2025高考物理復(fù)習(xí)固體液體與氣體課件教案練習(xí)題

第十五章熱學(xué)第2講固體、液體與氣體課標(biāo)要求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(guò)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。2．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。3．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?？键c(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)考點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的微觀解釋和計(jì)算考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體的狀態(tài)方程內(nèi)容索引聚焦學(xué)科素養(yǎng)課時(shí)測(cè)評(píng)考點(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題考點(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)1．晶體和非晶體知識(shí)梳理分類(lèi)比較項(xiàng)目晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則________熔點(diǎn)確定______不確定物理性質(zhì)各向異性__________各向同性原子排列有規(guī)則晶粒的排列________無(wú)規(guī)則轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在__________下可以相互轉(zhuǎn)化典型物質(zhì)石英、云母、明礬、______玻璃、橡膠不規(guī)則確定各向同性無(wú)規(guī)則一定條件食鹽2．液體(1)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，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。②作用：液體的表面張力使液面具有收縮到表面積______的趨勢(shì)。③方向：表面張力跟液面______，且跟這部分液面的分界線______。④大?。阂后w的溫度越高，表面張力______；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力______；液體的密度越大，表面張力______。(2)毛細(xì)現(xiàn)象：指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中______的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中______的現(xiàn)象。細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。最小相切垂直越小越大變小上升下降3．液晶(1)具有______的流動(dòng)性。(2)具有______的光學(xué)各向異性。(3)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(wú)章的。液體晶體自主訓(xùn)練1晶體、非晶體(多選)固體甲和固體乙在一定壓強(qiáng)下的熔化曲線如圖所示，橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示溫度T。下列判斷正確的有A．固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體B．固體甲不一定有確定的幾何外形，固體乙一定沒(méi)有確定的幾何外形C．在熱傳導(dǎo)方面固體甲一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性D．甲的圖線中ab段溫度不變，所以甲的內(nèi)能不變√√晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，所以固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，故A正確；固體甲若是多晶體，則沒(méi)有確定的幾何外形，固體乙是非晶體，一定沒(méi)有確定的幾何外形，故B正確；在熱傳導(dǎo)方面，固體甲若是多晶體，則可能表現(xiàn)出各向同性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性，故C錯(cuò)誤；晶體在熔化時(shí)具有一定的熔點(diǎn)，溫度不變，但晶體一直在吸收熱量，內(nèi)能在增大，故D錯(cuò)誤。自主訓(xùn)練2液體(多選)關(guān)于液體的表面張力，下列說(shuō)法中正確的是A．布傘傘面的布料有縫隙但不漏雨水，是表面張力的結(jié)果B．表面張力的方向與液面垂直C．硬幣能夠靜止在水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果D．由于液體表面分子間距離小于平衡位置間距r0，故液體表面存在表面張力√布傘傘面的布料有縫隙但不漏雨水，是表面張力的結(jié)果，故A正確；表面張力的方向沿著液面方向，而不是與液面垂直，故B錯(cuò)誤；硬幣能夠靜止在水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果，故C正確；由于液體表面分子間距離略大于平衡位置間距r0，故液體表面存在表面張力，故D錯(cuò)誤?！套灾饔?xùn)練3液晶通電霧化玻璃能滿(mǎn)足玻璃的通透性和保護(hù)隱私的雙重要求，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。如圖所示，通電霧化玻璃是將液體高分子晶膜固化在兩片玻璃之間，未通電時(shí)，看起來(lái)像一塊毛玻璃，不透明；通電后，看起來(lái)像一塊普通玻璃，透明?？梢耘袛囔F化玻璃中的液晶A．是液態(tài)的晶體B．具有光學(xué)性質(zhì)的各向同性C．不通電時(shí)，入射光在液晶層發(fā)生了全反射，導(dǎo)致光線無(wú)法通過(guò)D．通電時(shí)，入射光在通過(guò)液晶層后按原有方向傳播√液晶是介于晶體和液體之間的中間狀態(tài)，具有液體的流動(dòng)性又具有晶體光學(xué)性質(zhì)的各向異性，故A、B錯(cuò)誤；不通電時(shí)，即在自然條件下，液晶層中的液晶分子無(wú)規(guī)則排列，入射光在液晶層發(fā)生了漫反射，穿過(guò)玻璃的光線少，所以像毛玻璃不透明；通電時(shí)，液晶分子迅速?gòu)臒o(wú)規(guī)則排列變?yōu)橛幸?guī)則排列，入射光在通過(guò)液晶層后按原方向傳播，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。1．對(duì)晶體和非晶體的理解(1)凡是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之必定是非晶體。(2)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。(3)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。歸納提升2．對(duì)液體表面張力的理解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，分子間的作用力表現(xiàn)為引力表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，在體積相同的條件下，球體的表面積最小返回考點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的微觀解釋和計(jì)算1．氣體壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生的原因由于大量氣體分子無(wú)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____________的壓力叫作氣體的壓強(qiáng)。(2)決定因素①宏觀上：決定于氣體的溫度和______。②微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的__________。知識(shí)梳理單位面積上體積密集程度2．氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率分布圖像氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力十分微弱，可忽略不計(jì)；分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大，如圖所示。1．氣體的壓強(qiáng)是由氣體的重力產(chǎn)生的。 (

