高考物理一輪復(fù)習(xí)13.2熱學(xué)-固體、液體和氣體的性質(zhì)(原卷版+解析)

考點(diǎn)41熱學(xué)-固體、液體和氣體的性質(zhì)新課程標(biāo)準(zhǔn)1．了解固體的微觀結(jié)構(gòu)。知道晶體和非晶體的特點(diǎn)。能列舉生活中的晶體和非晶體。通過實(shí)例，了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。4．了解材料科學(xué)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用，體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。5．觀察液體的表面張力現(xiàn)象。了解表面張力產(chǎn)生的原因。知道毛細(xì)現(xiàn)象。6．通過實(shí)驗(yàn)，了解氣體實(shí)驗(yàn)定律。知道理想氣體模型。能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律。命題趨勢(shì)考查的題目難度中等或中等偏下，考查的內(nèi)容主要體現(xiàn)對(duì)物理觀念的認(rèn)識(shí)、模型建構(gòu)等物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。選擇題多考查分子動(dòng)理論、固體和液體的性質(zhì)計(jì)算題多考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。試題情境生活實(shí)踐類霧霾天氣、高壓鍋、氣壓計(jì)、蛟龍?zhí)柹詈Ｌ綔y(cè)器、噴霧器、拔罐、保溫杯、輸液瓶、測(cè)溫電子天平等學(xué)習(xí)探究類固體和液體的性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)定律、探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系考向一固體性質(zhì)的理解考向二液體性質(zhì)的理解考向三氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋考向四理想氣體和氣體實(shí)驗(yàn)定律考向一固體性質(zhì)的理解1．固體(1)分類：固體分為晶體和非晶體兩類．晶體又分為單晶體和多晶體．(2)晶體和非晶體的比較分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形有規(guī)則的形狀無確定的幾何形狀無確定的幾何外形熔點(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、云母、明礬、食鹽各種金屬玻璃、橡膠、蜂蠟、松香、瀝青轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌行┚w沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性．非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫做各向同性．2．晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)如圖所示，金剛石、石墨晶體的晶體微粒eq\x(\s\up1(07))有規(guī)則地、eq\x(\s\up1(08))周期性地在空間排列。(2)晶體特性的解釋現(xiàn)象原因具有規(guī)則的外形晶體微粒有規(guī)則地排列各向異性晶體內(nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)在不同方向的相等距離上的微粒數(shù)不同具有異構(gòu)性有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同的規(guī)則在空間分布，如碳原子可以形成石墨和金剛石【典例1】(多選)(2022山東省濟(jì)南市高三下模擬考試)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(huì)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【答案】BCD【解析】晶體有確定的熔點(diǎn)，并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同，表現(xiàn)出各向異性，選項(xiàng)B正確；同種元素構(gòu)成的固體可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項(xiàng)C正確；晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體，某些非晶體在合適的條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體，選項(xiàng)D正確。【典例2】(2022·山東省濱州市高三下二模)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點(diǎn)，石蠟熔化區(qū)域的形狀如圖甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，則下列說法中正確的是()A．甲一定是單晶體B．乙可能是金屬薄片C．丙在一定條件下可能轉(zhuǎn)化成乙D．甲內(nèi)部的微粒排列是規(guī)則的，丙內(nèi)部的微粒排列是不規(guī)則的【答案】C【解析】由于單晶體是各向異性的，熔化在單晶體表面的石蠟應(yīng)該是橢圓形，而非晶體和多晶體是各向同性，則熔化在表面的石蠟是圓形，因此丙是單晶體，根據(jù)溫度隨加熱時(shí)間變化關(guān)系可知，甲是多晶體，乙是非晶體，金屬屬于晶體，故乙不可能是金屬薄片，故A、B錯(cuò)誤；一定條件下，晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化，故C正確；甲和丙都是晶體，所以其內(nèi)部的微粒排列都是規(guī)則的，故D錯(cuò)誤．練習(xí)1、(2022·河北秦皇島月考)下列說法中正確的有()A．晶體一定具有各向異性，非晶體一定具有各向同性B．單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體沒有固定的熔化溫度C．晶體熔化時(shí)吸收熱量，分子平均動(dòng)能一定增大D．天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的【答案】D【解析】多晶體具有各向同性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔化溫度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體熔化時(shí)吸收熱量，但是溫度不變，則分子平均動(dòng)能一定不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的，D項(xiàng)正確。練習(xí)2、(多選)(2022·河北省張家口市高三下三模)下列說法中正確的是()A．同一物質(zhì)不可能呈現(xiàn)晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)B．單晶體和多晶體都具有各向異性的物理性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)【答案】CD【解析】同一物質(zhì)改變條件可以呈現(xiàn)晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；單晶體具有各向異性的物理性質(zhì)，多晶體具有各向同性的物理性質(zhì)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，如金剛石和石墨，故C項(xiàng)正確；單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，故D項(xiàng)正確?！厩蓪W(xué)妙記】1．1．區(qū)別晶體和非晶體的方法(1)要判斷一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，關(guān)鍵是看有無確定的熔點(diǎn)，有確定熔點(diǎn)的是晶體，無確定熔點(diǎn)的是非晶體。(2)幾何外形是指自然生成的形狀，若形狀規(guī)則，是單晶體；若形狀不規(guī)則，有兩種可能，即為多晶體或非晶體，憑此一項(xiàng)不能最終確定物質(zhì)是否為晶體。(3)從導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性質(zhì)來看，物理性質(zhì)各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體。考向二液體性質(zhì)的理解一、液體表面張力(1)形成原因在液體內(nèi)部，分子間平均距離r略小于r0，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；在表面層，分子間的距離r略大于分子間的平衡距離r0，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。(2)液體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。(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(shì)，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)表面張力的大小跟邊界線的長(zhǎng)度、液體的種類、溫度都有關(guān)系。3．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)也是分子力作用的表現(xiàn)。當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，液體和與之接觸的固體的相互作用可能比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，也可能比液體分子之間的相互作用弱，這取決于液體、固體兩種物質(zhì)的性質(zhì)。如果液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，則液體能夠浸潤(rùn)固體，反之，則液體不浸潤(rùn)固體。4．毛細(xì)現(xiàn)象由于液體浸潤(rùn)管壁，如細(xì)玻璃管中的水，液面呈如圖形狀。液面邊緣部分的表面張力如圖所示，這個(gè)力使管中液體向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管中液體上升到一定高度時(shí)，液體所受重力與這個(gè)使它向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度。實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，對(duì)于一定的液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越細(xì)，液體所能達(dá)到的高度越高。對(duì)于不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降，也可作類似分析。二、液晶1．液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。2．構(gòu)成液晶的分子為有機(jī)分子，大多為棒狀，其棒長(zhǎng)多為棒直徑的5倍以上，由于這種長(zhǎng)棒狀的分子結(jié)構(gòu)，使得分子集合體在沒有外界干擾的情況下趨向分子相互平行排列。3．在低溫時(shí)液晶會(huì)凝固成結(jié)晶態(tài)，不僅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的(如圖甲所示)。當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體中分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，使分子重心位置的有序性消失，轉(zhuǎn)為液晶態(tài)(如圖乙所示)。