(新课标)高三物理一轮总复习第11章选修3-3第3节气体、固体和液体考点集训
高考物理一轮复习 固体、液体和气体课件(选修3-3)
解析:A项的缝衣针不沉没是受表面张力的作用;B项水银 会成球状是因为表面张力;D也是表面张力的作用.选项C正 确.
答案:C
4.液体的饱和汽压随温度的升高而增大( ) A.其规律遵循查理定律 B.是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大 C.是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大 D.是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的 升高而增大
1.气体和气体分子运动的特点
2.气体的三个状态参量 (1) 压强 ; (2) 体积 ; (3) 温度. 3.气体的压强
(1)产生原因:由于气体分子无规则的热运动,大量的分子 频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 压力.
(2)大小:气体的压强在数值上等于气体作用在 单位面积上
的压力.公式:p=FS.
(3)常用单位及换算关系: ①国际单位: 帕斯卡,符号:Pa,1 Pa=1 N/m2. ②常用单位: 标准大气压 (atm);厘米汞柱(cmHg). ③换算关系:1 atm= 76 cmHg=1.013×105 Pa≈1.0×105 Pa.
解析:多晶体显示各向同性,但具有确定的熔点,选项A 错误;晶体熔化时,其温度虽然不变,但其体积和内部结构可 能发生变化,则内能就可能发生变化,故选项B错误;金属材 料虽然显示各向同性,并不意味着一定是非晶体,可能是多晶 体,故选项C错误,D正确.
答案:D
2.(多选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 ()
图象
5.理想气体的状态方程 (1)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, 分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的 空间.
高考物理一轮复习 第十一章热学课件 新人教版选修3-3
(3)分子势能的变化与分子间距离的变化的关系
分子势能的变化与分子力做功有关,可用分子力 做功来量度(如图).
以r→∞处为零势能处. ①当r>r0时,分子力为引力,当r增大时,分子力做 负功,分子势能增加. ②当r<r0时,分子力为斥力,当r减小时,分子力做 负功,分子势能增加. ③当r=r0时,分子势能最小(但不一定为零).
称做热运动. 3.分子间的相互作用力
同时 (1)引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,
斥力 斥力变化更快.
(2)分子力的特点 ①r=r0时(r0的数量级为10-10 m),F引=F斥,分子力F =0;
②r<r0时,F引<F斥,分子力F表现为斥力; 斥力
引力 ③r>r0时F引>F斥,分子力F表现为引力;
0 ④r>10r0时,F引、F斥迅速减为零,分子力F=0.
(3)分子力随分子间距离的变化图象
气体分子运动的特点
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十分微弱,可以忽略不计. 中间多,两头少 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机会均等.
(1)热力学温度的零值是低温极限,永远达不 到,即热力学温度无负值. (2)温度是大量分子热运动的集体行为,对个别 分子来说温度没有意义.
热力学定律
1.热力学第一定律 (1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传 递的热量与外界对它所做的功的和.
ΔU = Q + W (2)表达式: ΔU = Q + W.
温度和温标
1. 温度 (1)温度在宏观上表示物体的冷热程度,在微观上表示 分子的平均动能. (2)温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡 状态的物理量,一切达到热平衡的系统都具有相同的温பைடு நூலகம்度. 2.两种温标
2022届高考一轮复习 选修3-3 固体、液体和气体 学案
2022届高考一轮复习选修3-3 固体、液体和气体学案目标要求 1.了解固体的微观结构,知道晶体和非晶体的特点,了解液晶的主要性质.2.了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因.3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释.4.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图象问题.考点一固体和液体性质的理解基础回扣1.固体(1)分类:固体分为晶体和非晶体两类.晶体又分为单晶体和多晶体.(2)晶体和非晶体的比较2.液体(1)液体的表面张力①作用效果:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势,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.②方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直.③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.3.液晶(1)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.(2)液晶的微观结构从某个方向上看,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.1.(固体)(多选)下列说法中正确的是()A.同一物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态B.单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.单晶体和多晶体都有确定的熔点E.晶体和非晶体在一定条件下可以转化答案CDE解析同一物质改变条件可以呈现晶体和非晶体两种不同的形态,故A错误,E正确;单晶体具有各向异性的物理性质,多晶体具有各向同性的物理性质,故B错误;同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,如金刚石和石墨,故C正确;单晶体和多晶体都有确定的熔点,故D正确.2.(晶体、非晶体)(2020·河北秦皇岛一中月考)下列说法中正确的有()A.晶体一定具有各向异性,非晶体一定具有各向同性B.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点C.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大D.天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的答案D解析多晶体具有各向同性,A错误;单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,B错误;晶体熔化时吸收热量,但是温度不变,则分子平均动能一定不变,C错误;天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的,D正确.3.(液体)(2020·山东德州市二模)戴一次性医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一,合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的,图1为一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片,对此以下说法正确的是()图1A.照片中的口罩一定为不合格产品B.照片中附着层内分子比水滴的内部稀疏C.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集D.水对所有材料都是不浸润的答案B解析 根据题图中水滴呈球形可知水与材料是不浸润的,是合格产品,A 错误;水与材料不浸润说明附着层内分子比水滴的内部稀疏,B 正确;水滴表面分子比水滴的内部稀疏,故C 错误;浸润和不浸润都是相对而言的,故D 错误. 4.(表面张力)(多选)下列说法正确的是( )A.把一枚曲别针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力的缘故B.