高考物理总复习第十三章热学第二节固体、液体和气体课后达标
2019届高考物理一轮复习 第十三章 热学 第2讲 固体、液体和气体作业 新人教版
第2讲 固体、液体和气体[课时作业] 单独成册 方便使用1．(1)下列说法正确的是________．A ．饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大B ．饱和汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态C ．单晶体都有固定的形状，确定的熔点D ．所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体E ．液晶分子的空间排列虽然在特定的方向排列比较整齐，但是分子的排列是不稳定的(2)如图所示，圆柱状汽缸(横截面积为S )被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m 相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K 处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t ℃)密闭开关K ，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L .由于汽缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面L 10处．已知环境温度为27 ℃不变，mg S 与16大气压强相当，汽缸内的气体可看做理想气体，求t 值．解析：(1)饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，A 正确；饱和汽是指蒸发和液化处于动态平衡，B 错误；单晶体的空间点阵结构决定单晶体有固定形状，确定的熔点，C 正确；水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，D 错误；液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐，但分子的排列是不稳定的，所以E 正确．(2)对汽缸内封闭气体，Ⅰ(酒精棉球刚熄灭时)状态：p 1＝p 0，V 1＝LS ，T 1＝(273＋t )KⅡ(重物稳定时)状态：p 2＝p 0－mg S ＝56p 0，V 2＝910LS ，T 2＝300 K 由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得t ＝127 ℃. 答案：(1)ACE (2)127 ℃2．(1)如图所示，表示一个平面上晶体物质微粒的排列情况，图上画出了三条等长线AB 、AC 和AD ，在这三条线上物质微粒的数目均________(选填“相同”或“不同”)，可以得出结论：晶体的物理性质是________的(选填“各向同性”或“各向异性”)．(2)一定质量的理想气体体积V 与热力学温度T 的关系图像如图所示，气体在状态A 时的压强p A ＝p 0，温度T A ＝T 0，线段AB 与V 轴平行，BC 的延长线过原点．求：①气体在状态B 时的压强p B ；②气体在状态C 时的压强p C 和温度T C .解析：(1)晶体和非晶体的重要区别是：晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点，同时晶体中单晶体具有各向异性，而非晶体都各向同性．这三条线上物质微粒的数目均不同，从而得出结论为：晶体的物理性质是各向异性的．(2)①A →B ：等温变化p A V 0＝p B ×2V 0，解得p B ＝12p 0 ②B →C ：等压变化，p C ＝p B ＝12p 0， V B V C ＝T B T C ，T C ＝12T 0 答案：(1)不同 各向异性 (2)①12p 0 ②12p 0 12T 0 3．(1)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图a 、b 、c 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d 所示．则由此可判断出甲为________，乙为________，丙为________(选填“单晶体”“多晶体”或“非晶体”)．(2)如图所示，除右侧壁导热良好外，其余部分均绝热的汽缸水平放置，MN 为汽缸右侧壁．汽缸的总长度为L ＝80 cm ，一厚度不计的绝热活塞将一定质量的氮气和氧气分别封闭在左右两侧(活塞不漏气)．在汽缸内距左侧壁d ＝30 cm 处设有卡环A 、B ，使活塞只能向右滑动，开始时活塞在AB 右侧紧挨AB ，缸内左侧氮气的压强p 1＝0.8×105Pa ，右侧氧气的压强p 2＝1.0×105 Pa ，两边气体和环境的温度均为t 1＝27 ℃，现通过左侧汽缸内的电热丝缓慢加热，使氮气温度缓慢升高，设外界环境温度不变．①求活塞恰好要离开卡环时氮气的温度；②继续缓慢加热汽缸内左侧氮气，使氮气温度升高至227 ℃，求活塞移动的距离．解析：(1)晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．单晶体的物理性质具有各向异性，多晶体的物理性质具有各向同性．(2)①“恰好要离开”即汽缸内氮气压强与氧气压强相等，取封闭的氮气为研究对象： 初状态：p 1＝0.8×105 Pa ，T 1＝300 K ，V 1＝dS末状态：p 2＝1.0×105 Pa ，T 2，V 2＝V 1由查理定律，有p 1T 1＝p 2T 2代入数据解得T 2＝375 K②继续缓慢加热汽缸内气体，使氮气温度升高至T 3＝(227＋273) K ＝500 K ，设活塞移动距离为x取氮气为研究对象：初状态：p 1＝0.8×105 Pa ，T 1＝300 K ，V 1＝dS末状态：p 3，T 3＝500 K ，V 3＝dS ＋xS由理想气体状态方程，有p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3取氧气为研究对象：初状态：p 2＝1.0×105 Pa ，T 1＝300 K ，V 4＝(L －d )S末状态：p 5＝p 3，T 5＝300 K ，V 5＝LS －V 3由玻意耳定律有p 2V 4＝p 5V 5代入数据解得向右移动的距离x ≈5.6 c m.答案：(1)多晶体 非晶体 单晶体(2)①375 K ②5.6 cm4．(2018·湖北华中师大附中检测)(1)下列说法正确的是________．A ．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B ．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D ．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E ．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果(2)如图所示，一圆柱形汽缸沿水平方向固定在桌面上，一定量的理想气体被活塞封闭其中，已知汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动．开始时气体压强为p ，活塞内表面相对汽缸底部的距离为L ，外界温度为T 0，现用一质量为m 的重锤通过绳子跨过滑轮连接活塞，重新平衡后，重锤下降h .求：①活塞的横截面积S .②若此后外界的温度变为T ，则重新达到平衡后汽缸内气柱的长度为多少？已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g .解析：(1)水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则A 项错误．正是表面张力使空中的雨滴呈球形，则B 项正确．液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C 项正确．高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D 项错误．因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E 项正确．(2)①由玻意耳定律可知pLS ＝p 1(L ＋h )S活塞受力平衡，有p 1S ＝pS －mg联立方程可得S ＝mg L ＋h ph②由盖吕萨克定律有L ＋h S T 0＝L 0S T解得L 0＝L ＋h T T 0.