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，分子取向有序性也消失，完全進(jìn)入無序的狀態(tài)，變成液態(tài)(如圖丙所示)。4.分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性，具體地說，沿分子長(zhǎng)軸方向上的折射率不同于沿短軸的。入射光的偏振方向與液晶分子長(zhǎng)軸的方向成不同夾角時(shí)，液晶對(duì)光的折射率不同。5．天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的。6．應(yīng)用：顯示器、人造生物膜?！镜淅?】(2022·寧夏石嘴山市第三中學(xué)模擬)關(guān)于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是()A．甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結(jié)果B．乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果C．丙圖中毛細(xì)管中液面高于管外液面的是毛細(xì)現(xiàn)象，低于管外液面的不是毛細(xì)現(xiàn)象D．丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是一種浸潤(rùn)現(xiàn)象【答案】B【解析】因?yàn)橐后w表面張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故A錯(cuò)誤；將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果，故B正確；浸潤(rùn)情況下，容器壁對(duì)液體的吸引力較強(qiáng)，附著層內(nèi)分子密度較大，分子間距較小，故液體分子間作用力表現(xiàn)為斥力，附著層內(nèi)液面升高，故浸潤(rùn)液體呈凹液面，不浸潤(rùn)液體呈凸液面，都屬于毛細(xì)現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是表面張力的原因，不是浸潤(rùn)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤．【典例4】(多選)(2022·天津市南開區(qū)高三下一模)下列說法正確的是()A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面。這是由于水表面存在表面張力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能。這是由于油脂使水的表面張力增大C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)【答案】ACD【解析】由于液體表面張力的存在，針、硬幣等能浮在水面上，A項(xiàng)正確；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤(rùn)的結(jié)果，而干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤(rùn)的結(jié)果，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在太空中水滴呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果，C項(xiàng)正確；毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)，D項(xiàng)正確。練習(xí)3、(多選)(2022·江蘇省南京市高三下第三次調(diào)研)液體表面有一層跟氣體接觸的薄層，叫作表面層；同樣，當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，接觸的位置形成一個(gè)液體薄層，叫作附著層。對(duì)于液體在器壁附近的液面發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，如圖甲、乙所示，有下列幾種解釋，正確的是()A．表面層Ⅰ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部疏B．表面層Ⅱ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密C．附著層Ⅰ內(nèi)的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)D．附著層Ⅱ內(nèi)的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)【答案】AC【解析】液體表面層中分子間距離r略大于r0，而液體內(nèi)部分子間的距離r略小于r0，故表面層Ⅰ、表面層Ⅱ內(nèi)分子的分布均比液體內(nèi)部稀疏，A正確，B錯(cuò)誤。由甲圖可知，水浸潤(rùn)玻璃，說明附著層Ⅰ中的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，C正確；由乙圖可知，附著層Ⅱ內(nèi)的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用弱，D錯(cuò)誤。練習(xí)4、(多選)(2022·湖北武漢模擬)關(guān)于液晶，下列說法中正確的是()A.液晶不是液體和晶體的混合物B.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)E.筆記本電腦的彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?，液晶中電?chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色【答案】ABE【解析】液晶并不是指液體和晶體的混合物，是一種特殊的物質(zhì)，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故A、B正確；當(dāng)液晶通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過，不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，液晶并不發(fā)光，故C錯(cuò)誤；不是所有的物質(zhì)都有液晶態(tài)，故D錯(cuò)誤；筆記本電腦的彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?，液晶中電?chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色，E正確?！厩蓪W(xué)妙記】1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)分子間的距離很小；在液體內(nèi)部分子間的距離在10－10m左右。(2)液體分子間的相互作用力很大，但比固體分子間的作用力要小。(3)分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為振動(dòng)與移動(dòng)相結(jié)合。2．液體表面張力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(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能方向和液面相切，垂直于液面上的分界線效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，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3.液晶的主要性質(zhì)(1)液晶具有晶體的各向異性的特點(diǎn)。原因是在微觀結(jié)構(gòu)上，從某個(gè)方向看，液晶的分子排列比較整齊，有特殊的取向。(2)液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)，具有一定的流動(dòng)性?？枷蛉龤怏w壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋1.氣體壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)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：宏觀上，決定于氣體的溫度和體積。微觀上，決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度。1.活塞模型如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。對(duì)“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程。圖甲中活塞的質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0。由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以p0S＋mg＝pS。則氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(mg,S)。圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S。則氣體壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)＝p0－ρ液gh。2.連通器模型如圖2所示，U形管豎直放置。同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來。則有pB＋ρ液gh2＝pA。而pA＝p0＋ρ液gh1，所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρ液g(h1－h(huán)2)。【典例5】(多選)(2022·浙江省溫州市高三二模)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述正確的是()A．氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定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，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，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變【答案】AC【解析】氣體的壓強(qiáng)由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定，故A正確；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)，單位面積上的碰撞次數(shù)和碰撞的平均力都增大，因此這時(shí)氣體壓強(qiáng)一定增大，故B錯(cuò)誤；若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則氣體的體積減小，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加，故C正確，D錯(cuò)誤．【典例6】若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)．(1)已知液體密度均為ρ，重力加速度為g，求各被封閉氣體的壓強(qiáng)．(2)如圖中兩個(gè)汽缸質(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m，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)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，重力加速度為g，活塞與缸壁之間無摩擦，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？【答案】(1)甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－eq\f(\r(3),2)ρgh?。