专题53+固体+液体+气体实验定律（讲）-2018年高考物理一轮复习讲练测

专题53+固体+液体+气体实验定律（讲）-2018年高考物理一轮复习讲练测

第十三章 选修3-3‎ ‎1、考查近代物理知识中一些基础知识，意在考查考生的理解能力 ‎2、高考对本专题内容考查的重点和热点有：①原子能级跃迁和原子核的衰变规律；②核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算；③原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等.‎ ‎3、近代物理部分，涉及的考点较多，主要有光电效应、波粒二象性、原子结构、玻尔理论、衰变、核反应和核能等，主要以选择题的形式命题，可能单独命题，但更多的是通过多个选项命制综合题。‎ ‎4、由于本专题内容琐碎，考查点多，因此复习时应抓住主干知识，梳理出知识点，进行理解性记忆.‎ 专题53+固体+液体+气体实验定律（讲）‎ ‎1.知道晶体、非晶体的区别.‎ ‎2.理解表面张力，会解释有关现象.‎ ‎3.掌握气体实验三定律，会用三定律分析气体状态变化问题．‎ 考点一　固体与液体的性质 ‎1．晶体和非晶体 ‎(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性．‎ ‎(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体．‎ ‎(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体．‎ ‎(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．‎ ‎2．液体表面张力 ‎(1)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大，分子间的相互作用力表现为引力．‎ ‎(2)表面特性：‎ 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜．‎ ‎(3)表面张力的方向：‎ 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．‎ ‎(4)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．‎ ‎★重点归纳★‎ ‎1、晶体与非晶体 单晶体 多晶体 非晶体 外形 规则 不规则 不规则 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香 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可以转化为晶体 ‎★典型案例★甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，下列说法正确的是： （ ）‎ A．甲、乙为非晶体，丙是晶体 B．甲、乙、丙都是晶体 C．甲、丙为非晶体，丙是晶体 D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 ‎【答案】D ‎【名师点睛】各向异性就是说在不同的方向上表现出不同的物理性质． 单晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．有些晶体在导热性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形的铜晶体；有些晶体在光的折射上表现出各向异性，如方解石。‎ ‎★针对练习1★（多选）同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现图乙的情况，若A固体和B毛细管都很干净，则： （ ）‎ A．A固体和B毛细管可能是同种材料 B．A固体和B毛细一定不是同种材料 C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些 D．液体对B毛细管能产生浸润现象 ‎【答案】BCD ‎【名师点睛】此题考查浸润与不浸润现象以及它们的特点，要牢记浸润液体在毛细管内液柱面呈现何种形状，及毛细管中受力与什么因素有关．属于基础题，但容易出错。‎ ‎★针对练习2★液晶显示器是一种采取液晶为材料的显示器，由于机身薄，省电，辐射低等优点深受用户的青睐，下列关于液晶说法正确的是： （ ）‎ A．液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在 B．液晶既有液体的流动性，又由光学的各项同性 C．当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色 D．液晶的结构与液体的结构相同 ‎【答案】C ‎【解析】液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶也存在于生物结构中，故A错误；液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，故B错误；当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色，故C正确；液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，结构与液体的结构不同，故D错误 ‎【名师点睛】通常我们把物质的状态分为固态、液态和气态，但是某些有机化合物具有一种特殊的状态，在这种状态中，它们一方面像液体，具有流动性，另一方面又像晶体，分子在某个方向上排列比较整齐，因而具有各向异性，我们把这些物质叫做液晶．液晶是不稳定的，外界影响的微小变化，例如温度、电场等，都会引起液晶分子排列变化，改变它的光学性质 考点二　气体实验定律、理想气体 ‎1．描述气体的状态参量 ‎(1)温度：‎ ‎①意义：宏观表示物体的冷热程度，微观上是分子平均动能的标志．‎ ‎②热力学温标与摄氏温标的关系：T＝t＋273.15 K .‎ ‎(2)体积：气体分子能达到的空间，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压力．‎ ‎①产生原因：大量气体分子频繁碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力．