XX高三物理考点解析固体液体和气体.docx

XX高三物理考点解析固体液体和气体.docx

《XX高三物理考点解析固体液体和气体.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《XX高三物理考点解析固体液体和气体.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

XX高三物理考点解析固体液体和气体

XX高三物理考点解析：

固体、液体和气体

　　考点44　固体、液体和气体

　　考点名片

　　考点细研究：

固体的微观结构、晶体和非晶体；液体的表面张力现象；气体实验定律、理想气体状态方程等。

其中考查到的如：

XX年全国卷第33题、XX年全国卷第33题、XX年全国卷第33题、XX年全国卷第33题、XX年江苏高考第12题A、XX年福建高考29题、XX年山东高考37题、XX年全国卷第33题、XX年江苏高考第29题、XX年浙江高考第13题、XX年福建高考第29题、XX年山东高考第37题、XX年重庆高考第10题等。

　　备考正能量：

本考点考查重点有气体实验三定律、能量守恒定律的理解和计算以及对气体三个状态参量的认识等。

命题形式趋向于应用型、综合型和能力型，易与生产生活、工农业生产等紧密联系。

主要题型为选择题、填空题。

　　一、基础与经典

　　．以下说法中正确的是

　　A．金刚石、食盐都有确定的熔点

　　B．饱和汽的压强与温度无关

　　c．一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用

　　D．多晶体物理性质表现为各向异性

　　E．当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较小

　　答案　AcE

　　解析　金刚石、食盐都是晶体，有确定的熔点，选项A正确；饱和汽的压强与温度有关，故B错误；因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能在水面上行走自如，故c正确；多晶体物理性质表现为各向同性，故D错误；在一定温度条件下，大气中相对湿度越小，水蒸发越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，但绝对湿度不一定小，E正确。

　　如图所示，曲线、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。

从图中可以确定的是

　　A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0

　　B．曲线的bc段表示固液共存状态

　　c．曲线的ab段、曲线N的ef段均表示固态

　　D．曲线的cd段、曲线N的fg段均表示液态

　　答案　B

　　解析　晶体与非晶体的最大区别就是晶体有固定的熔点。

当因温度升高而熔化时，在熔化过程中晶体的温度将保持不变，只有晶体全部熔化后其温度才上升，而非晶体没有这个特点。

结合题目中的图象特点可知B正确。

　　如图，竖直放置的右管上端开口的U形玻璃管内用水银封闭了一段气体，右管内水银面高于左管内水银面，若U形管匀减速下降，管内气体

　　A．压强增大，体积增大

　　B．压强增大，体积减小

　　c．压强减小，体积增大

　　D．压强减小，体积减小

　　答案　B

　　解析　初始状态px＝p0＋ph，若匀减速下降，加速度向上，超重，则右侧水银对气体的压力增大，h高水银柱产生的压强ph＝，所以压强增大，由玻意耳定律知，pV＝c，故V减小，B项正确。

　　．下列说法正确的是

　　A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和

　　B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定改变

　　c．晶体有固定的熔点且物理性质各向异性

　　D．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体

　　E．金属在各个方向具有相同的物理性质，但它是晶体

　　答案　BDE

　　解析　由热力学知识知：

气体的内能是所有分子热运动的动能与分子势能之和，A错误；气体的温度变化时，气体分子的平均动能变化，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体是各向同性的，c错误；完全失重情况下，液体各方向的力都一样，所以会成为一个标准的球形，D正确；通常金属在各个方向具有相同的物理性质，它为多晶体，E正确。

　　．关于液体表面现象的说法中错误的是

　　A．把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，这是因为缝衣针受到的重力太小，又受到水的浮力的作用

　　B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体表面分子间有相互吸引力

　　c．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，这是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小

　　D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察呈圆形，这是因为油滴是各向同性的

　　答案　AD

　　解析　液体表面分子间距较大，表现为引力，分子引力使液体的体积有收缩到最小的趋势，故B、c正确，A、D中的现象都是由于液体表面张力的作用，所以A、D错误。

　　．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．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定

　　答案　AcE

　　解析　单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体分子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故c正确，D错误；气体的压强与气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，E正确。

　　带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，如图所示，开始时气体处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，a、c状态体积相同。