簆0＋ρgh1戊：pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)(2)pA＝p0＋eq\f(mg,S)pB＝p0－eq\f(Mg,S)【解析】(1)題圖甲中，以高為h的液柱為研究對(duì)象，由平衡條件有p甲S＋ρghS＝p0S所以p甲＝p0－ρgh題圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pAS＋ρghS＝p0Sp乙＝pA＝p0－ρgh題圖丙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pA′S＋ρghsin60°·S＝p0S所以p丙＝pA′＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh題圖丁中，以A液面為研究對(duì)象，由平衡條件有p丁S＝p0S＋ρgh1S所以p丁＝p0＋ρgh1.題圖戊中，從開口端開始計(jì)算，右端大氣壓強(qiáng)為p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同，所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，故a氣柱的壓強(qiáng)為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)．(2)題圖甲中選活塞為研究對(duì)象，受力分析如圖(a)所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg，得pA＝p0＋eq\f(mg,S)；題圖乙中選汽缸為研究對(duì)象，受力分析如圖(b)所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg，得pB＝p0－eq\f(Mg,S).練習(xí)5、(2022·云南省昆明市“三診一?！倍?汽缸的橫截面積為S，質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的，下面與右側(cè)豎直方向的夾角為α，如圖3所示，當(dāng)活塞上放質(zhì)量為M的重物時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)外部大氣壓強(qiáng)為p0，若活塞與缸壁之間無摩擦。重力加速度為g，求汽缸中氣體的壓強(qiáng)。【答案】p0＋eq\f(（m＋M）g,S)【解析】對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，如圖所示，由平衡條件得p氣S′＝eq\f(（m＋M）g＋p0S,sinα)又因?yàn)镾′＝eq\f(S,sinα)所以p氣＝eq\f(（m＋M）g＋p0S,S)＝p0＋eq\f(（m＋M）g,S)。練習(xí)6、(2022·寧夏銀川月考)如圖所示，在固定的汽缸A和B中分別用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞面積之比SA∶SB＝1∶2。兩活塞以穿過B的底部的剛性細(xì)桿相連，可沿水平方向無摩擦滑動(dòng)。兩個(gè)汽缸都不漏氣。某狀態(tài)下系統(tǒng)平衡時(shí)，A中氣體壓強(qiáng)pA＝1.5p0，p0是汽缸外的大氣壓強(qiáng)，則此時(shí)B中氣體壓強(qiáng)為()A．0.75p0 B．0.25p0C．0.5p0 D．p0【答案】A【解析】對(duì)A中氣體，有pASA＝F＋p0SA，對(duì)B中氣體，有pBSB＋F＝p0SB，聯(lián)立可得pB＝0.75p0，故選A?！厩蓪W(xué)妙記】平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求解方法平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求解方法液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)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)相等的方程，求得氣體的壓強(qiáng)力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)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)等壓面法在U形管中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等．液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng)考向四理想氣體和氣體實(shí)驗(yàn)定律一．理想氣體(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(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，即分子間無分子勢(shì)能。二．氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)拓展：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔTeq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)拓展：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能不變．體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大．只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變圖像三．理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C。四．氣體狀態(tài)變化的圖象問題1.四種圖象的比較類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p－VpV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p－eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小2.分析技巧利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如：(1)在圖5甲中，V1對(duì)應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2＞T1。(2)如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2＜V1。五．利用氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路(1)選對(duì)象：確定研究對(duì)象，一般地說，研究對(duì)象分兩類：一類是熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對(duì)象(汽缸、活塞、液柱或某系統(tǒng))。(2)找參量：分析物理過程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象往往需要進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律(平衡條件或牛頓第二定律)確定壓強(qiáng)。(3)列方程：挖掘題目的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程；依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列出方程。注意：分析氣體狀態(tài)變化過程應(yīng)注意以下幾方面：①從力學(xué)的角度分析壓強(qiáng)，判斷是否屬于等壓過程。②如果題目條件是緩慢壓縮導(dǎo)熱良好的汽缸中的氣體，且環(huán)境溫度不變，意味著氣體是等溫變化。③底部連通的容器內(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當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”，使計(jì)算過程簡(jiǎn)捷。【典例7】（2022年全國(guó)高考乙卷物理試題14.）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長(zhǎng)為l。初始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強(qiáng)為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計(jì)彈簧的體積。（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間氣體，求當(dāng)活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，活塞間氣體的壓強(qiáng)和溫度?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為，對(duì)兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有解得對(duì)活塞Ⅰ由平衡條件有解得彈簧的勁度系數(shù)為（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，對(duì)兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可知，氣體的壓強(qiáng)不變依然為即封閉氣體發(fā)生等壓過程，初末狀態(tài)的體積分別為，由氣體的壓強(qiáng)不變，則彈簧的彈力也不變，故有有等壓方程可知解得【典例8】(2021·全國(guó)甲卷)如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過程，分別由體積—溫度(V－t)圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；t0為它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0＝－273.15℃；a為直線Ⅰ上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比eq\f(pa,pb)＝________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比eq\f(pb,pc)＝________。【答案】1eq\f(V2,V1)【解析】由題圖結(jié)合題意可知Ⅰ、Ⅱ的V－T圖線均為過原點(diǎn)的傾斜直線，則Ⅰ、Ⅱ過程均為等壓變化，則eq\f(pa,pb)＝1；由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pV,T)＝C，得V－T圖象的斜率k＝eq\f(C,p)，kⅠ＝eq\f(V1,t0)＝eq\f(C,pb)，kⅡ＝eq\f(V2,t0)＝eq\f(C,pc)，得eq\f(pb,pc)＝eq\f(V2,V1)。練習(xí)7、（湖南省2022年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試16.）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測(cè)量?jī)x。一個(gè)容積的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量、橫截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)。活塞下端用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量的U形金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測(cè)液體中，緩慢升起汽缸，使金屬絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為B。已知A、B間距離，外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度取，環(huán)境溫度保持不變，求：（1）活塞處于A位置時(shí)，汽缸中的氣體壓強(qiáng)；（2）活塞處于B位置時(shí)，液體對(duì)金屬絲拉力F的大小。

