高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章熱學(xué)第二節(jié)固體、液體和氣體試題

1、第二節(jié)固體、液體和氣體K基礎(chǔ)再現(xiàn),夯實(shí)雙基y* 依綱和點(diǎn)強(qiáng)基固本卜"23一、固體1 .分類：固體分為晶體和非晶體兩類.晶體分單晶體和多晶體.2 .晶體與非晶體的比較單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性典型物質(zhì)石英、4母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在小同條件下能夠形成小同的形態(tài).同一物質(zhì)可 能以晶體和非晶體兩種不向的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一 定條件卜可以轉(zhuǎn)化為晶體檢1.(2015 高考江蘇卷)對下列幾種固體物質(zhì)白認(rèn)識，正確的有(A.食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背

2、面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶C.天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D.石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同提示：選AD.晶體才有固定的熔點(diǎn)， A正確.熔化的蜂蠟呈橢圓形說明云母片導(dǎo)熱具有各向異性的特點(diǎn)，故此現(xiàn)象說明云母片是晶體，B錯(cuò)誤.晶體具有各向異性的原因是物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，而在不同方向上單位長度內(nèi)的物質(zhì)微粒數(shù)目不同，引起不同方向上性質(zhì)不同，故C錯(cuò)誤.石墨的物質(zhì)微粒在空間上是片層結(jié)構(gòu)，而金剛石的物質(zhì)微粒在空間上是立體結(jié)構(gòu)，從而引起二者在硬度、熔點(diǎn)等物理性質(zhì)上的差異，D正確.二、液體 1.液體的表面張力(1)作用：液體的

3、表面張力使液面具有收縮的趨勢.(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直.(3)大?。阂后w的溫度越高，表面張力越??；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變??；液體的密度越大，表面張力越大.2.液晶的物理性質(zhì)(1)具有液體的流動(dòng)性.(2)具有晶體的光學(xué)各向異性. 在某個(gè)方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章 的.三、飽和汽 濕度1 .飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽.(2)未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽.2 .飽和汽壓(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng).(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和 汽的體積無關(guān)

4、.3 .濕度(1)絕對濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng).(2)相對濕度：空氣的絕對濕度與同一溫度下水的飽和汽壓之比.(3)相對濕度公式，4日、水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)D P相對濕度=同溫度水的飽和汽壓 B= pS * 100%.此©目國限I 2.判斷正誤(1)液體的表面張力其實(shí)質(zhì)是液體表面分子間的引力.()(2)硬幣或鋼針浮于水面上不是由于液體的表面張力.()(3)蒸汽處于飽和狀態(tài)時(shí)沒有了液體分子與蒸汽分子間的交換.()(4)飽和汽壓是指飽和汽的壓強(qiáng).()提示：(1) V (2) X (3) X (4) V四、氣體1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣體分子間距較大，分子力可以忽略,因此分子間除碰撞外不

5、受其他力的作用，故 氣體能充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間.(2)分子做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，且時(shí)刻變化，大量分子的速率按“中間多， 兩頭少”的規(guī)律分布.(3)溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增加，分子的平均速率將增2但速率分布規(guī)律不變.2.氣體實(shí)驗(yàn)三定律玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律條件Ms /E, 溫度不變體積不變Ms /E, 壓強(qiáng)不變五、理想氣體狀態(tài)方程1 .理想氣體(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何溫度、 任何壓強(qiáng)下始終遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體.實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體.(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即

6、它所 占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間.2 .理想氣體的狀態(tài)方程(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度 的比值保持不變.(2)公式:3.(2015 高考江蘇卷)給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊猓谑覝叵?，袋中爛=呼或q=qc是與p、V、t無關(guān)的常量).I 1|2 I氣體壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為 1 L.將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為 2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，氣體的體積變?yōu)?.45 L .請通過計(jì)算判斷該包裝袋是否漏氣.提示：若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V,由玻意耳定律知：pcV>=P1V,代入數(shù)據(jù)得 V= 0.5 L ,因?yàn)?.45 L<0.5 L ,說明包裝袋

7、漏氣.答案：若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V 由等溫過程得p0M=p1V1,代入數(shù)據(jù)得 V = 0.5L,因?yàn)?.45 L<0.5 L ,故包裝袋漏氣考點(diǎn)1 固體和液體的性質(zhì)【知識提煉】3 .晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性.(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體.(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體.4 .液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用 力表現(xiàn)為引力.（2）表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊 的彈性薄膜，分子勢能大

