第二章+氣體、液體和固體+單元復習高二下學期物理人教版(2019)選擇性必修第三冊

《氣體、液體和固體》單元復習

單元知識結(jié)構(gòu)物質(zhì)的狀態(tài)氣體液體固體狀態(tài)參量氣體實驗定律建模探究表面張力建模毛細現(xiàn)象玻意耳定律查理定律蓋·呂薩克定律晶體非晶體單晶體多晶體玻意耳定律：一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時，壓強與體積成反比。

T不變，pV=C查理定律：一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，壓強與熱力學溫度成正比。

V不變，p/T=C蓋·呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體在壓強不變時，體積與熱力學溫度成正比。p不變，V/T=C基本概念和基本規(guī)律理想氣體：一種理想化的物理模型，完全忽略氣體分子自身體積大小和分子間相互作用力，在任何壓強、任何溫度下都遵循氣體實驗定律。理想氣體狀態(tài)方程：質(zhì)量不變，pV/T=C

克拉珀龍方程pV=(m/M)RTM為氣體摩爾質(zhì)量表面張力：使液體表面具有收縮趨勢的作用力。表面張力源于液體分子間的引力作用。毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中上升和不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象?；靖拍詈突疽?guī)律1.通過建立氣體狀態(tài)參量的過程，感受類比聯(lián)想的方法。

2.通過研究氣體實驗定律的過程，感受數(shù)據(jù)獲取、分析和處理過程中的控制變量法、圖像法。

3.通過理想氣體模型、晶體空間點陣結(jié)構(gòu)模型以及等溫、等容等理想過程的學習，感受模型建構(gòu)的方法基本方法拓展延申——理想氣體狀態(tài)方程的推導

實際問題中，氣體的壓強、體積和溫度三個物理量往往是同時變化的。利用玻意耳定律和查理定律可推出這三個物理量的變化關(guān)系。

在溫度不變時，壓強與體積成反比，即p∝1/V在體積不變時，壓強與熱力學溫度成正比， p∝T綜合二者，得到p∝T/V或p=C1T/V即

pV/T=C一、選擇題1.下列現(xiàn)象是由于液體的表面張力而引起的是()A.液體與固體、氣體不同，它在不同容器內(nèi)，盡管形狀不同，但體積相同B.兩滴水銀相互接觸，立即合并成一滴C.新的棉織品水洗后都要縮水D.小昆蟲能在水面上自由走動習題鞏固BCD2.理想氣體的質(zhì)量一定，容積為V，在等壓情況下使其溫度從100℃升高到200℃，其體積()A.膨脹到原來的2倍;B.增加了100V/273C.增加了100V/373D.增加到原來的474/373倍CD3.一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化的p-V圖象如圖所示。狀態(tài)A、B、C、D的溫度分別為TA、TB、TC、TD。由圖象中可以得出()A.TA>TB>TC>TD;B.TA<TB<TC<TD;C.TC>TB>TA>TD;D.TD>TA>TB>TC;D4.在氣缸里盛有一定質(zhì)量的氣體，當設法使氣缸里的氣體體積膨脹，同時氣體的溫度又升高時，則氣體的壓強一定會()A增大B保持不變;C減小D無法確定D5.如圖所示，一根粗細均勻、彎成U形、A端開口、B端封閉的玻璃管，豎直放置，B段是被水銀柱封閉在管內(nèi)的空氣柱。C段是被水銀柱D封閉在管內(nèi)的空氣柱。C段下邊的水銀液面跟B段的水銀液D面在同一水平。D段水銀柱高度為h。保持溫度不變的條件下，輕輕地把U形管倒轉(zhuǎn)成開口A豎直向下的方式放置。則此時()A.空氣柱B的長度將縮短，空氣柱C的長度保持不變B.空氣柱B的長度將縮短，空氣柱C的長度將增長C.空氣柱B的長度保持不變，空氣柱C的長度將增大D.空氣柱B和C的長度均將增大。D6.在盛液體的容器中插入毛細管后，其液面可能是圖中的()A.甲和乙 B.丙和丁 C.乙和丙 D.甲和丁C7.兩端封閉、粗細均勻的玻璃管，中間的銀柱將管內(nèi)氣體分成A、B兩段。現(xiàn)將玻璃管固定在水平圓盤上,如圖所示。當盤以OO‘為軸水平轉(zhuǎn)動時，(不計水銀與管壁的摩擦)，下面說法正確的是()A.水銀柱向B端移動，pA>pB;B.水銀柱向A端移動，pA<pBC.水銀柱向B端移動，pA<pB;D.水銀柱向A端移動，pA>pB.C8.圓柱形氣缸內(nèi)有可以自由移動的活塞a和b，密封住A、B兩部分氣體。處于平衡狀態(tài)時，A、B兩部分的長度分別為LA和LB，且LB=3LA(見圖)。若外力把活塞b向左緩慢移動4厘米，則最終活塞a將向左移動()A.1.33厘米; B.1厘米; C.2厘米; D.1.5厘米B9.均勻U形細玻璃管右端開口左端封閉，內(nèi)有水銀柱兩段，U形管豎直放置。若向管的右端注入水銀，則()U形管下部兩邊水銀面高度差加大左管內(nèi)氣柱壓強增大右管內(nèi)氣柱體積不變右管氣柱壓強增大ABD10.兩端封口的U形玻璃管豎直放置，左右兩段空氣柱被一段水銀柱隔開，如圖所示。當環(huán)境溫度t變化時，兩端水銀柱高度差h的變化關(guān)系為( )A.若t升，則h增B.若t升，則h減C.若t變化，則h不變化D.條件不足，無法判定分析:根據(jù)?p=?Tp/T知，原來溫度T相同，升溫?T相同，?p∝p。即原來壓強大的，其壓強增量?p大，即升溫后右管壓強大，所以左管水銀面上升，右管水銀面下降，h增大。A二、填空題1.如圖所示的各裝置均處于靜止狀態(tài)，若已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，液體密度均為ρ，寫出各段被封閉氣體的壓強表達式。(a)