【答案】（1）；（2）【解析】（1）將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有代入數(shù)據(jù)解得（2）當(dāng)活塞在B位置時(shí)，汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為p2，則有代入數(shù)據(jù)解得將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有聯(lián)立解得練習(xí)8、(2019·全國(guó)卷Ⅱ)p－V圖7所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，N2________N3(填“大于”“小于”或“等于”)?！敬鸢浮浚ù笥诘扔诖笥凇窘馕觥扛鶕?jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1′V1′,T1)＝eq\f(p2′V2′,T2)＝eq\f(p3′V3′,T3)可知T1＞T2，T2＜T3，T1＝T3由于T1＞T2，狀態(tài)1時(shí)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，分子數(shù)密度相等，故單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即N1＞N2；對(duì)于狀態(tài)2、3，由于T3＞T2，故狀態(tài)3分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，而且p2′＝p3′，因此狀態(tài)2單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即N2＞N3?！厩蓪W(xué)妙記】一、一、分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點(diǎn)(1)弄清一個(gè)物理過程分為哪幾個(gè)階段．(2)找出幾個(gè)階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的．(3)明確哪個(gè)階段應(yīng)遵循什么實(shí)驗(yàn)定律．二、氣體狀態(tài)變化的圖像問題的解題技巧(1)明確點(diǎn)、線的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程。(2)明確圖像斜率的物理意義：在V－T圖像(p－T圖像)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)點(diǎn)與原點(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。(3)明確圖像面積的物理意義：在p－V圖像中，p－V圖線與V軸所圍圖形的面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體所做的功。1.(多選)(2022·河北省張家口市高三下三模)下列關(guān)于晶體以及非晶體的理解正確的是()A.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)B.單晶體具有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒有固定的熔點(diǎn)C.有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布D.固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對(duì)的，是不可以相互轉(zhuǎn)化的2.(2022·蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市二模)關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象的說法正確的是()A.液晶光學(xué)性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向同性B.氣體失去容器的約束就會(huì)散開，是因?yàn)榉肿娱g存在斥力C.同一種液體的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越小，沸點(diǎn)越高D.由于液體表面層內(nèi)的分子間距大于r0，從而形成表面張力3.(多選)(2022·浙江省溫州市高三二模)密閉容器內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持氣體的壓強(qiáng)不變，氣體的溫度升高，下列說法中正確的是()A．氣體分子的平均速率增大B．器壁單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力變大C．氣體分子對(duì)器壁的平均作用力變大D．該氣體的密度減小4.(2022·江蘇省南京市高三下第三次調(diào)研)如圖所示，兩端開口的彎折的玻璃管豎直放置，三段豎直管內(nèi)各有一段水銀柱，兩段空氣封閉在三段水銀柱之間，若左、右兩管內(nèi)水銀柱長(zhǎng)度分別為h1、h2，且水銀柱均靜止，則中間管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度為()A.h1－h(huán)2 B.eq\f(h1＋h2,2)C.eq\f(h1－h(huán)2,2) D.h1＋h25.(多選)(2022·山東省等級(jí)考試第二次模擬卷)如圖所示，一絕熱汽缸由導(dǎo)熱隔板分為左右兩部分，隔板可沿汽缸內(nèi)壁無摩擦滑動(dòng)，汽缸兩側(cè)充有同種氣體(可視為理想氣體)。緩慢推動(dòng)絕熱活塞壓縮右側(cè)氣體，當(dāng)左右兩側(cè)氣體達(dá)到新的熱平衡時(shí)，以下說法正確的是()A.兩側(cè)氣體的溫度相等B.兩側(cè)氣體分子的平均速率相等C.右側(cè)氣體壓強(qiáng)大于左側(cè)氣體壓強(qiáng)D.汽缸內(nèi)每個(gè)氣體分子的動(dòng)能均相等6.(2022·江蘇省徐州市高三下第三次調(diào)研)如圖所示，豎直圓筒固定不動(dòng)，粗筒橫截面積是細(xì)筒的3倍，細(xì)筒足夠長(zhǎng)，粗筒中的A、B兩輕質(zhì)活塞間封有氣體，氣柱長(zhǎng)L＝20cm?；钊鸄上方的水銀深H＝10cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計(jì)，用外力向上托住活塞B，使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端相平?，F(xiàn)使活塞B緩慢上移，直至水銀的一半被推入細(xì)筒中，若大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于75cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，則此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為()A.100cmHg B.95cmHgC.85cmHg D.75cmHg7.(多選)(2022·河北保定二模)如圖所示，絕熱汽缸固定在水平面，用鎖定的絕熱活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，解除鎖定后活塞向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)活塞與汽缸間的摩擦，活塞穩(wěn)定后關(guān)于汽缸內(nèi)的氣體，以下說法正確的是()A.所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都減小B.內(nèi)能減小C.一定時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸單位面積器壁的分子數(shù)減少D.一定時(shí)間內(nèi)汽缸單位面積器壁受到分子的撞擊力減小E.溫度不變8.(2022·海南省新高考3月線上診斷)如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)和攝氏溫度的關(guān)系圖像，氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中，氣體的體積()A.一直增大 B.一直減小C.保持不變 D.先變大后變小9.(多選)(2022·江蘇省連云港市高三下第三次調(diào)研)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p－eq\f(1,V)圖線如圖3所示，變化順序?yàn)閍→b→c→d→a，圖中ab段延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與eq\f(1,V)軸垂直。則()A.a→b，壓強(qiáng)減小、溫度不變、體積增大B.b→c，壓強(qiáng)增大、溫度降低、體積減小C.c→d，壓強(qiáng)不變、溫度降低、體積減小D.d→a，壓強(qiáng)減小、溫度升高、體積不變E.d→a，壓強(qiáng)減小、溫度降低、體積不變10.(2022·山東臨沂模擬)一種氣壓保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。其中出水管很細(xì)，體積可忽略不計(jì)，出水管口與瓶膽口齊平，用手按下按壓器時(shí)，氣室上方的小孔被堵塞，使瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大，水在氣壓作用下從出水管口流出。最初瓶?jī)?nèi)水面低于出水管口10cm，此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體(含氣室)的體積為2.0×102cm3，已知水的密度為1.0×103kg/m3，按壓器的自重不計(jì)，大氣壓強(qiáng)p0＝1.01×105Pa，取g＝10m/s2。求：(1)要使水從出水管口流出，瓶?jī)?nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)的最小值；(2)當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.16×105Pa時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體體積的壓縮量(忽略瓶?jī)?nèi)氣體的溫度變化)。11.(2022·湖北省高三下開學(xué)摸底考試)一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線。(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA＝300K，求氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多少？(2)建立坐標(biāo)系，作出上述氣體上述狀態(tài)變化過程的V-T圖像。注意，在圖中要標(biāo)明表示狀態(tài)A、B、C、D的四點(diǎn)，畫箭頭標(biāo)明狀態(tài)變化的方向，并說明圖線上的各段分別表示氣體的什么狀態(tài)變化過程。1．(2022·北京市朝陽區(qū)校際聯(lián)考)關(guān)于固體、液體，下列說法正確的是()A．晶體沒有確定的熔點(diǎn)，非晶體有確定的熔點(diǎn)B．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性C．液體的表面張力使液體表面具有擴(kuò)張趨勢(shì)，使液體表面積趨于最大D．發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí)，細(xì)管中的液體只能上升不會(huì)下降2.(2022·江蘇省蘇州市高三上期初考試)如圖所示，工匠燒制玻璃制品時(shí)，一玻璃管的尖端放在火焰上燒到熔化，待冷卻后尖端變鈍，下列說法正確的是()A．玻璃是非晶體，高溫熔化冷卻后轉(zhuǎn)變成了晶體B．玻璃是晶體，導(dǎo)熱性表現(xiàn)為各向同性C．