设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则

　　A．pb>pc，Qab>QacB．pb>pc，QabQacD．pbVc，则pbQac，则c正确，D错误。

　　．关于人类对自然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．液晶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．物质分子都在固定位置附近振动

　　D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

　　答案　AD

　　解析　液晶是化合物的一种存在形式，分子间存在引力作用，体积变化，分子间距变化，分子势能变化，选项A正确；单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体是各向同性的，选项B错误；气体分子的运动范围很大，液体分子的平衡位置可以移动，固体分子在平衡位置附近振动，故选项c错误；露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，选项D正确。

　　．把极细的玻璃管分别插入水中和水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是

　　答案　Ac

　　解析　水能浸润玻璃，而水银不能浸润玻璃。

因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误。

水银不能浸润玻璃，c正确。

D项中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的，故正确选项为A、c。

　　0.一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在pT图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点o，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断

　　A．ab过程中气体体积不断减小

　　B．bc过程中气体体积不断减小

　　c．cd过程中气体体积不断增大

　　D．da过程中气体体积不断增大

　　答案　BcD

　　解析　分析图象时要注意，在pT图象中，若图线为过原点的直线，则该过程是等容变化，并且图线斜率越大，气体体积越小。

四条直线段只有ab段是等容过程，即ab过程中气体体积不变，选项A是错误的，其他三个过程并不是等容变化过程。

ob、oc、od都是一定质量理想气体的等容线，依据pT图中等容线的特点，比较这几条图线的斜率即可得出Va＝Vb>Vd>Vc，故选项B、c、D正确。

　　二、真题与模拟

　　1．XX·全国卷]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，无论体积大小，都是晶体。

将一块晶体敲碎后，得到的颗粒仍然是晶体，选项A错误；晶体由于空间点阵结构的不同，在不同的方向上有不同的光学性质，选项B正确；由同种元素构成的固体，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能构成石墨，也可能构成金刚石，选项c正确；在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体。

例如天然水晶是晶体，熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体，选项D正确；在熔化过程中，晶体吸收热量，但是温度保持不变，只是分子平均动能保持不变，而分子势能要增加，内能要增加，选项E错误。

　　．XX·江苏高考]对下列几种固体物质的认识，正确的有

　　A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

　　B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

　　c．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

　　D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

　　答案　AD

　　解析　晶体都具有固定的熔点，选项A正确；蜂蜡是非晶体，选项B错误；晶体的微粒在空间的排列是规则的，选项c错误；石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导致了它们的物理性质不同，选项D正确。

　　3．XX·福建高考]如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。

设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则

　　A．Tb>Tc，Qab>QacB．Tb>Tc，QabQacD．Tb＝Tc，QabQac，c正确。

　　．XX·广东高考]用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体

　　A．体积减小，内能增大

　　B．体积减小，压强减小

　　c．对外界做负功，内能增大

　　D．对外界做正功，压强减小

　　答案　Ac

　　解析　袋内气体与外界无热交换即Q＝0，袋四周被挤压时，体积V减小，外界对气体做正功，根据热力学定律ΔU＝＋Q，气体内能增大，则温度升高，由＝常数知压强增大，选项A、c正确，B、D错误。

　　．XX·重庆高考]某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。

若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么

　　A．外界对胎内气体做功，气体内能减小

　　B．外界对胎内气体做功，气体内能增大

　　c．胎内气体对外界做功，内能减小

　　D．胎内气体对外界做功，内能增大

　　答案　D

　　解析　中午比清晨时温度高，所以中午胎内气体分子平均动能增大，理想气体的内能由分子动能决定，因此内能增大；车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，所以只有D项正确。

　　．XX·广东高考]如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水。

在水加热升温的过程中，被封闭的空气

　　A．内能增大

　　B．压强增大

　　c．分子间引力和斥力都减小

　　D．所有分子运动速率都增大

　　答案　AB

　　解析　由于金属内筒导热而隔热外筒绝热，故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收热量而不向外放热，且封闭空气的体积不能改变即不做功，故由热力学定律可知其内能一定增大，A正确；由＝c知温度升高且体积不变时封闭空气的压强一定增大，B正确；气体分子间作用力微弱，即使考虑分子间作用力，也因气体体积不变，分子间平均距离不变，分子间引力和斥力都不变，c错误；温度升高时，分子平均动能增大，但这并不意味着每个分子的运动速率都增大，D错误。