形成液体表面张力的原因是由于液体表层的分子分布比内部密集C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关答案 ACD考点二 气体压强的计算1.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求气体压强的基本方法:先对活塞进行受力分析,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p 0.由于活塞处于平衡状态,所以p 0S +mg =pS ,则气体的压强为p =p 0+mgS.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 =p 0S , 则气体压强为p =p 0-mgS =p 0-ρ液gh .2.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.图3则有p B+ρgh2=p A,而p A=p0+ρgh1,所以气体B的压强为p B=p0+ρg(h1-h2).3.气体压强的微观解释(1)产生原因:由于气体分子无规则的热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力.(2)决定因素①宏观上:决定于气体的温度和体积.②微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度.例1若已知大气压强为p0,图4中各装置均处于静止状态,液体密度均为ρ,重力加速度为g,求各被封闭气体的压强.图4答案甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:p0-32ρgh丁:p0+ρgh1戊:p0+ρg(h2-h1-h3)p0+ρg(h2-h1)解析题图甲中,以高为h的液柱为研究对象,由平衡条件知p甲S+ρghS=p0S 所以p甲=p0-ρgh题图乙中,以B液面为研究对象,由平衡条件知p A S+ρghS=p0Sp乙=p A=p0-ρgh题图丙中,以B液面为研究对象,由平衡条件有p A′S+ρgh sin 60°·S=p0S所以p丙=p A′=p0-32ρgh题图丁中,以A液面为研究对象,由平衡条件得p 丁S =p 0S +ρgh 1S 所以p 丁=p 0+ρgh 1.题图戊中,从开口端开始计算,右端大气压强为p 0,同种液体同一水平面上的压强相同, 所以b 气柱的压强为p b =p 0+ρg (h 2-h 1),故a 气柱的压强为p a =p b -ρgh 3=p 0+ρg (h 2-h 1-h 3).5.(气体压强的计算)如图5中两个汽缸质量均为M ,内部横截面积均为S ,两个活塞的质量均为m ,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下.两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A 、B ,大气压强为p 0,重力加速度为g ,活塞与缸壁之间无摩擦,求封闭气体A 、B 的压强各多大?图5答案 p 0+mg S p 0-MgS解析 题图甲中选活塞为研究对象,受力分析如图(a)所示,由平衡条件知p A S =p 0S +mg , 得p A =p 0+mgS;题图乙中选汽缸为研究对象,受力分析如图(b)所示,由平衡条件知p 0S =p B S +Mg ,得p B =p 0-MgS.6.(气体压强的微观解释)(多选)对于一定质量的理想气体,下列论述正确的是( ) A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定B.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变C.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数一定增加D.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数可能不变 答案 AC解析 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定,故A 正确;单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大,因此这时气体压强一定增大,故B错误;若气体的压强不变而温度降低,则气体的体积减小,则单位体积内分子个数一定增加,故C正确,D错误.考点三气体实验定律及应用基础回扣1.气体实验定律2.理想气体状态方程(1)理想气体:在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体.①在压强不太大、温度不太低时,实际气体可以看作理想气体.②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用,一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定.(2)理想气体状态方程:p1V1T1=p2V2T2或pVT=C.(质量一定的理想气体)技巧点拨1.解题基本思路2.分析气体状态变化的问题要抓住三点(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段.(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的.(3)明确哪个阶段应遵循什么实验定律.例2 如图6所示为一简易火灾报警装置,其原理是:竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出报警的响声.27 ℃时,被封闭的理想气体气柱长L 1=20 cm ,水银柱上表面与导线下端的距离L 2=5 cm.图6(1)当温度达到多少摄氏度时,蜂鸣器会报警?(2)如果大气压强降低,试分析说明该蜂鸣器的报警温度会如何变化. 答案 (1)102 ℃ (2)降低解析 (1)要使蜂鸣器报警,则温度升高,水银柱上升,电路导通,被封闭气柱做等压变化, 由盖—吕萨克定律得V 1T 1=V 2T 2即L 1S T 1=(L 2+L 1)S T 2, 解得:T 2=375 K. 即t 2=102 ℃(2)由玻意耳定律知,同样温度下,大气压强降低则被封闭气柱变长,即V 1变大,而蜂鸣器报警时的V 2不变,由V 1T 1=V 2T 2可知,T 2变小,即报警温度降低.7.(玻意耳定律)(2020·河北衡水中学联考)如图7所示,劲度系数k =500 N/m 的竖直弹簧下端固定在水平地面上,上端与一活塞相连,导热良好的汽缸内被活塞密封了一定质量的理想气体,整个装置处于静止状态.已知汽缸质量m 1=5 kg ,汽缸底面积S =10 cm 2,大气压强p 0=1.0×105 Pa ,此时活塞离汽缸底部的距离h 1=40 cm.现在汽缸顶部加一质量m 2=5 kg 的重物.忽略汽缸壁厚度以及活塞与汽缸之间的摩擦力,汽缸下端离地足够高,环境温度保持不变,g 取10 m/s 2.求汽缸稳定时下降的距离.图7答案 0.2 m解析 设未加重物时内部气体压强为p 1 由平衡条件可得:p 1S =m 1g +p 0S 解得:p 1=1.5×105 Pa加重物后,设汽缸内气体压强为p 2 由平衡条件可得:p 2S =m 1g +p 0S +m 2g 解得:p 2=2.0×105 Pa 由玻意耳定律有:p 1h 1S =p 2h 2S 解得:h 2=0.3 m活塞下降距离为Δx =m 2gk=0.1 m所以汽缸稳定时下降的距离:Δh =h 1-h 2+Δx =0.2 m考点四 气体状态变化的图象1.四种图象的比较,即斜率越大,2.处理气体状态变化的图象问题的技巧(1)首先应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.看此过程属于等温、等容还是等压变化,就用相应规律求解.(2)在V -T 图象(或p -T 图象)中,比较两个状态的压强(或体积)时,可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大.例3一定质量的理想气体经历了如图8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()图8A.ab过程中不断减小B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变答案B解析因为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错误;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V a=V e,因为V d<V e,所以V d<V a,所以da过程中气体体积发生变化,D错误.