高中物理粵教版3第二章固體液體和氣體 章末復習課

章末復習課【知識體系】[答案填寫]①各向異性②熔點③各向同性④碰撞⑤p1V1＝p2V2⑥原點⑦eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)⑧eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)⑨動態(tài)平衡主題1晶體和非晶體1．利用有無固定熔點判斷晶體、非晶體，利用各向異性判斷單晶體．2．從能量轉化的觀點理解晶體的熔化熱和汽化熱．3．晶體具有各向異性的特性，僅是指某些物理性質，并不是所有物理性質都是各向異性的．例如，立方體銅晶體的彈性是各向異性的，但它的導熱性和導電性卻是各向同性的．4．同一物質既可以是晶體，又可以是非晶體，如天然的石英是晶體，熔融過的石英(石英玻璃)是非晶體．5．非晶體的結構是不穩(wěn)定的，在適當條件下向晶體轉化，如把晶體硫加熱熔化，并使其溫度超過300℃，然后倒入冷水中急劇冷卻，硫就會變成柔軟的非晶體，但經過一段時間后，【典例1】(多選)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的C．單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點D．單晶體和多晶體的物理性質是各向異性的，非晶體是各向同性的解析：金剛石、食鹽、水晶都是晶體，玻璃是非晶體，選項A錯誤；晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的，單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，選項B、C正確；單晶體的物理學性質是各向異性的，非晶體和多晶體是各向同性的，選項D錯誤．答案：BC針對訓練1．(多選)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．可以根據(jù)各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體B．一塊均勻薄片，沿各個方向對它施加拉力，發(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導電性不同，則該球體一定是單晶體D．一塊晶體，若其各個方向的導熱性相同，則這塊晶體一定是多晶體解析：判定固體是否為晶體的標準是看是否有固定的熔點．多晶體和非晶體都具有各向同性和天然無規(guī)則的幾何外形，單晶體具有各向異性和天然規(guī)則的幾何外形．答案：CD主題2液體的微觀結構及表面張力1．液體的結構更接近于固體，具有一定體積、難壓縮、易流動、沒有一定形狀等特點．2．液體表面層具有收縮趨勢，這是液體表面相互吸引力即表面張力的作用結果．3．表現(xiàn)張力的本質是分子引力，這是因為表面層的分子較稀，距離較大，分子間引力和斥力的合力表現(xiàn)為引力作用的效果．4．在表面張力作用下，液體表面積有收縮到最小的趨勢．【典例2】關于液體的表面張力，下列說法中正確的是()A．液體表面張力是液體各部分之間的相互吸引力B．液體表面層分子的分布比內部稀疏，分子力表現(xiàn)為零C．不論是水還是水銀，表面張力都會使表面收縮D．表面張力的方向與液面相垂直解析：液體表面張力就是液體表面各部分之間相互吸引的力，A錯；液體的表層分子要比內部稀疏些，分子間的距離較內部分子間距離大，表層分子間表現(xiàn)為引力，B錯；液體的表面張力總使液面具有收縮的趨勢，C正確；液體表面張力的方向總是與液面相切，總是跟液面分界線相垂直，D錯．答案：C針對訓練2．(多選)下列現(xiàn)象中，能說明液體存在表面張力的有()A．水黽可以停在水面上B．荷葉面上的露珠呈球形C．滴入水中的紅墨水很快散開D．懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動解析：因為液體表面張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故A正確；荷葉上的露珠存在表面張力，它表面的水分子表現(xiàn)為引力，從而使它收縮成一個球形，與表面張力有關，故B正確；滴入水中的紅墨水很快散開是擴散現(xiàn)象，是液體分子無規(guī)則熱運動的反映，故C錯誤；懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動是布朗運動，是液體分子無規(guī)則熱運動的反映，故D錯誤．答案：AB主題3變質量問題分析變質量問題時，可以通過巧妙地選擇合適的研究對象，使這類問題轉化為一定質量的氣體問題，用理想氣體狀態(tài)方程求解．1．打氣問題．向球、輪胎中充氣是一個典型的變質量的氣體問題，只要選擇球內原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中的氣體質量變化的問題轉化為定質量氣體的狀態(tài)變化問題．2．抽氣問題．從容器內抽氣的過程中，容器內的氣體質量不斷減小，這屬于變質量問題．分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質量不變，故抽氣過程中看作是等溫膨脹過程．3．灌氣問題．將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質量問題．