2011届高考物理基础知识要点复习固体液体和气体

1/132011届高三物理一轮复习全案第二章固体液体和气体（选修3-3）【考纲知识梳理】一、固体的微观结构，晶体和非晶体固体分为晶体和非晶体，晶体又可分为单晶体和多晶体１.晶体和非晶体的区别：晶体：有固定的熔点，晶体内部物质微粒的排列有一定的规律。非晶体：没有固定的熔点，内部物质微粒的排列没有一定的规律。2.单晶体和多晶体的区别：单晶体：具有规则的几何外形，物理特性各向异性。多晶体：整体没有规则的几何外形，物理特性各向同性。3.晶体的结合类型：离子晶体——离子键——NaCl6Na－6Cl原子晶体——共价键——SiO2正四面体，Si－4O金属晶体——金属键——Cu正方体各个顶角和对角线交点，1Cu—12Cu4.同一种物质微粒在不同条件下可能生成不同的晶体：例如：金刚石，石墨，C60二、液晶的微观结构1.液晶：物理学中把这种既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有晶体那样的各向物理异性特点的流体，叫做液晶。2.液晶的分类和特点：向列型－－分子呈长棒型――长度相同但无规律排放――液晶显示器胆甾型――分层排布――呈螺旋型结构――测温（温度升高，由红变紫）近晶型――分层排布――每层有序排列三、液体的表面张力现象1.表面张力：液体表面各部分相互吸引的力叫做表面张力。2.表面张力的微观解释：3.表面张力的作用使液体表面具有收缩的趋势，液体就像被绷紧的弹性膜覆盖着。4.液滴在表面张力的作用下呈球形这是因为在体积相同的各种形状中，球形的表面积最小。若液滴过大，在重力的作用下往往呈椭球形。四、气体的实验定律，理想气体1.理想气体的状态参量：理想气体：始终遵循三个实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律）的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为：温度：气体分子平均动能的标志。体积：气体分子所占据的空间。许多情况下等于容器的容积。压强：大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位2/13积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能：气体分子无规则运动的动能.理想气体的内能仅与温度有关。2.玻－马定律及其相关计算：（1）玻－马定律的内容是：一定质量的某种气体，在温度不变时，压强和体积的乘积是恒量。（2）表达式：p1V1=p2V2=k3.等容过程——查理定律（1）内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减少）的压强等于它0℃时压强的1/273.一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强和热力学温标成正比。（2）表达式：数学表达式是：221100tTpTp273ptpp4.等压变化——盖·吕萨克定律（1）内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积和热力学温标成正比.（2）5.气体状态方程：pV/T=恒量111TVp=222TVp说明（1）一定质量理想气体的某个状态，对应于p—V（或p—T、V—T）图上的一个点，从一个状态变化到另一个状态，相当于从图上一个点过渡到另一个点，可以有许多种不同的方法。如从状态A变化到B，可以经过许多不同的过程。为推导状态方程，可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。（2）当气体质量发生变化或互有迁移（混合）时，可采用把变质量问题转化为定质量问题，利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。【要点名师精解】类型一用气体实验定律解决质量问题【例1】（08海南卷）⑴下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（填入正确选项前的字母，每选错一个扣1分，最低得分为0分）．A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大3/13E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加⑵（8分）如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气（可视为理想气体），气体温度为T1．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求：①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；③当气体温度达到1.8T1时气体的压强．解析：（1）BCEA错误之处在于气体分子是无规则的运动的，故失去容器后就会散开；D选项中没考虑气体的体积对压强的影响；F选项对气温升高，分子平均动能增大、平均速率增大，但不是每个分子速率增大，对单个分子的研究是毫无意义的。（2）①由玻意耳定律得：00100.50.5ppVVp，式中V是抽成真空后活塞下方气体体积由盖·吕萨克定律得：/1112.6VVTVT解得：1.2TT②由查理定律得：12/01.80.5TpTp解得：200.75pp【感悟高考真题】1.(2010·全国卷Ⅱ·16)如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中()A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变4/132.(2010·上海物理·22)如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为325*10m，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为____pa（大气压强取1.01*510pa，g取210/ms）。若从初温027c开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m，则此时气体的温度为℃。解析：501.4110mgPPpaS1212PVPVTT，T2=306K，t2=33℃本题考查气体实验定律。难度：易。3．(2010·江苏物理·12(A))（1）为了将空气装入气瓶内，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过程中空气的压强p和体积V关系的是。（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小KJ,空气（选填“吸收”或“放出”）（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/3m和2.1kg/3m，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数AN=6.0223110mol。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。（结果保留一位有效数字）答案：4．(2010·福建·28)（1）1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标()f表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面国幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是。（填选项前的字母）5/13（2）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体。（填选项前的字母）A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加答案：（1）D（2）C5.(2010·上海物理·10)如图，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，若温度保守不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则（）A．,hl均变大B．,hl均变小C．h变大l变小D．h变小l变大【解析】根据clp，l变大，p变小，根据ghpp0，h变大，选D。本题考查气体状态方程。难度：中等。6.(2010·上海物理·17)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（）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】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eaVV，因为edVV，所以adVV，所以da过程中体积不是保持不变，D错误；本题选AB。6/13本题考查气体的T-P图象的理解。难度：中等。对D，需要作辅助线，较难。7．(2010·海南物理·17)(1)下列说法正确的是（）A.当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小B.玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体C.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D.当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关【答案】ADE【解析】一定质量的气体吸热时，如果同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则内能减小，(A)正确；玻璃是非晶体，(B)错；多晶体也有固定的熔点，(C)错；液体表面层内的分子液体内部分子间距离的密度都大于大气，因此分子力的合力指向液体内部，(D)正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，决定气体的压强，因此与单位体积内分子数和气体的温度有关，(E)对。(2)(8分)如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为02.4T、压强为01.2p的理想气体．0p和0T分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为UT，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求(ⅰ)气缸内气体与大气达到平衡时的体积1V：(ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.【答案】(ⅰ)112VV；(ⅱ)0012QpVT【解析】(ⅰ)在气体由压缩01.2pp下降到0p的过程中，气体体积不变，温度由02.4TT变为1T，由查理定律得01pTTp①在气体温度由1T变为0T的过程中，体积由V减小到1V，气体压强不变，由着盖·吕萨克定律7/13得110TVVT②由①②式得112VV③(ⅱ)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为01()WpVV④在这一过程中，气体内能的减少为10()UTT⑤由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为QWU⑥由②③④⑤⑥式得0012QpVT⑦8.（09·全国卷Ⅰ·14）下列说法正确的是（A）A.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B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C.气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D.单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大解析：本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错。9.（09·全国卷Ⅱ·16）如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比（BC）A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量解析：本题考查气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左