2019届高考物理一轮复习第十三章热学第二节固体液体和气体课后达标新人教版

[跟踪训练] 1．若已知大气压强为 p0，下图中各装置均处于静止状态， 求被封闭气体的压强．[重力加速度为 g，图(1)、(2)中液体的 密度为 ρ，图(3)中活塞的质量为 m，活塞的横截面积为 S]
[解析] 在图(1)中，选 B 液面为研究对象，由二力平衡 得 F 下＝F 上，即 p 下 S′＝p 上 S′(S′为小试管的横截面积)．所 求气体压强就是 A 液面所受压强 pA，B 液面所受向下的压强 p 下是 pA 加上液柱 h 所产生的液体压强，由连通器原理可知 B 液面所受向上的压强为大气压强 p0，故有 pA＋ρgh＝p0，所 以 pA＝p0－ρgh.
[解析] 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．
多选)关于固体和液体，下列说法中正确的是( ) A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B．单晶体和多晶体的物理性质没有区别，都有固定的 熔点和沸点 C．液体的浸润与不浸润均是分子力作用的表现 D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点 [答案] CD
(5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温 度都有关系．
[跟踪训练] 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，石蜡熔化的范围分别如下图(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________．(填“单晶体”、“多晶体”或“非 晶体”)
(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．

第二节 固体、液体和气体(对应学生用书第229页)[教材知识速填]知识点1 固体和液体1．固体的分类 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．晶体和非晶体比较3. (1)如图13-2-1所示，金刚石、石墨晶体的晶体微粒在空间排列上具有规律性、周期性．金刚石墨图13-2-1(2)晶体特性的解释：(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)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．5．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．6．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．易错判断(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．(×)(2)草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的．(√)(3)液晶是液体和晶体的混合物．(×)知识点2饱和汽、饱和汽压和相对湿度1．饱和汽与饱和汽压与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度升高而增大．2．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叫做空气的相对湿度．即：相对湿度＝――――――――――→水蒸气的实际压强同温下水的饱和汽压⎝⎛⎭⎪⎫B＝pp s×100%.知识点3气体分子动理论和气体的压强1．气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计．2．气体分子的速率分布，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．3．气体分子向各个方向运动的机会均等．4．温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．5．气体压强(1)产生的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，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．(2)决定气体压强大小的因素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数密度．易错判断(1)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．(×)(2)只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高．(√)(3)绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强．(√)知识点4气体实验定律和理想气体状态方程1．气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律：①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．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C(常量)．(2)等容变化——查理定律：①内容：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．②公式：p1p2＝T1T2或pT＝C(常数)．(3)等压变化——盖—吕萨克定律：①内容：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．②公式：V1V2＝T1T2或VT＝C(常数)．2．理想气体及其状态方程(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，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：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C(常数)．易错判断(1)若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变．(√)(2)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比．(×)(3)压强极大的气体不遵从气体实验定律．(√)(对应学生用书第231页)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．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．[题组通关]1．(2017·全国Ⅰ卷)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图13-2-2中两条曲线所示．下列说法正确的是()图13-2-2A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大ABC[A对：面积表示总的氧气分子数，二者相等．B对：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小．C对：实线为氧气分子在100 ℃时的情形．D错：曲线给出的是分子数占总分子数的百分比．