答案：(1)BCE (2)①mg L ＋h ph ②L ＋h T T 0 5．(1)下列说法正确的是________．A ．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B ．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同C ．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁也有压强D ．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化E ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故(2)如图所示，一端封闭、粗细均匀的U 形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度为280 K 时，被封闭的气柱长L ＝22 cm ，两边水银柱高度差h ＝16 cm ，大气压强p 0＝76 cmHg.①为使左端水银面下降3 cm ，封闭气体温度应变为多少？②封闭气体的温度重新回到280 K 后，为使封闭气柱长度变为20 cm ，需向开口端注入的水银柱长度为多少？解析：(1)液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力，A 正确；温度相同的所有物体，其分子平均动能都相同，但由于分子质量不同，故平均速率不相同，故B 错误；压强是由于分子的无规则运动撞击器壁产生的，故在失重状态下容器内的气体对器壁也有压强，故C 正确；晶体和非晶体在于内部分子排列，在一定的条件下，改变分子内部结构，晶体和非晶体可以相互转化，故D 正确；气体失去容器的约束就会散开，这是因为分子都在不停地做无规则热运动，且分子间相互作用力非常小，各分子相对是自由的，从而不受相互间的约束，不是因为斥力的原因，故E 错误．(2)①初态压强p 1＝(76－16) cmHg ＝60 cmHg末态时左右水银面高度差为(16－2×3) cm＝10 cm压强p 2＝(76－10) cmHg ＝66 cmHg由理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2 解得T 2＝p 2V 2T 1p 1V 1＝350 K ②设加入的水银高度为l ，末态时左右水银面高度差h ′＝(16＋2×2) cm－l由玻意耳定律p 1V 1＝p 3V 3式中p 3＝76 cmHg －(20－l )cmHg解得l ＝10 cm.答案：(1)ACD (2)①350 K ②10 cm6．(1)下列说法正确的是________．A ．两个系统相互接触而传热，当两个系统的温度相等时就达到了热平衡B ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点C ．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度高于干泡显示的温度，是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果D ．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引E ．单晶体某些物理性质具有各向异性，而非晶体和多晶体的是各向同性的(2)如图所示的汽缸距底部h 0处连接一U 形管(管内气体的体积忽略不计，两边管足够长)，汽缸内用一体积可忽略的T 形活塞密闭一定质量的理想气体．初始时，封闭气体温度为T 0，活塞距离汽缸底部为1.5h 0，U 形管内两边水银面的高度差为Δh 0.已知水银的密度为ρ，大气压强为p 0，活塞竖直长柄长为1.2h 0，重力加速度为g .现缓慢降低气体的温度，求：①当T 形活塞竖直长柄下端刚与汽缸底部接触时，气体的温度T 1；②当温度降为0.4T 0时，U 形管内两水银面的高度差Δh .解析：(1)两个系统相互接触传热，当温度相等时，达到了热平衡，故A 正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，故C 错误；液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互作用的引力，故D 正确；单晶体的某些物理性质具有各向异性，晶体和多晶体是各向同性的，故E 正确．(2)①缓慢降温过程中，活塞长柄下端到达汽缸底部前，气体做等压变化，设活塞截面积为S ，有1.5h 0S 1.2h 0S ＝T 0T 1解得T 1＝0.8T 0.②活塞长柄下端到达汽缸底部后，继续缓慢降温至T 2＝0.4T 0过程中，气体做等容变化，有 p 1＝p 0＋ρg ·Δh 0p 2＝p 0＋ρg ·Δhp 1p 2＝T 1T 2解得Δh ＝Δh 02－p 02ρg. 答案：(1)ADE (2)①0.8T 0 ②Δh 02－p 02ρg。
2019版高考物理一轮复习 第十三章 热学 第2讲 固体 液体和气体学案
第2讲固体液体和气体微知识1 固体和液体1．晶体与非晶体(1)固体分为晶体和非晶体两类。
晶体分单晶体和多晶体。
(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有一定的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。
(3)单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性。
2．液体(1)液体的表面张力①概念：液体表面各部分间互相吸引的力。
②作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
③方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。
④大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。
(2)液晶①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。
(3)毛细现象浸润液体在细管中上升的现象以及不浸润液体在细管中下降的现象。
3．饱和汽湿度(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：饱和汽所具有的压强。
②特点：饱和汽压随温度而变。
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定义：空气的潮湿程度。
②绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。
③相对湿度：在某一温度下，空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，即相对湿度(B )＝水蒸气的实际压强p 1同温度水的饱和气压p 2×100%。
微知识2 气体1．气体分子运动的特点及运动速率统计分布2．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，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
人教版高考物理复习-固体、液体、气体(解析版)
【繁體轉換簡體方法】打開文檔---功能表列---審閱---繁轉簡---轉換完成【簡體轉換繁體方法】打開文檔---功能表列---審閱---簡轉繁---轉換完成34 固體、液體、氣體【專題導航】目錄熱點題型一固體、液體的性質 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
熱點題型二氣體壓強的計算 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
熱點題型三氣體實驗定律的應用 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
玻璃管—水銀柱模型 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
汽缸活塞模型 ...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
理想氣體狀態方程的應用 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