例4一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图9所示,p-T图和V-T图各记录了其部分变化过程.图9(1)求温度为600 K时气体的压强;(2)在p-T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整.答案(1)1.25×105 Pa(2)见解析图解析(1)由p-T图可知,气体由200 K到400 K的过程中做等容变化,由V-T图可知,气体由400 K到500 K仍做等容变化,对应p-T图可得,T=500 K时,气体的压强为1.25×105 Pa,由V -T图可知,气体由500 K到600 K做等压变化,故T=600 K时,气体的压强为1.25×105 Pa. (2)在p-T图象上补充画出400~600 K的气体状态变化图象,如图所示.8.(V -T 图象)(多选)如图10所示,一定质量的理想气体,从A 状态开始,经历了B 、C 状态,最后到D 状态,下列说法正确的是( )图10A.A →B 过程温度升高,压强不变B.B →C 过程体积不变,压强变小C.B →C 过程体积不变,压强不变D.C →D 过程体积变小,压强变大 答案 ABD解析 由题图可知,AB 为等压线,A →B 的过程中,气体温度升高,压强不变,故选项A 正确;在B →C 的过程中,气体体积不变,温度降低,由pVT =C 可知,气体压强变小,故选项B 正确,C 错误;在C →D 的过程中,气体温度不变,体积变小,由pVT =C 可知,气体压强变大,故选项D 正确.9.(p -V 图象)(2019·全国卷Ⅱ·33(1))如图11所示p -V 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T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3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N 1________N 2,T 1________T 3,N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)图11答案 大于 等于 大于解析 对一定质量的理想气体,pVT为定值,由题中p -V 图象可知,2p 1·V 1=p 1·2V 1>p 1·V 1,所以T1=T3>T2.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1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N1>N2;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N2>N3.。
高考物理一轮总复习 第十一章 热学(选修33)第32讲 固体、液体和气体课时达标
第32讲固体、液体和气体[解密考纲]知道晶体、非晶体的区别;理解表面张力,会解释有关现象;掌握气体的三个实验定律,会用三个实验定律分析气体状态变化问题.1.(多选)(2014·全国大纲卷)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( BD ) A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小解析:压强变大,温度不一定升高,分子热运动不一定变得剧烈,A项错误;压强不变,温度也有可能升高,分子热运动可能变得剧烈,B项正确;压强变大,体积不一定减小,分子间的距离不一定变小,C项错误;压强变小,体积可能减小,分子间的距离可能变小,D 项正确.2.(多选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( AB )A.水黾可以停在水面上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解析:水黾可以停在水面上和叶面上的露珠呈球形都说明液体表面层的分子比液体内部稀疏,形成了表面张力,故选项A、B正确;滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象,悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动,都反映的是液体分子的无规则热运动,故选项C、D错误.3.(2016·福建师大附中期中质检)如图所示,U形气缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体,已知气缸不漏气,活塞移动过程无摩擦.初始时,外界大气压强为p0,活塞紧压小挡板.现缓慢升高缸内气体的温度,则图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是( B )解析:缓慢升高缸内气体的温度,当缸内气体的压强p<p0时,气体的体积不变,由查理定律知p=p1TT1,故缸内气体的压强p与热力学温度T呈线性关系;当气缸内气体的压强p =p0时发生等压变化.正确的图象为图B.4.(多选)(2017·湖北黄石模拟)下列说法正确的是( ACD )A.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的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能.这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形.这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开.这是由于水膜具有表面张力的缘故解析:水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,这是不浸润的结果,而干净的玻璃板上不能形成水珠,这是浸润的结果,B错误.玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用,E错误.5.(多选)(2017·浙江宁波模拟)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的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 ( AB )A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变解析: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项正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A项正确;cd是等压线,溫度降低则体积减小,C项错误;连接aO交cd于e,如图,则ae是等容线,即V a=V e,因为V d<V e,所以V d<V a,所以da过程中体积不是保持不变,D项错误.(第5题图)6.(2015·上海卷)如图所示,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触.初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比V1∶V2=1∶2,温度之比T1∶T2=2∶5.先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡.求:(1)两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;(2)最后两侧气体的体积之比.解析:(1)设初始时压强为p左侧气体满足pV 1T 1=p ′V kT 1右侧气体满足pV 2=p ′V解得k =V 2V 1=2(2)活塞导热达到平衡左侧气体满足p ′V kT 1=p ″V 1′T 1′ 右侧气体满足p ′V T 2=p ″V 2′T 2′平衡时T 1′=T 2′解得V 1′V 2′=T 2kT 1=54答案: (1)2 (2)547.(2017·福建福州模拟)如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10 kg ,横截面积为50 cm 2,厚度为1 cm ,气缸全长为21 cm ,气缸质量为20 kg ,大气压强为1×105Pa ,当温度为 7 ℃时,活塞封闭的气柱长10 cm ,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g 取10 m/s 2,求:(1)气柱的长度;(2)当温度为多高时,活塞刚好接触平台.解析:(1)设气缸倒置前后被封闭气体的压强分别为p 1和p 2,气柱长度分别为L 1和L 2.p 1=p 0+mg S=1.2×105 Pa , p 2=p 0-mg S=0.8×105 Pa. 