8、于液體內(nèi)部的分子勢能.（3）表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線.（4）表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而 在體積相同的條件下，球形的表面積最小.（5）表面張力的大?。焊吔缇€的長度、液體的種類、溫度都有關(guān)系.【典題例析】例m （2015 高考全國卷I）下列說法正確的是（）A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C.由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E.在熔化過

9、程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變審題指導(dǎo)晶體與非晶體的區(qū)別主要在于有無天然規(guī)則幾何外形、有無確定熔點(diǎn)、物理性質(zhì)為各向同性或各向異性，并且在特定條件下還可以相互轉(zhuǎn)化.解析將一塊晶體敲碎后， 得到的小顆粒仍是晶體，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項(xiàng)B正確.例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項(xiàng)C正確.晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化. 如天然水晶是晶體， 熔融過的水晶（即石英玻璃）是非晶體，也有 些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項(xiàng)D正確.熔化過程中，晶體的溫度不變，但內(nèi)能改變，故選項(xiàng)

10、 E錯(cuò)誤.答案BCD【跟進(jìn)題組】考向1晶體、非晶體的特性1 .（高考海南卷）下列說法正確的是（）A.液面表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部B.單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒有固定的熔點(diǎn)C.單晶體中原子（或分子、離子）的排列具有空間周期性D.通常金屬在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都相同，所以金屬是非晶體E.液晶具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)具有晶體的各向異性特征解析：選CE.液面表面張力的方向始終與液面相切，A錯(cuò)誤.單晶體和多晶體都有固定的熔、沸點(diǎn)，非晶體熔點(diǎn)不固定，B錯(cuò)誤.單晶體中原子（或分子、離子）的排列是規(guī)則的，具有空間周期性，表現(xiàn)為各向異性，C正確.金屬材料雖然顯示各向同性，但并不意味著就是非晶體，可能

11、是多晶體，D錯(cuò)誤.液晶的名稱由來就是由于它具有流動(dòng)性和各向異性，E 正確.口考向2液體的性質(zhì)及現(xiàn)象2 .下列說法不正確的是 （）A.把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面上.這是由于水表面存在表面張力的緣故B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互 吸引力C.將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖?用下，表面要收縮到最小的緣故D.漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性的 緣故E.當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開.這是 由于水膜具有表面張力的緣故解析：選BDE.水的表

12、面張力托起針， A正確；B、D兩項(xiàng)也是表面張力原因，故 B、D均 錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔茫?E錯(cuò)誤.口考向3對飽和蒸汽、相對濕度的考查3 .（高考全國卷H ）下列說法正確的是（）A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E.干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā) 吸熱的結(jié)果解析：選BCE.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了水分子的熱運(yùn)動(dòng)，而不是反

13、映花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.由于表面張力的作用使液體表面收縮，使小雨滴呈球形，選項(xiàng)B正確.液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，彩色液晶顯示器就利用了這一性質(zhì)，選項(xiàng)C正確.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低是因?yàn)楦咴貐^(qū)的大氣壓強(qiáng)較小，水的沸點(diǎn)隨大氣壓強(qiáng)的降低而降低， 選項(xiàng)D錯(cuò)誤.由于液體蒸發(fā)時(shí)吸收熱量，溫度降低，所以濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，選項(xiàng)E正確.考點(diǎn)2 氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生和計(jì)算【知識提煉】1 .產(chǎn)生的原因：由于大量分子無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù) 的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng).2 .決定因素（1）宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.（2）微觀上：決定于分子的平均動(dòng)

14、能和分子的密集程度.3 .平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法（1）液片法：選取假想的液體薄片（自身重力不計(jì)）為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況, 建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).（2）力平衡法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象進(jìn)行受力分析， 得到液柱（或 活塞）的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng).（3）等壓面法：在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強(qiáng)相等.4 .加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.【典題例析】例區(qū) 如圖所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的汽缸，汽缸內(nèi)放有一質(zhì)量為

15、m的可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的活塞，活塞面積為S現(xiàn)用水平恒力 F向右推汽缸，最后汽缸和活塞達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài)，求此時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p.（已知外界大氣壓為 po）解析選取汽缸和活塞整體為研究對象,相對靜止時(shí)有：F= （M+ nma再選活塞為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有:pS p°S= ma“，口mF解信：p=p0+s7Wm答案 -siMFmr【跟進(jìn)題組】口考向i氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1.對于一定量的稀薄氣體，下列說法正確的是（）A.壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈B.保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈C.壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必然變小D.壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小解析：

