高考物理专题突破（鲁科版）固体、液体、气体

欢迎进入物理课堂 1 固体 1 固体分类比较 2 由以上表格内容可知 同一种物质在不同的条件下可能是也可能是 晶体中的具有各向异性 但不是在各种上都表现出各向异性 2 液体 1 表面张力 作用 液体的表面张力是液面各部分间的力 液体的表面张力使液面具有 晶体 非晶体 单晶体 物理性质 相互吸引 收缩的趋势 方向 表面张力是跟液面相切的 跟这部分液面的分界线 大小 表面张力的大小与边界线长度有关 与液体的温度 纯度 种类有关 液体的温度越高 表面张力 液体中溶有杂质时 表面张力 液体的密度越大 表面张力 2 液晶 产生 液晶是一种特殊的物质状态 介于和之间 垂直 越小 小 越大 液体 固体 物理性质 a 具有液体的性 b 具有晶体的光学性 c 在看其分子排列比较整齐 但从看 分子的排列是杂乱无章的 3 气体的状态参量 1 温度宏观上表示物体的 微观上是分子热运动的标志 2 体积气体的体积微观上表示 宏观上等于 流动 各向异 某个方向 另一个方向 温度高低 平均动能 气体分子所占据的空间 气体所充满的容器的体积 3 压强从宏观上看 气体的压强与气体的和有关 从微观上看 与单位体积内的和有关 4 气体实验定律 1 玻意耳定律 内容 一定质量的气体 在保持不变的条件下 压强与体积成 公式 pV 恒量或p1V1 p2V2 体积 温度 气体分子数 分子 的平均动能 温度 反比 2 查理定律 内容 一定质量的气体 在保持不变的条件下 压强与热力学温度成 3 盖 吕萨克定律 内容 一定质量的气体 在保持不变的条件下 体积与热力学温度成 体积 正比 压强 正比 5 理想气体的状态方程 1 理想气体 意义 在任何温度 任何压强下 都遵从的气体 条件 实际气体在不太大 与相比 不太低 与相比 的情况下 可视为理想气体 特点 理想气体无 其内能由来决定 与体积无关 实验定律 气体 压强 大气压强 温度 室温 分子间相互作用力 温度 考点一对固体和液体性质的理解1 关于晶体的各向异性晶体具有各向异性 并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性 有些晶体在导热上表现出显著的各向异性 如云母 石膏晶体 有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性 如方铅矿 有些晶体在弹性上表现出显著的各向异性 如立方体的铜晶体 有些晶体在折射上表现出各向异性 如方解石 2 晶体与非晶体的熔化 1 晶体的温度升高时 吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性 所以晶体熔化时有确定的熔点 虽然在熔化过程中不断地吸收热量 但温度并不升高 2 非晶体在加热时逐渐软化 温度持续升高 没有确定的熔点 从物理性质上看 与液体没有质的不同 所以有时又称非晶体为黏滞系数很大的液体 3 浸润和不浸润现象形成的原因 1 若固体与液体分子间的引力比较强 附着层里的分子分布比内部密 rr0 附着层里分子间的引力占优势 使液体和固体的接触面有收缩的趋势 形成不浸润现象 3 同一种液体对一些固体是浸润的 对另一些固体可能不浸润 案例1 2011届 宿迁检测 关于晶体和非晶体 下列说法中正确的是 A 同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态B 非晶体中原子 或分子 离子 都按照一定规则排列 具有空间上的周期性C 单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质D 某些液晶中掺入少量多色性染料 可表现出光学各向异性 解析 同种物质有可能呈现晶体和非晶体两种不同状态 如天然的水晶是晶体 熔化后再凝固就是非晶体了 单晶体具有各向异性 而多晶体是由许多单晶体杂乱无章组合而成的 因此呈现各向同性 故正确答案为D 答案 D 即时巩固1 2010 课标全国 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 A 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体B 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的C 单晶体和多晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点D 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 答案 B C 案例2 下列现象中 不是表面张力起主要作用的是 A 小缝衣针漂浮在水面上B 木船漂浮在水面上C 荷叶上的小水珠呈球形D 慢慢向小酒杯中注水 即使水面稍高出杯口 水仍不会流出来 解析 表面张力和液体浮力不同 表面张力形成的原因是液体表面层的分子力 而浮力产生的原因是浸入液体内部的物体上 下表面的压强差 小缝衣针漂浮在水面上 针并没有浸入液体中 只受到水表面的作用力 故是表面张力现象 小船漂浮在水面上 受到的是水的浮力 表面张力的作用效果可以使液面收缩 C D也是表面张力现象 故选B 答案 B 即时巩固2 