2022版高考物理一轮复习第十三章热学第2讲固体液体和气体作业含解析新人教版
第2讲 固体、液体和气体一、单项选择题1．以下说法正确的选项是( )A ．晶体具有各向同性，而非晶体具有各向异性B ．液体外表张力与重力有关，在完全失重的情况下外表张力消失C ．对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能到达的高度D ．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现解析：单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，选项A 错误；液体外表张力是由液体外表分子之间距离较大呈现出吸引力形成的，与重力无关，选项B 错误；对于一定的液体和一定材质的管壁，根据毛细现象，管内径的粗细会影响液体所能到达的高度，选项C 正确；浸润与不浸润是由于液体的外表层与固体外表的分子之间相互作用的结果，故D 错误。
答案：C2．(2021·北京海淀北大附中高三模拟)关于气体的压强，以下说法正确的选项是( )A ．单位体积内的分子数越多，分子的平均动能越大，气体的压强就越大B ．单位体积内的分子数越多，分子的平均动能越小，气体的压强就越大C ．一定质量的气体，体积越大，温度越高，气体的压强就越大D ．一定质量的气体，体积越大，温度越低，气体的压强就越大解析：根据气体压强的微观意义，单位体积内的分子数越多，分子的密集程度越大，分子的平均动能越大，气体的压强越大，A 正确，B 错误；根据理想气体状态方程pVT＝C ，可知体积越小，温度越高，气体的压强越大，C 错误；根据理想气体状态方程pV T＝C ，可知体积越大，温度越低，压强就越小，D 错误。
答案：A3．热学中有很多图象(图乙不是双曲线)，对图中一定质量的理想气体图象的分析，正确的选项是( )A ．甲图中理想气体的体积一定增大B ．乙图中理想气体的温度一定不变C ．丙图中理想气体的压强一定不变D ．丁图中理想气体从P 到Q ，可能经过了温度先降低后升高的过程 解析：由理想气体状态方程pVT＝C 可知，C 正确，A 错误；假设温度不变，p-V 图象应该是双曲线的一支，题图乙不是双曲线的一支，故B 错误；题图丁中理想气体从P 到Q ，经过了温度先升高后降低的过程，D 错误。
2019届高考物理总复习第十三章热学第二节固体、液体和
固体和液体的性质 【知识提炼】 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．
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，分子势能大于液体内 部的分子势能． (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．
3．湿度 (1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强． (2)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之 比． (3)相对湿度公式 相对湿度＝同水温蒸度气水的的实饱际和压汽强压B＝pps×100%.
四、气体 1．气体分子运动的特点 (1)气体分子间距_较__大__，分子力可以忽略，因此分子间除碰 撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能达到的整个空间． (2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时刻变化，大量 分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布． (3)温度升高时，速率小的分子数_减__少___，速率大的分子数 __增__加___，分子的平均速率将__增__大___，但速率分布规律不变．
2．气体实验三定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
质量一定， 质量一定， 条件 _温__度___不变 _体__积___不变
质量一定， __压__强__不变
表达式 p_1_V_1_V12＝TT12
图象
五、理想气体状态方程 1．理想气体 (1)宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵 从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，分 子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的 空间．
高考物理一轮复习 第十三章 热学 第2讲 固体、液体、气体的性质 热力学定律教学案(含解析)
第2讲固体、液体、气体的性质热力学定律教材知识梳理一、固体和液体1．固体可以分为晶体和________两种，晶体又分为单晶体和________．2．晶体的微观结构：晶体的形状和物理性质与非晶体不同，晶体中原子(或分子、离子)按照一定的规则排列，具有空间上的________性．3．液体的表面张力：液体的表面张力使液面具有________的趋势，表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．4．液晶：具有液体的________性，具有晶体的光学各向________性．二、气体1．气体的状态参量(1)压强：气体压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现，其决定因素有________和单位体积内的________数．(2)体积：气体分子所能达到空间的体积，即气体所充满的容器的容积．(3)温度：宏观上温度表示物体的冷热程度，微观上温度是________的标志，热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋________K.2．气体分子运动的特点(1)气体分子之间的距离大约是分子直径的________倍，气体分子之间的相互作用力十分微弱，可忽略不计．(2)大量分子的热运动速率分布表现为“________________”的统计规律．(3)温度一定时，某种气体分子速率分布是确定的，平均速率是确定的．温度升高时，气体分子的________增大，但并非每个分子的速率都增大．3．气体实验定律4.理想气体状态方程(1)理想气体：把在任何温度、任何压强下都遵从________________的气体称为理想气体．在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体．理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由________决定．(2)理想气体状态方程：________________(质量一定的理想气体)．三、热力学定律1．热力学第一定律：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体所做的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体________的增加．表达式为ΔU ＝________．2．热力学第二定律(1)内容：不可能使热量由________温物体传递到________温物体，而不引起其他变化；不可能从________热源吸收热量并把它全部用来对外________，而不引起其他变化．(2)微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性________的方向进行． 3．热力学第三定律：热力学零度不可能达到． 四、物体的内能1．能量守恒定律：能量既不会________，也不会________，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从________转移到________，在转化或转移的过程中，能量的总量________．2．永动机：第一类永动机是不可能制成的，因为它违反了________________；第二类永动机也是不可能制成的，因为它违反了________________．答案：一、1.非晶体 多晶体 2．周期 3.收缩 4.流动 异二、1.(1)气体分子的平均动能 分子 (3)分子平均动能 273.15 2．(1)10 (2)中间多、两头少 (3)平均速率 3．