高考物理大一轮复习第13章热学第2节固体液体和气体课时规范训练

第二节 固体、液体和气体(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＝m V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，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( )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pV T ＝C 得：V ＝C p T ，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 ＝Q 1－Q 2＝(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 2510．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p 0)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 －p 0S ＝ma解得：p ＝p 0＋mFS （M ＋m ）.答案：p 0＋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T a 的热空气，气球外冷空气的温度为T b .已知空气在1个大气压、温度T 0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m 0，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T 0时的体积为V 0，密度为ρ0＝mV0①在温度为T 时的体积为V T ，密度为 ρ(T )＝m VT②由盖－吕萨克定律得V0T0＝VT T③联立①②③式得ρ(T )＝ρT0T④气球所受到的浮力为f ＝ρ(T b )gV⑤联立④⑤式得f ＝Vg ρT0Tb. ⑥(2)气球内热空气所受的重力为G ＝ρ(T a )Vg⑦联立④⑦式得G ＝Vg ρT0Ta. 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 －m 0g⑨联立⑥⑧⑨式得m ＝V ρ0T 0⎝ ⎛⎭⎪⎫1Tb －1Ta －m 0. 答案：见解析 12.(2015·高考全国卷Ⅰ)如图，一固定的竖直汽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 ；汽缸外大气的压强为p ＝1.00×105 Pa ，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 ．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，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，汽缸内封闭气体的温度； (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．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 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2＋S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l －l 2 ①V 2＝S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中，用p 1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－吕萨克定律有V1T1＝V2T2④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.在此后与汽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 ＝p1T2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p ′＝1.01×105 Pa.答案：(1)330 K (2)1.01×105Pa。

配餐作业固体液体和气体A组·基础巩固题1．(多选)下列说法正确的是( )A．晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D．随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小解析只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A项错误；内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关，内能不同，温度可能相同，则分子热运动的平均动能可能相同，故B项正确；液晶，即液态晶体，像液体一样具有流动性，具有各向异性，故C项正确；随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大，故D项错误。

答案BC2．堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力。

设此过程中气体的温度保持不变。

对这一现象的解释正确的是( )A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多B．气体分子间没有可压缩的间隙C．气体分子的平均动能增大D．气体分子间相互作用力表现为斥力解析当气体的密度增大时，单位体积的分子数增加，气体分子的密度变大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，故对活塞的压强变大，你会感到越来越费力，故选A项。

答案 A3．(多选)下列对理想气体的理解正确的是 ( )A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B．只要气体压强不是很大就可视为理想气体C．密闭容器内的理想气体随着温度的升高，其压强增大，内能增大D．一定质量的理想气体对外界做功时，它的内能有可能增大E．理想气体的压强是由气体分子间斥力产生的解析理想气体实际上并不存在，只是一种理想化的物理模型，故A项正确；实际气体在压强不太高、温度不太低的情况下可以看作理想气体，故B项错误；温度升高，理想气体的分子势能为零，内能等于分子动能，所以温度升高，分子平均动能增大，内能增大，C项正确；根据热力学第一定律，一定质量的理想气体对外界做功时，有可能还从外界吸收热量，内能可能增大，D项正确；理想气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的，理想气体分子作用力为零，E项错误。

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。

第二节固体、液体和气体(建议用时：60分钟)一、选择题1．下列说法正确的是( )A．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B．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C．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D．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解析：选BC.水在油脂上不浸润，在干净的玻璃板上浸润，A错误；当宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，里面的所有物体均处于完全失重状态，此时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球形，B正确；对于浸润液体，在毛细管中上升，对于非浸润液体，在毛细管中下降，C正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开，是大气压的作用，D错误．2．(2018·贵阳摸底)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．多晶体的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解析：选ACE.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，选项B错误；因为液体表面张力的存在，有些小昆虫能停在水面上，选项C正确；多晶体的物理性质表现为各向同性，选项D错误；在一定温度条件下，相对湿度越小，水蒸发得也就越快，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，选项E 正确．3．(2018·广东联考)下列说法正确的是( )A．气体的内能是分子间势能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．金属在各个方向具有相同的物理性质，但它是晶体解析：选BD.由热力学知识知：气体的内能是分子热运动的动能与分子间势能之和，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；通常金属在各个方向具有相同的物理性质，它为多晶体，D 正确．4．(2018·武汉部分学校调研)下列说法正确的是( ) A ．用油膜法可以估测分子的质量B ．石英、云母、明矾、食盐等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、橡胶等是非晶体C ．从微观角度来看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能以及分子的密集程度有关D ．英国物理学家焦耳通过实验测定了外界对系统做功和传热对于系统状态的影响，以及功与热量的相互关系解析：选BCD.用油膜法可以估测分子的大小，不能估测分子的质量，选项A 错误． 5．下列说法正确的是( )A ．对于一定量的气体，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零B ．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C ．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性D ．一定量的理想气体等压膨胀对外做功，气体一定吸热解析：选CD.根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项A 错误；晶体不会因为体积的变化而变成非晶体，选项B 错误；在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项C 正确；一定量的理想气体等压膨胀，温度一定升高，内能一定增加，ΔU ＞0，膨胀对外做功，W ＜0，由热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU 可知，Q ＞0，说明气体一定吸热，故选项D 正确． 二、非选择题6.(2018·高密模拟)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态A ，由过程AB 到达状态B ，后又经过过程BC 到达状态C ，如图所示．设气体在状态A 时的压强、体积和温度分别为p A 、V A 和T A .在状态B 时的体积为V B ，在状态C 时的温度为T C . (1)求气体在状态B 时的温度T B ；(2)求气体在状态A 的压强p A 与状态C 的压强p C 之比．解析：(1)由题图知，A →B 过程为等压变化．由盖－吕萨克定律有V A T A ＝V BT B ，解得T B ＝T A V BV A. (2)由题图知，B →C 过程为等容变化，由查理定律有：p B T B ＝p C T CA →B 过程为等压变化，压强相等，有p A ＝p B, 由以上各式得p A pC ＝T A V BT C V A.答案：(1)T A V B V A (2)T A V BT C V A7．(2018·山西太原高三模拟)圆柱形喷雾器高为h ，内有高度为h2的水，上部封闭有压强为p 0、温度为T 0的空气．将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K ，恰好有水流出．已知水的密度为ρ，大气压强恒为p 0，喷雾口与喷雾器等高．忽略喷雾管的体积，将空气看做理想气体．(1)求室内温度；(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比．解析：(1)设喷雾器的截面积为S ，室内温度为T 1，气体压强为p 1：p 1＝p 0＋ρg h 2，V 0＝S h2气体做等容变化：p 0T 0＝p 0＋ρg h2T 1解得：T 1＝⎝⎛⎭⎪⎫1＋ρg h 2p 0T 0.(2)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象，排完液体后，压强为p 2，体积为V 2.若此气体经等温变化，压强为p 1时，体积为V 3： 则p 2＝p 0＋ρgh ，p 1V 3＝p 2V 2， 即：⎝⎛⎭⎪⎫p 0＋ρg h 2V 3＝(p 0＋ρgh )hS 同温度下同种气体的质量比等于体积比，设打进气体质量为Δm Δm m 0＝V 3－V 0V 0代入得Δm m 0＝2p 0＋3ρgh 2p 0＋ρgh .答案：见解析8．(2018·兰州一中月考)容器内装有1 kg 的氧气，开始时，氧气压强为1.0×106Pa ，温度为57 ℃，因为漏气，经过一段时间后，容器内氧气压强变为原来的35，温度降为27 ℃，求漏掉多少氧气？解析：由题意知，气体质量：m ＝1 kg ，压强p 1＝1.0×106Pa ，温度T 1＝(273＋57)K ＝330 K ，经一段时间后温度降为：T2＝(273＋27)K＝300 K，p2＝35p1＝35×1×106 Pa＝6.0×105 Pa，设容器的体积为V，以全部气体为研究对象，由理想气体状态方程得：p1VT1＝p2V′T2代入数据解得：V′＝p1VT2p2T1＝1×106×300V6×105×330＝5033V，所以漏掉的氧气质量为：Δm＝ΔVV′×m＝50V33－V50V33×1 kg＝0.34 kg.答案：0.34 kg9．(2016·高考全国卷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＝75.0 cmHg.环境温度不变．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p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg ①l′1＝⎝⎛⎭⎪⎫20.0－20.0－5.002cm ②由玻意耳定律得p1l1＝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 ⑤l′2＝4.00 cm＋20.0－5.002cm－h ⑥由玻意耳定律得p2l2＝p′2l′2 ⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h＝9.42 cm.答案：144 cmHg 9.42 cm。