)2．分子的密集程度增大，壓強(qiáng)一定增大。 (

)3．溫度升高，速率大的分子占比增大。 (

)基礎(chǔ)知識(shí)判斷××√1．平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法核心突破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)等壓面法在連通器中，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處總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng)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)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng)2．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(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解?？枷?氣體壓強(qiáng)的微觀解釋(2023·天津北辰聯(lián)考)溫度一定時(shí)，若氣體體積增大，氣體壓強(qiáng)會(huì)減小，原因是A．單位體積的分子數(shù)減小，單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)減小B．氣體分子的數(shù)密度變大，分子對(duì)器壁的吸引力變小C．每個(gè)氣體分子對(duì)器壁的平均撞擊力變小D．氣體分子的數(shù)密度變小，單位體積內(nèi)分子的質(zhì)量變小例1√一定量氣體，在一定溫度下，分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度不變，分子撞擊器壁的平均作用力不變，氣體體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)減小，氣體壓強(qiáng)減小，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。故選A?？枷?活塞封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

如圖甲、乙中兩個(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。圖甲中，汽缸靜止在水平面上；圖乙中，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，大氣壓為p0，重力加速度為g，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？例2答案：在題圖甲中選活塞為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖1所示由受力平衡得pAS＝p0S＋mg解得pA＝p0＋在題圖乙中選汽缸為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖2所示由受力平衡得p0S＝pBS＋Mg解得pB＝p0－

。對(duì)點(diǎn)練．(2023·安徽合肥一模)如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，汽缸上、下兩部分的橫截面積分別為2S和S。在汽缸內(nèi)有A、B兩活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞用一根細(xì)輕桿連接，已知活塞A的質(zhì)量是m，活塞B的質(zhì)量是0.5m。當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)為p0時(shí)，兩活塞靜止于如圖所示位置。重力加速度為g。求這時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。取兩活塞整體為研究對(duì)象，封閉氣體壓強(qiáng)為p，由平衡條件有pS＋p0·2S＋mg＋0.5mg＝p·2S＋p0S，解得p＝p0＋

。答案：考向3液柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。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)。例3答案：p0－ρgh

p0－ρgh

p0－

ρgh

p0＋ρgh1

p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)

p0＋ρg(h2－h(huán)1)題圖甲中，以高為h的液柱為研究對(duì)象，由平衡條件有pAS＋ρghS＝p0S所以pA＝p0－ρgh題圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pAS＋ρghS＝p0S所以pA＝p0－ρgh題圖丙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pAS＋ρghsin60°·S＝p0S所以pA＝p0－