反 正 正 p 1V 1＝p 2V 2p 1T 1＝p 2T 2 V 1T 1＝V 2T 24．(1)气体实验定律 温度 (2)p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2三、1.内能 W ＋Q 2.(1)低 高 单一 做功 (2)增大四、1.凭空产生 凭空消失 一个物体 别的物体 保持不变 2．能量守恒定律 热力学第二定律 【思维辨析】(1)大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体．( ) (2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．( )(3)晶体有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的．( ) (4)液晶是液体和晶体的混合物．( )(5)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时水不再蒸发和凝结．( ) (6)压强极大的气体不遵从气体实验定律．( ) (7)做功和热传递的实质是相同的．( )(8)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J ，气体的内能一定减少．( ) (9)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．( )(10)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体做功．( ) (11)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失．( ) (12)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化．( )答案：(1)(×) (2)(×) (3)(√) (4)(×) (5)(×) (6)(√) (7)(×) (8)(×) (9)(√) (10)(√) (11)(×) (12)(×)【思维拓展】试推导理想气体压强公式，并说明影响气体压强的因素．假设有一个容积为V 的容器，容器内所装气体分子的总数为N ，容器内单位体积内分子数为n ，其中n ＝N V，每个气体分子质量为m ，我们在这个容器的内壁附近作一个小的正立方体，见下图．小立方体与容器内壁相接触的底面积为S ，令小立方体的边长为l ＝v Δt ，其中v 为气体分子平均速率，Δt 是我们所取的一小段考查的时间间隔．小立方体内气体分子的总数为N ′，N ′＝nSl ＝nSv Δt ，在Δt 内，这个小立方体内的气体分子有六分之一都将与接触面S 发生碰撞．图13331答案：设容器壁上考查面S 对这些气体分子的作用力大小为F ，对这个小立方体中在Δt 的时间内与考查面S 发生碰撞的气体分子应用动量定理得：F Δt ＝16N ′·2mv ，其中2mv 为每个气体分子与容器壁碰撞后动量变化的大小．将压力F ′＝F ＝pS 和N ′＝nSv Δt 代入上式得pS Δt ＝16nSv Δt ·2mv消去左右两边的相同项S Δt ，得压强p ＝13nmv 2因为气体分子平均动能为E k ＝12mv 2所以容器壁上碰撞处的压强为p ＝23n ·12mv 2＝23nE k从推导可知，在常温常压下，容器内质量一定的气体，微观方面压强的大小与两个因素有关，一个是容器内单位体积内的分子数n ，另一个是分子平均动能E k .而宏观方面容器内单位体积内的分子数n 对应气体密度，分子平均动能E －k 对应气体温度，所以，宏观方面气体压强与气体密度和温度有关．考点互动探究考点一 固体和液体的性质考向一 固体的性质多选)[2015·全国卷Ⅰ] 下列说法正确的是( ) A ．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B ．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C ．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E ．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 答案：BCD[解析] 晶体被敲碎后，构成晶体的分子或原子的空间点阵结构没有发生变化，仍然是晶体，A错误；有些晶体在光学性质方面是各向异性的，B正确；同种元素构成的不同晶体互为该元素的同素异形体，C正确；如果外界条件改变了物质分子或原子的排布情况，晶体和非晶体之间可以互相转化，D正确；晶体熔化过程中，分子势能发生变化，内能发生了变化，E错误．■ 规律总结(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．考向二液体的性质多选)下列说法正确的是( )A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面．这是由于水表面存在表面张力的缘故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故答案：ACD[解析] 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，选项B错误．玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，选项E错误．■ 规律总结(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)表面张力的方向：和液面相切，垂直于这部分液面的分界线．(3)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．考向三饱和汽和湿度的理解多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是( )A．温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同B．温度升高时，饱和汽压增大C．在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大D．饱和汽压和相对湿度都与体积无关E．水蒸气的实际压强越大，人感觉越潮湿答案：BCD[解析] 在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关，选项A错误，B正确；空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对湿度，相对湿度＝水蒸气的实际压强，夏天的饱和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大，C、D正确；空气潮同温度下水的饱和汽压湿程度是相对湿度，选项E错误．■ 规律总结(1)饱和汽压跟液体的种类有关，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的． (2)饱和汽压跟温度有关，饱和汽压随温度的升高而增大．(3)饱和汽压跟体积无关，在温度不变的情况下，饱和汽压不随体积而变化． 考点二 气体实验定律和气体压强的微观解释利用气体实验定律解决问题的基本思路考向一 活塞封闭气体问题13332所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m 1＝2.50 kg ，横截面积为S 1＝80.0 cm 2，小活塞的质量为m 2＝1.50 kg ，横截面积为S 2＝40.0 cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l ＝40.0 cm ，气缸外大气的压强为p ＝1.00×105Pa ，温度为T ＝303 K ．初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T 1＝495 K ．现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g 取10 m/s 2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度； (2)缸内封闭的气体与缸外大气处于热平衡时，缸内封闭气体的压强．图13332[解析] (1)设初始时气体体积为V 1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V 2，温度为T 2.