课时提能练(三十六) 固体、液体和气体(限时：40分钟)A级基础过关练1．(2014·全国卷Ⅱ)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BCE[悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，A项错误；空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用，使得小雨滴表面积最小而呈球形，B项正确；彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点，与液晶分子结合而定向排列，当液晶中电场强度不同时，染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色，C项正确；高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小，D项错误；由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度，E项正确．]2．下列说法正确的是( )A．单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C．一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，虽然温度升高，但单位时间内撞击单位面积上的分子数不变ACD[晶体有固定的熔点，冰糖磨碎后熔点不会发生变化，A项正确；足球充气后难以被压缩，是气体压强增大的缘故，B项错误；等容过程气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故吸收热量，其内能一定增加，C项正确；据热力学第二定律的微观意义，一切自发过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，D项正确；温度升高，分子运动的平均速率增加，单位时间内撞击单位面积上的分子数也增大，E项错误．]3．(2017·洛阳模拟)一定质量理想气体的状态变化如图13­2­5所示，则该气体( )图13­2­5A ．状态b 的压强大于状态c 的压强B ．状态a 的压强大于状态b 的压强C ．从状态c 到状态d ，体积减小D ．从状态a 到状态c ，温度升高E ．从状态b 到状态d ，体积增大ADE [在V ­T 图象中等压过程是通过原点的倾斜直线，由pV T ＝C ，得p ＝C ·1V T ＝C ·1k，压强p 大时斜率小，所以A 项正确，B 项错误；从状态c 到状态d ，气体体积增大，C 项错误；从状态a 到状态c ，气体体积不变，温度升高，D 项正确；从状态b 到状态d ，温度不变，体积增大，E 项正确．]4．(2017·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图13­2­6所示，横轴表示时间t ，纵轴表示温度T .下列判断正确的有( )图13­2­6A ．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B ．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C ．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D ．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同E ．图线甲中ab 段温度不变，所以甲的内能不变ABD [晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A 正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B 正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C 错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D 正确；晶体在熔化时具有一定的熔点，但由于晶体吸收热量，内能在增大，故E 错误．]B 级 题型组合练5．(2016·全国丙卷)(1)关于气体的内能，下列说法正确的是( )A ．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B ．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C ．气体被压缩时，内能可能不变D ．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E ．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加(2)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13­2­7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13­2­7【解析】 (1)气体的内能由物质的量、温度和体积决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，说法A 错误．内能与物体的运动速度无关，说法B 错误．气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，说法C 正确．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，说法D 正确．根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在压强不变的情况下，体积变大，则温度一定升高，内能一定增加，说法E 正确．(2)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) cmHg① l ′1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫20.0－20.0－5.002 cm ②由玻意耳定律得p 1l 1＝p ′1l ′1③ 联立①②③式和题给条件得p ′1＝144 cmHg④ 依题意p ′2＝p ′1 ⑤l ′2＝4.00 cm ＋20.0－5.002 cm －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 cm⑧ 【答案】 (1)CDE (2)144 cmHg 9.42 cm6．(2015·全国卷Ⅰ)(1)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(2)如图13­2­8所示，一固定的竖直汽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 ；汽缸外大气的压强为p ＝1.00×105Pa ，温度为T ＝303 K ．初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2，两活塞间封闭气体的温度为T 1＝495 K ．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g 取10 m/s 2.求：图13­2­8①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．【解析】 (1)将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A 错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B 正确；例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C 正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D 正确；熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E 错误．(2)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 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2＋S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l －l 2 ① V 2＝S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中，用p 1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—吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2④联立①②④式并代入题给数据得 T 2＝330 K ． ⑤②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.在此后与汽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.【答案】 (1)BCD (2)①330 K ②1.01×105 Pa7．(1)(2017·唐山模拟)下列说法正确的是( )A ．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B ．液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层的分子数比液体内部稀疏C ．液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化D ．构成液晶的物质微粒只能在其各自的平衡位置两侧做微小振动E ．物体处于固态时，分子排列整齐，而处于液晶态时较松散ABE [根据表面张力的成因及液面分子的稀疏程度，选项A 、B 正确；液晶的光学性质表现为各向异性，随所加电场的变化而变化，C 项错误；液晶像液体一样具有流动性，而液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置振动一小段时间后，又会转移到另一个平衡位置去振动，即液体分子可以在液体中移动，D 项错误；根据液晶分子的特点，E 项正确．](2)如图13­2­9所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定质量的气体(可视为理想气体)，气体温度为T 1.开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p 0时，活塞下方气体的体积为V 1，活塞上方玻璃管的容积为2.6 V 1，活塞因重力而产生的压强为0.5p 0.继续将活塞上方抽成真空并密封，且整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变，最后将密封的气体缓慢加热．求：①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；②当气体温度达到1.8T 1时，气体的压强．图13­2­9【解析】 ①抽气过程为等温过程，由玻意耳定律有V V 1＝p 0＋0.5p 00.5p 0气体等压膨胀过程，由盖—吕萨克定律有2.6V 1＋V 1V ＝T ′T 1解得T ′＝1.2T 1②等容升温过程，由查理定律有1.8T 1T ′＝p 20.5p 0解得P 2＝0.75p 0【答案】 ①1.2T 1 ②0.75p 08．(1)(2017·柳州模拟)下列说法正确的是( )A ．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小B ．一定质量的理想气体，体积减小时，单位体积的分子数增多，气体的压强一定增大C ．利用液晶来检查肿瘤，是利用了液晶的温度效应D ．当分子间的相互作用力为引力时，其分子间没有斥力E ．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形是由于水银的表面张力使之收缩 ACE [潮湿时空气的相对湿度较大，干燥时空气的相对湿度较小，A 项正确；一定质量的理想气体，体积减小时，由于温度变化不确定，则气体的压强不一定增大，B 项错误；由于肿瘤组织的温度与周围组织的温度不一样，因此将液晶涂在怀疑有肿瘤处的皮肤上，由于温度效应，液晶会显示不同的颜色，C 项正确；分子间同时存在引力和斥力，二力同时存在，D 项错误；散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力的作用，E 项正确．](2)如图13­2­10所示，一根长l ＝75 cm 、一端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内有一段长h ＝25 cm 的水银柱，当玻璃管开口向上竖直放置时，管内水银柱封闭气柱的长度l 1＝36 cm.已知外界大气压强p ＝75 cmHg ，管内、外气体的温度不变．如果将玻璃管倒置，使开口竖直向下，问水银柱长度将是多少厘米？图13­2­10【解析】若水银没有流出管外，设管倒置后管内空气柱的长度为x0，管的横截面积为S，则倒置前有：p0＝100 cmHg，V0＝l1S；倒置后有：p0′＝50 cmHg，V0′＝x0S 由玻意耳定律得：p0V0＝p0′V0′解得：x0＝72 cm因为x0＋h>l＝75 cm，可知倒置后有水银从管口流出设管倒置后空气柱长为x′，则剩下的水银柱的长度必为75 cm－x′，有：初态：p1＝100 cmHg，V1＝l1S末态：p1′＝[75－(75－x′)](cmHg)＝x′(cmHg)V1′＝x′S由玻意耳定律得：p1V1＝p1′V1′解得：x1′＝60 cm，x2′＝－60 cm(舍去)即水银柱长度是：(75－60) cm＝15 cm.【答案】15 cm。

