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1、物理选修3第2讲固体液体和气体知识一固体和液体分类比拟晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则构成与转化有的物质在不同条件下能够构成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香(1)作用：液体的外表力使液面具有收缩的趋势(2)方向：外表力跟液面相切，跟这部分液面的分界限垂直3液晶的物理性质(1)具有液体的流动性(2)具有晶体的光学各向异性(3)从某个方向上看其分子排列比拟整洁，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的
2、 (1)只要单晶体和液晶具有各向异性的特性，多晶体和非晶体都是各向同性(2)液体外表力是液体外表分子作用力的表现液体外表分子间的作用力表现为引力(3)浸润与不浸润也是外表力的表现知识二饱和汽、饱和汽压和湿度1饱和汽与饱和汽压(1)饱和汽与未饱和汽饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽未饱和汽：没有到达饱和状态的蒸汽(2)饱和汽压定义：饱和汽所具有的压强特点：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2湿度(1)定义：空气的干湿程度(2)描绘湿度的物理量绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强相对湿度：某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时饱和水汽压的百分比，即：Bpps1
3、00%.知识三气体分子动理论和气体压强1气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍，气体分子之间的作用力特别微弱，能够忽略不计2气体分子的速率分布，表现出“中间多，两头少的统计分布规律3气体分子向各个方向运动的时机均等4温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大5气体压强(1)产生的原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，构成对器壁各处均匀、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)决定气体压强大小的因素宏观上：决定于气体的温度和体积微观上：决定于分子的平均动能和分子数密度知识四气体实验定律和理想气体状态方程1气体的三个实
4、验定律(1)等温变化玻意耳定律容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比公式：p1V1p2V2或pVC(常量)(2)等容变化查理定律容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比公式：p1p2T1T2或pTC(常数)(3)等压变化盖吕萨克定律容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比公式：V1V2T1T2或VTC(常数)2理想气体及其状态方程(1)理想气体宏观上讲，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，可视为理想气体微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体
5、积，即它所占据的空间以为都是能够被压缩的空间(2)状态方程：p1V1T1p2V2T2或pVTC(常数).考点一气体实验定律及状态方程的应用应用气体定律或状态方程解题的一般步骤：1明确研究对象，即某一定质量的气体2确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2.3由状态方程列式求解4讨论结果的合理性(2021高考)汽车未装载货物时，某个轮胎气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎气体的压强加强了p.若轮胎气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎气体体积的变化量【解析】对轮胎的气体：初状态p1p0，V1V0末状态p2p0p，V2VV0由玻意耳定律
6、得p1V1p2V2解得：VpV0pp0【答案】VpV0pp0图1121(2021新课标全国卷)如图1121，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的一样气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)开场时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和p03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V04.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部恰好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新到达平衡已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦求：(1)恒温热
7、源的温度T；(2)重新到达平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx.【解析】 (1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压经过，由盖吕萨克定律得TT07V0/45V0/4由此得T75T0(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能知足力学平衡条件气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温经过，设左活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得pVxp03V04(pp0)(2V0Vx)p074V0联立式得6V2xV0VxV200其解为Vx12V0另一解Vx13V0，不合题意，舍去【答案】