分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看成整體來作為研究對象，可將變質量問題轉化為定質量問題．4．漏氣問題．容器漏氣過程中氣體的質量不斷發(fā)生變化，屬于變質量問題，不能用理想氣體狀態(tài)方程求解．如果選容器內剩余氣體為研究對象，便可使問題變成一定質量的氣體狀態(tài)變化，可用理想氣體狀態(tài)方程求解．【典例3】某種噴霧器的貯液筒的總容積為7.5L，如圖所示，裝入6L的藥液后再用密封蓋將貯液筒密封，與貯液筒相連的活塞式打氣筒每次能壓入300cm3，1atm的空氣，(1)要使貯氣筒中空氣的壓強達到4atm，打氣筒應打壓幾次？(2)在貯氣筒中空氣的壓強達到4atm時，打開噴嘴使其噴霧，直到內外氣體壓強相等，這時筒內還剩多少藥液？解析：(1)設每打一次氣，貯液筒內增加的壓強為p，由玻意耳定律得：1atm×300cm3＝×103cm3×p，p＝atm，需打氣次數(shù)n＝eq\f(4－1,＝15.(2)設停止噴霧時貯液筒內氣體體積為V，由玻意耳定律得：4atm×1.5L＝1atm×V，V＝6L故還剩貯液7.5L－6L＝1.5L答案：(1)15(2)1.5L針對訓練3．用打氣筒將1atm的空氣打進自行車胎內，如果打氣筒容積ΔV＝500cm3，輪胎容積V＝3L，原來壓強p＝atm.現(xiàn)要使輪胎內壓強為p′＝4A．5次B．10次C．15次 D．20次解析：因為溫度不變，可應用玻意耳定律的分態(tài)氣態(tài)方程求解．pV＋np1ΔV＝p′V，代入數(shù)據(jù)得atm×3L＋n×1atm×0.5L＝4atm×3L，解得n＝15，故答案選C.答案：C統(tǒng)攬考情氣體是高考的必考部分，這也說明本章在高考中所占比重比較大．本章習題在新課標高考中多以計算題的形式出現(xiàn)，而且是必考的一類題．考查內容：氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程，還要涉及壓強計算和壓強的微觀表示方法．真題例析(2023·課標全國Ⅰ卷)如圖所示，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2，小活塞的質量為m2＝1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0cm，氣缸外大氣壓強為p＝×105Pa，溫度為T＝303K．初始時大活塞與大圓筒底部相距eq\f(l,2)，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K，現(xiàn)氣缸內氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求：(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內封閉氣體的溫度；(2)缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內封閉氣體的壓強．解析：(1)大小活塞緩慢下降過程，活塞外表受力情況不變，氣缸內壓強不變，氣缸內氣體為等壓變化．初始：V1＝eq\f(L,2)(S1＋S2)T1＝495K末狀態(tài)：V2＝LS2，T2＝？由蓋·呂薩克定律：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)代入數(shù)值可得：T2＝330K.(2)對大小活塞受力分析則有m1g＋m2g＋pS1＋p1S2＝pS2＋p1S可得p1＝×105Pa，缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，氣體體積不變，為等容變化初狀態(tài)：p1＝×105Pa，T2＝330K，末狀態(tài)：p2＝？，T＝303K，由查理定律eq\f(p1,T2)＝eq\f(p2,T)，得p2＝×105Pa.答案：(1)330K(2)×105Pa針對訓練(2023·課標全國Ⅱ卷)如圖，兩氣缸A、B粗細均勻、等高且內壁光滑．其下部由體積可忽略的細管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導熱外，其余部分均絕熱．兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣．當大氣壓為p0，外界和氣缸內氣體溫度均為7℃且平衡時，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的eq\f(1,4)，活塞b在氣缸正中間．(1)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度；(2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升，當活塞a上升的距離是氣缸高度的eq\f(1,16)時，求氧氣的壓強．解析：(1)活塞b升至頂部的過程中，活塞a不動，活塞a、b下方的氮氣經歷等壓過程，設氣缸A的容積為V0，氮氣初始狀態(tài)的體積為V1，溫度為T1，末態(tài)體積V2，溫度為T2，按題意，氣缸B的容積為eq\f(V0,4)，由題給數(shù)據(jù)及蓋·呂薩克定律有：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)①且V1＝eq\f(3,4)V0＋eq\f(1,2)eq\f(V0,4)＝eq\f(7,8)V0②V2＝eq\f(3,4)V0＋eq\f(V0,4)＝V0③由①②③式及所給的數(shù)據(jù)可得：T2＝320K．