拾躲市安息阳光实验学校课时达标第35讲固体、液体和气体[解密考纲]知道晶体、非晶体的区别；理解表面张力，会解释有关现象；掌握气体的三个实验定律，会用三个实验定律分析气体状态变化问题．1．(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( BD)A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小解析压强变大，温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，选项A 错误；压强不变，温度也有可能升高，分子热运动可能变得剧烈，选项B正确；压强变大，体积不一定减小，分子间的距离不一定变小，选项C错误；压强变小，体积可能减小，分子间的距离可能变小，选项D正确．2．(多选)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( AB)A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动解析水黾可以停在水面上和叶面上的露珠呈球形都说明液体表面层的分子比液体内部稀疏，液体表面分子表现引力，即表面张力，故选项A、B正确；滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，都反映的是液体分子的无规则热运动，故选项C、D错误．3．如图所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程无摩擦．初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板．现缓慢升高缸内气体的温度，则图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是( B)解析缓慢升高缸内气体的温度，当缸内气体的压强p<p0时，气体的体积不变，由查理定律知p＝p1TT1，故缸内气体的压强p与热力学温度T呈线性关系；当气缸内气体的压强p＝p0时发生等压变化．正确的图象为图B．4．(2017·湖北黄石模拟)(多选)下列说法正确的是( ACD)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的缘故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．5．(2017·浙江宁波模拟)(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da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 ( AB)A．ab过程中不断增加B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变解析因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，选项B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，选项A正确；cd是等压线，溫度降低则体积减小，选项C错误；连接aO交cd于e，如图，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中体积不是保持不变，选项D错误．6．利用如图装置可测量大气压强和容器的容积．步骤如下：①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接，并注入适量的水，另一端插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A上标注此时水面的位置K；再将一针筒活塞置于10 mL位置的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度的位置；上下移动B，保持A中的水面位于K处，测得此时水面的高度差为17.1 cm．②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0 mL位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将活塞抽拔至10 mL位置，上下移动B，使A中的水面仍位于K处，测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8 cm.(玻璃管A内气体体积忽略不计，ρ水＝1.0×103 kg/m3，取g＝10 m/s2)(1)若用V0表示烧瓶容积，p0表示大气压强，ΔV表示针筒内气体的体积，Δp1、Δp2表示上述步骤①②中烧瓶内、外气体压强差大小，则步骤①②中，气体满足的方程分别为__p0(V 0＋ΔV)＝(p0＋Δp1)V0__、__p0V0＝(p0－Δp2)·(V0＋ΔV)__．(2)由实验数据得烧瓶容积V0＝__560__mL，大气压强p0＝__95_760__Pa．(3)倒U形玻璃管A内气体的存在( A)A．仅对容积的测量结果有影响B．仅对压强的测量结果有影响C．对二者的测量结果均有影响D．对二者的测量结果均无影响解析(1)由题意，气体发生等温变化，步骤①中气体初态的压强和体积分别为p0、(V0＋ΔV)，末态的压强和体积分别为(p0＋Δp1)与V0，则气体满足的方程为p0(V0＋ΔV)＝(p0＋Δp1)V0；步骤②中气体初态的压强和体积分别为p0、V 0，末态的压强和体积分别为(p 0－Δp 2)、(V 0＋ΔV )，则气体满足的方程为p 0V 0＝(p 0－Δp 2)(V 0＋ΔV )．(2)将(1)中的方程代入数据解得V 0＝560 mL ，p 0＝95 760 Pa ．(3)(2)中得到的体积V 0应该为容器的体积与玻璃管A 内气体的体积之和，对大气压强的测量不产生影响，选项A 正确．7．(2018·浙江杭州模拟)如图，T 形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成A 、B 两部分，活塞左、右两侧截面积分别为S 1、S 2，活塞与汽缸两端的距离均为L ，汽缸上有a 、b 、c 三个小孔与大气连通，现将a 、b 两孔用细管(容积不计)连接．已知大气压强为p 0，环境温度为T 0，活塞与缸壁间无摩擦．(1)若用钉子将活塞固定，然后将缸内气体缓慢加热到T 1，求此时缸内气体的压强；(2)若气体温度仍为T 0，拔掉钉子，然后改变缸内气体温度，发现活塞向右缓慢移动了ΔL 的距离(活塞移动过程中不会经过小孔)，则气体温度升高还是降低？变化了多少？解析 (1)A 、B 内气体相通，初状态压强为p 0.由于钉子将活塞固定，气体体积不变．由查理定律可知p 0T 0＝p 1T 1，解得p 1＝p 0T 1T 0．(2)对活塞进行受力分析，可知温度改变后，活塞仍处于平衡状态，合力为0，所以活塞向右移动后，气体的压强不变．活塞向右移动后，气体体积增大，则气体温度升高．由S 1＋S 2L T 0＝S 2L －ΔL ＋S 1L ＋ΔLT ，解得T ＝T 0＋S 1－S 2ΔL S 1＋S 2L T 0．所以温度变化了ΔT ＝S 1－S 2ΔLS 1＋S 2L T 0．答案 (1)p 0T 1T 0(2)升高S 1－S 2ΔLS 1＋S 2LT 08．(2017·福建福州模拟)如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg ，横截面积为50 cm 2，厚度为1 cm ，气缸全长为21 cm ，气缸质量为20 kg ，大气压强为1×105Pa ，当温度为 7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm ，将气缸倒过来放置，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通，g 取10 m/s 2.求：(1)气柱的长度；(2)当温度为多高时，活塞刚好接触平台．解析 (1)设气缸倒置前后被封闭气体的压强分别为p 1和p 2，气柱长度分别为L 1和L 2． p 1＝p 0＋mgS ＝1.2×105 Pa ，p 2＝p 0－mgS＝0.8×105 Pa ．倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得p 1L 1S ＝p 2L 2S ，所以L 2＝p 1p 2L 1＝15cm ．(2)设倒置后升温前后封闭气柱温度分别为T 2和T 3， 升温后气柱长度为L 3，则T 2＝T 1＝(273＋7)K ＝280 K ，L 2＝15 cm ，L 3＝21 cm －1 cm ＝20 cm ．升温过程为等压变化，由盖—吕萨克定律可得L 2S T 2＝L 3S T 3，所以T 3＝L 3L 2T 2＝373 K ． 即温度升高到100 ℃时，活塞刚好接触平台． 答案 (1)15 cm (2)100 ℃9．(2017·河北衡水模拟)如图所示，一粗细均匀的玻璃瓶水平放置，瓶口处有阀门K ，瓶内有A 、B 两部分用一活塞分开的理想气体．开始时，活塞处于静止状态，A 、B 两部分气体长度分别为2L 和L ，压强均为P .若因阀门封闭不严，B 中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略．当活塞向右缓慢移动的距离为0.4 L 时，(忽略摩擦阻力)求此时：(1)A 中气体的压强；(2)B 中剩余气体与漏气前B 中气体的质量比．解析 (1)对A 中气体由玻意耳定律可得p ·2L ＝p A (2L ＋0.4L )，解得p A ＝56p ．(2)A 、B 气体通过活塞分开，A 、B 中气体压强始终保持相同p A ＝p B ， 设漏气后B 中气体和漏出气体的总长度为L B ，pSL ＝p B SL B ，解得L B ＝65L ，此时B 中气体长度为L ′B ＝L －0.4L ＝0.6L ，则此时B 中气体质量m ′B 与原有质量m B 之比为m ′B m B ＝L ′B L B ，解得m ′B m B ＝12． 答案 (1)56p (2)12。