16、選BD.壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的溫度不一定升高，分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定變得劇烈，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；壓強(qiáng)不變時(shí)，若氣體的體積增大，則氣體的溫度會升高，分子熱運(yùn)動(dòng)會變得劇烈，故選項(xiàng)B正確； 壓強(qiáng)變大時(shí)，由于氣體溫度不確定，則氣體的體積可能不變，可能變大，也可能變小，其分子間的平均距離可能不變，也可能變大或變小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)變小時(shí)，氣體的體積可能不變， 可能變大也可能變小，所以分子間的平均距離可能不變，可 能變大，可能變小.故選項(xiàng) D正確.口考向2氣體壓強(qiáng)的計(jì)算2.如圖中兩個(gè)汽缸的質(zhì)量均為 M內(nèi)部橫截面積均為 S,兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為 mi左邊 的汽缸靜止在水平面上， 右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下.兩個(gè)

17、汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣 A B,大氣壓為po,求封閉氣體 A B的壓強(qiáng)各多大？解析：求氣體壓強(qiáng)要以跟氣體接觸的物體為研究對象進(jìn)行受力分析，在本題中，可取的研究對象有活塞和汽缸. 兩種情況下活塞和汽缸的受力情況的復(fù)雜程度是不同的：第一種情況下，活塞受重力、大氣壓力和封閉氣體壓力三個(gè)力作用，而且只有氣體壓力是未知的；汽 缸受重力、大氣壓力、封閉氣體壓力和地面支持力四個(gè)力，地面支持力和氣體壓力都是未知的，要求地面壓力還得以整體為對象才能得出.因此應(yīng)選活塞為研究對象求Pa.同理第二種情況下應(yīng)以汽缸為研究對象求 Pb.得出的結(jié)論是：Pa= P0+昔! Pb= po - SSmgMg答案：popo

18、SS氣體壓強(qiáng)的計(jì)算應(yīng)注意的問題(1)在氣體流通的區(qū)域，各處壓強(qiáng)相等，如容器與外界相通，容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等；用細(xì) 管相連的容器，平衡時(shí)兩邊氣體壓強(qiáng)相等.(2)液體內(nèi)深為h處的總壓強(qiáng)p=po+ pgh,式中的po為液面上方的壓強(qiáng)，在水銀內(nèi)，用cmHg做單位時(shí)可表示為 p=H+ h.(3)連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等.(4)求用固體(如活塞)或液體(如液柱)封閉在靜止的容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對固體或液 體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解.(5)當(dāng)封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡的狀態(tài)時(shí)，欲求封閉氣體的壓強(qiáng)，首先選擇 恰當(dāng)?shù)膶ο?如與氣體關(guān)聯(lián)的柱、活塞等 )，并對其進(jìn)行正確的受

19、力分析(特別注意內(nèi)、外氣體的壓力)，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解.考點(diǎn)3 理想氣體實(shí)驗(yàn)定律與狀態(tài)方程的應(yīng)用【知識提煉】1.氣體狀態(tài)變化的圖象問題特點(diǎn)示例等溫過程P一 VPV= CT其中C為恒量），即PV之積越大的 等溫線溫度越高，線離 原點(diǎn)越遠(yuǎn)利0VR川i P-VP=C1V,斜率 k=C1即斜率越大，溫度越高 XIV F工A3等容過程P-TCCP=Vr,斜率k=V即 斜率越大，體積越小，:4T等壓過程V- TC . 、C 一V= p斜率k=即斜率越大，壓強(qiáng)越小1 O2.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系溫度不變：piV=p2V2 （玻意耳定律）Pl P2P1V1 pN2 體積不變：（查理定

20、律）T i T 2TiT2Vi V2.、八壓強(qiáng)不變：-=-（蓋一呂薩克定律）T i T 23.幾個(gè)重要的推論（1）查理定律的推論：a p=t.T i一，”"V（2）蓋一呂薩克定律的推論：AV=7AT.Ti（3）理想氣體狀態(tài)方程的推論：胖：畔.+ 竽+T o T i T 2【典題例析】例區(qū)）（2016 高考全國卷甲）一氧氣瓶的容積為 0.08 m3,開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓.某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36品當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需重新充氣.若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天.審題指導(dǎo)解答此題的關(guān)鍵是將用去的氧氣在P2狀態(tài)下