由题给条件得V 1＝S 2⎝⎛⎭⎪⎫l －l 2＋S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2①V 2＝S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中，用p 表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S 1(p 1－p )＝m 1g ＋m 2g ＋S 2(p 1－p )③故缸内气体的压强不变．由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2④ 联立①②④式并代入题给数据得T 2＝330 K ⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p 1.在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′，由查理定律，有p ′T ＝p 1T 2⑥ 联立③⑤⑥式并代入题给数据得p ′＝1.01×105 Pa ⑦考向二 水银封闭气体问题[2016·全国卷Ⅲ] 一U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图13333所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p 0＝75.0 cmHg.环境温度不变．图13333[解析] 设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强为p ′1，长度为l ′1；左管中空气柱的压强为p ′2，长度为l ′2.以cmHg 为压强单位．由题给条件得p 1＝p 0＋(20.0－5.00) cmHg ①l ′1＝⎝⎛⎭⎪⎫20.0－20.0－5.002 cm ② 由玻意耳定律得p 1l 1＝p ′1l ′1 ③联立①②③式和题给条件得p ′1＝144 cmHg ④依题意p ′2＝p ′1 ⑤ l ′2＝4.00 cm ＋20.0－5.002cm －h ⑥ 由玻意耳定律得p 2l 2＝ p ′2l ′2 ⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h ＝9.42 cm ⑧考向三 水中封闭气体[2016·全国卷Ⅰ] 在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp 与气泡半径r 之间的关系为Δp ＝2σr，其中σ＝0.070 N/m.现让水下10 m 处一半径为0.50 cm 的气泡缓慢上升，已知大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度大小g 取10 m/s 2.(1)求在水下10 m 处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．[解析] (1)当气泡在水下h ＝10 m 处时，设其半径为r 1，气泡内外压强差为Δp 1，则 Δp 1＝2σr 1①代入题给数据得 Δp 1＝28 Pa ②(2)设气泡在水下10 m 处时，气泡内空气的压强为p 1，气泡体积为V 1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p 2，内外压强差为Δp 2，其体积为V 2，半径为r 2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2 ③由力学平衡条件有p 1＝p 0＋ρgh ＋Δp 1 ④ p 2＝p 0＋Δp 2 ⑤气泡体积V 1和V 2分别为V 1＝43πr 31 ⑥ V 2＝43πr 32 ⑦联立③④⑤⑥⑦式得 ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 23＝p 0＋Δp 2ρgh ＋p 0＋Δp 1⑧ 由②式知，Δp 1≪p 0，i ＝1，2，故可略去⑧式中的Δp 1项，代入题给数据得r 2r 1＝32≈1.3 ⑨考点三 气体实验定律的图像问题1.利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量．不同温度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两条等压线的关系．例如：在图13334甲中，V 1对应虚线为等容线，A 、B 分别是虚线与T 2、T 1两线的交点，可以认为从B 状态通过等容升压到A 状态，温度必然升高，所以T 2>T 1.又如图乙所示，A 、B 两点的温度相等，从B 状态到A 状态压强增大，体积一定减小，所以V 2<V 1.图133342．关于一定质量的气体的不同图像的比较] 一定质量的理想气体体积V 与热力学温度T 的关系图像如图13335所示，气体在状态A 时的压强p A ＝p 0，温度T A ＝T 0，线段AB 与V 轴平行，BC 的延长线过原点．求：(1)气体在状态B 时的压强p B ； (2)气体在状态C 时的压强p C 和温度T C .图13335[解析] (1)A 到B 是等温变化，压强和体积成反比，根据玻意耳定律有p A V A ＝p B V B解得p B ＝p 02.(2)由B 到C 是等压变化，根据盖—吕萨克定律得V B T B ＝V C T C解得T C ＝12T 0A 到C 是等容变化，根据查理定律得 p A T A ＝p C T C解得p C ＝p 02.(多选)一定量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态，其p T 图像如图13336所示．下列判断正确的是( )图13336A ．过程ab 中气体一定吸热B ．过程bc 中气体既不吸热也不放热C ．过程ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热D ．a 、b 和c 三个状态中，状态a 分子的平均动能最小E ．b 和c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同答案：ADE [解析] 过程ab ，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，选项A 正确；过程bc ，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数减少，而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，选项B 错误，选项E 正确；过程ca ，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C 错误；根据上述三过程可知：在a 、b 、c 三个状态中，状态a 的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，知其分子的平均动能最小，选项D 正确．■ 方法总结气体状态变化的图像的应用技巧(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像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；图像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)明确斜率的物理意义：在V T 图像(或p T 图像)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．考点四 理想气体状态方程的求解1.理想气体(1)宏观上，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，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．2．状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T＝C . 3．应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2)确定气体在始、末状态的参量p 1、V 1、T 1及p 2、V 2、T 2； (3)由状态方程列式求解； (4)讨论结果的合理性．