第2讲固体、液体和气体一、固体和液体1．固体(1)固体分为晶体和非晶体两类．石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体．玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为各向异性．非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫做各向同性．2．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：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(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．二、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.自测1(多选)(2019·辽宁大连市第二次模拟)下列说法正确的是( )A．液晶显示器利用液晶的光学各向异性显示不同颜色B．某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大C．气体温度升高时，气体热运动变得剧烈，气体的压强一定增大D．萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的固态萘和80℃的液态萘具有不同的分子势能E．若附着层的液体分子比液体内部的分子分布稀疏，则液体和固体之间表现为浸润答案ABD解析液晶既具有流动性，又具有光学各向异性，液晶显示器利用液晶的光学各向异性显示不同颜色，A正确；同一温度下某种液体的饱和汽压一定比未饱和汽压大，题中未说明温度关系，无法确定汽压大小关系，B正确；气体温度升高，气体热运动变得剧烈，但气体的体积变化未知，所以压强无法判断，C错误；萘的熔点为80℃，晶体在熔化过程中吸热，但温度不变，故分子平均动能不变，吸热后内能增大，所以分子势能变大，D正确；若附着层的液体分子比液体内部的分子分布稀疏，分子间表现为引力，所以液体与固体之间表现为不浸润，E错误．三、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．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．3．气体实验定律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 p 1V 1＝p 2V 2p 1T 1＝p 2T 2或p 1p 2＝T 1T 2 V 1T 1＝V 2T 2或V 1V 2＝T 1T 2图象4.理想气体的状态方程一定质量的理想气体的状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T＝C . 自测2 (2019·全国卷Ⅱ·33(1))如图1所示p －V 图，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N 1________N 2，T 1________T 3，N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)图1答案 大于 等于 大于解析 对一定质量的理想气体，pV T为定值，由题中p －V 图象可知，2p 1·V 1＝p 1·2V 1>p 1·V 1，所以T 1＝T 3>T 2.状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，即N 1>N 2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，即N 2>N 3.1．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)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；(3)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体；(4)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化；(5)液晶既不是晶体也不是液体．2．液体表面张力(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力；(2)表面特征：表面层中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张紧的弹性薄膜；(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：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小．例1(多选)(2019·山东潍坊市二模)关于固体、液体的性质，下列说法正确的是( ) A．非晶体不可能转化为晶体B．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点D．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于表面张力的作用E．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”，诗中荷叶和露水表现为不浸润答案CDE解析有的非晶体在一定条件下可以转化为晶体，选项A错误；单晶体和多晶体都有确定的熔点，选项B错误．变式1(多选)下列说法正确的是( )A．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B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液C．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D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用E．当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大答案ABD变式2(多选)(2019·安徽淮南市第二次模拟)下列说法中正确的是( )A．水与酒精混合后的总体积小于混合前两者体积之和，说明水与酒精分子间均存在间隙B．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈C．某些细小的昆虫能够在水面上自由运动而不下沉，说明水的表面具有张力作用D．冰块打碎后具有各种不同的形状，说明冰不是晶体E．当人们感觉到很潮湿时，空气的相对湿度一定很大答案ACE解析一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在不停翻滚是水的对流引起的，不是布朗运动，选项B 错误；区分晶体与非晶体要看是否具有确定的熔点，冰具有确定的熔点，是晶体，选项D 错误．1．活塞模型如图2所示是最常见的封闭气体的两种方式．图2对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程．图甲中活塞的质量为m ，活塞横截面积为S ，外界大气压强为p 0.由于活塞处于平衡状态，所以p 0S ＋mg ＝pS .则气体的压强为p ＝p 0＋mg S.图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS ＋mg ＝p 0S . 则气体压强为p ＝p 0－mg S＝p 0－ρ液gh . 2．连通器模型如图3所示，U 形管竖直放置．同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B 和A 的压强关系可由图中虚线联系起来．图3则有p B ＋ρgh 2＝p A . 而p A ＝p 0＋ρgh 1， 所以气体B 的压强为p B ＝p 0＋ρg (h 1－h 2)．例2 汽缸的横截面积为S ，质量为m 的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图4所示，当活塞上放质量为M 的重物时处于静止状态．设外部大气压强为p 0，若活塞与缸壁之间无摩擦．重力加速度为g ，求汽缸中气体的压强．图4答案 p 0＋m ＋M gS解析 对活塞进行受力分析，如图所示由平衡条件得p 气S ′＝m ＋M g ＋p 0Ssin α又因为S ′＝Ssin α所以p 气＝m ＋M g ＋p 0S S ＝p 0＋m ＋M gS.变式3 如图5中两个汽缸质量均为M ，内部横截面积均为S ，两个活塞的质量均为m ，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A 、B ，大气压强为p 0，重力加速度为g ，求封闭气体A 、B 的压强各多大？图5答案 p 0＋mg S p 0－Mg S解析 题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图(a)所示，由平衡条件知p A S ＝p 0S ＋mg ， 得p A ＝p 0＋mg S；题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图(b)所示，由平衡条件知p 0S ＝p B S ＋Mg ， 得p B ＝p 0－Mg S.例3 若已知大气压强为p 0，图6中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g ，求各被封闭气体的压强．图6答案 甲：p 0－ρgh 乙：p 0－ρgh 丙：p 0－32ρgh 丁：p 0＋ρgh 1 解析 题图甲中，以高为h 的液柱为研究对象，由平衡条件知p 甲S ＋ρghS ＝p 0S 所以p 甲＝p 0－ρgh题图乙中，以B 液面为研究对象，由平衡条件知p A S ＋ρghS ＝p 0S p 乙＝p A ＝p 0－ρgh题图丙中，以B 液面为研究对象，由平衡条件有p A ′S ＋ρgh sin60°·S ＝p 0S所以p 丙＝p A ′＝p 0－32ρgh 题图丁中，以A 液面为研究对象，由平衡条件得p 丁S ＝p 0S ＋ρgh 1S所以p 丁＝p 0＋ρgh 1.变式4 竖直平面内有如图7所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a 、b ，各段水银柱高度如图所示，大气压强为p 0，重力加速度为g ，求空气柱a 、b 的压强各多大．图7答案 p a ＝p 0＋ρg (h 2－h 1－h 3) p b ＝p 0＋ρg (h 2－h 1)解析 从开口端开始计算，右端大气压强为p 0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b 气柱的压强为p b ＝p 0＋ρg(h 2－h 1)，而a 气柱的压强为p a ＝p b －ρg h 3＝p 0＋ρg(h 2－h 1－h 3).1．四种图象的比较类别特点(其中C 为常量)举例p －VpV ＝CT ，即pV 之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p －1Vp ＝CT 1V，斜率k ＝CT ，即斜率越大，温度越高p －Tp ＝C V T ，斜率k ＝CV，即斜率越大，体积越小V －TV ＝C p T ，斜率k ＝Cp，即斜率越大，压强越小2.分析技巧利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析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：(1)在图8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.(2)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8例4 (多选)(2020·辽宁葫芦岛市第一次模拟)回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50K ．