21、的體積轉(zhuǎn)化為在P。狀態(tài)下的體積，從而可計(jì)算出氧氣在P0下的可用天數(shù).解析設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為Pi,體積為Vi,壓強(qiáng)變?yōu)镻2（2個(gè)大氣壓）時(shí)，體積為V2,根據(jù)玻意耳定律得piVi = p2V2 重新充氣前，用去的氧氣在P2壓強(qiáng)下的體積為M= VV 設(shè)用去的氧氣在Po（1個(gè)大氣壓）壓強(qiáng)下的體積為則有P2V3=P°V0、一，一E，一，_ ，一 V。設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p。壓強(qiáng)下的體積為A V,則氧氣可用的天數(shù)為N=V聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得N= 4（天）.答案4天【跟進(jìn)題組】口考向1玻璃管水銀柱模型1. （2016 高考全國卷丙）一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有用力向下

22、緩慢推活塞，直至管光滑的輕活塞.初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示.內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止.求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏； 大氣壓強(qiáng)po= 75.0cmHg.環(huán)境溫度不變.活您弓空氣解析：設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為 P1,長度為|1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為 P2=P。,長度為12.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為 p' 1,長度為1；左管中空氣柱的壓p=po+(2O.O 5.00)cmHg 強(qiáng)為p' 2,長度為l ' 2.以cmHg為壓強(qiáng)單位.由題給條件得l 1= 20.0

23、 20.0 -5.00cnf2)由玻意耳定律得pd1 = p' 1l' 1聯(lián)立式和題給條件得p' 1 = 144 cmHg 依題意P' 2=P' 1,20.0 5.00l 2= 4.00 cm +2cm h 由玻意耳定律得P2l2=P 2/2聯(lián)立式和題給條件得h= 9.42 cm.答案：144 cmHg 9.42 cm口考向2汽缸活塞模型2. (2015 高考全國卷I )如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸 圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞.已知大活塞的質(zhì)量為m= 2.50 kg ,橫截面積為S=80.0 cm?;小活塞的質(zhì)量為m= 1.50 kg,橫

24、截面積為 S = 40.0 cm?;兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l =40.0 cm ;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p =1.00 X 105 Pa,溫度為T= 303 K.初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距2,兩活塞間封閉氣體的溫度為T=495 K.現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移.忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小 g取10 m/s 2.求：(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng).解析：(1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為 V,在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的 體積為 5 溫度為T2.由題給條件得V=

25、S 2 + S l2 V= Sd 在活塞緩慢下移白過程中，用 p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得S( p1- p) =mg+ n2g+ S( p1 p)故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變.由蓋一呂薩克定律有VT聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得Ta= 330 K.(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為 Pi.在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變.設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p',由查理定律有聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p' =1.01 X10 5 Pa.答案：(1)330 K (2)1.01 X105 Pa口考向3氣體實(shí)驗(yàn)定律中的圖象問題3. (2016 高考全

26、國卷甲)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其 pT圖象如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點(diǎn) O下列判斷正確的是()A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E.在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功pV解析：選ABE.由牛=k可知，pT圖象中過原點(diǎn)的一條傾斜的直線是等容線，A項(xiàng)正確;氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)d的過程溫度不變，內(nèi)能不變，從狀態(tài)d到狀態(tài)a的過程溫度升高，內(nèi) 能增加，B項(xiàng)正

27、確；由于過程 cd中氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體向外放出的熱量等于外界對氣體做的功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在過程 da中氣體內(nèi)能增加，氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功，D項(xiàng)錯(cuò)誤；過程bc中，外界對氣體做的功 Wc=pb(WM)= PbM pcM,過程 da 中氣體對外界做的功 W=pd(MVd) = PaM pdVl,由于 pbV>=paM, PcME項(xiàng)正確.h' =30 cm= pdVd,因此過程bc中外界對氣體做的功與過程 da中氣體對外界做的功相等,考向4理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用4. (2017 石家莊模擬)如圖所示，U形管右管橫截面積為左管橫截面積的2倍，在左管