[2016·北京朝阳区二模] 如图13337所示，有两个不计质量、不计厚度的活塞M 、N 将两部分理想气体A 、B 封闭在绝热气缸内，温度均是27 ℃.M 活塞是导热的，N 活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S ＝2 cm 2，初始时M 活塞相对于底部的高度为h 1＝27 cm ，N 活塞相对于底部的高度为h 2＝18 cm.现将一质量为m ＝1 kg 的小物体放在M 活塞的上表面上，活塞下降．已知大气压强为p 0＝1.0×105Pa.(g 取10 m/s 2)(1)求下部分气体的压强；(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M 、N 距离底部的高度．图13337[解析] (1)将两个活塞和重物作为整体进行受力分析得pS ＝mg ＋p 0S解得p ＝p 0＋mg S ＝1.0×105 Pa ＋1×102×10－4Pa ＝1.5×105Pa.(2)对下部分气体进行分析，初状态压强为p 0，体积为h 2S ，温度为T 1，末状态压强为p ，体积设为h 3S ，温度为T 2.由理想气体状态方程可得p 0h 2S T 1＝ph 3ST 2解得：h 3＝p 0T 2pT 1h 2＝1×105×4001.5×105×300×18 cm ≈16 cm. 对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得p 0(h 1－h 2)S ＝pLS解得L ≈6 cm.故此时活塞M 距离底端的距离为h 4＝h 3＋L ＝16 cm ＋6 cm ＝22 cm.[2016·佳木斯重点中学一模] 如图13338所示，在两端封闭、粗细均匀的竖直长管道内，用一可自由移动的绝热活塞A 封闭体积相等的两部分气体．开始时管道内气体温度都为T 0＝500 K ，下部分气体的压强p 0＝1.25×105Pa ，活塞质量m ＝0.25 kg ，管道的厚度不计，横截面积S ＝1 cm 2.现保持管道下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T ，最终管道内上部分气体体积变为原来的34，若不计活塞与管道壁间的摩擦，g 取10 m/s 2，求此时上部分气体的温度T .图13338答案：281.25 K[解析] 设初状态时两部分气体体积均为V 0，对下部分气体，等温变化，根据玻意耳定律得p 0V 0＝pV ，其中：V ＝54V 0解得p ＝45×1.25×105 Pa ＝1×105Pa对上部分气体，初态p 1＝p 0－mg S＝1×105Pa 末态：p 2＝p －mg S＝0.75×105Pa 根据理想气体状态方程，有p 1V 0T 0＝p 2·34V 0T解得T ＝281.25 K. ■ 方法总结对于两部分气体的问题，一定要找好两部分气体之间的关系，比如压强关系，体积关系等，分别找出两部分气体的初、末状态的压强、体积和温度，根据理想气体状态方程列式求解．考点五 热力学第一定律的理解和应用 1.改变内能的两种方式的比较2.温度、内能、热量、功的比较3.对公式ΔU＝Q＋W符号的规定4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．考向一利用热力学第一定律进行定性分析] 小红和小明打乒乓球时不小心把乒乓球踩扁了，小明认真观察后发现表面没有开裂，于是把踩扁的乒乓球放在热水里泡一下，乒乓球基本恢复了原状．乒乓球内的气体可视为理想气体，对于乒乓球恢复原状的过程，下列描述中正确的是( )A．球内气体对外做正功的同时吸热，内能变大B．球内气体对外做正功的同时放热，内能变大C．球内气体对外做负功的同时吸热，内能变大D．球内气体对外做负功的同时放热，内能变小E．球内气体对外做正功的同时吸热，内能不变答案：A[解析] 乒乓球内的气体受热膨胀，故对外做功，故W＜0；气体温度升高，故内能增加，故ΔU＞0；根据热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，Q＞0，即吸收热量．故选项A正确，B、C、D、E错误．考向二利用热力学第一定律进行定量计算] 如图13339所示，在斯特林循环的pV图像中，一定质量理想气体从状态A 依次经过状态B、C和D再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J．在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J．求气体完成一次循环对外界所做的功．图13339[解析] 完成一次循环气体内能不变，则ΔU＝0，吸收的热量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，气体对外做功8 J.在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为 2.5 atm，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看作理想气体．(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；(2)从微观上解释爆胎前胎内气体压强变化的原因；(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．答案：(1)3 atm (2)略(3)内能减少[解析] (1)初状态：p1＝2.5 atm，T1＝(27＋273) K＝300 K末状态：T 2＝(87＋273) K ＝360 K爆胎之前气体状态变化为等容变化，由查理定律得p 1T 1＝p 2T 2代入数据得2.5 atm 300 K ＝p 2360 K解得爆胎时轮胎内气体压强为p 2＝3 atm(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高时，分子平均动能增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，分子的平均撞击力增大，所以气体压强增大，超过轮胎承受的极限，造成爆胎．(3)气体迅速膨胀对外做功，但短时间内与外界几乎不发生热量传递，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得ΔU ＜0，内能减少．■ 规律总结(1)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W 为负；体积缩小，外界对气体做功，W 为正． (2)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子平均动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化．考点六 热力学第一定律与理想气体状态方程的综合] 如图133310所示，在绝热气缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ℃，封闭气柱长9 cm ，活塞横截面积S ＝50 cm 2.现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J ，稳定后气体温度变为127 ℃.已知大气压强等于1.0×105Pa ，求：(1)稳定后活塞到气缸底端的距离； (2)此过程中气体内能的改变量．图133310[解析] (1)取被封闭的气体为研究的对象，开始时气体的体积为L 1S ，温度为：T 1＝(273＋27) K ＝300 K末状态的体积为L 2S ，温度为：T 2＝(273＋127) K ＝400 K气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律得：L 1S T 1＝L 2S T 2代入数据得：L 2＝12 cm.(2)在该过程中，气体对外做功：W ＝F ·ΔL ＝p 0S (L 2－L 1)＝1.0×105×50×10－4×(12－9)×10－2J ＝15 J ，由热力学第一定律有ΔU ＝Q －W ＝22 J －15 J ＝7 J.(多选)[2016·全国卷Ⅱ] 一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或等压过程ab 、bc 、cd 、da 回到原状态，其p T 图像如图133311所示，其中对角线ac 的延长线过原点O .