某台回热式制冷机工作时，一定质量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图9所示的四个过程，已知状态A 和B 的温度均为27℃，状态C 和D 的温度均为－133℃，下列判断正确的是( )图9A ．气体由状态A 到B 过程，温度先升高后降低 B ．气体由状态B 到C 过程，内能保持不变 C ．气体由状态C 到D 过程，分子间的平均间距减小 D ．气体由状态C 到D 过程，气体对外做功E ．气体由状态D 到A 过程，其热力学温度与压强成正比 答案 ADE解析 状态A 和B 的温度相等，根据pV T＝C ，经过A 、B 的等温线应是过A 、B 的双曲线的一部分，沿直线由A 到B ，pV 先增大后减小，所以温度先升高后降低，故A 正确；气体由状态B 到C 过程，体积不变，根据pVT＝C ，压强减小，温度降低，内能减小，故B 错误；气体由状态C 到D 过程，体积增大，分子间的平均间距增大，故C 错误；气体由状态C 到D 过程，体积增大，气体对外做功，故D 正确；气体由状态D 到A 过程，体积不变，根据pVT＝C ，其热力学温度与压强成正比，故E 正确．变式5 (2019·甘肃兰州市三诊)一定质量的理想气体经历了如图10所示的状态变化，问：图10(1)已知从A 到B 的过程中，气体的内能减少了300J ，则从A 到B 气体吸收或放出的热量是多少；(2)试判断气体在状态B 、C 的温度是否相同．如果知道气体在状态C 时的温度T C ＝300K ，则气体在状态A 时的温度为多少．答案 见解析解析 (1)从A 到B ，外界对气体做功， 有W ＝p ΔV ＝15×104×(8－2)×10－3J ＝900J 根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋QQ ＝ΔU －W ＝－1200J ，即气体放出热量1200J(2)由题图可知p B V B ＝p C V C ，故T B ＝T C 根据理想气体状态方程有p A V A T A ＝p C V CT C代入题图中数据可得：T A ＝1200K.例5 (多选)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 ．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B ．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C ．气体分子的总数增加D ．单位体积内的分子数目增加 答案 BD解析 理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则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，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B 、D 正确，A 、C 错误．变式6 (多选)对于一定质量的理想气体，当压强和体积发生变化时，以下说法正确的是( )A ．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B ．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C ．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变D ．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大 答案 AD1．(多选)下列现象中，主要是液体表面张力作用的是( ) A ．水黾可以停在水面上 B ．小木船漂浮在水面上C．荷叶上的小水珠呈球形D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来答案ACD2．(多选)下列说法正确的是( )A．晶体有固定的熔点B．液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性C．物体吸收热量后，其温度一定升高D．给自行车打气时气筒压下后反弹，是分子斥力造成的E．雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在答案ABE解析晶体有固定的熔点，故A正确；液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故B 正确；物体吸收热量的同时，可能还对外做功，其温度不一定升高，故C错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由于气体压强的原因，不是因为分子斥力，故D错误；雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面存在张力，故E正确．3．(多选)下列说法正确的是( )A．水的饱和汽压随温度的升高而增大B．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C．一定质量的0℃的水的内能大于等质量的0℃的冰的内能D．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E．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答案ACE解析饱和汽压与液体种类和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；浸润与不浸润是由于液体的表面层与固体表面的分子之间相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0℃的水的内能大于等质量的0℃的冰的内能，故C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，与分子数密度和分子平均动能有关，故D错误；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，故E正确．4．(多选)(2019·安徽芜湖市上学期期末)下列说法中正确的是( )A．布朗运动是液体分子的运动，人的眼睛可以直接观察到B．从屋檐上做自由落体运动的小水滴呈球形，是由于液体表面张力的作用C．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点D．当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间的距离越大，分子势能越小E．一定温度下，水的饱和汽压是定值答案BCE解析布朗运动不是液体分子的无规则运动，是悬浮在液体中的固体颗粒做的无规则运动，A错误；小水滴与空气接触的表面层中的分子分布较内部稀疏，分子间距大于分子力平衡时的距离r0，所以分子间的相互作用表现为引力，从而使小水滴表面各部分之间存在相互吸引的力，即表面张力，小水滴表面层在液体表面张力的作用下呈球形，B正确；液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点，C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子力表现为引力，随着距离的增大，需要克服引力做功，故分子势能增大，D错误；液体的饱和汽压只与温度和液体种类有关，在一定温度下，水的饱和汽压是一定的，故E正确．5．(多选)热学中有很多图象，对图1中一定质量的理想气体图象的分析，正确的是( )图1A．甲图中理想气体的体积一定不变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E．戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度答案ACE解析由理想气体状态方程pVT＝C可知，A、C正确；若温度不变，p－V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，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；温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图戊中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，E正确．6．(多选)(2019·广东潮州市下学期综合测试)以下说法正确的是( )A．太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用B．晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同C．空气中PM2.5的运动属于分子热运动D．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E．恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量答案ABE解析太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用，故A正确；晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同，故B正确；PM2.5的运动属于固体颗粒的运动，不是分子的热运动，故C错误；气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，不是由于气体分子间的相互排斥而产生的，故D错误；小气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，故E正确．7．(多选)(2019·宁夏银川市高三质检)下列说法正确的是( )A．并不是所有晶体都有固定的熔点B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大C．满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行D．被冻结在冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动E．夏季干旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发答案BCE解析所有晶体都有固定的熔点，A错误；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大，B正确；根据热力学第二定律可知，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，C正确；分子的运动是永不停息的，D错误；夏季干旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发，E正确．8.一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图2所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为T A＝300K，求：图2(1)气体在状态C时的温度T C；(2)若气体在A→B过程中吸热1000J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？答案(1)375K (2)气体内能增加增加了400J解析(1)D→A为等温线，则T D＝T A＝300K，C到D过程由盖－吕萨克定律得：V CT C＝V DT D解得T C＝375K.(2)A→B过程压强不变，体积增大，气体对外做功W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3J＝－600J由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋W＝1000J－600J＝400J则气体内能增加了400J.。