倒置过程为等温变化,由玻意耳定律可得p 1L 1S =p 2L 2S ,所以L 2=p 1p 2L 1=15 cm.(2)设倒置后升温前后封闭气柱温度分别为T 2和T 3,升温后气柱长度为L 3,则T 2=T 1=(273+7)K =280 K ,L 2=15 cm ,L 3=20 cm.升温过程为等压变化,由盖·吕萨克定律可得L 2S T 2=L 3S T 3,所以T 3=L 3L 2T 2=373 K. 即温度升高到100 ℃时,活塞刚好接触平台.答案: (1)15 cm (2)100 ℃8.(2017·河北衡水模拟)如图所示,一粗细均匀的玻璃瓶水平放置,瓶口处有阀门K ,瓶内有A 、B 两部分用一活塞分开的理想气体.开始时,活塞处于静止状态,A 、B 两部分气体长度分别为2L 和L ,压强均为P .若因阀门封闭不严,B 中气体向外缓慢漏气,活塞将缓慢移动,整个过程中气体温度不变,瓶口处气体体积可以忽略.当活塞向右缓慢移动的距离为0.4 L 时,(忽略摩擦阻力)求此时:(1)A 中气体的压强;(2)B 中剩余气体与漏气前B 中气体的质量比.解析:(1)对A 中气体由玻意耳定律可得:p ·2L =p A (2L +0.4L ),解得p A =56p (2)AB 气体通过活塞分开,AB 中气体压强始终保持相同p A =p B按漏气后B 中气体压强,漏气前气体总长度为L B ,pSL =p B SL B ,解得L B =65L 此时B 中气体长度为:L ′B =L -0.4L =0.6L则此时B 中气体质量m ′B 与原有质量m B 之比为m ′B m B =L ′B L B ,解得m ′B m B =12答案: (1)56p (2)129.(2013·上海卷)利用如图装置可测量大气压强和容器的容积.步骤如下:①将倒U 形玻璃管A 的一端通过橡胶软管与直玻璃管B 连接,并注入适量的水,另一端插入橡皮塞,然后塞住烧瓶口,并在A上标注此时水面的位置K;再将一活塞置于10 mL位置的针筒插入烧瓶,使活塞缓慢推移至0刻度的位置;上下移动B,保持A中的水面位于K 处,测得此时水面的高度差为17.1 cm.②拔出橡皮塞,将针筒活塞置于0 mL位置,使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口;然后将活塞抽拔至10 mL位置,上下移动B,使A中的水面仍位于K,测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8 cm.(玻璃管A内气体体积忽略不计,ρ水=1.0×103 kg/m3,取g=10 m/s2)(1)若用V0表示烧瓶容积,p0表示大气压强,ΔV表示针筒内气体的体积,Δp1、Δp2表示上述步骤①②中烧瓶内外气体压强差大小,则步骤①②中,气体满足的方程分别为p0(V0+ΔV)=(p0+Δp1)V0、p0V0=(p0-Δp2)·(V0+ΔV).(2)由实验数据得烧瓶容积V0=560mL,大气压强p0=95_760Pa.(3)倒U形玻璃管A内气体的存在(A)A.仅对容积的测量结果有影响B.仅对压强的测量结果有影响C.对二者的测量结果均有影响D.对二者的测量结果均无影响解析:(1)由题意,气体发生等温变化,步骤①中气体初态的压强和体积分别为p0、(V0+ΔV),末态的压强和体积分别为(p0+Δp1)与V0,则气体满足的方程为p0(V0+ΔV)=(p0+Δp1)V0;步骤②中气体初态的压强和体积分别为p0、V0,末态的压强和体积分别为(p0-Δp2)、(V0+ΔV),则气体满足的方程为p0V0=(p0-Δp2)(V0+ΔV).(2)将(1)中的方程代入数据解得V0=560 mL,p0=95 760 Pa.(3)(2)中得到的体积V0应该为容器的体积与玻璃管A内气体的体积之和,对大气压强的测量不产生影响,A项正确.。
高三物理一轮复习配套文档:第十一章 热学《选修3-3》
第十一章⎪⎪⎪热学[选修3-3][备考指南]第1节分子动理论内能(1)布朗运动是液体分子的无规则运动。
(×)(2)温度越高,布朗运动越剧烈。
(√)(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。
(×)(4)-33 °C=240 K。
(√)(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。
(×)(6)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大。
(√)(7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同。
(×)要点一微观量的估算1.两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图11-1-1所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=36Vπ(球体模型)或d=3V(立方体模型)。
图11-1-1(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。
如图11-1-2所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体,所以d =3V 。
图11-1-22.宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、密度ρ与作为微观量的分子直径d 、分子质量m 、每个分子的体积V 0都可通过阿伏加德罗常数联系起来。
如下所示。
(1)一个分子的质量:m =M molN A 。
(2)一个分子所占的体积:V 0=V molN A(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间)。
(3)1 mol 物质的体积:V mol =M molρ。
(4)质量为M 的物体中所含的分子数:n =MM mol N A。
(5)体积为V 的物体中所含的分子数:n =ρVM mol N A。
[多角练通]1.(2016·盐城二模)某教室的空间体积约为 120 m 3。
试计算在标准状况下,教室里空气分子数。
高三物理一轮复习 第十一章 热学 第2节 固体、液体和气体课件(选修3-3)
E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内
能也保持不变
解析
要点二 气体压强的产生与计算
1.产生的原因 由于大量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 (1)宏观上:决定于气体的温度和体积。 (2)微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
等压 面法 压强相等。液体内深h处的总压强p=p0+ρgh,p0为
液面上方的压强
4.加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(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 11-2-1 所示,一气缸水平固定在静止的小 车上,一质量为 m,面积为 S 的活塞将一定量的气体封闭在 气缸内,平衡时活塞与气缸底相距 L。现让小车以一较小的 水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动 了距离 d。已知大气压强为 p0,不计气缸和活塞间的摩擦; 且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为 p0;整个过程温 度保持不变。求小车加速度的大小。
图 11-2-2
解析
3.若已知大气压强为 p0,在图 11-2-3 中各装置均处于静止 状态,图中液体密度均为 ρ,求被封闭气体的压强。
图 11-2-3
解析
要点三 气体实验定律的应用
1.三大气体实验定律 (1)玻意耳定律(等温变化): p1V1=p2V2 或 pV=C(常数)。 (2)查理定律(等容变化): Tp11=Tp22或Tp=C(常数)。 (3)盖—吕萨克定律(等压变化): VT11=VT22或VT=C(常数)。
解析
2.(多选)(2015·全国卷Ⅰ)下列说法正确的是
()
A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体
高考物理总复习:选修3-3第十一章热学
第1节 分子动理论 内能
一、分子动理论 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子直径大小的数量级为①______m. 油膜法测分子直径:d=V/S,V 是油滴体积,S 是② ______油膜的面积. (2)一般分子质量的数量级为 10-26 kg.