E错：速率出现在0～400 m/s区间内，100 ℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小．]2．下列说法正确的是()【导学号：84370506】A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变E．不是所有的物质都有液晶态ADE[石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，选项A正确．晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变；非晶体在熔化过程中吸收热量，温度升高，选项B错误．液晶的光学性质与温度的高低无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变，选项C错误，D 正确．不是所有的物质都有液晶态，选项E正确．]3．下列说法正确的是()A．在一定温度下，同种液体的饱和汽的分子数密度也会变化B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽还没达到饱和状态C．处在液体表面层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E．露水总是出现在夜间和清晨，原因是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化CDE[饱和汽的分子数密度仅由温度决定，温度越高，饱和汽的分子数密度越大，故A错误；相对湿度是指空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比，相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，故B错误；液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体内部分子间作用力接近于零，由于分子间的引力势能随分子间距增大而增大，故C正确；空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度下水的饱和汽压，故D正确；露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化，故E正确．]4．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ACD[水的表面张力托起针，A正确；水在油脂上不浸润，在干净的玻璃上浸润，B错误，C、D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．]1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系2．两个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1T 1ΔT (2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT [多维探究]考向1 气体实验定律的应用1．(2017·全国Ⅰ卷)如图13-2-3所示，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．图13-2-3(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 1 ①(3p 0)V ＝p 1(2V －V 1)② 联立①②式得V 1＝V 2③ p 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 2⑤由⑤式得p 2＝3V V 2p 0 ⑥ 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. ⑧ [答案](1)V 2 2p 0 (2)上升直到B 的顶部 (3)1.6 p 02．如图13-2-4所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L ，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L 高处，外界大气压强为1.0×105 Pa ，温度为27 ℃，现对气体加热，求：当加热到427 ℃时，封闭气体的压强.【导学号：84370507】图13-2-4[解析] 设汽缸横截面积为S ，活塞恰上升到汽缸上部挡板处时，气体温度为T2，气体做等压变化，则对于封闭气体，初状态：T1＝(27＋273)K，V1＝LS，p1＝p0；末状态：V2＝2LS，p2＝p0.由V1T1＝V2T2，解得：T2＝600 K，即t2＝327 ℃设当加热到427 ℃时气体的压强变为p3，在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处，气体做等容变化，则对于封闭气体，初状态：T2＝600 K，V2＝2LS，p2＝1.0×105 Pa；末状态：T3＝700 K，V3＝2LS.由p3T3＝p2T2，代入数据得：p3＝1.17×105 Pa.[答案] 1.17×105 Pa(2016·全国Ⅱ卷)一氧气瓶的容积为0.08 m3，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0.36 m3.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．[解析]设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1 ②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0则有p2V3＝p0V0 ③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＝V0ΔV④联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)．⑤[答案]4天考向2理想气体状态方程的应用3．如图13-2-5所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A 之间气体柱长为40 cm ，气体温度为27 ℃.将左管竖直插入水银槽中，整个过程温度不变，稳定后右管内水银面和中管内水银面出现4 cm 的高度差．已知大气压强p 0＝76 cmHg ，气体可视为理想气体．图13-2-5(1)求左管A 端插入水银槽的深度d ；(2)为使右管内水银面和中管内水银面再次相平，需使气体温度降为多少℃？[解析](1)插入水银槽后封闭气体发生等温变化，由玻意耳定律得p 1L 1S ＝p 2L 2S插入水银槽后封闭气体的长度为L 2＝p 1L 1p 2＝76×4076＋4 cm ＝38 cm 由题意知，中管水银面下降2 cm ，左管下端水银进入管中的长度为40 cm ＋2 cm －38 cm ＝4 cm ，管外水银面比管内高4 cm ，故左管A 端插入水银槽的深度d ＝4 cm ＋4 cm ＝8 cm.(2)由理想气体状态方程得：p 2L 2S T 2＝p 3L 3S T 3当右管内水银面和中管内水银面再次相平时，封闭气柱的长度L 3＝L 2－4 cm －2 cm ＝32 cm ，压强p 3＝p 0＝76 cm则气体温度降为T 3＝p 3L 3T 2p 2L 2＝76×32×(27＋273)80×38K ＝240 K 即t 3＝T 3－273 ℃＝－33 ℃.[答案](1)8 cm (2)－33 ℃4．