第2节固体、液体和气体一、固体和液体液晶1．固体(1）晶体与非晶体分类比较项目晶体非晶体单晶体多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原子排列有规则晶粒的排列无规则无规则转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化典型物质石英、云母、明矾、食盐玻璃、橡胶晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。

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.3．液体的表面张力（1)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。

（2）方向表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的分界线垂直。

（3）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.二、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。

三、气体1．气体分子运动的特点2．气体的压强(1）产生原因:由于气体分子无规则的热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。

（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．气体实验定律理想气体（1)气体实验定律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，体积与热力学温度成正比表达式p1V1＝p2V2错误!＝错误!错误!＝错误!图象①理想气体：把在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体称为理想气体。

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 cm.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。

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。

高考物理一轮复习第十三章热学第二讲固体、液体与气体课时作业[A 组·基础题]一、单项选择题1．关于液晶，下列说法中正确的有( )A ．液晶是一种晶体B ．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C ．液晶的光学性质不随温度的变化而变化D ．液晶的光学性质随光照的变化而变化解析：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方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，A 、B 错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，C 错误，D 正确．答案：D2．已知湖水深度为20 m ，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(g 取10 m/s 2，ρ水＝1.0×103 kg/m 3)( )A ．12.8倍B ．8.5倍C ．3.1倍D ．2.1倍 解析：p 1＝p 0＋ρgh ＝3.0×105 Pa ，由p 1V 1T 1＝p 0V 0T 0，解得V 0≈3.1V 1，C 正确． 答案：C二、多项选择题3．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A ．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B ．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C ．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D ．压强变小时，分子间的平均距离可能变小解析：对一定量的稀薄气体，压强变大，温度不一定升高，因此分子热运动不一定变得剧烈，A 项错误；在保持压强不变时，如果气体体积变大则温度升高，分子热运动变得剧烈，选项B 正确；在压强变大或变小时气体的体积可能变大，可能变小，也可能不变，因此选项C 错误，D 正确．答案：BD4.(2017·湖南十校联考)如图，固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体，汽缸置于温度不变的环境中．现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化．下列图象中p 、V 和U 分别表示该气体的压强、体积和内能，E －k 表示该气体分子的平均动能，n 表示单位体积内气体的分子数，a 、d 为双曲线，b 、c 为直线．能正确反映上述过程的是( )解析：汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化，其p ­V 图象是双曲线，A 正确；理想气体的内能由分子平均动能决定，温度不变，分子的平均动能不变，气体的内能不变，B 正确，C 错误；单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数，容器内分子总数不变，D 正确．答案：ABD三、非选择题5.(2017·湖北优质高中联考)如图所示，两容器A 、B 中分别装有同种理想气体，用粗细均匀的U 形管连通两容器，管中的水银滴把两容器隔开，两容器A 、B 的容积(包括连接它们的U 形管部分)均为174 cm 3，U 形管的横截面积为S ＝1 cm 2.容器A 中气体的温度为7 ℃，容器B 中气体的温度为27 ℃，水银滴恰在玻璃管水平部分的中央保持平衡．调节两容器的温度，使两容器温度同时升高10 ℃，水银滴将向何方移动？移动距离为多少？解析：设水银滴向右移动的距离为x ，则对于容器A 有 p A V A T A ＝p A ′V A ＋xS T A ′， 对于容器B 有p B V B T B ＝p B ′V B －xS T B ′， 开始时水银滴保持平衡，则有p A ＝p B ，V A ＝V B ＝174 cm 3，温度升高后水银滴保持平衡，则有p A ′＝p B ′，联立则有x ＝0.2 cm.答案：水银滴向右移动0.2 cm[B 组·能力题]非选择题6．(2017·山东临沂模拟)如图是一种气压保温瓶的结构示意图．其中出水管很细，体积可忽略不计，出水管口与瓶胆口齐平，用手按下按压器时，气室上方的小孔被堵塞，使瓶内气体压强增大，水在气压作用下从出水管口流出．最初瓶内水面低于出水管口10 cm ，此时瓶内气体(含气室)的体积为2.0×102 cm 3，已知水的密度为1.0×103 kg/m 3，按压器的自重不计，大气压强p 0＝1.01×105 Pa ，取g ＝10 m/s 2.求：(1)要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强的最小值；(2)当瓶内气体压强为1.16×105Pa 时，瓶内气体体积的压缩量．(忽略瓶内气体的温度变化)解析：(1)由题意知，瓶内、外气体压强以及水的压强存在以下关系： p 内＝p 0＋p 水＝p 0＋ρgh 水代入数据得p 内＝1.02×105 Pa.(2)当瓶内气体压强为p ＝1.16×105 Pa 时，设瓶内气体的体积为V .由玻意耳定律为p 0V 0＝pV ，压缩量为ΔV ＝V 0－V ，已知瓶内原有气体体积V 0＝2.0×102 cm 3，解得ΔV ＝25.9 cm 3.答案：(1)1.02×105 Pa (2)25.9 cm 37.(2015·高考全国卷Ⅰ)如图，一固定的竖直汽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 ；汽缸外大气的压强为p ＝1.00×105 Pa ，温度为T ＝303 K ．初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2，两活塞间封闭气体的温度为T 1＝495 K ．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，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，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．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 2) ① V 2＝S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中，用p 1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—吕萨克定律有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.在此后与汽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答案：(1)330 K (2)1.01×105Pa。