熔化后的玻璃表面的分子間作用力表現(xiàn)為引力，使其表面收縮D．熔化后的玻璃表面的分子間作用力表現(xiàn)為斥力，使其表面擴(kuò)張3.(多選)[2022·天津市東麗區(qū)等級(jí)考試模擬(二)]下列說法正確的是()A.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果B.晶體在熔化過程中吸收熱量，但溫度不變，內(nèi)能不變C.杯中的茶水慢慢冷卻，該過程中所有的水分子的運(yùn)動(dòng)速率都減小了D.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)4.(多選)(2022·廣東省汕頭市高三二模)下列說法正確的是()A.一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的B.在完全失重的宇宙飛船中，水的表面存在表面張力C.當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，分子間的作用力一定減小D.脫脂棉脫脂的目的，在于使它從不能被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn)，以便吸取藥液5．(2022·山東省青島市高三下二模)下列四幅圖所涉及的物理知識(shí)，論述正確的是()A．圖甲說明可以通過是否存在固定的熔點(diǎn)來判斷固體是晶體或非晶體B．圖乙液晶顯示器是利用液晶光學(xué)性質(zhì)具有各向同性的特點(diǎn)制成的C．圖丙水黽可以在水面自由活動(dòng)，說明其受到的浮力大于重力D．圖丁中的醬油與左邊材料不浸潤(rùn)，與右邊材料浸潤(rùn)6.(2022·北京市海淀區(qū)6月二模)下列說法中不正確的是()A.水和酒精混合后的總體積小于二者原來的體積之和，說明分子間有空隙B.將香水瓶蓋打開后能聞到香水的氣味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象C.在繞地球運(yùn)行的“天宮二號(hào)”中飄浮的水滴幾乎呈球形，這是表面張力作用使其表面具有收縮趨勢(shì)而引起的結(jié)果D.用氣筒給自行車車胎打氣時(shí)要用力才能壓縮空氣，這說明空氣分子間存在斥力7.(2022·東北三省四市教研聯(lián)合體4月模擬二)規(guī)范佩戴醫(yī)用防護(hù)口罩是預(yù)防新冠肺炎的有效措施之一、合格的醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對(duì)水都是不浸潤(rùn)的，圖為一水滴落在某防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)的示意圖，以下說法正確的是()A．圖片中的口罩為不合格產(chǎn)品B．圖片中水滴形狀的成因與液體表面張力有關(guān)C．圖片中水滴與口罩間附著層內(nèi)水分子比水滴內(nèi)部分子密集D．該材料對(duì)所有的液體都是不浸潤(rùn)的8.(2022·北京市朝陽區(qū)校際聯(lián)考)中醫(yī)拔罐療法在中國(guó)有著悠久的歷史，早在成書于西漢時(shí)期的帛書《五十二病方》中就有類似于后世的火罐療法。其方法是以罐為工具，將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、行氣活血、消腫止痛、祛風(fēng)散寒等作用的療法。在剛開始的很短時(shí)間內(nèi)，火罐“吸”在皮膚上的主要原因是()A.火罐內(nèi)氣體的溫度不變，體積減小，壓強(qiáng)增大B.火罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，體積減小C.火罐內(nèi)氣體的體積不變，溫度降低，壓強(qiáng)減小D.火罐內(nèi)氣體的體積不變，溫度降低，壓強(qiáng)增大9.(多選)(2022·河北省保定市高三一模)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．氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B．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C．氣體分子的總數(shù)增加D．單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加10.(2022·山東省泰安市高三下適應(yīng)性訓(xùn)練三)湖底溫度為7℃，有一球形氣泡從湖底升到水面(氣體質(zhì)量恒定)時(shí)，其直徑擴(kuò)大為原來的2倍。已知水面溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)p0＝1.02×105Pa，則湖水深度約為()A．65m B．55mC．45m D．25m11.(2022·河北省唐山市高三下3月第一次模擬考試)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個(gè)過程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，下列判斷正確的是()A．狀態(tài)a的體積小于狀態(tài)b的體積B．狀態(tài)b的體積小于狀態(tài)c的體積C．狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最大D．狀態(tài)c分子的平均動(dòng)能最小12.(多選)(2022·遼寧省凌源市高三3月尖子生抽測(cè))如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài)，下列說法正確的是()A．A→B過程溫度升高，壓強(qiáng)不變B．B→C過程體積不變，壓強(qiáng)變小C．B→C過程體積不變，壓強(qiáng)不變D．C→D過程體積變小，壓強(qiáng)變大13.(2022·山東省煙臺(tái)市高三下高考適應(yīng)性訓(xùn)練)如圖所示，在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、厚度不計(jì)的導(dǎo)熱活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸中，開始時(shí)活塞和汽缸靜止，此時(shí)氣柱長(zhǎng)度為l，現(xiàn)使汽缸底部繞一豎直軸由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，緩慢增大轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω，當(dāng)汽缸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1時(shí)，氣柱長(zhǎng)度為2l，當(dāng)汽缸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω2時(shí)，氣柱長(zhǎng)度為3l，若外界大氣壓不變，則ω1與ω2的比值為()A．3∶2eq\r(2) B．2eq\r(2)∶3C．2∶3 D．3∶214.(2022·山東省泰安市高三下適應(yīng)性訓(xùn)練三)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過程，其中bc的延長(zhǎng)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(chǎn)b過程中不斷減小 B．bc過程中保持不變C．cd過程中不斷增加 D．da過程中保持不變15.(2022·北京市西城區(qū)高三下統(tǒng)一測(cè)試)如圖所示，豎直放置導(dǎo)熱良好塞的下表面與勁度系數(shù)k＝2.5×103N/m的彈簧相連，活塞不漏氣且與汽缸壁無摩擦．當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為27℃時(shí)，缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)l＝50cm，汽缸下端邊緣距水平地面eq\f(l,10).已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2，則：(1)當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時(shí)，汽缸下端邊緣剛好接觸地面？(2)當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時(shí)，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)？17.(2022·山東省日照市高三下二模)如圖甲為氣壓式升降椅，圖乙為其簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖，圓柱形汽缸與椅面固定連接，總質(zhì)量為m＝5kg。橫截面積S＝10cm2的柱狀氣動(dòng)桿與底座固定連接?？勺杂梢苿?dòng)的汽缸與氣動(dòng)桿之間封閉一定質(zhì)量氮?dú)?，穩(wěn)定后測(cè)得封閉氣體柱長(zhǎng)度L1＝30cm。設(shè)汽缸氣密性、導(dǎo)熱性能良好，忽略摩擦力。已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，設(shè)白天環(huán)境溫度t1＝27℃恒定，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)初始狀態(tài)封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)若質(zhì)量為M＝60kg的人靜坐在椅面上(手腳未接觸其他物體)，穩(wěn)定后椅面下降的高度；(3)若夜間環(huán)境溫度降低，椅面下降高度為1cm，則此夜間環(huán)境溫度為多少？19.(2022·天津市部分區(qū)高三上期末)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S、質(zhì)量為m的筒狀小瓶，底朝上漂浮在某液體中。平衡時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣柱長(zhǎng)為0.21L，瓶?jī)?nèi)、外液面高度差為0.10L；再在瓶底放上一質(zhì)量為m的物塊，平衡時(shí)，瓶底恰好和液面相平。已知重力加速度為g，系統(tǒng)溫度不變，瓶壁和瓶底厚度可忽略。求：(1)液體密度ρ；(2)大氣壓強(qiáng)p0。1.（2021年廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）15.在高空飛行的客機(jī)上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了，機(jī)場(chǎng)地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同。由此可判斷，高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)______（選填“大于”、“小于”或“等于”）機(jī)場(chǎng)地面大氣壓強(qiáng)：從高空客艙到機(jī)場(chǎng)地面，礦泉水瓶?jī)?nèi)氣體的分子平均動(dòng)能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。2.（2021年北京市普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）4．比較45C的熱水和100C的水蒸汽，下列說法正確的是A．熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸汽的大B．熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸汽的小C．熱水分子的速率都比水蒸汽的小D．熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸汽的劇烈3.（2020年天津市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理）5.水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？