如图13-2-6所示，有两个不计质量的活塞M 、N 将两部分理想气体封闭在绝热汽缸内，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 ＝27 cm ，N 活塞相对于底部的高度为h ＝18 cm.现将一质量为m ＝400 g 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.图13-2-6(1)求下部分气体的压强多大；(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．[解析](1)对两个活塞和重物作为整体进行受力分析得：pS＝mg＋p0S解得p＝1.2×105 Pa.(2)对下部分气体进行分析，由理想气体状态方程可得：p0hS T1＝ph2S T2得：h2＝20 cm，故活塞N距离底部的距离为h2＝20 cm对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：p0(H－h)S＝pLS得：L＝7.5 cm故此时活塞M距离底端的距离为H2＝20＋7.5＝27.5 cm.[答案](1)1.2×105 Pa(2)27.5 cm20 cm(2017·贵州七校高三联考)如图所示，水平放置一个长方体的封闭汽缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T.使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变．则A部分气体的压强增加量为多少？[解析]设温度升高后，A、B压强增加量都为ΔpA部分气体升高温度后体积为V A由理想气体状态方程得：pVT＝(p＋Δp)V AT＋ΔT对B部分气体，升高温度后体积为V B，由玻意耳定律得：pV＝(p＋Δp)V B两部分气体总体积不变：2V＝V A＋V B解得：Δp＝pΔT 2T.[答案]pΔT 2T气体状态变化的图象问题一定质量气体状态变化图象对比特点之积越大的等温线，[题组通关]5．(多选)(2016·全国Ⅱ卷)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图象如图13-2-7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13-2-7A．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ABE[由ac的延长线过原点O知，直线Oca为一条等容线，气体在a、c两状态的体积相等，选项A正确；理想气体的内能由其温度决定，故在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；过程cd是等温变化，气体内能不变，由热力学第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C错误；过程da气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D错误；由理想气体状态方程知：p a V a T a＝p b V bT b＝p c V cT c＝p d V dT d＝C，即p a V a＝CT a，p b V b＝CT b，p c V c＝CT c，p d V d＝CT d.设过程bc中压强为p0＝p b＝p c，过程da中压强为p′0＝p d＝p a.由外界对气体做功W＝p·ΔV知，过程bc中外界对气体做的功W bc＝p0(V b－V c)＝C(T b－T c)，过程da中气体对外界做的功W da＝p′0(V a－V d)＝C(T a－T d)，T a＝T b，T c＝T d，故W bc＝W da，选项E正确(此选项也可用排除法直接判断更快捷)．]6．图13-2-8为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为T A、T B、T C，则T A________T B(填“＞”“＜”或“＝”)，T B________T C(填“＞”“＜”或“＝”).【导学号：84370508】图13-2-8[解析] 根据理想气体状态方程pV T ＝C 可知：从A 到B ，体积不变，压强减小，故温度降低即T A ＞T B ；从B 到C ，压强不变，体积增大，故温度升高，即T B ＜T C .[答案] ＞ ＜7．一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图13-2-9所示，p -T 和V -T 图象各记录了其部分变化过程，试求：(1)温度600 K 时气体的压强；(2)在p -T 图象上将温度从400 K 升高到600 K 的变化过程补充完整．图13-2-9[解析](1)已知p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝2.5 m 3，T 1＝400 K ，V 2＝3 m 3，T 2＝600 K ，由理想气体状态方程有p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2p 2＝p 1V 1T 2T 1V 2＝1.25×105 Pa 也可以从图象解，但要有必要的说明．(2)画出两段直线如图．[答案](1)1.25×105 Pa(2)见解析。

第二节 固体、液体和气体(对应学生用书第229页)[教材知识速填]知识点1 固体和液体1．固体的分类 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．晶体和非晶体比较3. (1)如图13-2-1所示，金刚石、石墨晶体的晶体微粒在空间排列上具有规律性、周期性．金刚石墨图13-2-1(2)晶体特性的解释：(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)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．5．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．6．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．易错判断(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．(×)(2)草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的．(√)(3)液晶是液体和晶体的混合物．(×)知识点2饱和汽、饱和汽压和相对湿度1．饱和汽与饱和汽压与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度升高而增大．2．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叫做空气的相对湿度．即：相对湿度＝――――――――――→水蒸气的实际压强同温下水的饱和汽压⎝⎛⎭⎪⎫B＝pp s×100%.知识点3气体分子动理论和气体的压强1．气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计．2．气体分子的速率分布，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．3．气体分子向各个方向运动的机会均等．4．温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．5．