1、高三物理一轮复习资料 固体液体气体选修3-3第二单元固体 液体 气体【知识梳理】一、固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构1晶体和非晶体的比较分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形 不规则熔点 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形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香2.晶体的微观结构：(1)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。(2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点：现象 原因 晶体有规
2、则的外形 由于内部微粒_的排列 晶体各向异性 由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数_ 晶体的多形性 由于组成晶体的微粒可以形成不同的_ 3.液晶：(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向_,又可以自由移动位置,保持了液体的_。(2)液晶分子的位置无序使它像_,排列有序使它像_。(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_的。(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下_。二、液体的表面张力现象1、液体的表面张力：(1)概念：液体表面各部分间_的力。(2)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 ,分子间的相互作用力表现为 。(3)作用：液体的表面张力
3、使液面具有收缩到表面积_的趋势。(4)方向：表面张力跟液面_,且跟这部分液面的分界线_。(5)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。(6)大小：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、浸润不浸润、毛细现象（1）液体的微观结构特点：分子间的距离很小；液体分子间的相互作用力很大；分子的热运动特点表现为振动与移动相结合（2）浸润和不浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做 ；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做 水可以浸润玻璃
4、，但水不能浸润蜂蜡或石蜡(3)毛细现象：浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象，叫 三、饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压、相对湿度1.饱和汽与未饱和汽：(1)饱和汽：与液体处于_的蒸汽。(2)未饱和汽：没有达到_的蒸汽。2.饱和汽压：(1)定义：饱和汽所具有的_。(2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高,饱和汽压_,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。3.湿度：(1)定义：空气的_程度。(2)绝对湿度：空气中所含_的压强。(3)相对湿度：空气中的水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比,相对湿度= 100%。四、气体实验定律、理想气体1描述气体的状态参量(1)温度：意义：宏观表示物
5、体的冷热程度，微观上是分子_的标志热力学温标与摄氏温标的关系：Tt273.15 K .(2)体积：气体分子能达到的_，也就是气体充满的容器的容积(3)压强：气体作用在器壁单位面积上的_产生原因：大量气体分子_碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力决定因素：一定质量的气体的压强大小，微观上取决于分子的平均动能和_；宏观上取决于气体的温度T、_.单位换算：1 atm_mmHg_Pa.2气体实验定律(1)玻意耳定律：_c或p1V1_.(温度不变)(2)查理定律：_c或_.(体积不变)(3)盖吕萨克定律：_c或_.(压强不变)3、理想气体实验定律的微观解析（1）等温变化：一定质量的气体，温度保持不变
6、时，分子的平均动能不变在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大 （2）等容变化：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大. （3）等压变化：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变4理想气体(1)宏观上，严格遵守气体的三个实验定律(2)微观上，分子间除碰撞外无分子力，无_(3)理想气体状态方程c(c为常量)5、理想气体状态方程与实验定律的应用 （1）理想气体状态方程与气体实验定律的关系（2）几个重要的推论查理定律的推论：pT盖吕萨克定
7、律的推论：VT理想气体状态方程的推论：6、气体实验定律的图象定律变化过程一定质量气体的两条图线图线特点玻意耳定律等温变化等温变化在pV图象中是双曲线，由常数，知T越大，pV值就越大，远离原点的等温线对应的温度就越高，即T1T2.等温变化在p图象中是通过原点的直线，由p，即图线的斜率与温度成正比，斜率越大则温度越高，所以T1V2.等容变化在pT图象中是通过原点的直线，由p可知，体积大时图线斜率小，所以V1V2.盖吕萨克定律等压变化等压变化在Vt图象中是通过t轴上273.15 的直线，温度不变时，同一气体体积越大，气体的压强就越小，所以p1p2.等压变化在VT图象中是通过原点的直线，由V可知，压强
8、大时斜率小，所以p1p2.【典型题型】一、固体液体的性质例1(2015武汉市调研)(多选)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E大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布二气体压强的求法1、平衡状态下气体压强的求法(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究
9、对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等2加速运动系统中封闭气体压强的求法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例2、 若已知大气压强为p0，图1中各装置均处于静止状态，求被封闭气体的压强重力加速度为g，图(1)、(2)中液体的密度为，图(3)中活塞的质量为m，活塞的横截面积为S例3、如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的
