2022屆全國新高考物理沖刺復(fù)習(xí) 固體、液體和氣體

2022屆全國新高考物理沖刺復(fù)習(xí)

固體、液體和氣體

雙基知識：

一、固體和液體液晶

1.固體

(1)固體分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明磯、食鹽、味精、蔗糖等

是晶體。玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。

(區(qū)別晶體和非晶體看有無固定熔點(diǎn)，而區(qū)分單晶體和多晶體看是否能表

現(xiàn)出各向異性)

(2)單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀；晶

體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。

(3)有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光

學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都

是一樣的，這叫做各向同性。

2.液體

(1)液體的表面張力：液體表面的分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，它的作用

是能使液體表面繃緊，所以叫做液體的表面張力。

(表面張力有使液體的表面積趨于最小的趨勢；由于體積相同的情況下，

球形的表面積最小，故在完全失重狀態(tài)下液滴總是呈球形)

(2)毛細(xì)現(xiàn)象：指浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中

下降的現(xiàn)象，毛細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。

3.液晶

(1)具有液體的流動性。

(2)具有晶體的光學(xué)各向異性。

(3)從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜

亂無章的。

二、飽和汽、飽和汽壓和相對濕度

1.飽和汽與未飽和汽

(1)飽和汽：與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽。

(2)未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽。

2.飽和汽壓

(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng)。

(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和

汽壓與飽和汽的體積無關(guān)。

3.相對濕度

空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比。

水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)

即:相對濕度=,

同溫度水的飽和汽壓°

三、氣體

1.氣體壓強(qiáng)

氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)

分子很小，間距很大，除碰撞外,(理想性)

不受力，做勻速直線運(yùn)動

分子密度大，碰撞頻繁，分子運(yùn)■(現(xiàn)親性)

動雜亂無章

分子能充滿達(dá)到的空間，向各個(gè)方,U

向運(yùn)動的分子數(shù)相等，分子速率分一｛規(guī)?性J

布呈“中間多，兩頭少”的規(guī)律

(1)產(chǎn)生的原因

由于大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，

作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng)。

(2)決定因素

①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。

②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度。

2.理想氣體

(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際

氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。

(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能。

3.氣體實(shí)驗(yàn)定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質(zhì)量的某種氣體，一定質(zhì)量的某種氣

一定質(zhì)量的某種氣體，

在體積不變的情況下，體，在壓強(qiáng)不變的情

內(nèi)容在溫度不變的情況下，

壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成況下，體積與熱力學(xué)

壓強(qiáng)與體積成反比

正比溫度成正比

ViV.ViT\

表達(dá)式p\V\=P2Vl----=2口卜=====

TI72^—72Ti

PP/

/

圖像

//

OVOTOT

4.理想氣體的狀態(tài)方程

一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：牛=若或半=C。

考點(diǎn)一固體和液體性質(zhì)的理解

1.晶體和非晶體

（1）單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。

（2）只要具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。

⑶單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有天然規(guī)則的幾何外

形，所以不能從形狀上區(qū)分晶體與非晶體。

（4）晶體和非晶體不是絕對的，在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化。

（5）液晶既不是晶體也不是液體。

2.液體表面張力

表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間

形成原因

的相互作用力表現(xiàn)為引力

表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好

表面特性

像一層繃緊的彈性薄膜

表面張力

和液面相切，垂直于液面上的各條分界線

的方向

表面張力表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，

的效果而在體積相同的條件下，球形的表面積最小

典型現(xiàn)象球形液滴、肥皂泡、漣波、毛細(xì)現(xiàn)象、浸潤和不浸潤

【典例1】（2020廣西玉林一中期末）把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就

變鈍了。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是（）

A.玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體

B.玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體

C.熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊

D.熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張

,C玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，故A、B錯誤;玻璃裂口尖端放在

火焰上燒熔后尖端變鈍，是表面張力的作用，因?yàn)楸砻鎻埩哂袦p小表面積的作

用，即使液體表面繃緊，故C正確,D錯誤。

【典例2】（2020山東德州二模）合格的一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都

是不浸潤的，圖為一滴水滴在某一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)的照片，對此以下說法正

確的是（）

A.照片中的口罩一定為不合格產(chǎn)品

B.照片中附著層內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏

C.照片中水滴表面分子比水的內(nèi)部密集

D.水對所有材料都是不浸潤的

B合格的一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都不浸潤的，照片中的口

罩正好發(fā)生了不浸潤現(xiàn)象,A錯誤;根據(jù)照片所示，水發(fā)生了不浸潤現(xiàn)象，則附著層

內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏,B正確;照片中水滴為球形,水滴表面分子比水的內(nèi)部分

子間距大，分子之間的作用力為引力形成的，是表面的張力,則照片中水滴表面分

子應(yīng)比水的內(nèi)部稀疏,C錯誤;水不是對所有材料都是不浸潤的，比如，水可以浸潤

玻璃,D錯誤。

考點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)求解的“兩類模型”

