专题30 固体、液体、气体-【高考二轮】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练(全国通用)
展开一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系,确定每一个专题的内容,在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型,明确题目考查的目的,恰当运用所学知识解决问题:情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目,使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点,把握命题的趋势和方向,确定本轮复习的热点与重点,使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练,举一反三、触类旁通,注重解题技巧的提炼,充分提高学生的应试能力。
专题30 固体、液体、气体
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc153301515" 题型一 固体和液体性质的理解 PAGEREF _Tc153301515 \h 1
\l "_Tc153301516" 题型二 气体状态变化的图像问题 PAGEREF _Tc153301516 \h 3
\l "_Tc153301517" 题型三 气体实验定律的微观解释 PAGEREF _Tc153301517 \h 5
题型一 固体和液体性质的理解
1.晶体与非晶体
2.液体的表面张力
(1)作用:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.
(2)方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直.
3.液晶的物理性质
(1)具有液体的流动性.
(2)具有晶体的光学各向异性.
(3)从某个方向看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的.
(2023•盐城一模)如图所示,方解石形成的双折射现象实验的照片,下列关于方解石的说法正确的是( )
A.是非晶体
B.具有固定的熔点
C.所有的物理性质都是各向异性
D.是由许多单晶体杂乱无章排列组成的
(2023•南通模拟)石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加,得到了一种结构规则的新材料,其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则( )
A.新材料属于非晶体
B.新材料没有固定的熔点
C.低温下新材料中碳原子停止运动
D.层间相邻碳原子间作用力表现为引力
(2023春•河池期末)固体是物质的一种聚集状态,与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状,质地比较坚硬。关于固体,下列说法正确的是( )
A.食盐、玻璃和水晶都是晶体,非晶体和单晶体都没有确定的几何形状
B.固体可以分为单晶体和多晶体,多晶体没有确定的几何形状
C.布朗运动是固体分子无规则热运动的反映
D.晶体具有各向异性,组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵”
(2023•江苏一模)将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里,下列各图中可能正确的是( )
A.B.
C.D.
(2023春•湖口县校级期末)下列说法正确的是( )
A.液体具有表面张力,是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距
B.压缩封闭在注射器中的气体,其压强增大,是因为气体分子间斥力增大
C.当分子间作用力为零时,分子势能也一定为零
D.在阳光照射下的教室里,眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动
题型二 气体状态变化的图像问题
1.气体实验定律
2.理想气体的状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲,理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体.
②微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,即分子间无分子势能.
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程:eq \f(p1V1,T1)=eq \f(p2V2,T2)或eq \f(pV,T)=C.
气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例.
(2023春•景德镇期末)如图所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断不正确的是( )
A.A→B过程温度升高,压强不变
B.B→C过程体积不变,压强变小
C.B→C过程体积不变,压强不变
D.C→D过程体积变小,压强变大
(2023春•图木舒克校级期末)图示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V﹣T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。关于气体的状态,下列说法正确的是( )
A.气体在状态C的压强为2.0×105Pa
B.气体在状态C的压强为1.0×105Pa
C.从状态A到状态B气体的压强增大
D.从状态A到状态B气体的压强减小
(2023•天津一模)一定质量的理想气体从状态a开始,经a→b、b→c、c→a三个过程后再回到状态a,其p﹣T图像如图所示,则该气体( )
A.在状态a的内能小于在状态b的内能
B.在状态a的密集程度大于在状态b的密集程度
C.在a→b→c过程中,外界对气体做功为0
D.由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中,气体从外界吸热
(2023春•焦作期末)如图所示,一定质量的理想气体从状态A沿图线变化到状态B、状态C、状态D再回到状态A,AD、BC的延长线过坐标原点,AB图线与横轴平行,CD图线与纵轴平行,则下列判断错误的是( )
A.从A到B过程,气体的内能在减小
B.从B到C过程,单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数减少
C.从C到D过程,气体压强增大是因为气体分子的平均动能增大
D.从D到A过程,气体吸收的热量等于气体对外做的功
(2023春•宿迁期末)一定质量的理想气体从状态A经过B、C、D再到A,其压强p和热力学温度T的关系如图所示,BA和CD的延长线均经过原点,BC和横轴平行,则下列说法正确的是( )
A.状态A的体积大于状态C的体积
B.B→C的过程中,单位时间内单位面积的器壁上分子碰撞次数增加
C.D→A的过程中,气体要吸收热量
D.完成一次循环过程,气体需要从外界吸收热量
题型三 气体实验定律的微观解释
1.等温变化
一定质量的气体,温度保持不变时,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.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.液体内深h处的总压强p=p0+ρgh,p0为液面上方的压强.