气体压强(1)产生的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，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．(2)决定气体压强大小的因素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数密度．易错判断(1)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．(×)(2)只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高．(√)(3)绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强．(√)知识点4气体实验定律和理想气体状态方程1．气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律：①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．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C(常量)．(2)等容变化——查理定律：①内容：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．②公式：p1p2＝T1T2或pT＝C(常数)．(3)等压变化——盖—吕萨克定律：①内容：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．②公式：V1V2＝T1T2或VT＝C(常数)．2．理想气体及其状态方程(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，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：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C(常数)．易错判断(1)若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变．(√)(2)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比．(×)(3)压强极大的气体不遵从气体实验定律．(√)(对应学生用书第231页)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．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．[题组通关]1．(2017·全国Ⅰ卷)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图13-2-2中两条曲线所示．下列说法正确的是()图13-2-2A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大ABC[A对：面积表示总的氧气分子数，二者相等．B对：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小．C对：实线为氧气分子在100 ℃时的情形．D错：曲线给出的是分子数占总分子数的百分比．E错：速率出现在0～400 m/s区间内，100 ℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小．]2．下列说法正确的是()【导学号：84370506】A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变E．不是所有的物质都有液晶态ADE[石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，选项A正确．晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变；非晶体在熔化过程中吸收热量，温度升高，选项B错误．液晶的光学性质与温度的高低无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变，选项C错误，D 正确．不是所有的物质都有液晶态，选项E正确．]3．下列说法正确的是()A．在一定温度下，同种液体的饱和汽的分子数密度也会变化B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽还没达到饱和状态C．处在液体表面层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E．露水总是出现在夜间和清晨，原因是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化CDE[饱和汽的分子数密度仅由温度决定，温度越高，饱和汽的分子数密度越大，故A错误；相对湿度是指空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比，相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，故B错误；液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体内部分子间作用力接近于零，由于分子间的引力势能随分子间距增大而增大，故C正确；空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度下水的饱和汽压，故D正确；露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化，故E正确．]4．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ACD [水的表面张力托起针，A 正确；水在油脂上不浸润，在干净的玻璃上浸润，B 错误，C 、D 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．]1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系2．两个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1T 1ΔT (2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT [多维探究]考向1 气体实验定律的应用1．(2017·全国Ⅰ卷)如图13-2-3所示，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．图13-2-3(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＝V 2③ p 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 2⑤ 由⑤式得p 2＝3V V 2p 0 ⑥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. ⑧ [答案](1)V 2 2p 0 (2)上升直到B 的顶部 (3)1.6 p 02．如图13-2-4所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L ，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L 高处，外界大气压强为1.0×105 Pa ，温度为27 ℃，现对气体加热，求：当加热到427 ℃时，封闭气体的压强.