(b).(c).(d).p0-ρghp0-ρghp0+ρgh12.氣缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度保持不變的情況下，拉動活塞使氣體膨脹。當氣體的容積增加了2升時，氣體的壓強變?yōu)樵瓉淼?.75倍，則氣缸內(nèi)氣體原來的容積是

升。3.有一個氣泡，從深20米溫度4℃的水底升到溫度為17℃的水面時，其體積約增大

倍.63.144.圖中，理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。設狀態(tài)A時氣體壓強為p1，狀態(tài)B時氣體壓強為p2，則p1

p2(填寫:大于、等于、小于);如果氣體狀態(tài)變化的過程是在等壓條件下進行的。那末，現(xiàn)在的狀況說明氣體的質(zhì)量已經(jīng)出現(xiàn)

了

(填寫:增加、減少、不變)。小于減少5.細長均勻的玻璃管一端開口，一端封閉。管內(nèi)有一段水銀柱，h=38厘米。將一定質(zhì)量的空氣封閉在管內(nèi)。當玻璃管開口在上且跟豎直方向成60°角時，管內(nèi)空氣柱長L=60厘米，如圖所示。若將玻璃管豎直立起時，管內(nèi)空氣柱的長度將變成L’=

厘米(設溫度不變。外界大氣壓強為p0=76厘米水銀柱)。506.如圖所示是醫(yī)院用于靜脈滴注的示意圖倒置的輸液瓶上方有一氣室E，密封的瓶口處的軟木塞上插有兩根細管，其中A管與大氣相通，B管為輸液軟管中間又有一滴壺C，而其D端則通過針頭接入人體靜脈.(1)若氣室E、滴壺C中的壓強分別為pE、pC，則它們與外界大氣壓強p0的大小順序為

.(2)在輸液瓶懸掛高度與輸液軟管內(nèi)徑確定的情況“越下，藥液滴注的速度是

(選填“越滴越慢”·滴越快”或“恒定”).pE<p0<pC

恒定(3)在輸液過程中(瓶中尚有液體)，下列說法正確的是()①瓶中上方氣體的壓強隨液面的下降而增大;②瓶中液面下降，但E中氣體的壓強不變;③滴壺C中的氣體壓強隨瓶中液面的下降而減小;④在瓶中藥液輸完以前，滴壺C中的氣體壓強保持不變.A.①③ B.①④

C.②③ D.②④B三、解答題1.一定質(zhì)量的理想氣體被輕質(zhì)活塞封閉在可導熱的汽缸內(nèi)，活塞相對于底部的高度為h，如圖所示?？裳仄谉o摩擦地滑動，取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完時，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上，外界大氣壓強和溫度始終不變，求此次沙子倒完時活塞距汽缸底部的高度。解：大氣壓強為p0，沙子質(zhì)量為m，活塞截面積為S。狀態(tài)1：壓強為p0，體積為Sh；狀態(tài)2：壓強為p0+mg/S，體積為0.75Sh狀態(tài)3：壓強為p0+2mg/S，體積為Sh2由玻意耳定律，p0Sh=(p0+mg/S)0.75Sh解得mg/S=p0/3p0Sh=(p0+2mg/S)Sh2解得h2=0.6h2.水平的實驗臺上橫放著一根一端封閉的粗細均勻的細玻璃管，管中有一小段水銀柱，封閉著一定質(zhì)量的空氣。你能否用它測出室內(nèi)的大氣壓強?

(1)本實驗應測的物理量(用文字說明并以常用字母表示);(2)列出計算大氣壓強的方程;(3)計算時，壓強用什么單位比較方便;(4)因為計算時要用玻意耳-馬略特定律，在操作時應注意哪兩點?