(2023•葫芦岛一模)一定质量的理想气体经历如图所示的变化过程,其中A→B为等压过程,B→C为等温过程,C→D为绝热过程(气体与外界无热交换),D→B为等压过程。下列说法正确的是( )
A.A→B过程中,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加
B.B→C过程中,气体从外界吸收热量
C.C→D过程中,气体的内能减小
D.D→B过程中,外界对气体做负功
(2023秋•湖北期中)一定质量的理想气体,初状态如图中A所示,若经历A→B的变化过程,在该过程中吸热450J。若经历A→C的变化过程,在该过程中吸热750J。下列说法正确的是( )
A.两个过程中,气体的内能增加量不同
B.A→C过程中,气体对外做功400J
C.状态B时,气体的体积为10L
D.A→C过程中,气体体积增加了原体积的14
(2023春•开福区校级期末)如图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( )
A.热水将热量传递给叶片,所以热水的温度会降低
B.由形状记忆合金自身提供了转轮转动的能量
C.转轮依靠自身惯性一直转动,不需要消耗外界能量
D.叶片在热水中吸收的热量等于在空气中释放的热量
(2023•慈溪市校级开学)如图,一台四冲程内燃机,活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m,这段过程活塞对气体的压力逐渐增大,其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(如图甲)。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度,该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。
(1)求上述压缩过程中气体内能的变化量;
(2)燃烧后的高压气体对活塞做功,气体推动活塞移动0.1m,其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(如图乙),该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J,求此做功过程气体内能的变化量。
(2023春•梁园区校级期末)如图所示为一超重报警装置示意图,高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂,容器内有一厚度不计、质量为m的活塞,稳定时正好封闭一段长度为L4的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物,当活塞下降至位于离容器底部3L4位置的预警传感器处时,系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为T0,大气压强为p0,重力加速度为g,不计摩擦阻力。
(1)求轻绳未连重物时封闭气体的压强;
(2)求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M;
(3)在(2)条件下,若外界温度缓慢降低1%,气体内能减少ΔU0,求气体向外界放出的热量Q。
(2023•乐清市校级模拟)如图所示,浸没在水中的容器被隔板K隔开成相等的A、B两部分,水与外界绝热。已知A内有一定量的稀薄气体,达到平衡状态时温度为T0,压强为P0;B内为真空。抽开隔板K后,A内气体进入B,在此过程中水温不变,最终达到新的平衡状态。若容器内气体内能与温度的关系为ΔU=αΔT(α为已知常量)。
(1)求达到新平衡态过程中气体吸收的热量Q和所做功A;
(2)求达到新平衡态时容器的压强p;
(3)若抽开隔板K后再将水温升至1.5T0,求容器内最终的压强p'和吸收的热量Q′。
(2023•潍坊模拟)肺活量是常用来衡量人体心肺功能的重要指标。肺活量是指在标准大气压p0=1atm下人一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体体积总量。某同学在学习气体实验定律后,设计了一个吹气球实验来粗测自己肺活量。首先他测量了自己的体温为37℃。环境温度为27℃,然后该同学尽最大努力吸气,通过气球口尽力向气球内吹气,吹气后的气球可近似看成球形,过一段时间稳定后测得气球的直径d=20cm,气球稳定的过程中,气球向外界散失了2.8J的热量。已知气球橡胶薄膜产生的附加压强Δp=2σR,其中σ为薄膜的等效表面张力系数,R为气球充气后的半径。如下图为该气球的等效表面张力系数σ随气球半径R的变化曲线。吹气前气球内部的空气可忽略不计,空气可看作理想气体,大气压强p0=1.0×105Pa,1cmH2O=100Pa。求:
(1)该同学通过查阅资料得知理想气体内能大致可以用公式U=0.5T来计算,气球稳定的过程中外界对气球做了多少功?
(2)该同学的肺活量为多少毫升?
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.
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比
一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比
一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比
表达式
p1V1=p2V2
eq \f(p1,T1)=eq \f(p2,T2)或
eq \f(p1,p2)=eq \f(T1,T2)
eq \f(V1,T1)=eq \f(V2,T2)或
eq \f(V1,V2)=eq \f(T1,T2)
图象
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