【导学号：84370507】图13-2-4[解析] 设汽缸横截面积为S ，活塞恰上升到汽缸上部挡板处时，气体温度为T 2，气体做等压变化，则对于封闭气体，初状态：T 1＝(27＋273)K ，V 1＝LS ，p 1＝p 0；末状态：V 2＝2LS ，p 2＝p 0.由V 1T 1＝V 2T 2，解得：T 2＝600 K ，即t 2＝327 ℃ 设当加热到427 ℃时气体的压强变为p 3，在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处，气体做等容变化，则对于封闭气体，初状态：T 2＝600 K ，V 2＝2LS ，p 2＝1.0×105 Pa ；末状态：T 3＝700 K ，V 3＝2LS .由p 3T 3＝p 2T 2，代入数据得：p 3＝1.17×105 Pa.[答案] 1.17×105 Pa(2016·全国Ⅱ卷)一氧气瓶的容积为0.08 m3，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0.36 m3.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．[解析]设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1 ②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0则有p2V3＝p0V0 ③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＝V0ΔV④联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)．⑤[答案]4天考向2理想气体状态方程的应用3．如图13-2-5所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40 cm，气体温度为27 ℃.将左管竖直插入水银槽中，整个过程温度不变，稳定后右管内水银面和中管内水银面出现4 cm的高度差．已知大气压强p0＝76 cmHg，气体可视为理想气体．图13-2-5(1)求左管A 端插入水银槽的深度d ；(2)为使右管内水银面和中管内水银面再次相平，需使气体温度降为多少℃？[解析](1)插入水银槽后封闭气体发生等温变化，由玻意耳定律得p 1L 1S ＝p 2L 2S插入水银槽后封闭气体的长度为L 2＝p 1L 1p 2＝76×4076＋4cm ＝38 cm 由题意知，中管水银面下降2 cm ，左管下端水银进入管中的长度为40 cm ＋2 cm －38 cm ＝4 cm ，管外水银面比管内高4 cm ，故左管A 端插入水银槽的深度d ＝4 cm ＋4 cm ＝8 cm.(2)由理想气体状态方程得：p 2L 2S T 2＝p 3L 3S T 3当右管内水银面和中管内水银面再次相平时，封闭气柱的长度L 3＝L 2－4 cm －2 cm ＝32 cm ，压强p 3＝p 0＝76 cm则气体温度降为T 3＝p 3L 3T 2p 2L 2＝76×32×(27＋273)80×38K ＝240 K 即t 3＝T 3－273 ℃＝－33 ℃.[答案](1)8 cm (2)－33 ℃4．如图13-2-6所示，有两个不计质量的活塞M 、N 将两部分理想气体封闭在绝热汽缸内，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 ＝27 cm ，N 活塞相对于底部的高度为h ＝18 cm.现将一质量为m ＝400 g 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.图13-2-6(1)求下部分气体的压强多大；(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．[解析](1)对两个活塞和重物作为整体进行受力分析得：pS＝mg＋p0S解得p＝1.2×105 Pa.(2)对下部分气体进行分析，由理想气体状态方程可得：p0hS T1＝ph2S T2得：h2＝20 cm，故活塞N距离底部的距离为h2＝20 cm对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：p0(H－h)S＝pLS得：L＝7.5 cm故此时活塞M距离底端的距离为H2＝20＋7.5＝27.5 cm.[答案](1)1.2×105 Pa(2)27.5 cm20 cm(2017·贵州七校高三联考)如图所示，水平放置一个长方体的封闭汽缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T.使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变．则A部分气体的压强增加量为多少？[解析]设温度升高后，A、B压强增加量都为Δp A部分气体升高温度后体积为V A由理想气体状态方程得：pVT＝(p＋Δp)V AT＋ΔT对B部分气体，升高温度后体积为V B，由玻意耳定律得：pV＝(p＋Δp)V B两部分气体总体积不变：2V＝V A＋V B解得：Δp＝pΔT 2T.[答案]pΔT 2T气体状态变化的图象问题一定质量气体状态变化图象对比特点之积越大的等温线，[题组通关]5．(多选)(2016·全国Ⅱ卷)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图象如图13-2-7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13-2-7A．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ABE[由ac的延长线过原点O知，直线Oca为一条等容线，气体在a、c两状态的体积相等，选项A正确；理想气体的内能由其温度决定，故在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；过程cd是等温变化，气体内能不变，由热力学第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C错误；过程da气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D错误；由理想气体状态方程知：p a V a T a＝p b V bT b＝p c V cT c＝p d V dT d＝C，即p a V a＝CT a，p b V b＝CT b，p c V c＝CT c，p d V d＝CT d.设过程bc中压强为p0＝p b＝p c，过程da 中压强为p ′0＝p d ＝p a .由外界对气体做功W ＝p ·ΔV 知，过程bc 中外界对气体做的功W bc ＝p 0(V b －V c )＝C (T b －T c )，过程da 中气体对外界做的功W da ＝p ′0(V a －V d )＝C (T a －T d )，T a ＝T b ，T c ＝T d ，故W bc ＝W da ，选项E 正确(此选项也可用排除法直接判断更快捷)．]6．图13-2-8为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则T A ________T B (填“＞”“＜”或“＝”)，T B ________T C (填“＞”“＜”或“＝”).【导学号：84370508】图13-2-8[解析] 根据理想气体状态方程pV T ＝C 可知：从A 到B ，体积不变，压强减小，故温度降低即T A ＞T B ；从B 到C ，压强不变，体积增大，故温度升高，即T B ＜T C .[答案] ＞ ＜7．一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图13-2-9所示，p -T 和V -T 图象各记录了其部分变化过程，试求：(1)温度600 K 时气体的压强；(2)在p -T 图象上将温度从400 K 升高到600 K 的变化过程补充完整．图13-2-9[解析](1)已知p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝2.5 m 3，T 1＝400 K ，V 2＝3 m 3，T 2＝600 K ，由理想气体状态方程有p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2p 2＝p 1V 1T 2T 1V 2＝1.25×105 Pa 也可以从图象解，但要有必要的说明．(2)画出两段直线如图．[答案](1)1.25×105 Pa (2)见解析。