蹌?dòng)扳機(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體（）A.壓強(qiáng)變大 B.對(duì)外界做功C.對(duì)外界放熱 D.分子平均動(dòng)能變大4.（多選）（2020年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理）15.玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關(guān)于玻璃的說法正確的有（）A.沒有固定的熔點(diǎn)B.天然具有規(guī)則的幾何形狀C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同D.分子在空間上周期性排列5.（2020年北京市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理）4.如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個(gè)過程，先后到達(dá)狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個(gè)狀態(tài)溫度和的關(guān)系，正確的是（）A. B.C. D.6.（2019年高考全國(guó)卷Ⅰ試題）13.某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，容器中空氣的溫度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。7.（2019年高考全國(guó)卷Ⅱ試題）13.如p-V圖所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”）8.（多選）（2019年江蘇省高考試題）15.在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間后，該氣體．A.分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來 B.每個(gè)分子的速度大小均相等C.分子的平均動(dòng)能保持不變 D.分子的密集程度保持不變9.（2019年北京市高考試題）3.下列說法正確的是A.溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)D.氣體膨脹對(duì)外做功且溫度降低，分子平均動(dòng)能可能不變考點(diǎn)41熱學(xué)-固體、液體和氣體的性質(zhì)新課程標(biāo)準(zhǔn)1．了解固體的微觀結(jié)構(gòu)。知道晶體和非晶體的特點(diǎn)。能列舉生活中的晶體和非晶體。通過實(shí)例，了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。4．了解材料科學(xué)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用，體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。5．觀察液體的表面張力現(xiàn)象。了解表面張力產(chǎn)生的原因。知道毛細(xì)現(xiàn)象。6．通過實(shí)驗(yàn)，了解氣體實(shí)驗(yàn)定律。知道理想氣體模型。能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律。命題趨勢(shì)考查的題目難度中等或中等偏下，考查的內(nèi)容主要體現(xiàn)對(duì)物理觀念的認(rèn)識(shí)、模型建構(gòu)等物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。選擇題多考查分子動(dòng)理論、固體和液體的性質(zhì)計(jì)算題多考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。試題情境生活實(shí)踐類霧霾天氣、高壓鍋、氣壓計(jì)、蛟龍?zhí)柹詈Ｌ綔y(cè)器、噴霧器、拔罐、保溫杯、輸液瓶、測(cè)溫電子天平等學(xué)習(xí)探究類固體和液體的性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)定律、探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系考向一固體性質(zhì)的理解考向二液體性質(zhì)的理解考向三氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋考向四理想氣體和氣體實(shí)驗(yàn)定律考向一固體性質(zhì)的理解1．固體(1)分類：固體分為晶體和非晶體兩類．晶體又分為單晶體和多晶體．(2)晶體和非晶體的比較分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形有規(guī)則的形狀無確定的幾何形狀無確定的幾何外形熔點(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、云母、明礬、食鹽各種金屬玻璃、橡膠、蜂蠟、松香、瀝青轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性．非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫做各向同性．2．晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)如圖所示，金剛石、石墨晶體的晶體微粒eq\x(\s\up1(07))有規(guī)則地、eq\x(\s\up1(08))周期性地在空間排列。(2)晶體特性的解釋現(xiàn)象原因具有規(guī)則的外形晶體微粒有規(guī)則地排列各向異性晶體內(nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)在不同方向的相等距離上的微粒數(shù)不同具有異構(gòu)性有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同的規(guī)則在空間分布，如碳原子可以形成石墨和金剛石【典例1】(多選)(2022山東省濟(jì)南市高三下模擬考試)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(huì)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【答案】BCD【解析】晶體有確定的熔點(diǎn)，并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同，表現(xiàn)出各向異性，選項(xiàng)B正確；同種元素構(gòu)成的固體可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項(xiàng)C正確；晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體，某些非晶體在合適的條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體，選項(xiàng)D正確?！镜淅?】(2022·山東省濱州市高三下二模)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點(diǎn)，石蠟熔化區(qū)域的形狀如圖甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，則下列說法中正確的是()A．甲一定是單晶體B．乙可能是金屬薄片C．丙在一定條件下可能轉(zhuǎn)化成乙D．甲內(nèi)部的微粒排列是規(guī)則的，丙內(nèi)部的微粒排列是不規(guī)則的【答案】C【解析】由于單晶體是各向異性的，熔化在單晶體表面的石蠟應(yīng)該是橢圓形，而非晶體和多晶體是各向同性，則熔化在表面的石蠟是圓形，因此丙是單晶體，根據(jù)溫度隨加熱時(shí)間變化關(guān)系可知，甲是多晶體，乙是非晶體，金屬屬于晶體，故乙不可能是金屬薄片，故A、B錯(cuò)誤；一定條件下，晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化，故C正確；甲和丙都是晶體，所以其內(nèi)部的微粒排列都是規(guī)則的，故D錯(cuò)誤．練習(xí)1、(2022·河北秦皇島月考)下列說法中正確的有()A．晶體一定具有各向異性，非晶體一定具有各向同性B．單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體沒有固定的熔化溫度C．晶體熔化時(shí)吸收熱量，分子平均動(dòng)能一定增大D．天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的【答案】D【解析】多晶體具有各向同性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔化溫度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體熔化時(shí)吸收熱量，但是溫度不變，則分子平均動(dòng)能一定不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的，D項(xiàng)正確。練習(xí)2、(多選)(2022·河北省張家口市高三下三模)下列說法中正確的是()A．同一物質(zhì)不可能呈現(xiàn)晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)B．單晶體和多晶體都具有各向異性的物理性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)【答案】CD【解析】同一物質(zhì)改變條件可以呈現(xiàn)晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；單晶體具有各向異性的物理性質(zhì)，多晶體具有各向同性的物理性質(zhì)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，如金剛石和石墨，故C項(xiàng)正確；單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，故D項(xiàng)正確?！厩蓪W(xué)妙記】1．1．區(qū)別晶體和非晶體的方法(1)要判斷一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，關(guān)鍵是看有無確定的熔點(diǎn)，有確定熔點(diǎn)的是晶體，無確定熔點(diǎn)的是非晶體。(2)幾何外形是指自然生成的形狀，若形狀規(guī)則，是單晶體；若形狀不規(guī)則，有兩種可能，即為多晶體或非晶體，憑此一項(xiàng)不能最終確定物質(zhì)是否為晶體。(3)從導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性質(zhì)來看，物理性質(zhì)各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體。考向二液體性質(zhì)的理解一、液體表面張力(1)形成原因在液體內(nèi)部，分子間平均距離r略小于r0，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；在表面層，分子間的距離r略大于分子間的平衡距離r0，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。(2)液體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。(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(shì)，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)表面張力的大小跟邊界線的長(zhǎng)度、液體的種類、溫度都有關(guān)系。3．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)也是分子力作用的表現(xiàn)。