第二节 固体、液体和气体【基础梳理】提示：异性 熔点 表面积 p 1V 1＝p 2V 2p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2【自我诊断】1．判一判(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，是因为晶体的物质微粒是规则排列的．( ) (4)液晶是液体和晶体的混合物．( )(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力．( )(6)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．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× 2．做一做(1)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提示：选AD.晶体才有固定的熔点，A正确；熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母片导热具有各向异性的特点，故此现象说明云母片是晶体，B错误；天然石英具有各向异性的原因是物质微粒在空间的排列是规则的，C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，D正确．(2)(2020·河北唐山模拟)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，因此压强增大提示：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正确，B错误；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正确，D错误；由气体压强产生原因知，E正确．固体和液体的性质[学生用书P263]【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1．以下对固体和液体的认识，正确的有( )A ．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润B ．影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距C ．液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功D ．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象解析：选ABD.液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，分子力为引力表现为不浸润，故A 正确；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度B ＝p 1p s×100%，即空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，故B 正确；液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，因此要吸收能量，液体汽化过程中体积增大很多，体积膨胀时要克服外界气压做功，即液体的汽化热与外界气体的压强有关，且也要吸收能量，故C 错误；车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象，故D 正确．2．下列说法不正确的是( )A ．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是水表面存在表面张力的缘故B ．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C ．将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D ．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是油滴液体呈各向同性的缘故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．这是水膜具有表面张力的缘故解析：选BDE.水的表面张力托起针，A正确；B、D两项也是表面张力原因，故B、D均错误，C正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用，E错误．气体压强的产生和计算[学生用书P263]【知识提炼】1．理解气体压强的三个角度产生原因气体分子对容器壁频繁地碰撞产生的决定因素宏观上决定于气体的温度和体积微观上取决于分子的平均动能和分子的密集程度计算方法a＝0力的平衡条件a≠0牛顿第二定律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处总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强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．【跟进题组】1．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小解析：选BD.压强变大时，气体的温度不一定升高，分子的热运动不一定变得剧烈，故A错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故B正确；压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故C错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大，可能变小，故D正确．2．(1)若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．(2)如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强．(3)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)解析：(1)在题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p 甲S ＋ρghS ＝p 0S所以p 甲＝p 0－ρgh在题图乙中，以B 液面为研究对象， 由平衡方程F 上＝F 下有：p A S ＋ρghS ＝p 0S p 乙＝p A ＝p 0－ρgh在题图丙中，仍以B 液面为研究对象，有p A ′＋ρgh sin 60°＝p B ′＝p 0所以p 丙＝p A ′＝p 0－32ρgh .(2)题图甲中选活塞为研究对象受力分析如图1，由二力平衡知p A S ＝p 0S ＋mg得p A ＝p 0＋mg S题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图2所示，由二力平衡知，p 0S ＝p B S ＋Mg 得p B ＝p 0－Mg S.(3)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 －p 0S ＝ma解得p ＝p 0＋mFS （M ＋m ）.答案：(1)甲：p 0－ρgh 乙：p 0－ρgh 丙：p 0－32ρgh (2)p 0＋mg Sp 0－Mg S(3)p 0＋mFS （M ＋m ）气体实验定律[学生用书P264]【知识提炼】1．气体实验定律的拓展式 (1)查理定律的拓展式：Δp ＝p 1T 1ΔT .(2)盖—吕萨克定律的拓展式：ΔV ＝V 1T 1ΔT .2．利用气体实验定律解决问题的基本思路3．一定质量的理想气体不同图象的比较特点 示例等温过程p －VpV ＝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 －1Vp ＝CT 1V，斜率k ＝CT ，即斜率越大，温度越高特点 示例等容过程p－Tp＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，体积越小等压过程V－TV＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，压强越小(2019·高考全国卷Ⅰ)热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体．(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．[解析] (1)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1.假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1.由玻意耳定律p0V0＝p1V1①被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V′1＝V1－V0②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2.由玻意耳定律p2V2＝10p1V′1③联立①②③式并代入题给数据得p2＝3.2×107 Pa.④(2)设加热前炉腔的温度为T 0，加热后炉腔温度为T 1，气体压强为p 3.由查理定律p 3T 1＝p 2T 0⑤联立④⑤式并代入题给数据得p 3＝1.6×108 Pa.[答案] (1)3.2×107 Pa (2)1.6×108 Pa【迁移题组】迁移1 等温变化——玻意耳定律1．(2019·高考全国卷Ⅱ)如图，一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p 0和V 0，氢气的体积为2V 0，空气的压强为p .现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求(1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积．解析：(1)设抽气前氢气的压强为p 10，根据力的平衡条件得 (p 10－p )·2S ＝(p 0－p )·S ① 得p 10＝12(p 0＋p )．②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1，氮气的压强和体积分别为p 2和V 2. 根据力的平衡条件有p 2·S ＝p 1·2S ③ 由玻意耳定律得p 1V 1＝p 10·2V 0④ p 2V 2＝p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接，故V 1－2V 0＝2(V 0－V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得 p 1＝12p 0＋14pV 1＝4（p 0＋p ）V 02p 0＋p.答案：(1)12(p 0＋p ) (2)12p 0＋14p 4（p 0＋p ）V 02p 0＋p迁移2 等容变化——查理定律2．(2017·高考全国卷Ⅰ)如图，容积均为V 的汽缸A 、B 下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K 2位于细管的中部，A 、B 的顶部各有一阀门K 1、K 3；B 中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B 的底部；关闭K 2、K 3，通过K 1给汽缸充气，使A 中气体的压强达到大气压p 0的3倍后关闭K 1.已知室温为27 ℃，汽缸导热．(1)打开K 2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； (2)接着打开K 3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强．解析：(1)设打开K 2后，稳定时活塞上方气体的压强为p 1，体积为V 1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p 0V ＝p 1V 1①(3p 0)V ＝p 1(2V －V 1)② 联立①②式得V 1＝V2③p 1＝2p 0.④(2)打开K 3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V 2(V 2≤2V )时，活塞下气体压强为p 2.由玻意耳定律得(3p 0)V ＝p 2V 2 ⑤由⑤式得p 2＝3VV 2p 0⑥由⑥式知，打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止；此时p 2为p ′2＝32p 0.(3)设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从T 1＝300 K 升高到T 2＝320 K 的等容过程中，由查理定律得p ′2T 1＝p 3T 2⑦将有关数据代入⑦式得p 3＝1.6p 0.答案：见解析迁移3 等压变化——盖—吕萨克定律3．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm 的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg ，环境温度为296 K.