液面为研究对象,由平衡条件有pA S+ p gSin

8、6o S= poS3所以 p 丙一Pa = po 2 P gh题图丁中，以A液面为研究对象,由平衡条件得pTS=poS+ P ghS所以 p 丁= po+ p gh.（多选）回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K.某台回热式制冷机工作时，一定质量的氨气 （可视为理想气体）缓慢经历如图9所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为27 ,状态C和D的温度均为一133 C,卜列判断正确的是（）A.气体由状态A到B过程,温度先升高后降低B.气体由状态B到C过程,内能保持不变C.气体由状态C到D过程,图9分子间的平均间距减小D.气体由状态 C到D过程，气体对外做功E.气体由状态 D到A过程，其热

9、力学温度与压强成正比 答案 ADE解析 状态A和B的温度相等，根据pV=C,经过A、B的等温线应是过 A、B的双曲线的一部分，沿直线由 A到 B, pV先增大后减小，所以温度先升高后降低，故 A正确； 气体由状态B到C过程，体积不变，根据 pV=C, 压强减小，温度降低，内能减小，故 B错误；气体由状态 C到D过程，体积增大，分子间的平均间距增大，故 C 错误；气体由状态 C到D过程，体积增大，气体对外做功，故 D正确；气体由状态 D到A过程，体积不变，根 据华=C,其热力学温度与压强成正比，故 E正确.(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(

10、)A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.单位体积内的分子数目增加答案 BD解析 理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分 子碰撞的次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误.。方法概况固体和液体性质的理解.晶体和非晶体(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性；(2)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；(3)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从

11、形状上区分晶体与 非晶体；(4)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化；(5)液晶既不是晶体也不是液体.液体表面张力(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力；(2)表面特征：表面层中分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层张紧的弹性薄膜；(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线；(4)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积 最小.气体压强求解的两类模型.活塞模型如图2所示是最常见的封闭气体的两种方式.图2对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞

12、进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图甲中活塞的质量为m,活塞横截面积为 S,外界大气压强为 P0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S+mg=pS.则气体的压强为p=P0+mg.S图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS+mg=poS.则气体压强为 p = po Sg= p0p液gh.连通器模型如图3所示，U形管竖直放置.同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来.则有 pb+ p g2i= pA.而 pA=po+ p gh, 所以气体B的压强为pB= po+ p (hi h2).气体状态变化的图像问题.四种图象的比较类

13、别特点(其中C为常量)举例p VpV=CT,即pV之积越大的等温线温度越 局，线离原点越远1 P-V1p=CTj，斜率k=CT,即斜率越大，温度越高监CC p=C斜率k弋，即斜率越大，体积越小p- T金7产广匕7V=CT,斜率k=C,即斜率越大，压强越 PPV-Tk小o.分析技巧利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系.例如：（1）在图8甲中，Vi对应虚线为等容线， A、B分别是虚线与T2、Ti两线的交点，可以认为从 B状态通过等 容升压到A状态，温度必然升高，所以T2Ti.（2）如图乙所示，A、B两点的温度相等，从 B状态到A状

14、态压强增大，体积一定减小，所以V2Vi.图8。迁移实践.（多选）下列现象中，主要是液体表面张力作用的是（）A .水国可以停在水面上B.小木船漂浮在水面上C.荷叶上的小水珠呈球形D.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来答案 ACD.（多选）下列说法正确的是（）A.晶体有固定的熔点B.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性C.物体吸收热量后，其温度一定升高D.给自行车打气时气筒压下后反弹，是分子斥力造成的E.雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在答案 ABEB正确；物体吸收热量解析 晶体有固定的熔点，故 A正确；液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故 的同时，可能还

15、对外做功，其温度不一定升高，故 C错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由于气体压强的 原因，不是因为分子斥力，故 D错误；雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面存在张力，故 E正确.3.（多选）下列说法正确的是（）A.水的饱和汽压随温度的升高而增大B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C. 一定质量的0c的水的内能大于等质量的 0c的冰的内能D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力答案 ACE解析 饱和汽压与液体种类和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故 A正确；浸润与不浸润是由于液体的表面 层与固体表面的分子之间

16、相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0C的水的内能大于等质量的0C的冰的内能，故 C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，与分子数密度和分子平均动能有关，故 D错误；把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力，故E正确.4.（多选）下列说法中正确的是（）A.布朗运动是液体分子的运动，人的眼睛可以直接观察到B.从屋檐上做自由落体运动的小水滴呈球形，是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间的距离越大，分子势能越小E. 一定温度下，水的饱和汽压是定值答案 BCE解析 布

17、朗运动不是液体分子的无规则运动，是悬浮在液体中的固体颗粒做的无规则运动，A错误；小水滴与空气接触的表面层中的分子分布较内部稀疏，分子间距大于分子力平衡时的距离0,所以分子间的相互作用表现为引力，从而使小水滴表面各部分之间存在相互吸引的力，即表面张力，小水滴表面层在液体表面张力的作用下呈 球形，B正确；液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点，C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子力表现为引力，随着距离的增大，需要克服引力做功，故分子势能增大，D错误；液体的饱和汽压只与温度和液体种类有关，在一定温度下，水的饱和汽压是一定的，故 E正确.5.（多选）热学中有很多图象，对图 1中一定质量

18、的理想气体图象的分析，正确的是（）丙T单位推率间隔的分f激 A配分子数的仃分比A.甲图中理想气体的体积一定不变B.乙图中理想气体的温度一定不变C.丙图中理想气体的压强一定不变D. 丁图中理想气体从 P到Q,可能经过了温度先降低后升高的过程E.戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度答案 ACE解析 由理想气体状态方程 牛=C可知，A、C正确；若温度不变，p V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一 定是双曲线的一支，B错误；题图丁中理想气体从 P到Q,经过了温度先升高后降低的过程，D错误；温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图戊中实线应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度

19、，E正确.6.（多选）以下说法正确的是（）A .太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用B.晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同C.空气中PM 2.5的运动属于分子热运动D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E.恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量 答案 ABE解析 太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用，故 A正确；晶体的各向异性是指沿不同方向其物理 性质不同，故B正确；PM2.5的运动属于固体颗粒的运动，不是分子的热运动，故C错误；气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，不是由于气体分子间的相互排斥而产生的，故D错误；小气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终 等于外界温度，则内能不变，由热力学第一定律AU=W+ Q知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量