④(2)活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞上升的距離是氣缸高度的eq\f(1,16)時，活塞a上方的氮氣經歷等溫過程，設氮氣初始狀態(tài)的體積為V1′，壓強為P1′；末態(tài)體積為V2′，壓強為P2′，由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得V1′＝eq\f(1,4)V0，p1′＝p0′，V2′＝eq\f(3,16)V0⑤p1′V1′＝p2′V2′⑥由⑤⑥式可得：p2′＝eq\f(4,3)p0.答案：(1)320K(2)eq\f(4,3)p01．(2023·課標全國Ⅰ卷)(多選)下列說法正確的是()A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同的方向上有不同的光學性質C．由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉化為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體E．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內能也保持不變解析：把一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故A錯；對于單晶體表現(xiàn)各向異性，故B對；石墨和金剛石是同種元素，就是原子的排列不同而形成的不同晶體，故C對；在合適的條件下，某些晶體可以轉化為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體例如石英，故D對；在熔化過程中溫度不變但內能會增加，故E錯．答案：BCD2．(2023·江蘇卷)(多選)對下列幾種固體物質的認識，正確的有()A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質的微粒在空間的排列不規(guī)則D．石墨和金剛石的物理性質不同，是由于組成它們的物質微粒排列結構不同解析：物質熔化過程中，溫度不變，可能是吸收熱量同時對外做功，即W＝Q，如氣體；若物體是晶體，則有：熔化過程中，溫度保持不變；溫度不變不能說明有固定的熔點，所以A錯誤；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形是由于液體的表面張力的作用，又因為受到重力作用，所以呈橢圓形，所以B錯誤；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導致晶體在不同方向的物理化學特性也不同，這就是晶體的各向異性．所以C、D正確．答案：CD3．(2023·江蘇卷)給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1L．將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時，氣體的體積變?yōu)長．解析：將包裝袋壓縮到壓強為2個標準大氣壓溫度不變：初狀態(tài)：p1＝1atm，V1＝1末狀態(tài)：p1＝2atm，V2＝？由玻意耳定律：p1V1＝p2V2，解得：V2＝0.5L>0.45L則會漏氣．答案：會漏氣4．(2023·重慶卷)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結．若剛吹出時肥皂泡內氣體溫度為T1，壓強為p1，肥皂泡凍結后泡內氣體溫度降為T2.整個過程中泡內氣體視為理想氣體，不計體積和質量變化，大氣壓強為p0.求凍結后肥皂膜內外氣體的壓強差．解析：由題知質量和體積不變得初狀態(tài)：p1，T1，末狀態(tài)：p2＝？，T2由查理定理：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，則：p2＝eq\f(P1,T1)T2，則壓強差：Δp＝p2－p1＝eq\f(T2,T1)p1－p1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T2,T1)－1))p1.答案：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T2,T1)－1))p15．(2023·課標全國Ⅱ卷)如圖所示，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉，A側空氣柱的長度為l＝10.0cm，B側水銀面比A側的高h＝3.0cm.現(xiàn)將開關K打開，從U形管中放出部分水銀，當兩側的高度差為h1＝10.0cm時，將開關K關閉，已知大氣壓強P0＝cmHg.(1)求放出部分水銀后A側空氣柱的長度；(2)此后再向B側注入水銀，使A、B兩側的水銀達到同一高度，求注入水銀在管內的長度．解析：(1)以cmHg為壓強單位，設A側空氣長度l＝10.0cm時壓強為p；當兩側水銀面的高度差為h1＝10.0cm時，空氣柱的長度為l