跟踪训练 1 某房间的地面面积是 15 m2,高 3 m.空 气的平均摩尔质量为 2.9×10-2 kg/mol.若房间内所有水 蒸气液化成水后的体积为 103 cm3,已知水的密度为 ρ= 1.0×103 kg/m3,水的摩尔质量 Mmol=1.8×10-2 kg/mol.
(1)求标况下房间内空气的质量. (2)估算水分子的直径.(保留两位有效数字)
2.分子势能 (1)分子势能随着物体体积的变化而变化,与分子间 距离的关系为: ①当 r>r0 时,分子力表现为引力,随着 r 的增大, 分子引力做负功,分子势能增大. ②当 r<r0 时,分子力表现为斥力,随着 r 的减小, 分子斥力做负功,分子势能增大.
③当 r=r0 时,分子势能最小,但不一定为零,可为 负值,因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零.
【解析】 水分子的质量 m=NμA=VN·Aρ,所以①、③ 正确.水蒸气分子间的距离远大于其本身的大小,所以 水分子的体积 V0≪NVA=μN/Aρ,故②、④错误.正确选项为 B.
【答案】 B
题后反思 (1)桥梁作用:阿伏加德罗常数是联系微观物理量和 宏观物理量的桥梁. (2)注意气体不同于固体和液体的特征,我们无法利 用 V0=VNmA确定一个气体分子的体积.
④分子势能曲线如图所示.
高考物理总复习 物理选修3-3知识点复习
理想气体
1.定义:在任何温度、任何压强下都严 格遵从气体实验定律的气体。 2.特点(:1)微观:分子大小忽略不计;
分子力忽略不计。 (2)理想气体是不存在的,是一种理想化模型。 (3)在温度不太低(不低于零下几十摄氏度)、 压强不太高(不超过大气压的几倍)时,可以把 实际气体当成理想气体来处理。
n NA M mol
4.单位体积中所含的分子数:
n NA NA
Vmol M mol
5.固体、液体直径:d 3 6V0 3 6Vmol
NA
6.气体分子间的平均距离:d
3 V0
3
Vmol NA
(V0 为气体分子所占据空间的体积)
7.物质的密度: m Mmol
v Vmol
• 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中, 有下列操作步骤。
• 考点66 分子热运动 布朗运动 要求:Ⅰ
• 1)扩散现象:不同物质彼此进入对方(分 子热运动)。温度越高,扩散越快。
• 应用举例:向半导体材料掺入其它元素
• 扩散现象直接说明:组成物体的分子总是 不停地做无规则运动,温度越高分子运动 越剧烈;
• 间 接 说 明:分子间有间隙
• 2)布朗运动:悬浮在液体中的固体微粒的 无规则运动,不是液体分子的无规则运动 因微粒很小,所以要用光学显微镜来观察.
从宏观上看:物体内能的大小由物体的物质的量、 温度和体积三个因素决定.
• 内能 • 1)内能是物体内所有分子无规则运动的动
能和分子势能的总和,是状态量.
• 改变内能的方法有做功和热传递,它们是 等效的.三者的关系可由热力学第一定律 得到 ΔU=W+Q.
高三物理一轮总复习 第11章 选修3-3章末总结课件
D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的 物质微粒排列结构不同
【答案】CD
2.(多选)(2015 广东)右图为某实验 器材的结构示意图,金属内筒和隔热 外筒间封闭了一定体积的空气,内筒 中有水,在水加热升温的过程中,被 封闭的空气( )
【解析】(1)由 p-T 图象可知过程 ab 是等容变化, 温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知 过程 ab 一定吸热,选项 A 正确;过程 bc 温度不变,即内 能不变,由于过程 bc 体积增大,所以气体对外做功,由 热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项 B 错误; 过程 ca 压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外 界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定 大于外界对气体做的功,选项 C 错误;温度是分子平均动 能的标志,由 p-T 图象可知,a 状态气体温度最低,则 平均动能最小,选项 D 正确;b、c 两状态温度相等,分 子平均动能相等,由于压强不相等,所以单位面积单位时 间内受到气体分子撞击的次数不同,选项 E 正确.故选
(2)一竖直放置、缸壁光滑且导热 的柱形气缸内盛有一定量的氮气, 被活塞分割成Ⅰ、Ⅱ两部分;达到 平衡时,这两部分气体的体积相等, 上部气体的压强为 p10,如图(a)所 示.若将气缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上下两部分 气体体积之比为 3∶1,如图(b)所示.设外界温度不 变.已知活塞面积为 S,重力加速度大小为 g,求活塞 的质量.