在天平的左盘挂一根铁丝 右盘放一砝码 且铁丝浸于液体中 此时天平平衡 如图所示 现将左端液体慢慢下移使铁丝下端刚刚露出液面 则 A 天平仍然平衡B 由于铁丝离开水面沾上液体 重量增加而使天平平衡被破坏 左端下降C 由于铁丝刚离开液面时和液面间生成一液膜 此液膜的表面张力使天平左端下降D 以上说法都不对 解析 当铁丝下端刚刚露出水面时 铁丝与水面间形成薄膜 由于薄膜的表面张力使铁丝受到向下的拉力 因此天平左端下降 而铁丝离开水面时沾上的液体微乎其微 对平衡的影响非常小 由此可知A B D错误 C正确 答案 C 2 微观解释一定质量的理想气体 分子的总数是一定的 在温度保持不变时 分子的平均动能保持不变 气体的体积减小到原来的几分之一 气体的密度就增大到原来的几倍 因此压强就增大到原来的几倍 反之亦然 所以气体的压强与体积成反比 2 微观解释一定质量的理想气体 说明气体总分子数N不变 气体体积V不变 则单位体积内的分子数不变 当气体温度升高时 说明分子的平均动能增大 则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多 且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大 因此气体压强p将增大 2 微观解释一定质量的理想气体 当温度升高时 气体分子的平均动能增大 要保持压强不变 必须减小单位体积内的分子个数 即增大气体的体积 4 理想气体的状态方程 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 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 技巧提示 三个气体实验定律和理想气体状态方程只有在温度不太低 压强不太大的条件下才成立 5 气体实验定律三种图线的对比 技巧提示 在应用气体图线分析问题时 一定要看清纵 横坐标所代表的物理量 尤其是横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度 案例3 2010 上海高考 如图所示 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 若温度保持不变 把玻璃管稍向上提起一段距离 则 A h l均变大B h l均变小C h变大l变小D h变小l变大 解析 开始时 玻璃管中的封闭气体的压强p1 p0 gh 上提玻璃管 假设h不变 l变长 由玻意耳定律得 p1l1 S p2 l l S 所以气体内部压强小了 大气压p0必然推着液柱上升 则假设不成立 h必然升高一些 最后稳定时 封闭气体的压强p2 p0 g h h 减小 再根据玻意耳定律 p1l1 S p2l2 S l2 l1 l变大 故A对 答案 A 即时巩固3 2009 辽宁 宁夏理综 图中系统由左右两个侧壁绝热 底部导热 截面均为S的容器组成 左容器足够高 上端敞开 右容器上端由导热材料封闭 两容器的下端由可忽略容积的细管连通 容器内两个绝热的活塞A B下方封有氮气 B上方封有氢气 大气的压强为p0 温度为T0 273K 两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0 1p0 系统平衡时 各气柱的高度如图所示 现将系统底部浸入恒温热水槽中 再次平衡时A上升了一定高度 用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定 第三次达到平衡后 氢气柱高度为0 8h 氮气和氢气均可视为理想气体 求 1 第二次平衡时氮气的体积 2 水的温度 解析 1 考虑氢气的等温过程 该过程的初态压强为p0 体积为hS 末态体积为0 8hS 设末态的压强为p 由玻意耳定律得 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程 该过程的初态压强为1 1p0 体积为V 末态压强为p 体积为V 则p p 0 1p0 1 35p0 V 2 2hS 由玻意耳定律得 案例4 2010 上海高考 如图所示 上端开口的圆柱形气缸竖直放置 截面积为5 10 3m2 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 105Pa g取10m s2 若从初温27 开始加热气体 使活塞离气缸底部的高度由0 50m缓慢地变为0 51m 则此时气体的温度为 答案 1 05 10533 即时巩固4 2010 山东理综 一太阳能空气集热器 底面及侧面为隔热材料 顶面为透明玻璃板 集热器容积为V0 开始时内部封闭气体的压强为p0 经过太阳曝晒 气体温度由T0 300K升至T1 350K 1 求此时气体的压强 2 保持T1 350K不变 缓慢抽出部分气体 使气体压强再变回到p0 求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值 判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热 并简述原因 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全