下列判断正确的是( )图133311A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功答案：ABE [解析] (1)由pVT ＝C 得p ＝C V·T (C 为常量)，因对角线ac 的延长线过原点O ，即p ＝kT ，故体积V 不变，即V a ＝V c ，选项A 正确；一定量的理想气体的内能由温度T 决定，而T a >T c ，故E a >E c ，选项B 正确；cd 过程为等温加压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故系统要对外放热，放出热量Q ＝W 外，选项C 错误；da 过程为等压升温过程，体积增加，对外界做功，系统内能增加，故系统要从外界吸热，且吸收热量Q ＝W 外＋ΔE 内>W 外，选项D 错误；bc 过程为等压降温过程，由V 1T 1＝V 2T 2可知，气体体积会减小，W ＝p ΔV ＝C ΔT bc ；同理da 过程中，W ′＝p ′ΔV ′＝C ΔT da ，因为|ΔT bc |＝|ΔT da |，故|W |＝|W ′|，选项E 正确．考点七 热力学第二定律的理解和应用1.对热力学第二定律的理解(1)“自发地”说明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助． (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．2．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．考向一 对热力学第二定律的理解多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A ．不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功 B ．可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功 C ．不可能使热量从低温物体传向高温物体 D ．机械能转变为内能的实际宏观过程是不可逆过程 E ．与热现象有关的变化过程都具有方向性 答案：BDE。
高考物理一轮复习第十三章热学第2节固体液体气体学案新人教版
第2节固体液体气体必备知识预案自诊知识梳理一、温度和温标1.由大量分子组成的叫热力学系统,描述热力学系统的状态参量有、、等。
无外界影响下,时,系统处于平衡态。
2.当两个相互接触的热力学系统的参量时,这两个系统就达到;当两个系统在接触时,若它们的,则这两个系统处于热平衡;如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定;一切互为热平衡的系统都具有相同的。
3.热力学温标表示的温度叫做。
它是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号表示,单位是,简称开,符号为K。
摄氏温度t与热力学温度T的关系是:T=t+ K。
二、气体1.气体分子运动的特点(1)气体分子间距较,分子力可以,因此可以认为气体分子间除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满。
(2)分子做无规则的运动,速率有大有小,且时而变化,大量分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布。
(3)温度升高时,速率小的分子数,速率大的分子数,分子的平均速率将,但速率分布规律。
2.气体的压强(1)产生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。
(2)决定因素a.宏观上:决定于气体的和。
b.微观上:决定于分子的和。
3.气体实验定律4.理想气体状态方程 (1)理想气体①宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从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,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
(2)理想气体的状态方程①内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的保持不变。
②公式:p 1p 1p 1=p 2p 2p 2或ppp=C (C 是与p 、V 、T 无关的常量)。
三、固体1.分类:固体分为 和 两类。
晶体分 和 。
2.晶体与非晶体的比较四、液体1.液体的表面张力(1)作用:液体的表面张力使液面具有到表面积最小的趋势。
高考物理一轮复习第十三章第2讲固体液体与气体学案含解析
第2讲 固体、液体与气体主干梳理 对点激活知识点 固体的微观结构、晶体和非晶体、液晶的微观结构 Ⅰ1.晶体和非晶体2．晶体的微观结构(1)如图所示，金刚石、石墨晶体的晶体微粒有□07规则地、□08周期性地在空间排列。
(2)晶体特性的解释 3．液晶(1)概念：许多有机化合物像液体一样具有□13流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向□14异性，这些化合物叫做液晶。
(2)微观结构：分子在特定的方向上排列比较整齐，具有□15晶体的各向异性，同时也具有一定的无规则性，所以也具有液体的流动性，如图所示。
(3)有些物质在特定的□16温度范围之内具有液晶态；另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定的□17浓度范围具有液晶态。
(4)天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的。
(5)应用：显示器、人造生物膜。
知识点 液体的表面张力现象 Ⅰ 1．液体的表面张力(1)概念：液体表面各部分间□01互相吸引的力。
(2)作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积□02最小的趋势。
(3)方向：表面张力跟液面□03相切，且跟液面的分界线□04垂直。
2．浸润和不浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫□05浸润。
一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫□06不浸润。
如图所示。
3．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。
知识点 饱和汽、未饱和汽和饱和汽压 相对湿度 Ⅰ1.饱和汽、未饱和汽 (1)动态平衡：在密闭的盛有某种液体的容器中，随着液体的不断蒸发，液面上方气体分子的数密度增大到一定程度时，在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数。
这时，蒸气的密度不再增大，液体也不再减少，液体与气体之间达到了平衡状态，蒸发从宏观上看是停止了。
这种平衡是一种动态平衡。
(2)饱和汽与未饱和汽：与液体处于□01动态平衡的蒸汽叫做饱和汽，而 □02未达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽。
2021年高考物理总复习：第十三章《热学》第2讲固体、液体和气体
2021年高考物理总复习：第十三章《热学》
第2讲固体、液体和气体
一、固体
晶体与非晶体的比较
二、液体和液晶
1．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．
2．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，毛细管越细，毛细现象越明显．
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．
三、饱和汽、饱和汽压和相对湿度
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：饱和汽所具有的压强．
(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，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．相对湿度
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．
即：相对湿度＝水蒸气的实际压强
同温度水的饱和汽压
.