當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，液體和與之接觸的固體的相互作用可能比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，也可能比液體分子之間的相互作用弱，這取決于液體、固體兩種物質(zhì)的性質(zhì)。如果液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，則液體能夠浸潤(rùn)固體，反之，則液體不浸潤(rùn)固體。4．毛細(xì)現(xiàn)象由于液體浸潤(rùn)管壁，如細(xì)玻璃管中的水，液面呈如圖形狀。液面邊緣部分的表面張力如圖所示，這個(gè)力使管中液體向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管中液體上升到一定高度時(shí)，液體所受重力與這個(gè)使它向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度。實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，對(duì)于一定的液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越細(xì)，液體所能達(dá)到的高度越高。對(duì)于不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降，也可作類似分析。二、液晶1．液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。2．構(gòu)成液晶的分子為有機(jī)分子，大多為棒狀，其棒長(zhǎng)多為棒直徑的5倍以上，由于這種長(zhǎng)棒狀的分子結(jié)構(gòu)，使得分子集合體在沒有外界干擾的情況下趨向分子相互平行排列。3．在低溫時(shí)液晶會(huì)凝固成結(jié)晶態(tài)，不僅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的(如圖甲所示)。當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體中分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，使分子重心位置的有序性消失，轉(zhuǎn)為液晶態(tài)(如圖乙所示)。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，分子取向有序性也消失，完全進(jìn)入無序的狀態(tài)，變成液態(tài)(如圖丙所示)。4.分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性，具體地說，沿分子長(zhǎng)軸方向上的折射率不同于沿短軸的。入射光的偏振方向與液晶分子長(zhǎng)軸的方向成不同夾角時(shí)，液晶對(duì)光的折射率不同。5．天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的。6．應(yīng)用：顯示器、人造生物膜。【典例3】(2022·寧夏石嘴山市第三中學(xué)模擬)關(guān)于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是()A．甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結(jié)果B．乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果C．丙圖中毛細(xì)管中液面高于管外液面的是毛細(xì)現(xiàn)象，低于管外液面的不是毛細(xì)現(xiàn)象D．丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是一種浸潤(rùn)現(xiàn)象【答案】B【解析】因?yàn)橐后w表面張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故A錯(cuò)誤；將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個(gè)圓孔，是表面張力作用的結(jié)果，故B正確；浸潤(rùn)情況下，容器壁對(duì)液體的吸引力較強(qiáng)，附著層內(nèi)分子密度較大，分子間距較小，故液體分子間作用力表現(xiàn)為斥力，附著層內(nèi)液面升高，故浸潤(rùn)液體呈凹液面，不浸潤(rùn)液體呈凸液面，都屬于毛細(xì)現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會(huì)變鈍，是表面張力的原因，不是浸潤(rùn)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤．【典例4】(多選)(2022·天津市南開區(qū)高三下一模)下列說法正確的是()A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面。這是由于水表面存在表面張力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能。這是由于油脂使水的表面張力增大C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)【答案】ACD【解析】由于液體表面張力的存在，針、硬幣等能浮在水面上，A項(xiàng)正確；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤(rùn)的結(jié)果，而干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤(rùn)的結(jié)果，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在太空中水滴呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果，C項(xiàng)正確；毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)，D項(xiàng)正確。練習(xí)3、(多選)(2022·江蘇省南京市高三下第三次調(diào)研)液體表面有一層跟氣體接觸的薄層，叫作表面層；同樣，當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，接觸的位置形成一個(gè)液體薄層，叫作附著層。對(duì)于液體在器壁附近的液面發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，如圖甲、乙所示，有下列幾種解釋，正確的是()A．表面層Ⅰ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部疏B．表面層Ⅱ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密C．附著層Ⅰ內(nèi)的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)D．附著層Ⅱ內(nèi)的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)【答案】AC【解析】液體表面層中分子間距離r略大于r0，而液體內(nèi)部分子間的距離r略小于r0，故表面層Ⅰ、表面層Ⅱ內(nèi)分子的分布均比液體內(nèi)部稀疏，A正確，B錯(cuò)誤。由甲圖可知，水浸潤(rùn)玻璃，說明附著層Ⅰ中的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，C正確；由乙圖可知，附著層Ⅱ內(nèi)的液體和與之接觸的玻璃的相互作用比液體分子之間的相互作用弱，D錯(cuò)誤。練習(xí)4、(多選)(2022·湖北武漢模擬)關(guān)于液晶，下列說法中正確的是()A.液晶不是液體和晶體的混合物B.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)E.筆記本電腦的彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?，液晶中電?chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色【答案】ABE【解析】液晶并不是指液體和晶體的混合物，是一種特殊的物質(zhì)，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故A、B正確；當(dāng)液晶通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過，不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，液晶并不發(fā)光，故C錯(cuò)誤；不是所有的物質(zhì)都有液晶態(tài)，故D錯(cuò)誤；筆記本電腦的彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?，液晶中電?chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色，E正確?！厩蓪W(xué)妙記】1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)分子間的距離很小；在液體內(nèi)部分子間的距離在10－10m左右。(2)液體分子間的相互作用力很大，但比固體分子間的作用力要小。(3)分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為振動(dòng)與移動(dòng)相結(jié)合。2．液體表面張力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(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能方向和液面相切，垂直于液面上的分界線效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，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3.液晶的主要性質(zhì)(1)液晶具有晶體的各向異性的特點(diǎn)。原因是在微觀結(jié)構(gòu)上，從某個(gè)方向看，液晶的分子排列比較整齊，有特殊的取向。(2)液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)，具有一定的流動(dòng)性?？枷蛉龤怏w壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋1.氣體壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)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：宏觀上，決定于氣體的溫度和體積。微觀上，決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度。1.活塞模型如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。對(duì)“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程。圖甲中活塞的質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0。由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以p0S＋mg＝pS。則氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(mg,S)。圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S。則氣體壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)＝p0－ρ液gh。2.連通器模型如圖2所示，U形管豎直放置。同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來。則有pB＋ρ液gh2＝pA。而pA＝p0＋ρ液gh1，所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρ液g(h1－h(huán)2)?！