1.活塞模型

如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。

對“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對

活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列

方程。圖甲中活塞的質(zhì)量為機(jī)，活塞橫截面積為S,外界

大氣壓強(qiáng)為P0。由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以poS+mg=pS。

則氣體的壓強(qiáng)為〃=8+管。

圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS+mg=poS。

則氣體壓強(qiáng)為p=〃）一詈=〃0—2液g/z。用『

2.連通器模型

如圖所示，U形管豎直放置。同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體

8和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來。

則有pti+pgin。而“A=po+p液ghi,

所以氣體B的壓強(qiáng)為pB=po+p液岳)。

【典例3】如圖所示，一汽缸水平固定在靜止的小車上，一質(zhì)量為加，面積

為S的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在汽缸內(nèi)，平衡時(shí)活塞與汽缸底相距為小現(xiàn)

讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運(yùn)動，穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了

距離小已知大氣壓強(qiáng)為po,不計(jì)汽缸和活塞間的摩擦，且小車運(yùn)動時(shí)，大氣對

活塞的壓強(qiáng)仍可視為po,整個(gè)過程溫度保持不變。求小車加速度的大小。

［解析］設(shè)小車加速度大小為“，穩(wěn)定時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為“，則活塞受

到汽缸內(nèi)、外氣體的壓力分別為：F\=p\S,Fo=poS--------,.

左打右

由牛頓第二定律得：Fi—Fo—ma,J)；,

V///^////////////Z^///77)

小車靜止時(shí)，在平衡狀態(tài)下，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)應(yīng)

為po。

由玻意耳定律得：piVi=po%式中Vo=SL,Vi=S(L-d)

pnSd

聯(lián)立以上各式得:

m(L—d)?口呆?mCL-d)

【典例4】若已知大氣壓強(qiáng)為po,圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均

為"，重力加速度為g,求各被封閉氣體的壓強(qiáng)。

［解析］在題圖甲中，以高為/?的液柱為研究對象，

由平衡條件知p中S+pghS=poS所以p?，=po-pgh

在題圖乙中，以8液面為研究對象，由平衡條件知

pAS+pghS=poSpc—pA=po—pgh

在題圖丙中，以8液面為研究對象，由平衡條件有

pArS+pghsin60°,S=poS所以〃芮=〃/=p。一?Pgh

在題圖丁中，以液面A為研究對象，由平衡條件得

pTS=(po+pgh\)S所以pT=po+pghi。

J3一

［答案］甲：po—pgh乙：po—pgh丙：po~2PghJ：po+pghi

考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系

〃溫度不變：piVl=p2V2(玻意耳定律)

0V,72V2＜體積不變：寫"=牛(查理定律)

T\T2］

V，v

［壓強(qiáng)不變：$=苗(2蓋一呂薩克定律)

2.兩個(gè)重要的推論

(1)查理定律的推論：△P=知T。

(2)蓋一呂薩克定律的推論：AV=VAT。

3.解決問題的基本思路

根據(jù)題意，選出所研究的某一定質(zhì)

選對象

量的氣體

分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化

找參量前后的P、K7數(shù)值或表達(dá)式，壓

強(qiáng)的確定是關(guān)鍵

識過程明確變化過程，正確選用物理規(guī)律

選用氣體狀態(tài)方程或某一實(shí)驗(yàn)定律

列方程

列式求解，有時(shí)要討論結(jié)果的合理性

【典例5】如圖所示，質(zhì)量均為加=1kg的光滑活塞甲、乙將容器分為A、

8兩部分，容器的橫截面積S為10cn?,容器與活塞均導(dǎo)熱良好，容器下端連接

有U形管(管內(nèi)氣體的體積可忽略不計(jì))，U形管內(nèi)裝有水銀。開始時(shí)將活塞甲鎖

定，活塞乙可以無摩擦地自由移動，8內(nèi)氣體體積是A內(nèi)氣體

K

體積的兩倍，U形管內(nèi)的水銀面右管比左管高16cm。已知外界

52

大氣壓強(qiáng)po=76cmHg=1.0X10Pa,取g=10m/s0

(1)求A、B容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為多少；

(2)將活塞甲解鎖，當(dāng)A、3內(nèi)氣體狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，求A、8兩

部分氣體體積的比值。(保留兩位有效數(shù)字)

［解析］(1)由pp+16cmHg=76cmHg,解得pB=60cmHg。

由PA+W=P/解得PA—52AcmHgo

(2)設(shè)解鎖前A內(nèi)氣體體積為V,則B內(nèi)氣體體積為2V

解鎖后至氣體狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，A內(nèi)氣體壓強(qiáng)p/=po+等=83.6cmHg

B內(nèi)氣體壓強(qiáng)PB'=PA'+弩=91.2cmHg

4、6內(nèi)氣體均發(fā)生等溫變化，對5氣體，由玻意耳定律有PBX2V=PBWB，

對4氣體，由玻意耳定律有PAV=P/V/解得：胃=0.48。

［答案］⑴52.4cmHg60cmHg(2)0.48

【典例6】(2020山東淄博模擬)圖中豎直圓筒固定不動，粗筒橫截面積是細(xì)筒的4

倍，筒