解(1)應測量：玻璃管水平放置時空氣柱的長度L1，豎直放置時的長度L2，水銀柱長度h。(2)設大氣壓強為p0，管內(nèi)橫截面積為S。根據(jù)玻意耳定律

p0L1S=(p0+h)L2·S整理得

p0=L2h/(L1-L2)(3)壓強用“厘米水銀柱”作單位比較方便(4)①手不能觸摸玻璃管有氣體的部分。②立直玻璃管，待氣體與外界充分進行熱交換達到溫度相等后再測L23.如圖所示是一種測定肺活量(標準大氣壓下，人一次呼出氣體的體積)的裝置，A為排盡空氣并倒扣在水中的開口薄壁圓筒．測量時，被測者盡力吸足空氣，再通過B管用力將自己肺部的空氣吹入A中，使A浮起．設整個過程中呼出氣體的溫度保持不變，圓筒A的橫截面積為S，外界大氣壓強為標準大氣壓p0，水的密度為ρ．若某同學使得圓筒A浮出水面的高度為h，圓筒內(nèi)外水面的高度差為Δh，試求該同學的肺活量．解：氣體初態(tài)：p1=p0，體積V1末態(tài)：p2=p0+ρg?hV2=S(h+?h)由玻意耳定律，p1V1=p2V2解得4.有一定質(zhì)量m的理想氣體，它的某一狀態(tài)時的參量為p1、V1、T1、ρ1;變化到另一狀態(tài)后，其狀態(tài)參量為p2、V2、T2、

ρ2。試導出氣體狀態(tài)方程的密度公式證明：理想氣體狀態(tài)方程，將V1=m/ρ1，V2=m/ρ2代入得，約去質(zhì)量m，得。5.如圖，熱氣球的下端有一小口，使球內(nèi)外的空氣可以流通，以保持球內(nèi)外壓強相等.球內(nèi)有溫度調(diào)節(jié)器，以便調(diào)節(jié)球內(nèi)空氣的溫度，使熱氣球可以上升或下降，設熱氣球的總體積V0=500m3(忽略球殼體積)，除球內(nèi)空氣外，熱氣球質(zhì)量M=180kg.已知地球表面大氣溫度T0=280K，密度ρ0=1.20kg/m3，如果把大氣視為理想氣體，它的組成和溫度幾乎不隨高度變化，那么為使熱氣球從地面升起，球內(nèi)氣溫最低要加熱到多少?解：浮力等于排開外部空氣的重量，即

ρ0?V0?g?？傊亓繛榍騼?nèi)空氣重量ρ1?V0?g

和負載質(zhì)量

Mg

之和。平衡條件為： ρ0?V0?g=ρ1?V0?g+Mg化簡為： ρ1=

ρ0?-M/V0=0.84kg/m3氣體壓強不變，V0/T0=V1/T1氣體質(zhì)量m=ρ0?V0=ρ1?V1，得到ρ0?/ρ1=T1/T0解得

T1=400K。6.如圖(a)所示為一種減震墊，上面布滿了圓柱形薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積為V0、壓強為p0

的氣體.當平板狀物品平放在氣泡上時，如圖(b)所示，氣泡被壓縮。若氣泡內(nèi)氣體溫度保持不變.(1)下列關(guān)于圓柱形薄膜氣泡內(nèi)氣體壓強的說法，正確的是()A.氣泡內(nèi)壓強大于大氣壓強B.該壓強是由氣體的重力產(chǎn)生的C.該壓強是由分子的斥力產(chǎn)生的D.該壓強是由大量分子的碰撞產(chǎn)生的AD(2)當體積壓縮到V時，氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面處薄膜的壓力.解：p0V0=pV

F=pS=p0SV0/V(3)當物品放在氣泡上后，氣泡內(nèi)氣體的壓強增加了?

p，求放上物品前后此氣泡內(nèi)氣體體積的變化量.解：溫度T不變，p0V0=(p0+?

p)(V0+?V)得

?V=-?pV0/(p0+?

p)7.一根粗細均勻、一端封閉且水平放置的玻璃管長100厘米，管內(nèi)有兩段長10厘米的水銀柱，把空氣封閉在管內(nèi)，管內(nèi)空氣柱長度L1=38厘米，L2=22厘米，如圖所示。假設溫度不變，玻璃管口向上，管內(nèi)空氣柱L1的長度變?yōu)長1'=30厘米，求：(1)大氣壓強的值；(2)豎直放置時另一段空氣柱L2'=?解：水平放置時，兩段氣體壓強均為大氣壓p0。豎直放置后，p1’=p0+20cmHg，p2’=p0+10cmHg.(1)p0L1=p1’L1’解得p0=75cmHg(2)p0L2=p2’L2’解得L’2=19.4cm8.有一容器的容積為V1，原有