2019版创新设计总复习高中物理讲义：选修3-3+热学选修3-3+基础课2+Word版含答案【KS5

基础课2固体、液体和气体知识排查固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构1.晶体与非晶体分类比较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2.晶体的微观结构晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。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。液体的表面张力现象1.作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。2.方向表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。3.大小液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压相对湿度1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。2.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。3.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。即：相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压。气体分子运动速率的统计分布1.气体分子运动的特点和气体压强2.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)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。气体实验定律理想气体1.气体实验定律玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律内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一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比表达式p1V1＝p2V2p1T1＝p2T2V1T1＝V2T2图象2.理想气体状态方程(1)理想气体：把在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体称为理想气体。在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体。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(质量一定的理想气体)。小题速练1.思考判断(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的。()(2)草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的。()(3)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。()(4)只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高。()(5)若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变。()2.(2018·贵阳摸底)(多选)以下说法正确的是()A.金刚石、食盐都有确定的熔点B.饱和汽的压强与温度无关C.一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用D.多晶体的物理性质表现为各向异性E.当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较小3.(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是()A.液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关B.增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C.降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D.空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大E.干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大4.[人教版选修3－3·P23·T2]如图1，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是360cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2，吸管的有效长度为20cm，当温度为25℃时，油柱离管口10cm。(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀？(2)估算这个气温计的测量范围。固体和液体的性质1.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)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。2.液体表面张力(1)表面张力的效果：表面张力使液体表面积具有收缩趋势，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。(2)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。1.[2015·全国卷Ⅰ，33(1)](多选)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B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质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.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体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2.(多选)下列说法正确的是()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3.(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法正确的是()A.温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同B.温度升高时，饱和汽压增大C.在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大D.饱和汽压和相对湿度都与体积无关E.饱和汽压和相对湿度都与体积有关4.(2018·安徽安庆模拟)(多选)下列说法正确的是()A.液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B.萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能C.车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象D.液体表面层的分子势能比液体内部的分子势能大E.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性分析液体现象注意三点(1)沸腾发生在液体内部和表面，蒸发发生在液体表面；(2)未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关，与体积无关；(3)人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度。气体压强的计算1.气体压强的计算气体压强是气体分子热运动撞击器壁产生的压力，因此可根据平衡或牛顿运动定律计算气体压强的大小。2.常见两种模型(1)活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体)(2)连通器模型(用液柱封闭一定质量的气体)1.(2018·山东聊城模拟)(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是()A.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大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E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定2.如图2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，大气压为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？图23.若已知大气压强为p0，在图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3气体实验定律和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p1V1T1＝p2V2T2温度不变：p1V1＝p2V2（玻意耳定律）体积不变：p1T1＝p2T2（查理定律）压强不变：V1T1＝V2T2（盖—吕萨克定律）2.两个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp＝p1T1ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝V1T1ΔT1.(2018·安徽合肥模拟)如图4所示，上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置，截面面积为20cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强p0＝1.0×105Pa，温度为27℃，现缓慢加热汽缸内气体，当温度缓慢升高为57℃时，活塞恰好要离开a、b，重力加速度大小g取10m/s2，求活塞的质量。2.如图5所示，左端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段理想气体封闭在左管中，当大气温度为23℃时，管中被封闭的气柱长L＝18cm，两边水银柱高度差为h＝12cm，大气压强p0＝76cmHg。图5(1)现缓慢地向右管中注入水银，为使两边的水银柱一样高，需要注入的水银柱有多高(小数点后保留一位)?(2)若通过给左边管中气体加热使两边的水银柱一样高，则左管中气体的温度应升高到多少？3.[2017·全国卷Ⅲ，33(2)]一种测量稀薄气体压强的仪器如图6(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：图6(ⅰ)待测气体的压强；(ⅱ)该仪器能够测量的最大压强。利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路气体状态变化的图象问题类别图线特点举例p－VpV＝CT(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p－1Vp＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高p－Tp＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，体积越小V－TV＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，压强越小1.(多选)如图7所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断正确的是()A.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E.C→D过程温度不变，压强变小2.[2016·全国卷Ⅱ，33(1)](多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p－T图象如图8所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是()A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功3.(多选)如图9所示，p－V图中的每个方格均为正方形，一定质量的理想气体从a状态沿直线变化到b状态，再沿直线变化到c状态，最后沿直线回到a状态，则下列说法正确的是()A.从a状态变化到b状态的过程中气体分子的平均动能先增大后减小B.从a状态变化到b状态的过程中气体的密度不断增大C.从b状态变化到c状态的过程中气体一定吸热D.从c状态变化到a状态的过程中气体放出的热量一定大于外界对气体做的功E.从c状态变化到a状态的过程中气体的内能不断增大A级：保分练1.(多选)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是()图1A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用E.洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力2.(2018·湖北黄冈质检)(多选)下列说法正确的是()A.空气中PM2.5的运动属于分子热运动B.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力D.随着分子