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3.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：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pVT＝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． 4．气体实验定律的微观解释 (1)等温变化一定质量的某种理想气体，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某种理想气体，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某种理想气体，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．1．判断下列说法是否正确．(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．( × )(2)单晶体具有固定的熔点，而多晶体和非晶体没有固定的熔点．( × ) (3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．( √ ) (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，这时蒸发和凝结仍在进行．( √ ) (7)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比．( × ) 2．(粤教版选修3－3P26第1题)关于晶体与非晶体，正确的说法是( )A．晶体能溶于水，而非晶体不能溶于水B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，而非晶体内部物质微粒的排列是不规则的C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒在不停地运动着D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，不相等的是非晶体答案 B3．(粤教版选修3－3P37第2题)下列现象中，与液体表面张力有关的是( )A．小缝衣针漂浮在水面上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ACD4．(粤教版选修3－3P24第1题)辨别物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是( ) A．从外形来判断B．从各向异性或各向同性来判断C．从导电性能来判断D．从是否具有确定的熔点来判断答案 D5．(人教版选修3－3P25第1题改编)对一定质量的气体来说，下列几点能做到的是( ) A．保持压强和体积不变而改变它的温度B．保持压强不变，同时升高温度并减小体积C．保持温度不变，同时增加体积并减小压强D．保持体积不变，同时增加压强并降低温度答案 C6.(人教版选修3－3P23第2题)如图1，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2，吸管的有效长度为20cm，当温度为25℃时，油柱离管口10cm.图1(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀？ (2)估算这个气温计的测量范围．答案 (1)刻度是均匀的 (2)23.4℃～26.6℃ 解析 (1)由于罐内气体压强始终不变，所以V 1T 1＝V 2T 2，V 1T 1＝ΔV ΔT ， ΔV ＝V 1T 1ΔT ＝362298ΔT ，ΔT ＝298362·S ·ΔL由于ΔT 与ΔL 成正比，刻度是均匀的． (2)ΔT ＝298362×0.2×(20－10) K ≈1.6 K故这个气温计可以测量的温度范围为： (25－1.6) ℃～(25＋1.6) ℃ 即23.4 ℃～26.6 ℃.命题点一 固体与液体的性质 例1 下列说法正确的是( )A ．悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡B ．荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用C ．物体内所有分子的热运动动能之和叫做物体的内能D ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大E ．一定质量的理想气体先经等容降温，再经等温压缩，压强可以回到初始的数值 答案 BDE解析 做布朗运动的微粒越小，在液体分子的撞击下越不容易保持平衡，故A 错误；荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；物体内所有分子的热运动动能之和与分子势能的总和叫做物体的内能，故C 错误；潮湿与空气的相对湿度有关，与绝对湿度无关，当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大，故D正确；根据理想气体的状态方程：pV＝C可知，一定质量的理想气体先经等容降温，压强减小；再经等温压缩，压强又增大，T所以压强可以回到初始的数值，故E正确．1．(2015·新课标全国Ⅰ·33(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，内能也保持不变答案BCD解析晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误．2．(2014·海南·15(1))下列说法正确的是( )A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征答案CE解析液面表面张力的方向始终与液面相切，A错误．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体熔点不固定，B错误．单晶体中原子(或分子、离子)的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，C正确．金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，D错误．液晶的名称由来就是由于它具有液体的流动性和晶体的各向异性，E正确．3．下列说法正确的是( )A．一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的B ．