ρgh題圖丁中，以A液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pAS＝p0S＋ρgh1S所以pA＝p0＋ρgh1題圖戊中，從開(kāi)口端開(kāi)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)。對(duì)點(diǎn)練．熱學(xué)中將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓定為p0＝75cmHg。如圖是一個(gè)豎直放置的下端封閉、上端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)的粗細(xì)均勻的玻璃管。長(zhǎng)為l2＝10cm的水銀柱封閉了一段空氣柱，空氣柱的長(zhǎng)度l1＝18cm。已知外界的壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，環(huán)境的溫度保持不變，取重力加速度g＝10m/s2，管內(nèi)氣體視為理想氣體。試求：(1)此時(shí)玻璃管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(用cmHg作單位)；對(duì)水銀柱分析受力，設(shè)玻璃管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，水銀柱的橫截面為S，根據(jù)平衡條件有p1S＝mg＋p0S又m＝ρl2S解得p1＝ρgl2＋p0＝85cmHg。答案：

85cmHg(2)若對(duì)玻璃管施加一外力，使其向上做加速度為5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求穩(wěn)定后管內(nèi)空氣柱的壓強(qiáng)。對(duì)水銀柱，由牛頓第二定律有p2S－p0S－mg＝ma又m＝ρl2S可得p2＝p0＋ρl2g＋ρl2a解得p2＝90cmHg。答案：

90cmHg返回考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體的狀態(tài)

方程1．氣體實(shí)驗(yàn)定律知識(shí)梳理—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，______與體積成______一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與____________成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其______與熱力學(xué)溫度成______表達(dá)式p1V1＝_______圖像壓強(qiáng)反比熱力學(xué)溫度體積正比p2V22．理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程(1)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：

＝C(常量)。(2)理想氣體理想氣體是指在任何條件下都遵守______________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。氣體實(shí)驗(yàn)定律(2023·海南高考·改編)如圖所示，某飲料瓶?jī)?nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體，t＝27℃時(shí)，壓強(qiáng)p＝1.050×105Pa。判斷下列說(shuō)法的正誤：(1)氣體的熱力學(xué)溫度T＝300K。 (

)(2)若氣體溫度升為t′＝37℃，升溫前后氣體壓強(qiáng)之比為27∶37。 (

)(3)保持溫度不變，擠壓氣體，體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半，壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍。 (

)高考情境鏈接√×√利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體的狀態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路核心突破考向1

“汽缸類(lèi)”問(wèn)題(2023·湖北高考)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng)?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降

H，左側(cè)活塞上升

H。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g，汽缸足夠長(zhǎng)，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求(1)最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。例4答案：對(duì)左右汽缸內(nèi)所封的氣體，初態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0體積V1＝SH＋2SH＝3SH末態(tài)壓強(qiáng)p2未知，體積V2＝S·根據(jù)玻意耳定律可得p1V1＝p2V2解得p2＝p0。(2)彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。對(duì)右邊活塞受力分析可知mg＋p0·2S＝p2·2S

解得m＝對(duì)左側(cè)活塞受力分析可知p0S＋k·H＝p2S解得k＝

。答案：考向2

“液柱”類(lèi)問(wèn)題(2023·全國(guó)乙卷)如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長(zhǎng)度均為20cm的A、B兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開(kāi)。水銀柱在兩管中的長(zhǎng)度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度改變1cm。求B管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng)。(氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位)例5答案：74.36cmHg

54.36cmHgB管在上方時(shí)，設(shè)B管中氣體的壓強(qiáng)為pB，長(zhǎng)度lB＝10cm則A管中氣體的壓強(qiáng)為pA＝pB＋20cmHg，長(zhǎng)度lA＝10cm倒置后，A管在上方，設(shè)A管中氣體的壓強(qiáng)為pA′，A管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度lA′＝11cm已知A管的內(nèi)徑是B管的2倍，則水銀柱長(zhǎng)度為h＝9cm＋14cm＝23cm則B管中氣體壓強(qiáng)為pB′＝pA′＋23cmHgB管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度lB′＝40cm－11cm－23cm＝6cm對(duì)A管中氣體，由玻意耳定律有pAlASA＝pA′lA′SA對(duì)B管中氣體，由玻意耳定律有pBlBSB＝pB′lB′SB聯(lián)立解得pB＝54.36cmHg，pA＝74.36cmHg?？枷?關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題(多選)(2023·新課標(biāo)卷)如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分，活塞與汽缸壁間沒(méi)有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等。現(xiàn)通過(guò)電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后A．h中的氣體內(nèi)能增加B．f與g中的氣體溫度相等C．f與h中的氣體溫度相等D．f與h中的氣體壓強(qiáng)相等例6√√當(dāng)電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱時(shí)，f中的氣體內(nèi)能增大，溫度升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