A.体积减小,内能增大 B.体积减小,压强减小 C.对外界做负功,内能增大 D.对外界做正功,压强减小
【解析】实际气体在温度不太低、压强不太大时可 看作理想气体.充气袋被挤压,气体体积减小,外界对
高考物理一轮总复习第十一章热学选修3_3第32讲固体液体和气体课件
V1=S2l-2l +S12l ① V2=S2l② 在活塞缓慢下移的过程中,用 p1 表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得 S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③
• 1.判断正误
• (1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的.( )
• (2)单晶体具有固定的熔点,而多晶体和非晶体没有固定的熔 点.( )
• (3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.( )
• (4)液晶是液体和晶体的混合物.( )
• (5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力.( )
• (6)水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸发和 凝结仍在进行.( )
• (1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温 度;
• (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体 的压强.
• [思维导引] ①两气缸活塞面积不等,如何选择受力分析的研究对象?气 缸平衡时受到哪几个力作用?②第一次下降过程中气体温度下降,气体 进行了哪种状态变化?③内外气温达到相等过程中气体进行了哪种状态 变化?
• ③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐,而从另外一个方 向看则是____杂__乱_无__章____的.
• 3.气体、气体实验定律和理想气体 • (1)气体分子运动的特点 • ①气体分子间距较___大___,分子力可以__忽__略__,因此分子间
除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满整个空间;
• ②分子做无规则的运动,速率有大有小,且时时变化,大量 分子的速率按___“_中__间_多__,_两__头_少__”_______ 的规律分布;
高中物理选修3-3《气体》重点题型
一、气体压强的计算(一). 1. 知识要点(1 (2 2. 典型例1 如图1、2、3、4大气压强P cmHg 076=)。
练习:1两段空气柱1和2。
已p 0=76cmHg ,求空气柱1和2. 有一段12cm 图所示。
的压强(设大气压强为P 0A. 76cmHg C. 88cmHgA 的上表面是M 。
( ) (P 0 被轻刚性细杆连接在一起,S A =4.0×10-2m2,间。
活塞外侧大气压强g=10m/s 2。
二、图像类问题一定质量的理想气体状态变化时,可以用图像表示气体状态的变化过程。
应用图像解题,形象、直观、思路清晰,既能达到化难为易的目的,又能训练学生灵活多变的思维能力。
1、利用图像判断气体状态变化过程, 和能的转化和守恒定律判断气体做功、热传递及气体内能的变化例3一定质量的理想气体,温度经过不同状态变化回到初始状态温度,可能的过程是:A.先等压膨胀,后等容降压B.先等压压缩,后等容降压C.先等容升压,后等压膨胀D.先等容降压,后等压膨胀例4一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化,则下列说法正确的是:A.ab 过程放热,内能减少B.bc 过程吸收的热量多于做功值C.ca 过程内能一直不变D.完成一个循环过程,气体放出热量练习5.一定质量的理想气体状态变化的p-T 图像如图所示,由图像知().(A)气体在a 、b 、c 三个状态的密度ρa <ρc <ρb (B)在a→b 的过程中,气体的内能增加 (C)在b→c 的过程中,气体分子的平均动能增大 (D)在c→a 的过程中,气体放热6.一定质量的理想气体的状态变化过程如图中直线段AB 所示,C 是AB 的中点,则( ).(A )从状态A 变化到状态B 的过程中,气体的内能保持不变 (B )从状态A 变化到状态B 的过程巾,气体的温度先升高后降低 (C )从状态A 变化到状态C ,气体一定吸热(D )从状态A 变化到状态B 的整个过程,气体一定吸热 2、图像与规律的转换, 图像与图像之间的转换.通过对物理图像的分析,根据图像提供的物理信息,我们可以将图像反映的物理过程“还原”成数学公式,而达到快捷、准确的解题目的。
高三物理一轮总复习 (选修33)2 固体、液体和气体课时作业 新人教版
固体、液体和气体【解析】 根据pV T =C(常数)得V =C p T ,则V -T 图线的斜率为Cp.在水银柱升入细管前,封闭气体先做等压变化,图线的斜率不变,图线为直线;水银柱部分进入细管后,气体压强增大,图线的斜率减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又保持不变,V -T 图线又为直线,只是斜率比原来的小.A 图正确.【答案】 A6.(2016·龙岩联考)足够长的U 形玻璃管开口朝下竖直放置,管中有两段水银,右边封闭了一段长度为L A的气体,左边的活塞也封闭了一段长度为L B 的气体,现将活塞缓慢地向上移动,左边的竖直管中始终有水银,两气柱长度变化是( )A .L A 不变,LB 增大 B .L A 不变,L B 减小C .L A 减小,L B 增大D .L A 增大,L B 减小【解析】 对右侧下面的水银,由平衡条件,可得右侧封闭气体的压强不变,又温度不变,体积也不变;将活塞缓慢地向上移动,左侧水银长度变小,上部左右两边水银高度差增大,ρghS+p B S =p A S ,则左侧封闭气体的压强减小,由玻意耳定律,L B 增大,选项A 正确.【答案】 A 7.如图所示,一定质量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ,在此过程中,其压强( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .始终不变D .先增大后减小【解析】 由pVT=C 并结合图象可知:气体从状态a→b 的过程中体积V 减小,温度T增大,故压强p 增大,选项A 正确.【答案】 A8.下列说法中正确的是( )A .气体压强是由气体分子间的斥力产生的B .在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强C .气体分子的平均动能增大,气体的压强一定增大D .气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力【解析】 气体的压强是由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁形成的,A 错;失重并不影响分子的无规则热运动,B 错;气体的压强微观上取决于分子的平均动能和分子数密度,由这两个因素共同决定,故C 错;D 选项即为气体压强的微观定义,故D 项正确.【答案】 D9.如图所示,一向右开口的汽缸放置在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,汽缸中间位置有小挡板.初始时,外界大气压强为p 0,活塞紧压小挡板处,现缓慢升高汽缸内气体温度,则如图所示的p —T 图象能正确反映汽缸内气体压强变化情况的是( )【解析】 初始时刻,活塞紧压小挡板,说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强,缓慢升高汽缸内气体温度,气体先做等容变化,温度升高,压强增大,当压强等于大气压时活塞离开小挡板,气体做等压变化,温度升高,体积增大,A 、D 错误.在p -T 图象中,等容线为通过原点的直线,所以C 错误.【答案】 B 10.如图所示的四个图象中,有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态a 等压膨胀到状态b 的过程.这个图象是( )【解析】 一定质量的某种理想气体满足理想气体状态方程pVT=C ;理想气体等压膨胀时,压强不变、体积增大、温度升高,V 与T 成正比.故正确选项为C .【答案】 C 二、非选择题11.(2015·江苏卷)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L .将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45 L .请通过计算判断该包装袋是否漏气.【解析】 若不漏气,设加压后的体积为V 1,由等温过程得 p 0V 0=p 1V 1代入数据得V 1=0.5 L因为0.45 L <0.5 L ,故包装袋漏气. 【答案】 见解析 12.(2015·新课标全国卷Ⅰ)如图所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m 1=2.50 kg ,横截面积S 1=80.0 cm 2;小活。