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力C ．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液D ．土壤里有很多毛细管，如果要把地下的水分沿着它们引到地表，可以将地面的土壤锄松E ．人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程 答案 BCE命题点二 气体压强的产生与计算 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 ＝p 0＋ρgh ，p 0为液面上方的压强．例2 若已知大气压强为p 0，在图2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．图2各装置均处于静止状态．答案 甲：p 0－ρgh 乙：p 0－ρgh 丙：p 0－32ρgh 丁：p 0＋ρgh 1解析 在甲图中，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在图丙中，仍以B 液面为研究对象，有p A ′＋ρgh sin60°＝p 0所以p 丙＝p A ′＝p 0－32ρgh 在图丁中，以液面A 为研究对象，由二力平衡得p 丁S ＝(p 0＋ρgh 1)S所以p 丁＝p 0＋ρgh 14．竖直平面内有如图3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，大气压为p 0，求空气柱a 、b 的压强各多大．图3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)． 5.汽缸截面积为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．设外部大气压为p 0，若活塞与缸壁之间无摩擦．求汽缸中气体的压强．图4答案 p 0＋(m ＋M )g S解析 p 气S ′＝(m ＋M )g ＋p 0S sin α又因为S ′＝Ssin α所以p 气＝(m ＋M )g ＋p 0S S ＝p 0＋(m ＋M )gS.命题点三 气体状态变化的图象问题 1．气体实验定律图象对比(质量一定)2.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．例如图5中A 、B 是辅助线与两条等容线的交点，可以认为从B 状态通过等温升压到A 状态，体积必然减小，所以V 2＜V 1.图5例3 如图6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1.5×105Pa.图6(1)写出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，并在图线相应的位置上标出字母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．找到两个图象对应的状态变化过程及状态参量．答案 见解析解析 (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 BT 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，B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B ＝p CT C所以p C ＝T C T B p B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105Pa则可画出状态A →B →C 的p －T 图象如图所示．气体状态变化图象的应用技巧1．明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象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；图象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图象(或p－T图象)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．6.一定质量的理想气体，从图7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( )图7A．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点的体积最大答案 A7．如图8所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，汽缸内用活塞(横截面积为S)封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计．轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物(质量为m)连接．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0(mg＜p0S)，轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T0，体积为V.现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：图8(1)重物刚离开地面时汽缸内气体的温度T1；(2)气体体积减半时的温度T2；(3)在如图乙所示的坐标系中画出气体状态变化的整个过程并标注相关点的坐标值．答案 (1)p 0－mg S p 0T 0 (2)p 0－mg S2p 0T 0 (3)见解析图解析 (1)p 1＝p 0，p 2＝p 0－mgS等容过程：p 1T 0＝p 2T 1，解得：T 1＝p 0－mg S p 0T 0(2)等压过程：V T 1＝V2T 2，解得：T 2＝p 0－mgS 2p 0T 0(3)如图所示命题点四 气体实验定律的微观解释例4 对于一定质量的气体，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AD8．一定质量的理想气体，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的碰撞次数增多，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．9．封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( )A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多答案BD解析等容变化温度升高时，压强一定增大，分子密度不变，分子平均动能增大，单位时间撞击单位面积器壁的气体分子数增多，B、D正确．题组1 固体、液体和气体性质的理解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答案AD解析若物体是晶体，则在熔化过程中，温度保持不变，可见A正确；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，是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的，说明云母片是晶体，所以B错误；沿晶体的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性．选项C错误，D正确．2．下列说法中正确的是( )A．空气中水蒸气的实际压强与饱和汽压相差越大，越有利于水的蒸发B．