‎ ‎②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分子数密度；宏观上取决于气体的温度T、体积V .‎ ‎③单位换算：1 atm＝760mmHg＝1.013×105Pa.‎ ‎2．气体实验定律 ‎(1)玻意耳定律：pV　＝c或p1V1＝p2V2.(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 ‎(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，无分子势能．‎ ‎(3)理想气体状态方程(c为常量)．‎ ‎4.饱和蒸汽、未饱和蒸汽和蒸汽压相对湿度 ‎（1）饱和汽与未饱和汽 ‎①饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．‎ ‎②未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．‎ ‎（2）饱和汽压 ‎①定义：饱和蒸汽所具有的压强．‎ ‎②特点：饱和汽压随温度而改变．温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．‎ ‎（3）湿度 ‎①绝对湿度：单位体积空气所含的水汽分子数．‎ ‎②相对湿度：某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度下饱和水汽压的百分比 ‎★重点归纳★‎ ‎1、气体压强的产生与计算 ‎（1）产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．‎ ‎（2） 决定因素 ‎①宏观上：决定于气体的温度和体积．‎ ‎②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．‎ ‎（3） 平衡状态下气体压强的求法 ‎①液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，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：选取与气体接触的液柱(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．‎ ‎（4）加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(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．‎ ‎2、利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路 分析有关气体实验定律和理想气体状态方程问题的物理过程一般要抓住三个要点：‎ ‎(1)阶段性，即弄清一个物理过程分为哪几个阶段；‎ ‎(2)联系性，即找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的；‎ ‎(3)规律性，即明确各阶段遵循的实验定律．‎ ‎3、气体状态变化的图象问题 ‎（1）一定质量的气体不同图象的比较 过程 类别图线 特点 示例 等温过程 p－V pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 等容过程 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 等压过程 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 ‎（2）气体状态变化的图象的应用技巧 ‎①求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．‎ ‎②在V－T图象(或p－T图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大．‎ ‎★典型案例★如图所示，一端开口的L形玻璃管是由粗细不同的两部分组成的，竖直段较粗，水平段较细，粗管的横截面积是细管横截面积的两倍，开口管在竖直平面内，封闭端水平放置，水平段管长100 cm，竖直段管长为30 cm，在水平管内有一段长12 cm的水银封闭着一段长80 cm的空气柱，已知空气柱的温度为27 ℃，大气压强为75 cmHg的压强，现对气体缓慢加热，当温度上升到119 ℃时，封闭端空气柱多长？‎ ‎【答案】98cm ‎【解析】‎ 设细管的面积是S，则粗管的面积为2S，对被封闭的气体进行状态分析：‎ 初状态： ‎ 当T2=392K时，假设水银仍在水平管内，则压强不变，由等压变化有：‎ ‎，不合理，故有水银已经到达竖直管．‎ 设竖直管中水银的高度为xcm，进行状态分析，则有 ‎ ‎ 由，代入数据有：‎ 解得：，所以 ‎【名师点睛】判断水银柱是否能进入竖直管是解决此问题的关键之一，要学会应用假设法来判断此问题；当有水银进入竖直管后，判断被封闭气体的压强也是解决此问题的关键，注意找出水平管内和竖直管内水银柱的长度的关系．是一道好题 ‎★针对练习1★如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为,两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时，A、B中气体的体积皆为，温度皆为= 300K.A中气体压强，是气缸外的大气压强.现对A加热，使其中气体的体积增大,温度升到某一温度. 同时保持B中气体的温度不变.求此时A中气体压强（用表示结果）和温度（用热力学温标表达）‎ A B p0‎ p0‎ VA SA VB SB ‎【答案】 500K ‎【名师点睛】本题是连接体问题，找出两部分气体状态参量间的关系，然后由理想气体状态方程即可解题，要掌握连接体问题的解题思路与方法。‎ ‎★针对练习2★有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”，分别得到如下四幅图像(如图所示)．则如下的有关他们的说法，不正确的是( ) ‎ A．若甲研究的是查理定律，则他作的图像可能是图a B．若乙研究的是玻意耳定律，则他作的图像是图b C．若丙研究的是查理定律，则他作的图像可能是图c D．若丁研究的是盖－吕萨克定律，则他作的图像是图d ‎【答案】C ‎【名师点睛】此题考查了气体的变化图像问题；解题时要根据气体的状态变化方程来推导相应的函数关系，然后对比图线来探究；理解图线的物理意义是解题的关键. ‎ ‎ ‎