10、汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0)三、理想气体实验定律的微观解析例4：对于一定质量的气体，当压强和体积发生变化时，以下说法正确的是()A压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变D压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大 四、气体实验定律的应用例5如图一根两端开口、横截面积为S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)管中
11、有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L21 cm的气柱，气体的温度为t17 ，外界大气压取p01.0105 Pa(相当于75 cm高的汞柱压强)(1)若在活塞上放一个质量为m0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t277 ，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？五、两部分气问题的求解例6.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成、两部分。初状态
12、整个装置静止不动处于平衡，、两部分气体的长度均为l0，温度为T0。设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mgp0S，环境温度保持不变。求：(1)在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞重新处于平衡时，活塞B下降的高度。(2)现只对气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置。此时气体的温度。六、用图像法分析气体的状态变化例7、一定质量理想气体的状态经历了如图3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()Aab过程中不断增加 Bbc过程中保持不变Ccd过程中不断增加 Dda过程中保持不变例8内壁光滑的导
13、热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0105 Pa、体积为2.0103 m3的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 .(1)求汽缸中气体的最终体积；(2)在如图所示的pV图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(大气压强为1.0105 Pa)选修3-3固体 液体 气体针对练习1(多选)下列说法正确的是()A水的饱和汽压随温度的升高而增加B一定质量的0 的水的内能大于等质量的0 的冰的内能C浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现D气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E一些
14、昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故2(多选)关于固体和液体的性质，下列说法正确的是()A水的饱和汽压与温度无关B晶体有规则的几何外形C液晶的光学性质具有各向异性D由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力E用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现3如图所示，两端封闭、粗细均匀的竖直放置的细玻璃管，中间用长为h的水银柱将空气柱分为两部分，两段空气柱长度分别为L1、L2，已知L1L2，如同时对它们均匀加热，使之升高相同的温度，这时出现的情况是()A水银柱上升 B水银柱下降 C水银柱不动 D无法确定4一定质量的理想气体，由状态a
15、经b变化到c，如右图所示，则下列四图中能正确反映出这一变化过程的是()5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()Ah，l均变大 Bh，l均变小Ch变大，l变小 Dh变小，l变大6. 弯曲管子内部注满密度为的水，部分是空气，图中所示的相邻管子液面高度差为h，大气压强为p0，则图中A点的压强是() Agh Bp0gh Cp02gh Dp03gh7(多选) 如图，固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。下列图象中p、V和U分别表示该气
16、体的压强、体积和内能，k表示该气体分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。能正确反映上述过程的是()8(2013高考福建卷)某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0的空气的体积为()A.V B.VC.V D.V9一定质量的理想气体，现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强，那么使用下列哪些过程可以实现()A先将气体等温膨胀，再将气体等容降温B先将气体等温压缩，再将气体等容降温C先将气体等容升温，再将气体等温压缩D先将
17、气体等容降温，再将气体等温压缩10如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象已知气体在状态A时的压强是1.5105Pa.(1)说出AB过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的pT图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程11如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管，右端通过橡胶管(橡胶管体积不计)与放在水中的导热金属球形容器连通，球形容器的容积为V090 cm3，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为7 时，
18、U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h116 cm，水银柱上方空气柱长h020 cm.(已知大气压强p076 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S0.5 cm2)(1)若对水缓慢加热，应加热到多少摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上？(2)保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度是多少时右管水银面回到原来的位置？12.(2013高考新课标全国卷)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0，汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气