　　．XX·北京海淀区月考]某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为________的空气。

　　A.VB.V

　　c.VD.V

　　答案　c

　　解析　设需充入体积为V′的空气，以V、V′体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有＝，得V′＝V，故c项正确。

　　．XX·东北三省联考]下列说法正确的是

　　A．气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

　　B．大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体

　　c．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥的原因

　　D．气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关

　　答案　AcD

　　解析　由扩散定义可知，A正确；由晶体定义可知细盐还是晶体，B错误；气体分子之间间距很大，几乎无分子力作用，胎内气体压强增大造成自行车打气越打越困难，c正确；封闭气体产生的压强由分子密集程度和温度决定，密集程度越大，温度越高，压强越大，且压强是大量分子对器壁的碰撞产生的，所以D正确。

　　．XX·景德镇检测]夏天，自行车内胎充气过足，放在阳光下受到暴晒，车胎极易爆裂。

关于这一现象对车胎内气体描述正确的有

　　A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子间斥力急剧增大的结果

　　B．在爆裂前的过程中，车胎内气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大

　　c．在爆裂前的过程中，车胎内气体吸热，内能增加

　　D．在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体内能减少

　　答案　BcD

　　解析　由于气体分子间的距离始终大于分子间的平均距离r0，所以气体分子间的作用力总是表现为引力，故选项A错误。

由于阳光的暴晒，胎内气体在体积不变的情况下，吸收热量，温度升高，分子无规则热运动加剧，压强增大，选项B、c正确。

在车胎突然爆裂的瞬间，气体做绝热膨胀，对外界做功，温度降低，车胎内气体内能减少，D项正确。

　　0．XX·云南师大附中模拟]下列说法正确的是

　　A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动

　　B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加

　　c．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点

　　D．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加

　　E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程

　　答案　AcE

　　解析　布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，A正确。

气体的温度升高，气体分子平均动能增大，但不是每个气体分子运动的速率都增加，B错误。

液晶具有与晶体相似的性质，如具有光学各向异性，c正确。

做功和热传递是改变物体内能的两种方式，由于没有考虑热传递，所以D错误。

由热力学第二定律可知，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，E正确。

　　一、基础与经典

　　1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是________。

　　A．所有晶体沿各个方向的光学性质都相同

　　B．非晶体沿各个方向的物理性质都相同

　　c．在各种晶体中，原子都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性

　　D．物质是晶体还是非晶体，是绝对的，不可能相互转化

　　E．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体

　　如图所示，粗细均匀、导热性能良好、装有适量水银的U形管竖直放置，左端封闭一定质量的理想气体，气柱长l＝32c，两管中水银面等高。

现向右管中加入长Δl＝9c的水银柱。

环境温度不变，大气压强p0＝75cHg。

求稳定后左管内气体的压强。

　　答案　BcE　80cHg

　　解析　晶体分为单晶体和多晶体，其中单晶体具有各向异性，多晶体是由许多杂乱无章排列着的小晶体组成的，多晶体和非晶体一样具有各向同性，故A错误；非晶体具有各向同性，故B正确；无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子都是按一定的规律排列的，具有空间上的周期性，故c正确；物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故D错误，E正确。