(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度．解析：(1)设细管的长度为L ，横截面的面积为S ，水银柱高度为h ，初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h 1，被密封气体的体积为V ，压强为p ；细管倒置时，气体体积为V 1，压强为p 1.由玻意耳定律有pV ＝p 1V 1①由力的平衡条件有p ＝p 0＋ρgh ② p 1＝p 0－ρgh ③式中，ρ、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小，p 0为大气压强．由题意有V ＝S (L －h 1－h )④ V 1＝S (L －h )⑤由①②③④⑤式和题给条件得L ＝41 cm.⑥(2)设气体被加热前后的温度分别为T 0和T ，由盖—吕萨克定律有V T 0＝V 1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T ＝312 K.答案：(1)41 cm (2)312 K迁移4 气体实验定律中的图象问题分析4．如图甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象．已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值． (2)请在图乙所示的坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．解析：(1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是一个等压变化，即p A ＝p B 根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B所以T A ＝V A V B T B ＝0.40.6×300 K ＝200 K.(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p C T C，所以p C ＝T C T Bp B ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示．答案：见解析理想气体状态方程[学生用书P266]【知识提炼】应用理想气体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．【典题例析】如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M 、N ，将两部分理想气体A 、B 封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃.M 活塞是导热的，N 活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，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＝1.0×105 Pa.(取g ＝10 m/s 2)(1)求下部分气体的压强；(2)现通过电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．[解析] (1)设末状态下部分气体的压强为p ，以两个活塞和重物作为整体进行受力分析得pS ＝mg ＋p 0S得p ＝p 0＋mg S＝1.5×105 Pa.(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 ，即N 活塞相对底部的高度为h 3，温度为T 2由理想气体状态方程可得p 0h 2S T 1＝ph 3S T 2得h 3＝p 0T 2pT 1h 2＝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得L ＝6 cm故此时活塞M 距离底部的高度为h 4＝16 cm ＋6 cm ＝22 cm.[答案] (1)1.5×105 Pa (2)22 cm 16 cm【迁移题组】迁移1 理想气体状态方程的应用1．一质量M ＝10 kg 、高度L ＝35 cm 的圆柱形汽缸，内壁光滑，汽缸内有一薄活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞质量m ＝4 kg 、截面积S ＝100 cm 2.温度t 0＝27 ℃时，用绳子系住活塞将汽缸悬挂起来，如图甲所示，汽缸内气体柱的高L 1＝32 cm.如果用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，如图乙所示，汽缸内气体柱的高L 2＝30 cm ，两种情况下汽缸都处于竖直状态，重力加速度g 取9.8 m/s 2. (1)求当时的大气压强；(2)图乙状态时，在活塞下挂一质量m ′＝3 kg 的物体，如图丙所示，则温度升高到多少时，活塞将从汽缸中脱落？解析：(1)由题图甲状态到图乙状态，为等温变化p 1＝p 0－Mg S，p 2＝p 0－mg S由玻意耳定律有p 1L 1S ＝p 2L 2S所以⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0－Mg S L 1S ＝⎝⎛⎭⎪⎫p 0－mg S L 2S 可解得p 0＝（ML 1－mL 2）g（L 1－L 2）S＝9.8×104 Pa.(2)活塞脱落的临界状态：气柱体积为LS 压强p 3＝p 0－mg ＋m ′gS设温度为t ，由理想气体状态方程： p 2L 2S t 0＋273 K ＝p 3LSt ＋273 K得t ＝p 3L （t 0＋273 K ）p 2L 2－273 K ＝66 ℃.答案：(1)9.8×104 Pa (2)66 ℃迁移2 理想气体状态方程与图象的综合应用2．(2020·河北唐山模拟)回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K ．某台设备工作时，一定量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图所示的四个过程：从状态A 到B 和C 到D 是等温过程，温度分别为t 1＝27 ℃和t 2＝－133 ℃；从状态B 到C 和D到A 是等容过程，体积分别为V 0和5V 0.求状态B 与D 的压强之比．解析：A 到B 、C 到D 均为等温过程，则T B ＝(27＋273)K ＝300 K ，T D ＝(－133＋273)K ＝140 K ，由理想气体状态方程可知：p B V B T B＝p D V D T D得：p B p D ＝V D T B V B T D ＝5V 0×300V 0×140＝757≈10.7.答案：10.7⎝ ⎛⎭⎪⎫或757[学生用书P395(单独成册)] (建议用时：40分钟)一、选择题1．(2020·辽宁锦州模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示．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所示，则( )A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、丙为晶体，乙是非晶体C．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体解析：选B.由题图可知，甲、乙在导热性质上表现各向同性，丙具有各向异性，甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，B正确；甲为晶体，但仅从图中无法确定它的其他性质，所以甲可能是单晶体，也可能是多晶体，丙为单晶体，故A、C、D错误．2．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，内能也保持不变解析：选BCD.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故A错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故B正确；例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故C正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故D正确；熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故E错误．3．下列说法正确的是( )A．水的饱和汽压随温度的升高而增加B．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C．一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能D．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力解析：选ACE.饱和汽压与液体材料和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；浸润与不浸润均是分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面之间的分子之间相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能，故C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和平均动能有关，故D错误；小昆虫可以停在水面上，由于水表面存在表面张力，故E正确．4．(2020·陕西汉中高三一模)下列说法正确的是( )A．晶体一定具有规则的形状且有各向异性的特征B．液体的分子势能与液体的体积无关C．实际的气体的体积变化时，其内能可能不变D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”解析：选C.单晶体一定具有规则的形状，且有各向异性的特征，而多晶体的物理性质表现为各向同性，选项A错误；分子势能的产生是由于分子间存在作用力，微观上分子间距离的变化引起宏观上体积的变化，分子间作用力变化，分子势能才变化，选项B错误；当气体体积变化时，若温度同时发生变化，气体内能可能不变，选项C正确；只有晶体的分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”，选项D错误．5．(2020·湖北武汉模拟)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，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，D 错误．6．一定质量的理想气体，从图中A 状态开始，经历了B 、C ，最后到D 状态，下列说法中正确的是( )A ．A →B 温度升高，体积不变 B ．B →C 压强不变，体积变大 C ．C →D 压强变小，体积变小 D ．B 点的温度最高，C 点的体积最大解析：选A.在p －T 图象中，各点与原点连线斜率的倒数表示气体的体积，所以四个状态体积的大小关系为V A ＝V B >V D >V C .7．(2020·江苏南京模拟)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，C 、E 正确，B 、D 错误．8．如图所示，粗细均匀的玻璃管A 和B 由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A 管内，初始时两管水银面等高，B 管上方与大气相通．若固定A 管，将B 管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H ，A 管内的水银面高度相应变化h ，则( )A ．h ＝HB ．h <H2C ．h ＝H 2D.H2<h <H解析：选B.若A 管上端也是开口的，则当B 管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H 后，两侧液面仍然等高，A 管内的水银面高度相应变化12H ，但实际上，A 管上端是封闭的，故A 管内水银面下移过程中A管内封闭气体的压强变小，故两侧液面不再平齐，A 管内水银面高度相应变化h <H2，B 正确．9.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( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小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pV T＝C可知，压强逐渐增大，故A 正确．法二：由pV T＝C 得：V ＝C pT ，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．二、非选择题10.(2019·高考全国卷Ⅱ)如p －V 图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N 1________N 2，T 1________T 3，N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)解析：对一定质量的理想气体，pV T为定值，由p －V 图象可知，2p 1·V 1＝p 1·2V 1>p 1·V 1，所以T 1＝T 3>T 2.。