[深度思考]在闷热的夏天我们会感到非常的不舒服，是因为空气的相对湿度大还是小呢？答案相对湿度大．
四、气体
1．气体压强
(1)产生的原因
由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，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．
2．气体实验定律。
高考物理一轮复习 第十三章 热学 第2节 固体 液体 气体学案 新人教版
学习资料第2节固体液体气体必备知识预案自诊知识梳理一、温度和温标1。
由大量分子组成的叫热力学系统，描述热力学系统的状态参量有、、等.无外界影响下,时,系统处于平衡态。
2.当两个相互接触的热力学系统的参量时，这两个系统就达到;当两个系统在接触时，若它们的，则这两个系统处于热平衡;如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定;一切互为热平衡的系统都具有相同的。
3。
热力学温标表示的温度叫做。
它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号表示，单位是,简称开，符号为K.摄氏温度t与热力学温度T的关系是：T=t+ K.二、气体1.气体分子运动的特点（1)气体分子间距较,分子力可以，因此可以认为气体分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满。
(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化,大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布。
（3）温度升高时，速率小的分子数,速率大的分子数,分子的平均速率将,但速率分布规律。
2。
气体的压强(1）产生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.（2）决定因素a.宏观上:决定于气体的和。
b。
微观上:决定于分子的和。
3。
气体实验定律图像4。
理想气体状态方程（1）理想气体①宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从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,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
（2）理想气体的状态方程①内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的保持不变.②公式：p1p1p1=p2p2p2或ppp=C（C是与p、V、T无关的常量).三、固体1.分类:固体分为和两类。
晶体分和。
2.晶体与非晶体的比较四、液体1.液体的表面张力（1)作用：液体的表面张力使液面具有到表面积最小的趋势。
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1 / 7 第二节 固体、液体和气体 [学生用书P361(单独成册)] (建议用时：60分钟) 一、选择题 1．一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分，分别装有质量不等的同种气体．当两部分气体稳定后，它们的( ) A．密度相同 B．分子数相同 C．分子平均速率相同 D．分子间平均距离相同
解析：选C.根据ρ＝mV可知，m不等，V相等，则ρ不相等，A项错误；质量不等的同种气体的分子数不相等，B项错误；当两部分气体稳定后，二者的温度是相等的，故同种气体分子的平均速率相同，C项正确；同体积、不同质量的同种气体分子间距不相同，D项错误． 2．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是( ) A．液体的分子势能与体积有关 B．晶体的物理性质都是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 E．液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力 解析：选ADE.分子势能与分子间距有关，而分子间距与物体的体积有关，则知液体的分子势能和体积有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶体物理性质表现为各向同性，选项B错误；温度升高时，分子的平均动能增大但不是每一个分子动能都增大，选项C错误；露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形，选项D正确；液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为引力，选项E正确． 3．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( ) A．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 B．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 D．一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子间势能的总和 E．如果气体温度升高，那么所有分子的运动速率都增大 解析：选ABD.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，2 / 7
而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，A对；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，B对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，C错；根据内能的定义可知，D对；气体温度升高，分子运动的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的运动速率都增大，E错． 4．(2018·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( ) A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大 B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变 C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加 D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变 E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大 解析：选ACE.气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关．若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A对、B错；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积一定减小，故单位体积内的分子个数一定增加，C对、D错；由气体压强产生原因知，E对． 5．(2018·武汉模拟)如图所示，是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是( )
A．水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大 B．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的 C．当液体处于饱和汽状态时，液体会停止蒸发现象 D．在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压 解析：选AB.当液体处于饱和汽状态时，液体与气体达到了一种动态平衡，液体蒸发现象不会停止，选项C错误；在实际问题中，水面上方含有水分子、空气中的其他分子，但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压，选项D错误． 6．如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强( ) 3 / 7
A．逐渐增大 B．逐渐增小 C．始终不变 D．先增大后减小 解析：选A.法一：由题图可知，气体从状态a变到状态b，体积逐渐减小，温度逐渐升
高，由pVT＝C可知，压强逐渐增大，故A正确．
法二：由pVT＝C得：V＝CpT，从a到b，ab段上各点与O点连线的斜率逐渐减小，即1p逐渐减小，p逐渐增大，故A正确． 7．(2018·南京模拟)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( ) A．气体分子的平均速率不变 B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 C．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 D．气体分子的总数增加 E．气体分子的密度增大 解析：选ACE.气体温度不变，分子平均动能、平均速率均不变，A正确．理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故C、E正确，B、D错误． 8.
一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( ) A．a→b过程中不断增加 B．b→c过程中保持不变 C．c→d过程中不断增加 D．d→a过程中保持不变 E．d→a过程中不断增大 解析：选ABE.由题图可知a→b温度不变，压强减小，所以体积增大，b→c是等容变化，体积不变，因此A、B正确；c→d体积不断减小，d→a体积不断增大，故C、D错误，E正4 / 7
确． 二、非选择题 9．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．
(1)该循环过程中，下列说法正确的是________． A．A→B过程中，外界对气体做功 B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大 C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化 (2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ. 解析：(1)在A→B的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，选项A错误；B→C的过程中，气体对外界做功，W＜0，且为绝热过程，Q＝0，根据ΔU＝Q＋W，知ΔU＜0，即气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B错误；C→D的过程中，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；D→A的过程为绝热压缩，故Q＝0，W＞0，根据ΔU＝Q＋W，ΔU＞0，即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D错误． (2)从A→B、C→D的过程中气体做等温变化，理想气体的内能不变，内能减小的过程是B→C，内能增大的过程是D→A.
气体完成一次循环时，内能变化ΔU＝0，热传递的热量Q＝Q1－Q2＝(63－38)kJ＝25 kJ，根据ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25 kJ，即气体对外做功25 kJ. 答案：(1)C (2)B→C 25 10．如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0) 5 / 7
解析：选取汽缸和活塞整体为研究对象， 相对静止时有：F＝(M＋m)a 再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有： pS－p0S＝ma
解得：p＝p0＋mFS（M＋m）.
答案：p0＋mFS（M＋m） 11．(2017·高考全国卷Ⅱ)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g. (1)求该热气球所受浮力的大小； (2)求该热气球内空气所受的重力； (3)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．
解析：(1)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为ρ0＝mV0① 在温度为T时的体积为VT，密度为 ρ(T)＝mVT②
由盖－吕萨克定律得V0T0＝VTT③ 联立①②③式得 ρ(T)＝ρ0
T0
T④
气球所受到的浮力为 f＝ρ(Tb)gV⑤
联立④⑤式得
f＝Vgρ0
T0
Tb
. ⑥
(2)气球内热空气所受的重力为 G＝ρ(Ta)Vg⑦
联立④⑦式得
G＝Vgρ0
T0
Ta
. ⑧
(3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得 mg＝f－G－m0g⑨