　　初态两管水银面等高，封闭气体的压强p1＝p0，加入水银后，假设左侧水银面上升xc，则右侧水银面上升c，

　　此时左侧封闭气体压强为p2＝p0＋，

　　由玻意耳定律：

p0l＝，

　　解得x＝2c或x＝72c，

　　稳定后压强p2＝p0＋＝80cHg。

　　2.如图所示，钢筒质量为40g，活塞质量为20g，横截面积为100c2，钢筒放在水平地面上时，气柱长度为10c，大气压强为1×105Pa，温度为7℃，求：

当竖直向上提活塞杆，将钢筒缓慢地提起来时，气柱多长？

　　答案　20c

　　解析　设刚提起钢筒时气柱长为l1，压强为p1，钢筒放在地面上时气体压强为p，长度为l。

　　选活塞为研究对象，钢筒放在地面上尚未上提活塞时，根据平衡条件有pS＝p0S＋g，p＝p0＋＝1.2×105Pa。

　　提起后以钢筒为研究对象，根据平衡条件有：

　　p0S＝p1S＋g，p1＝p0－＝6×104Pa。

　　选钢筒内封闭气体为研究对象，根据玻意耳定律有：

　　plS＝p1l1S，

　　解得：

l1＝＝c＝20c。

　　二、真题与模拟

　　3．XX·全国卷]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p0＝75.0cHg。

环境温度不变。

　　答案　144cHg　9.42c

　　解析　设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2。

活塞被下推h后，右管中空气柱的压强p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′。

以cHg为压强单位。

由题给条件得：

　　p1＝p0＋cHg

　　l1′＝c＝12.5c

　　对右管中空气柱由玻意耳定律得：

p1l1＝p1′l1′

　　联立式和题给条件得：

p1′＝144cHg

　　依题意p2′＝p1′

　　l2′＝4.00c＋c－h＝c

　　对左管中空气柱由玻意耳定律得：

p2l2＝p2′l2′

　　联立式和题给条件得：

h＝9.42c。

　　．XX·全国卷]一氧气瓶的容积为0.083，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。

某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.363。

当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。

若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。

　　答案　4天

　　解析　设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2时，体积为V2，根据玻意耳定律得：

　　p1V1＝p2V2

　　重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为：

　　V3＝V2－V1

　　设用去的氧气在p0压强下的体积为V0，则有：

p2V3＝p0V0

　　设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为：

N＝

　　联立式，并代入数据得：

N＝4。

　　．XX·全国卷]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＝，其中σ＝0.070N/。

现让水下10处一半径为0.50c的气泡缓慢上升。

已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103g/3，重力加速度大小g＝10/s2。

　　求在水下10处气泡内外的压强差；

　　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。

　　答案　28Pa　1.3

　　解析　当气泡在水下h＝10处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为Δp1，则：

　　Δp1＝

　　代入题给数据得：

　　Δp1＝28Pa

　　设气泡在水下10处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为Δp2，其体积为V2，半径为r2。

　　气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有：

　　p1V1＝p2V2

　　由力学平衡条件有：

p1＝p0＋ρgh＋Δp1

　　p2＝p0＋Δp2

　　气泡体积V1和V2分别为：

　　V1＝πr

　　V2＝πr

　　联立式得：

　　＝

　　由式知，Δpip0，i＝1,2，故可略去式中的Δpi项。

代入题给数据得：

＝≈1.3。

　　．XX·山东高考]一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。

将一质量＝3×103g、体积V0＝0.53的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。

向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40，筒内气体体积V1＝13。

在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮。

求V2和h2。

　　已知大气压强p0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103g/3，重力加速度的大小g＝10/s2。

不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。

　　答案　2.53　10

　　解析　当F＝0时，由平衡条件得：

　　g＝ρg

　　代入数据得：

V2＝2.53

　　设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得：

　　p1＝p0＋ρgh1

　　p2＝p0＋ρgh2

　　在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得：

　　p1V1＝p2V2

　　联立式，代入数据得：

h2＝10。

　　．XX·河北衡水中学三模]质量＝10g的缸体与质量＝4g的活塞，封闭一定质量的理想气体，不漏气的活塞被一劲度系数＝20N/c的轻弹簧竖直向上举起立于空中，如图所示。

环境温度为T1＝1500时被封气柱长度L1＝30c，缸口离地的高度为h＝5c，若环境温度变化时，缸体有良好的导热性能。

已知活塞与缸壁间无摩擦，弹簧原长L0＝27c，活塞横截面积S＝2×10－32，大气压强p0＝1.0×105Pa，当地重力加速度g＝10/s2，求环境温度降到多少时汽缸着地，温度降到多少时能使弹簧恢复原长。

　　答案　1250　480解析　因汽缸悬空，汽缸内气体先降温时气体等压变化，压强恒为：

p1＝p0＋＝1.5p0。

汽缸下降h时着地，

　　由盖—吕萨克定律知：

＝，

　　代入数据得：

T2＝1250。

　　待缸口着地后，再降温时活塞上移，弹簧逐渐恢复原长，由x＝g知弹簧的形变量为x＝7c。

　　设弹簧恢复原长时的环境温度为T3，气体压强为p3，气柱长度为L3，由活塞的平衡知：

p3＝p0－＝0.8p0，由几何关系知：

L3＝L1－x－h＝18c。

　　由＝知＝，

　　整理可得：

T3＝480。