布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规则热运动C．水杯里的水面超出杯口但不溢出，是由于水的表面张力作用D．单晶体具有物理性质各向异性的特征E．温度升高，物体所有分子的动能都增大答案ACD3．下列说法中正确的是( )A．物体体积增大时，其分子势能一定增大B．只要物体温度升高，其分子平均动能就一定变大C．空气绝对湿度不变时，温度越高，相对湿度越小D．给自行车打气越打越困难，主要是因为气体分子间斥力越来越大E．液体表面层分子比内部分子稀疏，因此液体表面有收缩的趋势答案BCE解析分子间距离从很小逐渐增大的过程中，分子势能先减小后增大，要看分子间的距离从何位置增大，所以物体体积增大时，其分子势能不一定增大．故A错误．温度是分子平均动能的量度，只要物体温度升高，其分子平均动能就一定变大．故B正确．空气中水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度；空气绝对湿度不变时，温度越高，饱和汽压越大，相对湿度越小．故C正确；气体间分子间距较大，此时分子间作用力已经接近为零，故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，故D 错误；因液体分子表面层分子分布比内部稀疏，故分子间作用力表现为引力，液体表面有收缩趋势，故E正确．4．关于晶体、液晶和饱和汽的理解，下列说法正确的是( )A．晶体的分子排列都是有规则的B．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点C．饱和汽压与温度和体积都有关D．相对湿度越大，空气中水蒸气越接近饱和E．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大答案BDE题组2 气体状态变化的图象问题5.一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图1所示，下列说法正确的是( )A ．b →c 过程中，气体压强不变，体积增大B ．a →b 过程中，气体体积增大，压强减小C ．c →a 过程中，气体压强增大，体积不变D ．c →a 过程中，气体内能增大，体积变小E ．c →a 过程中，气体从外界吸热，内能增大 答案 BCE解析 b →c 过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖—吕萨克定律VT＝C 得知，体积应减小．故A 错误．a →b 过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，压强减小，根据玻意耳定律pV ＝C 得知，体积增大．故B 正确．c →a 过程中，由图可知，p 与T 成正比，则气体发生等容变化，体积不变，故C 正确，D 错误；一定质量的理想气体的内能只与气体温度有关，并且温度越高气体的内能越大，则知c →a 过程中，温度升高，气体内能增大，而体积不变，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以气体一定吸收热量．故E 正确． 6．(2014·福建理综·29(2))图2为一定质量理想气体的压强p 与体积V 的关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则下列关系式中正确的是( )图2A ．T A <TB ，T B <TC B ．T A >T B ，T B ＝T C C ．T A >T B ，T B <T CD ．T A ＝T B ，T B >T C答案 C解析 由题中图象可知，气体由A 到B 过程为等容变化，由查理定律得p A T A ＝p BT B，p A >p B ，故T A >T B ；由B 到C 过程为等压变化，由盖·吕萨克定律得V B T B ＝V C T C，V B <V C ，故T B <T C .选项C 正确． 7.如图3，一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．先增大后减小答案 A解析由图象可得，体积V减小，温度T增大，由公式pVT＝C得压强p一定增大．故答案选A.8．(1)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为________．A．压强变小B．压强不变C．一直是饱和汽D．变为未饱和汽(2)如图4甲所示，在斯特林循环的p－V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目________(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图乙所示，则状态A对应的是________(选填“①”或“②”)．图4(3)如图甲所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J，在B→C和C →D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J．求气体完成一次循环对外界所做的功．答案(1)AC (2)不变①(3)8J解析(1)停止加热后，高压锅在密封状态下缓慢冷却，此过程中锅内水蒸气仍是饱和汽，由p－T关系知，p减小．故A、C项正确．(2)从B→C的过程中，气体体积不变，故单位体积中的气体分子数目不变；因T A<T D，温度升高气体分子的平均速率增大，则A状态对应的是①.(3)完成一次循环气体内能不变ΔU ＝0，吸收的热量Q ＝(20＋12－4－20) J ＝8J由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 得，W ＝－8J ， 气体对外做功为8J. 题组3 气体实验定律的应用9．如图5所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为S ＝1×10－3m 2，汽缸内有质量m ＝2kg 的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K 销于如图位置，离缸底高度L 1＝12cm ，此时汽缸内被封闭气体的压强p 1＝1.5×105Pa ，温度T 1＝300K ，外界大气压p 0＝1.0×105Pa ，g ＝10m/s 2.图5(1)现对密闭气体加热，当温度升到T 2＝400K ．其压强p 2多大？(2)若在此时拔去销子K ，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度降为T 3＝360K ，则这时活塞离缸底的距离L 3为多少？(3)保持气体温度为360K 不变，让汽缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底L 4＝16cm 处，则求汽缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a 的大小及方向．答案 (1)2.0×105Pa (2)18cm (3)7.5m/s 2，方向向上 解析 (1)等容变化：p 1T 1＝p 2T 2，解得p 2＝2.0×105Pa (2)活塞受力平衡，故封闭气体压强p 3＝p 0＋mgS＝1.2×105 Pa根据理想气体状态方程，有p 2V 2T 2＝p 3V 3T 3，又V 2＝L 1S ，V 3＝L 3S ，解得：L 3＝18 cm (3)等温变化：p 3V 3＝p 4V 4，解得p 4＝1.35×105Pa 应向上做匀加速直线运动对活塞，由牛顿第二定律：p 4S －p 0S －mg ＝ma解得：a＝7.5 m/s2.。