28、內(nèi)用水銀封閉一段長為26 cm、溫度為280 K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36 cm,外界大氣壓為76 cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使 管內(nèi)氣柱長度為30 cm,則此時(shí)左管內(nèi)氣體的溫度為多少？解析：設(shè)U形管左管的橫截面積為 S,當(dāng)左管內(nèi)封閉的氣柱長度變?yōu)?0 cm時(shí)，左管水銀柱下降4 cm,右管水銀柱上升2 cm,即左右兩端水銀柱高度差變?yōu)閷ψ蠊軆?nèi)封閉的氣體:Pi= pc- h=40 cmHg; V=l1S= 26S; Ti = 280 KS= p0 h = 46 cmHg; V>= l S= 30S; T2= ?由理想氣體狀態(tài)方程得pV1=p¥11 I 2可得T2

29、 =(p。h' ) l(p° h) liTi= 371.5 K.答案：371.5 K1.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路后二面j根幗勒惠，選出所科究的某T分卓步一 m的氣體JL會制捷山拉部會氣體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)<>黎防）一后的八八7教值或表法式.壓狙的手扁定是美怵（登討丹-明博支化過爬.正靜選用物理施律一選用/體狀毒力雇或某一實(shí)雅宏律則式求解，重酎更鉗徒拈果的合理性2.氣體狀態(tài)變化圖象的應(yīng)用技巧（1）求解氣體狀態(tài)變化的圖象問題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一 個(gè)平衡狀態(tài)，它對應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量； 圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的

30、理想 氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程.（2）在V T圖象（或p T圖象）中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng) （或體積）大小，可以比較這兩 個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)（或體積）越??；斜率越小，壓強(qiáng)（或體積）越大.高期情耨如嵯盤升卜隨堂達(dá)標(biāo)鞏固落實(shí)1. （2017 唐山模擬）對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是（）A.若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)一定變大B.若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)可能不變C.若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí)，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加D.若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí)，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變E.若氣體體積減小，溫度升

31、高，單位時(shí)間內(nèi)分子對器壁的撞擊次數(shù)增多，平均撞擊力增大，因此壓強(qiáng)增大解析：選ACE.氣體壓強(qiáng)的大小與氣體分子的平均動(dòng)能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)兩個(gè)因素 有關(guān).若單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，決定壓強(qiáng)的兩個(gè)因素中一個(gè)不變，一個(gè)增大，故氣體的壓強(qiáng)一定變大，A對、B錯(cuò)；若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí)，氣體的體積一定減小，故單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)一定增加，C對、D錯(cuò)；由氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因知，E對.2. （高考福建卷）如圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng) p與體積V關(guān)系圖象， 它由狀態(tài) A經(jīng)等容過程到狀態(tài) B,再經(jīng)等壓過程到狀態(tài) C.設(shè)A、R C狀態(tài) 對應(yīng)的溫度分別為 Ta、Tb、Tc,則下列關(guān)系式中正確的是

32、 （）A. Tav Tb, Tbv TcB. Ta>Tb, Tb=TcC. Ta> Tb, TbV TcD. Ta=Tb, Tb>Tc解析：選C.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程T=k可知，從A到B,溫度降低，故A D錯(cuò)誤;從B到C,溫度升高，故 B錯(cuò)誤、C正確.mi面積為S的活塞.容器3. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱型金屬容器內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為固定放置在傾角為 e的斜面上.一定量的氣體被密封在容器內(nèi)，溫度為to,活塞底面與容器底面平行，距離為 h.已知大氣壓強(qiáng)為P0,重力加速度為 g.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多大?解析：容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓和活塞的重力有關(guān).活塞對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為P'=m

33、co,則容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P=P0+P, =p0+mcSS答案：P = P。+mopesS4. (2016 高考全國卷乙)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差A(yù) P與氣泡半徑r之間的關(guān)系為八P=Y，其中b=0.070 N/m.現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升.已知大氣壓強(qiáng) po= 1.0 x 10 5 Pa,水的密度p =1.0 Xl03kg/m3, 重力加速度大小 g= 10 m/s 2.(1)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差；(2)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值.解析：(1)當(dāng)氣泡在水下h=

34、10 m處時(shí)，設(shè)其半徑為 1,氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為A P1,則A代入題給數(shù)據(jù)得A P1 = 28 Pa.(2)設(shè)氣泡在水下10 m處時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為 p ,氣泡體積為 V;氣泡到達(dá)水面附 近時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為 P2,氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為A R,其體積為 V>,半徑為2.氣泡上升 過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有P1V1 = P2% 由力學(xué)平衡條件有 P1= P0+ p gh+ A P1P2= P0+ A P24 j氣泡體積V1和9分別為v=3tt1聯(lián)立式得口 32P0+ A P2p gh+ P0+ A P1由式知，A p? po, i=1、2,故可略去式中的A pi項(xiàng).代入題給數(shù)據(jù)得