高考物理一轮总复习 选修部分 第11章 热学 第2讲 固体、液体与气体课件(选修3-3)
4.气体实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律 ①内容:一定质量的某种气体,在 温度 不变的情况下,压强 p 与体积 V 成 反比 。 ②公式: p1V1 =p2V2 或 pV=C(常量)。 (2)等容变化——查理定律 ①内容:一定质量的某种气体,在 体积 不变的情况下,压强 p 与热力学温度 T 成 正比 。
2.气体的温度 (1)物理意义 宏观上温度表示物体的冷热程度,微观上 温度 是分子平均动能的标志。 (2)国际单位 开尔文,简称开,符号: K 。 (3)热力学温度与摄氏温度的关系 T= t+273K 。 3.气体的体积 气体体积为气体分子所能达到的空间的体积,即气体所充满容器的容积。 国际单位:立方米,符号:m3 常用单位:升(L)、毫升(mL) 换算关系:1 m3=103 L,1 L=103 mL
由于组成晶体的微粒可以形成不同 晶体的多形性 的 空间点阵
3.液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 异性 ,又可以自由移动位置,保持了液体的流动性。 (2)液晶分子的位置无序使它像 液体 ,排列有序使它像 晶体 。 (3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐,而从另外一个方向看则是 杂乱无章 的。 (4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 发生改变 。
3.湿度 (1)定义:空气的 潮湿 程度。 (2)绝对湿度:空气中所含水蒸气 的压强。 (3)相对湿度:在某一温度下,空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比, 相对湿度(B)=同水温蒸度气水的的实饱际和压汽强压p1ps×100%。
知识点 4 气体分子运动速率的统计分布 气体实验定律 理想气体 Ⅰ
二、对点激活 1.[晶体和非晶体的区别](多选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触石蜡层背面 上一点,石蜡熔化的范围分别如图(1)、(2)、(3)所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间 变化的关系如图(4)所示。下列判断正确的是( ) A.甲、乙为非晶体,丙是晶体 B.甲、丙为晶体,乙是非晶体 C.甲、丙为非晶体,乙是晶体 D.甲为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体 E.甲、乙、丙都是非晶体
高三物理一轮复习 第十一章 第2讲 固体液体和气体3
咐呼州鸣咏市呢岸学校第十一章 第2讲 固体、液体和气体3固体和液体1. 晶体与非晶体 分类 比拟 晶体非晶体单晶体 多晶体 外形 规那么不规那么不规那么 熔点 确不确物理性质 各向异性各向同性原子排列 有规那么,但多晶体每个单晶体间的排列无规那么无规那么形成与 转化 有的物质在不同条件下能够形成不同的晶体。
同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些晶体在一条件下也可以转化为非晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香(1)液体的微观结构特点:①分子间的距离很小;在液体内子间的距离在10-10m 左右。
②液体分子间的相互作用力很大,但比固体分子间的作用力要小。
③分子的热运动特点表现为振动与移动相结合。
(2)液体的外表张力:①作用:液体的外表张力使液面具有收缩的趋势。
②方向:外表张力跟液面相切,跟这液面的线垂直。
③大小:液体的温度越高,外表张力越小;液体中溶有杂质时,外表张力变小;液体的密度越大,外表张力越大。
(3)液晶:①液晶的产生:晶体――→加热 液晶――→加热液体②物理性质⎩⎪⎨⎪⎧具有液体的流动性,具有晶体的光学的各向异性在某个方向上看其分子排列比拟整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的(4)饱和汽与饱和汽压:与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽;没有到达饱和状态的蒸汽叫未饱和汽。
在一温度下,饱和汽的分子数密度是一的,因而饱和汽的压强也是一,这个压强叫做这种液体的饱和汽压。
饱和汽压随温度升高而增大。
(5)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叫做空气的相对湿度。
即:相对湿度=水蒸气的实际压强同温下水的饱和汽压(B =pp s×100%)。
1.晶体与非晶体熔化过程的区别(1)晶体熔化过程,当温度到达熔点时,吸收的热量用来破坏空间点阵,增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固的熔点。
非晶体没有空间点阵,熔化时不需要去破坏空间点阵,吸收的热量主要转化为分子的平均动能,不断吸热,温度就不断上升。
近年高考物理总复习 第十一章 热学(选修3-3)第32讲 固体、液体和气体实战演练(2021年整理
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第32讲固体、液体和气体1.(多选)(2014·全国卷Ⅱ)下列说法正确的是BCE。
(填正确答案标号)A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果解析:悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动,选项A错误;空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果,选项B正确;彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,选项C正确;高原地区水的沸点较低,是由于高原地区气压低,故水的沸点也较低,选项D错误;干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量,从而温度会降低的缘故,选项E正确.2.(2014·福建卷)图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为T A、T B、T C,则下列关系式中正确的是C.(填选项前的字母)A.T A<T B,T B〈T C B.T A>T B,T B=T CC.T A>T B,T B〈T C D.T A=T B,T B〉T C解析:由题中图象可知,气体由A到B过程为等容变化,由查理定律得错误!=错误!,p A〉p B,故T A〉T B;由B到C过程为等压变化,由盖·吕萨克定律得错误!=错误!,V B<V C,故T B〈T C.选项C正确.3.(2016·全国卷Ⅱ)一氧气瓶的容积为0。
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第3节气体、固体和液体
一、选择题:1~3题为单选,4~6题为多选.