8、(1)75T0(212V0考点二用图象法分析气体的状态变化经过类别图线特点举例等温pVpVCT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远经过p1VpCT1V，斜率kCT，即斜率越大，温度越高等容经过pTpCVT，斜率kCV，即斜率越大，体积越小等压经过VTVCpT，斜率kCp，即斜率越大，压强越小(2020高考)如图1122，一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此经过中，其压强()图1122A逐步增大B逐步减小C始终不变D先增大后减小【解析】由理想气体状态方程pVTC可得，气体的压强pCTV，由图象可知，气体的温度升高，体积减小，所以气体的压强逐步增大，故A正确
9、，B、C、D错误【答案】A一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图1123所示，pT和VT图各记录了其部分变化经过，试求：图1123(1)温度600K时气体的压强；(2)在pT图象上将温度从400K升高到600K的变化经过补充完好【解析】(1)由题图知，p11.0105Pa，V12.5m3，T1400Kp2？，V23m3，T2600K由理想气体状态方程得p1V1T1p2V2T2p2p1V1T2T1V21.25105Pa(2)在原pT图象上补充两段直线【答案】(1)1.25105Pa(2)如下图1(2021高考)图1124为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连
10、通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气若玻璃管水柱上升，则外界大气的变化可能是()图1124A温度降低，压强增大B温度升高，压强不变C温度升高，压强减小D温度不变，压强减小【答案】A2.图1125一定质量理想气体的状态经历了如图1125所示的ab、bc、cd、da四个经过，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经过中不断减小Bbc经过中保持不变Ccd经过中不断增加Dda经过中保持不变【解析】首先，由于bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc经过中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线
11、，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，由于Vd图1126A体积不变，压强变小B体积变小，压强变大C体积不变，压强变大D体积变小，压强变小【解析】细管中封闭的气体，能够看成是一定质量的理想气体，洗衣缸水位升高，气体压强增大，因温度不变，故做等温变化，由玻意耳定律pVC得，气体体积减小，B选项正确【答案】B6为了将空气装入气瓶，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体下列图象能正确表示该经过中空气的压强p和体积V关系的是()【解析】由玻意耳定律可知，在等温变化经过中，压强p与1V成正比，故选B项【答案】B7(2021高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0
12、atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L设充气经过为等温经过，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()A2.5atmB2.0atmC1.5atmD1.0atm【解析】取全部气体为研究对象，由p1V1p2V2pV1得p2.5atm，故A正确【答案】A8(多项选择)(2021高考)图1127为某同学设计的喷水装置部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L设在所有经过中空气可看作理想气体，且温度不变下列讲确的有()图1127A充气后，密封气体压强增加B充气后，密封气体的分子平均动能增加C打开阀门后，密封气体对外界做正功D打开阀门后
13、，不再充气也能把水喷光【解析】对理想气体，由于充气前后发生的是等温变化，有pVC，充气后体积变小，压强增大，A选项正确；温度不变，气体分子平均动能不变，B选项错误；充气前后由玻意耳定律p1(V1V)p1V1，得p11.2atm，由于p1P0，打开阀门，水就会在气体压力作用下外流，气体膨胀对外做功，C选项正确；当封闭气体压强变小与外界大气压强相等时，上部的空气变为0.6L，喷出0.1L的水后就不再喷水了，故D选项错误【答案】AC9(2021高考)(1)下列现象中，能讲明液体存在外表力的有()A水黾能够停在水面上B叶面上的露珠呈球形C滴入水中的红墨水很快散开D悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭
14、在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图1128所示，则T1_T2(选填“大于或“小于)图1128【解析】(1)红墨水散开和花粉的无规则运动直接或间接讲明分子的无规则运动，选项C、D错误；水黾停在水面上、露珠呈球形均是由于液体存在外表力，选项A、B正确(2)温度升高时，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子速率较大的分子占总分子数的比例较大，所以T1T2.【答案】(1)AB(2)平均动能小于10(2021新课标全国高考)如图1129，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0的水槽中，
15、B的容积是A的3倍阀门S将A和B两部分隔开A为真空，B和C都充有气体U形管左边水银柱比右边的低60mm.打开阀门S，整个系统稳定后，U形管左右水银柱高度相等假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积图1129(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)；(2)将右侧水槽的水从0加热到一定温度时，U形管左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温【解析】(1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T0273K设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有p1pCp式中p60mmHg.打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB.依题意有，pBpC玻璃泡A和B中气体的体积为V2VAVB根据玻意耳定律得p1VBpBV2联立式，并代入题给数据得pCVBVAp180mmHg.(2)当右侧水槽的水温加热到T时，U形管左右水银柱高度差为p，玻璃泡C中气体的压强为pCpBp玻璃泡C中的气体体积不变，根据查理定律得pCT0pCT联立式，并代入题给数据得T364K【答案】(1)180mmHg(2)364K