高考物理 一轮复习 第十一章 热学(第2课时)固体、液体与气体

解析：晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小 而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A 错误；根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶 体和非晶体两类，晶体有各向异性，选项B正确； 同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形 成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶 体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体， 反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热， 温度不变，但是内能增大，选项E错误． 答案：BCD
第2课时 固体、液体与气体
考点一 固体与液体的性质
1．单晶体、多晶体、非晶体的判断 判断固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有 确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性 质是各向异性还是各向同性．多晶体和非晶体都具 有各向同性，但多晶体有固定的熔点，非晶体没 有．同时，还要知道一些常见的晶体和非晶体，如 所有的金属都是晶体．
(2)固体(活塞或气缸)封闭的气体压强的确定． 由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对 该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体 压强． 2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般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．
[典例] 如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直 放置，金属圆块A的上表面是水平的，下表面是倾斜的， 下表面与水平面的夹角为θ，圆块的质量为M，不计圆块 与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭 在容器中的气体的压强p为( ) A．p0＋Mgcos θ/S B．p0/cos θ＋ Mg/( Scos θ) C．p0＋Mgcos2θ/S D．p0＋Mg/S
2．对液体表面张力的理解 (1)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分 子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力． (2)表面特性：表面层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绷紧的弹性薄膜，分 子势能大于液体内部的分子势能．
(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：表面张力使液体表面具有收缩 趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条 件下，球形的表面积最小． (5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、 温度都有关系．
解析：(1)由题图知，A→B 过程为等压变化， 由盖－吕萨克定律有VTAA＝VTBB， 解得 TB＝TVAVA B. (2)由题图知，B→C 过程为等容变化， 由查理定律有TpBB＝TpCC， A→B 过程为等压变化，压强相等，有 pA＝pB， 由以上各式得ppAC＝TTCAVVAB. 答案：(1)TVAVAB (2)TTACVVBA
解析：(1)初始状态即温度t＝27 ℃时，L1＝L0＝0.4 m，p1＝p0 ＝1×105 Pa，T1＝300 K. 设L有足够长，F达最大值时活塞仍在气缸内，设此时气柱长 为L2，气体压强为p2， 根据活塞受力平衡可得p2S＋F＝p0S， 代入数据解得p2＝0.5×105 Pa. 根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，即p1SL1＝p2SL2， 代入数据，可得L2＝0.8 m. 因为L2<L，所以不能将活塞拉出．
特点
示例
pV＝CT(其中 C 为恒量)，
等
p－V
即 pV 之积越大的等温线
温
温度越高，线离原点越远
过
程
p －V1
p＝CTV1 ，斜率 k＝CT，
即斜率越大，温度越高
等容 过程

p－T
p＝CVT，斜率 k＝CV，即斜率越大， 体积越小
等压 过程
V－T
V＝CpT，斜率 k＝Cp，即斜率越大， 压强越小
解析：根据理想气体状态方程pTV＝C 可知，从 A 到 B，体积不 变，压强减小，故温度降低；从 B 到 C，压强不变，体积增大，故 温度升高，所以 A、B、D 均错，C 正确．
答案：C
解析：根据理想气体状态方程pTV＝C 可知，从 A 到 B，体积不 变，压强减小，故温度降低；从 B 到 C，压强不变，体积增大，故 温度升高，所以 A、B、D 均错，C 正确．
答案：C
技巧总结
气体状态变化的图象的应用技巧 (1)求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点 表示一定质量的理想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段或曲线段表示一定 质量的理想气体状态变化的一个过程． (2)在V－T图象(或p－T图象)中，比较两个状态的压强(或 体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大 小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越 小，压强(或体积)越大．
解析：液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观 上看，分子势能与体积有关，A正确；多晶体表现 各向同性，B错误；温度升高，分子平均速率增大， 但每个分子的动能不一定都增大，C错误；露珠表 面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，D正确． 答案：AD
考点二 气体实验定律及理想气体
状态方程的应用
1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 (1)当m不变、T1＝T2时，p1V1＝p2V2(玻意耳定律)． (2)当m不变、V1＝V2时＝(查理定律)． (3)当m不变、p1＝p2时，＝(盖—吕萨克定律)．
2．利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路
2．利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路
解析：(1)以cmHg为压强单位，设A侧空气长度l＝10.0 cm 时压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm 时，空 气柱的长度为l1，压强为p1， 由玻意耳定律得pl＝p1l1， 由力学平衡条件得p＝p0＋h. 打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为 p0，而A侧水银面处的压强随空气柱的长度增加逐渐减小， B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至A侧水银高出 B侧水银面h1为止，由力学平衡有p1＝p0－h1. 并代入数据得l1＝12.0 cm.
(2)当A、B两侧水银面达到同一高度时，设A侧空气柱 的长度为l2，压强为p2，由玻意耳定律得 pl＝p2l2， 由力学平衡条件可知p2＝p0. 代入数据得l2＝10.4 cm. 设注入的水银柱在管内的长度为Δh，依题意得Δh＝2(l1 －l2)＋h1＝13.2 cm. 答案：(1)12.0 cm (2)13.2 cm
(2)保持 F 最大值不变，温度升高，活塞刚到缸口时 L3＝1 m，p3＝p2， 根据理想气体状态方程有p3TL33S＝p1TL11S， 代入数据，可得 T3＝375 K，t＝102 ℃. 答案：(1)不能 (2)102 ℃
考点三 气体状态变化的图象问题
一定质量的气体不同图象的比较：
过
类别
程 图线
方法技巧 思维提升
气体压强的计算 1．系统处于平衡状态下的气体压强计算方法． (1)液体封闭的气体压强的确定． 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析， 利用它的受力平衡，求出气体的压强． 取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等， 在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程 求出压强． 液体内部深度为h处的总压强p＝p0＋ρgh.
[思路导引] 恰当选取研究对象，根据其受力情况求 得气体的压力，从而求得气体的压强． 解析：对圆块进行受力分析，其受重力Mg，大气压的 作用力p0S，封闭气体对它的作用力pS/cos θ，容器侧 壁的作用力F1和F2，如图所示．
由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方 向合外力为零，就可以求被封闭的气体压强．圆块 在 竖 直 方 向 上 合 外 力 为 零 ， 有 p0S ＋ Mg ＝ (pS/cos θ)cos θ，p＝p0＋Mg/S.故D选项正确． 答案：D