1.下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是
A.所有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,而非晶体没有熔点
2.云母片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面,石蜡熔化,如图所示,那么
A.熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B.熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C.实验说明玻璃片各向同性是晶体
D.实验说明云母片各向同性是晶体
3.被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿,就会重新鼓起来.这一过程乒乓球内的气体
A.吸热,对外做功,内能不变
B.吸热,对外做功,内能增加
C.温度升高,体积增大,压强不变
D.压强增大,单位体积内分子数增多
4.一定质量的气体在下列过程中,其温度一定升高的是
A.等压压缩过程B.等压膨胀过程
C.绝热压缩过程D.绝热膨胀过程
5.由同一种化学成分形成的物质
A.既可能是晶体,也可能是非晶体
B.是晶体就不可能是非晶体
C.可能生成几种不同的晶体
D.只可能以一种晶体结构的形式存在
6.关于固体、液体和气体,下列说法正确的是
A.固体可以分为晶体和非晶体两类,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
B.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性
C.在围绕地球运行的天宫一号中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D.空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
二、填空题
7.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能E k成正比,即:T=aE k(式中a是比例常数),因此可以说,__________是分子平均动能的标志.
三、计算题
8.如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2.已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:
(1)活塞上升的高度;
(1)加热过程中气体的内能增加量.
9.如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0 cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm.已知大气压强为p0=75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为l1′=20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求:
(1)活塞稳定后水银柱上方空气柱的压强;
(2)活塞下推的距离.
10.一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A 时的体积V0=2 m3,线段AB与p轴平行.
(1)求气体在状态B时的体积;
(2)气体从状态A变化到状态B过程中,外界对它做功30 J,问该过程中气体吸热还是放热?传递的热量为多少?
11.如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01 m2,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,但不漏气,A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6 m.现用力压A,使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡.此时,用于压A的力F=5×102N.求:(假定气体温度保持不变)
(1)此时两活塞间的距离;
(2)活塞A向下移的距离;
(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功.
第3节 气体、固体和液体
【考点集训】
1.D 2.A 3.B 4.BC 5.AC 6.ACD 7.温度
8.【解析】(1)气体发生等压变化,有hS (h +Δh)S =T1T2
Δh =T2-T1T1
h (2)加热过程中气体对外做功为
W =pS Δh =(p 0S +mg)T2-T1T1
h 由热力学第一定律知内能的增加量为:
ΔU =Q -W =Q -(p 0S +mg)
T2-T1T1h 9.
【解析】以cmHg 为压强单位,在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为: p 1=p 0+l 2 ①
设活塞下推后,下部空气柱的压强为p 1′,由玻意耳定律得:
p 1l 1=p 1′l 1′ ②
如图所示,设活塞下推距离为Δl, 则此时玻璃管上部空气柱的长度为:
l 3′=l 3+l 1-l 1′-Δl ③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p 3′,则
p 3′=p 1′-l 2 ④
由玻意耳定律得p 0l 3=p 3′l 3′ ⑤
由①至⑤式及题给数据解得p 3′=100 cmHg
Δl =15.0 cm .
10.【解析】(1)气体从状态A 变化到状态B 发生等温变化,根据玻意耳定律,得p 0V 0
=2p 0V B ,解得V B =12
V 0=1 m 3. (2)A→B:ΔU =0由ΔU =Q +W ,得Q =-W =-30 J
该过程中气体放热,放出热量为30 J .
11.【解析】(1)活塞A 受压向下移动的同时,活塞B 也向下移动.已知达到平衡时,
F =5×102 N .
p =p 0+F S
=1.5×105 Pa p 0l 0S =plS ,l =0.4 m
(2)当气体的压强为p 0时,弹簧受B 的作用而有一定的压缩量,当气体的压强变为p 0+F S
时,弹簧增加的压缩量就是B 向下移动的距离x ,由胡克定律:
F=kx,x=0.1 m
设A向下移动的距离为y,l=l0+x-y,得:y=0.3 m (3)W=p0(l0-l)S=200 J。