35、上=32% ri1.3.答案：（1）28 Pa （2）1.35. （2015 高考海南卷）如圖，一底面積為 S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在同“"麗$A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時(shí)體力積均為V已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為 g,外界大氣壓強(qiáng)為po.現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致便 B最終與容器底面接觸.求活塞A移動(dòng)的距離.解析：初始狀態(tài)下 A B兩部分氣體的壓強(qiáng)分別設(shè)為PA6 PBO,則對活塞A B由平衡條件可得：poS+ mg= pagSDPacS+ mg= pboS最終狀

36、態(tài)下兩部分氣體融合在一起，壓強(qiáng)設(shè)為p,體積設(shè)為V',對活塞 A由平衡條件poS+ mg= pS®對兩部分氣體由理想氣體狀態(tài)方程可得PaN+ PboV= pV'設(shè)活塞A移動(dòng)的距離為h,則有V' = 2V+ hSD聯(lián)立以上各式可得mgV(poS+ m。S答案:mgV(poS+ m。S6. （2015 高考全國卷n ）如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān) K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度l=1O.O cm, B側(cè)水銀面比 A側(cè)的高h(yuǎn)=3.O cm.現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分 水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1 = 1O.O

37、 cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉.已知大氣壓強(qiáng)po= 75.O cmHg.（1）求放出部分水銀后 A側(cè)空氣柱的長度；（2）此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi) 的長度.解析：（1）以cmHg為壓強(qiáng)單位.設(shè) A側(cè)空氣柱長度l=1O.O cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為 h1 = 1O.O cm時(shí)，空氣柱的長度為|1,壓強(qiáng)為p1.由玻意耳定律得pl = Pll 1由力學(xué)平衡條件得p= po+ h 打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為 P0,而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng) 隨空氣柱長度的增加逐漸減小， B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至 B側(cè)水銀面低 于

38、A側(cè)水銀面hi為止.由力學(xué)平衡條件有pi= po- hi聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得11= 12.0 cm.(2)當(dāng)A B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為12,壓強(qiáng)為p2.由玻意耳定律得pl = p2l 2由力學(xué)平衡條件有S= po 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得12= 10.4 cm 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為Ah,依題意得Ah=2(l112)十 » 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得A h= 13.2 cm.答案：(1)12.0 cm (2)13.2 cm課后檢測，能力提升、選擇題1.人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程.以下說法正確的是()A.液體的分子勢能與體積有關(guān)B

39、.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C.溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E.液體表面層內(nèi)分子分布比液體內(nèi)部稀疏，所以分子間作用力表現(xiàn)為引力解析：選 ADE.液晶是一類處于液態(tài)和固態(tài)之間的特殊物質(zhì)，其分子間的作用力較強(qiáng)，在體積發(fā)生變化時(shí)需要考慮分子間力的作用， 分子勢能和體積有關(guān)， 選項(xiàng)A正確；晶體分為 單晶體和多晶體，單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性， 多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性， 選項(xiàng) B錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大但不是每一個(gè)分子動(dòng)能都增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；露珠由于受到表面張力的作用表面積有收縮到最小的趨勢即呈球形，選項(xiàng)D正確；液體表面層E正確.中分子間的距

40、離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)2.下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是（）A. 一定量100 c的水變成100 C的水蒸氣，其分子之間的勢能增加B.對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱C.如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，因此壓強(qiáng)必 然增大D. 一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間勢能的總和E.如果氣體溫度升高，那么所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大解析：選ABD.一定量100 C的水變成100 C的水蒸氣，需吸收一定熱量，其內(nèi)能增加, 而分子個(gè)數(shù)、溫度均未變，表明其分子勢能增加，A對；氣體的壓強(qiáng)與氣體分子

41、密度和分子的平均速率有關(guān)，整體的體積增大，氣體分子密度減小， 要保證其壓強(qiáng)不變，氣體分子的平均速率要增大，即要吸收熱量，升高溫度， B對；對于一定量的氣體，溫度升高，分子的平 均速率變大，但若氣體體積增加得更多，氣體的壓強(qiáng)可能會降低，C錯(cuò)；根據(jù)內(nèi)能的定義可知，D對；氣體溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)的平均速率肯定會增大，但并不是所有分子的運(yùn)動(dòng)速率 都增大，E錯(cuò).3. （2017 武漢模擬）如圖所示，是水的飽和汽壓與溫度關(guān)系的圖線，請結(jié)合飽和汽與 飽和汽壓的知識判斷下列說法正確的是（）"20 40 60 HO 1（K> L20A.水的飽和汽壓隨溫度的變化而變化，溫度升高，飽和汽壓增大B.在一

