【推荐】专题04+选修3-3+三态及其物态变化-2018-2019学年高二物理下学期核心知识随学随练

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一．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）‎ ‎（4）一定质量的气体不同图像的比较 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 ‎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 绝对湿度：单位体积空气所含的水汽分子数。‎ 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。‎ 例题：1．（2010•茂名一模）一定质量的理想气体由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态c，其压强P与温度t的关系如图所示，由图可知下列说法正确的是（　　） ‎ ‎ A．气体由a到b过程为等容变化 B．气体在状态a的内能大于在状态b的内能 C．气体由b到c的过程必放热 D．气体在状态a的体积小于在状态c的体积 ‎【答案】BD．‎ ‎【解析】A、这是个p-t图象，转化成p-T图象，如右图所示，ab直线不过原点，因此a到b不是等容变化．故A错误．‎ ‎ 2．（2018春•曲阜市校级月考）对于一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，当它的体积减小时，下列说法正确的是（　　）‎ ‎①单位体积内分子的个数增加 ‎②在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多 ‎③在单位时间、单位面积上气体分子对器壁的作用力不变 ‎④气体的压强增大 A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④‎ ‎【答案】B。‎ ‎【解析】对于一定质量的理想气体，当温度不变时，分子的平均动能不变，如果气体体积减小，分子密集程度增大，单位体积内分子的个数增加，在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多，作用力增大，压强增大，故①②④正确，③错误；‎ ‎3．（2019•青羊区校级模拟）如图所示，在长为l＝57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃‎ ‎．现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？新注入水银柱的高度为多少？（大气压强为P0＝76cmHg）‎ ‎【答案】管中气体的压强为85cmHg，‎ 新注入水银柱的高度为5cm。‎ ‎4．内壁光滑的导热气缸竖直放置，用质量不计、横截面积为2×10-4m2的活塞封闭了一定质量的气体．先在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半．接着边在活塞上方缓缓倒上沙子边对气缸加热，使活塞位置保持不变，直到气体温度达到177℃．（外界环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa，g=10m/s2）． （1）求加热前倒入多少质量的沙子？ （2）求整个过程总共倒入多少质量的沙子？ （3）在p-T图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化过程．‎ ‎【答案】（1）2 kg （2）一共倒入了4kg的砂子 ‎ ‎（3）‎ ‎ （2）气体做等体积变化： T2=273+27=300K T3=273+177=450K p3T3=p2T2p3T3=p2T2 代入数据解得：P3=3.0×105Pa 对活塞和沙子受力平衡，有： m2g=（p3-p1）s=40N m2=4 kg 一共倒入了4kg的砂子 ‎ ‎（3）‎ ‎5．（2019•‎ 甘井子区校级模拟）某同学自己设计制作了一个温度计，其构造如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细玻璃管插入水银槽中，管内水银面的高度即可反映A内气体温度，如在B管上刻度，即可直接读出。设B管体积忽略不计。‎ ‎①在标准大气压下在B管上进行刻度，已知当t1＝27℃时的刻度线在管内水银柱高度16cm处，则t＝0℃时的刻度线在x为多少的cm处？‎ ‎②当大气压为75cm汞柱时，利用该装测量温度时若所得读数仍为27℃，求此时实际温度。‎ ‎【答案】①则t＝0℃时的刻度线在x为21.4cm处；‎ ‎②此时实际温度为22℃。‎ ‎（2）当外界大气压变为75cmHg时，气泡内压强设为p′，其实际温度为T′。‎ 由查理定律：②‎ 其中p′＝75﹣16＝59（cmHg）‎ 代入数据后，解出：T′＝295K，t′＝22℃。‎ ‎6．如图所示，一定质量的理想气体，由状态a沿直线ab变化到状态b．在此过程中（　　）‎ A．气体的温度保持不变 B．气体分子平均速率先减小后增大 C．气体的密度不断减小 D．气体必然从外界吸热 ‎【答案】CD．‎ 二．固体、液体和物态变化 ‎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．‎ 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 ‎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．‎ 例题：1．（2018秋•银川校级月考）人们感觉到空气的干湿程度，主要决定于（　　）‎ A．空气里所含水蒸气的多少 ‎ B．空气的温度 ‎ C．空气的绝对湿度 ‎ D．空气的相对湿度 ‎【答案】D ‎2．（2018春•未央区校级期末）有一款新型水杯，在杯的夹层中封入适量的固态物质，实现了“快速降温”和“快速升温”的功能，使用时，将水杯上下晃动几分钟，可以将100℃的开水降温至55℃左右的温水，也可以将冷水升温到55℃左右的温水，这款水杯被广泛成称为“55°杯”。依据以上说明“55°杯”的工作原理是（　　）‎ A．首次使用时必须加注冷水；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热 ‎ B．首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热 ‎ C．首次使用时必须加注热水；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热 ‎ D．首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热 ‎【答案】C ‎【解析】首次使用时，必须加注热水，此时晶体物质被熔化，此过程晶体物质会吸收热量，当水的温度下降到55℃以下时，此时晶体物质会凝固，会放出热量，所以在此过程中水能较长时间保持水温不变。‎ 故ABD错误，C正确；‎ ‎3．（2019•湖北模拟）下列说法正确的是（　　）‎ A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状 ‎ B．给篮球打气时，到后来越来越费劲，说明分子间存在斥力 ‎ C．液体表面层的分子较密集，分子间引力大于斥力，因此产生液体的表面张力 ‎ D．在太空里的空间站中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 ‎ E．水的饱和汽压与温度有关 ‎【答案】ADE ‎4．（2018秋•唐山期末）下面说法正确的是（　　）‎ A．夏天，轮胎被晒爆的瞬间，原轮胎中的气体温度一定降低 ‎ B．气体体积变大时，分子力一定变小 ‎ C．多晶体和非晶体都具有各向异性，没有固定熔点的特点 ‎ D．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小 ‎ E．由于液体表面分子间的距离比液体内部大一些，所以在表面会产生表面张力 ‎【答案】ADE ‎【解析】A、气体膨胀对外做功，但是没有吸收或者放出热量，由热力学第一定律△U＝W+Q得△U＜0，内能减少，温度降低，故A正确；‎