镜淅?】(多選)(2022·浙江省溫州市高三二模)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述正確的是()A．氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定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，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，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變【答案】AC【解析】氣體的壓強(qiáng)由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定，故A正確；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)，單位面積上的碰撞次數(shù)和碰撞的平均力都增大，因此這時(shí)氣體壓強(qiáng)一定增大，故B錯(cuò)誤；若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則氣體的體積減小，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加，故C正確，D錯(cuò)誤．【典例6】若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)．(1)已知液體密度均為ρ，重力加速度為g，求各被封閉氣體的壓強(qiáng)．(2)如圖中兩個(gè)汽缸質(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m，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)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，重力加速度為g，活塞與缸壁之間無摩擦，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？【答案】(1)甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－eq\f(\r(3),2)ρgh?。簆0＋ρgh1戊：pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)(2)pA＝p0＋eq\f(mg,S)pB＝p0－eq\f(Mg,S)【解析】(1)題圖甲中，以高為h的液柱為研究對(duì)象，由平衡條件有p甲S＋ρghS＝p0S所以p甲＝p0－ρgh題圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pAS＋ρghS＝p0Sp乙＝pA＝p0－ρgh題圖丙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pA′S＋ρghsin60°·S＝p0S所以p丙＝pA′＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh題圖丁中，以A液面為研究對(duì)象，由平衡條件有p丁S＝p0S＋ρgh1S所以p丁＝p0＋ρgh1.題圖戊中，從開口端開始計(jì)算，右端大氣壓強(qiáng)為p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同，所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，故a氣柱的壓強(qiáng)為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)．(2)題圖甲中選活塞為研究對(duì)象，受力分析如圖(a)所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg，得pA＝p0＋eq\f(mg,S)；題圖乙中選汽缸為研究對(duì)象，受力分析如圖(b)所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg，得pB＝p0－eq\f(Mg,S).練習(xí)5、(2022·云南省昆明市“三診一模”二模)汽缸的橫截面積為S，質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的，下面與右側(cè)豎直方向的夾角為α，如圖3所示，當(dāng)活塞上放質(zhì)量為M的重物時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)外部大氣壓強(qiáng)為p0，若活塞與缸壁之間無摩擦。重力加速度為g，求汽缸中氣體的壓強(qiáng)?！敬鸢浮縫0＋eq\f(（m＋M）g,S)【解析】對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，如圖所示，由平衡條件得p氣S′＝eq\f(（m＋M）g＋p0S,sinα)又因?yàn)镾′＝eq\f(S,sinα)所以p氣＝eq\f(（m＋M）g＋p0S,S)＝p0＋eq\f(（m＋M）g,S)。練習(xí)6、(2022·寧夏銀川月考)如圖所示，在固定的汽缸A和B中分別用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞面積之比SA∶SB＝1∶2。兩活塞以穿過B的底部的剛性細(xì)桿相連，可沿水平方向無摩擦滑動(dòng)。兩個(gè)汽缸都不漏氣。某狀態(tài)下系統(tǒng)平衡時(shí)，A中氣體壓強(qiáng)pA＝1.5p0，p0是汽缸外的大氣壓強(qiáng)，則此時(shí)B中氣體壓強(qiáng)為()A．0.75p0 B．0.25p0C．0.5p0 D．p0【答案】A【解析】對(duì)A中氣體，有pASA＝F＋p0SA，對(duì)B中氣體，有pBSB＋F＝p0SB，聯(lián)立可得pB＝0.75p0，故選A。【巧學(xué)妙記】平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求解方法平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求解方法液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)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)相等的方程，求得氣體的壓強(qiáng)力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)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)等壓面法在U形管中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等．液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng)考向四理想氣體和氣體實(shí)驗(yàn)定律一．理想氣體(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(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，即分子間無分子勢(shì)能。二．氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)拓展：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔTeq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)拓展：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能不變．體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大．只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變圖像三．理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C。四．氣體狀態(tài)變化的圖象問題1.四種圖象的比較類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p－VpV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p－eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小2.分析技巧利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如：(1)在圖5甲中，V1對(duì)應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2＞T1。(2)如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2＜V1。五．利用氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路(1)選對(duì)象：確定研究對(duì)象，一般地說，研究對(duì)象分兩類：一類是熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對(duì)象(汽缸、活塞、液柱或某系統(tǒng))。(2)找參量：分析物理過程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象往往需要進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律(平衡條件或牛頓第二定律)確定壓強(qiáng)。(3)列方程：挖掘題目的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程；依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列出方程。注意：分析氣體狀態(tài)變化過程應(yīng)注意以下幾方面：①從力學(xué)的角度分析壓強(qiáng)，判斷是否屬于等壓過程。②如果題目條件是緩慢壓縮導(dǎo)熱良好的汽缸中的氣體，且環(huán)境溫度不變，意味著氣體是等溫變化。③底部連通的容器內(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當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”，使計(jì)算過程簡(jiǎn)捷?！镜淅?】（2022年全國(guó)高考乙卷物理試題14.）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊瘛ⅱ虻馁|(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長(zhǎng)為l。初始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強(qiáng)為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計(jì)彈簧的體積。（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間氣體，求當(dāng)活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，活塞間氣體的壓強(qiáng)和溫度?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為，對(duì)兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有解得對(duì)活塞Ⅰ由平衡條件有解得彈簧的勁度系數(shù)為（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，對(duì)兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可知，氣體的壓強(qiáng)不變依然為即封閉氣體發(fā)生等壓過程，初末狀態(tài)的體積分別為，由氣體的壓強(qiáng)不變，則彈簧的彈力也不變，故有有等壓方程可知解得【典例8