42、定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是不變的C.當(dāng)液體處于飽和汽狀態(tài)時(shí)，液體會停止蒸發(fā)現(xiàn)象D.在實(shí)際問題中，飽和汽壓包括水蒸氣的氣壓和空氣中其他各種氣體的氣壓E.對同一氣體，溫度越高，相對濕度越小解析：選 ABE.當(dāng)液體處于飽和汽狀態(tài)時(shí)，液體與氣體達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)平衡，液體蒸發(fā)現(xiàn)象不會停止，選項(xiàng) C錯(cuò)誤；在實(shí)際問題中，水面上方含有水分子、空氣中的其他分子，但我們所研究的飽和汽壓只是水蒸氣的分氣壓，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；而相對濕度為水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同溫度水的飽和汽壓的比值，則溫度越高，水蒸氣的飽和汽壓越大，所以相對濕度越小.4. 如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài) a沿直線變化到狀態(tài) b,在此過程中，其壓強(qiáng)（）A.逐漸

43、增大C.始終不變D.先增大后減小解析：選A.法一：由題圖可知，氣體從狀態(tài)a變到狀態(tài)b,體積逐漸減小，溫度逐漸升一 ,PV 一八rr ，一，一。也 由與=C可知，壓強(qiáng)逐漸增大，故 A正確.法二：由pV= C得：V= CT,從a到b, ab段上各點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率逐漸減小，即 1逐 Tpp漸減小，p逐漸增大，故A正確.5. （2017 南京模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動(dòng) 理論的觀點(diǎn)分析，這是因?yàn)?（）A.氣體分子的平均速率不變B.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大C.單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多D.氣體分子的總數(shù)增加E.氣體分子的密度增大解析：

44、選ACE.氣體溫度不變，分子平均動(dòng)能、平均速率均不變，A正確.理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，體積減小，分子密度增大，則單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子 的碰撞次數(shù)增多，但氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變，故C、E正確，B、D錯(cuò)誤.6. 如圖，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管 內(nèi)氣體（）A.壓強(qiáng)增大，體積增大BC.壓強(qiáng)減小，體積增大D.壓強(qiáng)減小，體積減小解析：選B.試管靜止時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為pi=p0-ph；試管自由下落時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p2=p°,故壓強(qiáng)增大.根據(jù)玻意耳定律得氣體體積減小，故選項(xiàng) B正確.7. 一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如

45、圖所示的a-b、b-c、c-d、4 a四個(gè)過程，其中bc的延長線通過原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在（）A. a-b過程中不斷增加B. b-c過程中保持不變C. cfd過程中不斷增加D. d-a過程中保持不變E. d-a過程中不斷增大解析：選ABE.由題圖可知a- b溫度不變，壓強(qiáng)減小，所以體積增大，b-c是等容變化， 體積不變，因此 A B正確；c-d體積不斷減小，d-a體積不斷增大，故 C D錯(cuò)誤，E正 確.8 .某自行車輪胎的容積為 V,里面已有壓強(qiáng)為 例的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p,設(shè)充氣過程為等溫過程，空氣可看做理想氣體，輪胎容積保持不變，則還

46、要向輪胎充入溫度相同、壓強(qiáng)也是p0、體積為多少的空氣()popA V B. VpoC.p-1 V D.Pop+i V p0解析：選C.取充入氣體后的輪胎內(nèi)的氣體為研究對象，設(shè)充入氣體體積為V',則初態(tài) pi = po, Vi=V+ V'；末態(tài) p2=p, Va= V由玻意耳定律可得：po(V+ V ) = pV解得：V = -1 V,故選項(xiàng)C正確. po二、非選擇題9 .如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài) B、C和D后再回到狀態(tài) A其中，ZB和C2D為等溫過程，B- C和D2A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).這就是著名的“卡諾循環(huán)”.(1)該循環(huán)過程中,卜列說法正確的是 A. 2 B過程中，外界對氣體做功B. B-C過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C. C-D過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D. Df A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化(2)