19、体)，压强分别为p0和；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空； 右活塞上方气体体积为.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡已知外界温度为T0，不计活塞与汽缸壁间的摩擦求：(1)恒温热源的温度T；(2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.选修3-3第二单元固体 液体 气体答案例1、答案：ACD解析：非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A正确；液晶与某些晶体相似，具有各向异性，B错误；水滴呈球形是表面张力的作用，C正确；根据饱和汽压的特点知D正确；大量分子做无规则运动时，呈现“两头少，中间多”的规律分布，E错误例2
20、、答案： (1)p0gh(2)p0gh(3)p0解析：在图(1)中，选B液面为研究对象，由二力平衡得F下F上，即p下Sp上S(S为小试管的横截面积)，所求气体压强就是A液面所受压强pA.B液面所受向下的压强p下是pA加上液柱h所产生的液体压强，由连通器原理可知B液面所受向上的压强为大气压强p0，故有pAghp0，所以pAp0gh.在图(2)中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上F下有pASphSp0S(S为U型管的横截面积)，所以pAp0gh.在图(3)中，以活塞为研究对象，由平衡条件得pSmgp0S，所以pp0.例3、答案：p0解析：选取汽缸和活塞整体为研究对象，相对静止时有：F(Mm)a再
21、选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有：pSp0Sma解得：pp0.例4、AD例5、答案(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J解析(1)被封闭气体的初状态为p1p01.0105 Pa V1LS42 cm3， T1280 K末状态压强p2p01.05105 Pa V2L2S， T2T1280 K根据玻意耳定律，有p1V1p2V2，即p1Lp2L2得L2L20 cm.(2)对气体加热后，气体的压强不变，p3p2，V3L3S，T3350 K根据盖吕萨克定律，有，即得L3L225 cm.(3)气体对外做的功Wp2Shp2S(L3L2)1.05 J根据热力学第一定律得UWQ1.05 J10 J
22、8.95 J即气体的内能增加8.95 J.例6、答案：(1)0.4l0(2)2.5T0解析：(1)初状态气体压强p1p02p0气体压强p2p13p0添加铁砂后气体压强p1p04p0气体压强p2p15p0气体等温变化，根据玻意耳定律有p2l0Sp2l2S可得：l2l0，则B活塞下降的高度h2l0l20.4l0(2)气体等温变化，根据玻意耳定律有p1l0Sp1l1S可得l10.5l0只对气体加热，气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，气体此时长度l22l00.5l01.5l0根据理想气体状态方程有：得：T22.5T0例7 、答案：AB解析：首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气
23、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VaVe，因为VdVe，所以VdVa，所以da过程中体积不是保持不变，D错误例8、答案：(1)1.47103 m3 (2)见解析图解析：(1)封闭气体的体积变为原来的一半且汽缸处于水槽中时，气体压强为p1，在活塞上方倒沙子的全过程中温度保持不变，由玻意耳定律得p0V0p1V1解得p1p01.0105 Pa2.0105 Pa设最终体积为V2，在缓慢加热到127的过程中压强保持不变，由盖吕萨克定律所以V2V11.0103 m31.47103
24、m3.(2)如图所示选修3-3第二单元固体 液体 气体针对练习答案1、答案：ABE解析：水的饱和汽压随温度的升高而增大，选项A正确；一定质量的0 的冰变成等质量的0 的水时，要吸热，内能增大，选项B正确；浸润和不浸润现象是液体分子和固体分子间相互作用的表现，选项C错误；气体的压强是由于分子热运动撞击容器壁产生的，选项D错误；昆虫可停在液体表面是由于液体表面存在表面张力，选项E正确2、答案：CDE解析：水的饱和汽压随温度的升高而增大，A错误；单晶体具有规则的几何外形，多晶体没有规则的几何外形，B错误；石蜡是非晶体，用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现，E正确3.答
25、案：A解析：由于不知道水银柱的移动情况，不妨假设水银柱不动，这时上下两边的封闭气体均做等容变化，由查理定律可得pp，因上、下两部分气体开始温度T相同，温度的升高量T也相同，又初始状态满足p下p上gh，因此p下p上，即下面气体增加的压强大于上面气体增加的压强，水银柱向上运动本题答案为A.4答案：C解析：由题图知：ab过程为气体等容升温，压强增大；bc过程为气体等温降压，根据玻意耳定律，体积增大，由此可知选项C正确5答案：A解析：根据pVplSC，l变大，S不变，故p变小，根据pp0gh知，h变大，选A.6.答案：C【解析】 管子内部空气柱的气体压强为p空p0gh，而pAp空gh，所以pAp02g
26、h.本题答案为C.7、答案：ABD解析：汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化，其pV图象是双曲线，A正确；理想气体的内能由分子平均动能决定，温度不变，气体的内能不变，B正确，C错误；单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数，容器内分8、答案：C解析：设所求体积为Vx，由玻意耳定律得，p0(VxV)pV，VxV，C正确子总数不变，D正确。9、答案：BD解析：根据理想气体状态方程可知，气体等温膨胀，压强减小，再将气体等容降温，压强继续减小，故A项错误；气体等温压缩，压强增大，再将气体等容降温，压强减小，故B项正确；气体等容升温，压强增大，再将气体等温压缩，压强增大，故C项错误；气体
27、等容降温，压强减小，再将气体等温压缩，压强增大，故D项正确10、解析：(1)从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以AB是一个等压变化，即pApB根据盖吕萨克定律可得所以TATB300 K200 K.(2)由题图甲可知，由BC是等容变化，根据查理定律得所以pCpBpBpB1.5105 Pa2.0105 Pa则可画出由状态ABC的pT图象如图所示11、答案：(1)95.85 (2)19.04 cm解析：(1)初状态压强为p1p016 cmHg60 cmHg，体积为V1V0h0S，T1280 K末状态p2p0，V2V1S，T2(273t)K由理想气体状态方程有代入数据得t95.85 .(2)当往左管注入水银后，末状态压强为p，体积为V1V0h0S由等温变化p2V2pV1解得p79.04 cmHg可知往左管注入水银的高度为h19.04 cm.12、答案：(1)T0(2)V0解析：(1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖吕萨克定律得由此得TT0.(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至汽缸顶，才能满足力学平衡条件汽缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得：pVx(pp0)(2V0Vx)p0V0