＝C可知f中的氣體壓強(qiáng)增大，會(huì)緩慢向右推動(dòng)左邊活塞，則彈簧被壓縮。與此同時(shí)彈簧對(duì)右邊活塞有彈力作用，緩慢向右推動(dòng)右邊活塞，故活塞對(duì)h中的氣體做正功，且是絕熱過(guò)程，由熱力學(xué)第一定律可知，h中的氣體內(nèi)能增加，A正確；未加熱前，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，活塞受力平衡，可知彈簧處于壓縮狀態(tài)，對(duì)左邊活塞分析，有pfS＝F彈＋pgS，則pf＞pg，分別對(duì)f、g內(nèi)的氣體分析，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

，由題意可知，因彈簧被壓縮，則Vf＞Vg，聯(lián)立可得Tf＞Tg，B錯(cuò)誤；在達(dá)到穩(wěn)定過(guò)程中h中的氣體體積變小，壓強(qiáng)變大，f中的氣體體積變大，由于穩(wěn)定時(shí)彈簧保持平衡狀態(tài)，故穩(wěn)定時(shí)f、h中的氣體壓強(qiáng)相等，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程對(duì)h氣體分析可知

，聯(lián)立可得Tf＞Th，C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。返回考點(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題1．四種圖像的比較知識(shí)梳理類(lèi)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-p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高類(lèi)別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p-Tp＝

T，斜率k＝

，即斜率越大，體積越小V-TV＝

T，斜率k＝

，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(guò)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。(2023·遼寧高考)“空氣充電寶”是一種通過(guò)壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€(gè)工作過(guò)程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過(guò)程對(duì)應(yīng)的p-V圖像可能是√例7根據(jù)題圖可知，a到b為等壓升溫過(guò)程，根據(jù)

＝C可知，壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積增大，p-T圖像中圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率與體積成反比，則b到c的過(guò)程，體積增大，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練1．(2023·江蘇高考)如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過(guò)程中A．氣體分子的數(shù)密度增大B．氣體分子的平均動(dòng)能增大C．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小D．單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小√由理想氣體狀態(tài)方程

＝C可得p＝

·T，又p–T圖像斜率和V有關(guān)，則氣體從A到B體積V不變，分子的數(shù)密度ρ數(shù)＝

，N不變，V不變，ρ數(shù)不變，A錯(cuò)誤；氣體的溫度T升高，壓強(qiáng)p增大，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，分子的平均動(dòng)能增大，單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力增大，單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增加，B正確，C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練2．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程的p-V圖像如圖所示，其中A是初狀態(tài)，B、C是中間狀態(tài)，A→B是等溫變化，若將上述變化過(guò)程改用p-T圖像和V-T圖像表示，則下列各圖像中正確的是√√在p-V圖像中，由A→B，氣體經(jīng)歷的是等溫變化過(guò)程，氣體的體積增大，壓強(qiáng)減??；由B→C，氣體經(jīng)歷的是等容變化過(guò)程，根據(jù)查理定律

，pC＞pB，則TC＞TB，氣體的壓強(qiáng)增大，溫度升高；由C→A，氣體經(jīng)歷的是等壓變化過(guò)程，根據(jù)蓋-呂薩克定律

，VC＞VA，則TC＞TA，氣體的體積減小，溫度降低。A項(xiàng)中，B→C連線不過(guò)原點(diǎn)，不是等容變化過(guò)程，故A錯(cuò)誤；C項(xiàng)中，B→C體積減小，故C錯(cuò)誤。故選BD。對(duì)點(diǎn)練3．(2023·重慶高考)密封于汽缸中的理想氣體，從狀態(tài)a依次經(jīng)過(guò)ab、bc和cd三個(gè)熱力學(xué)過(guò)程達(dá)到狀態(tài)d。若該氣體的體積V隨熱力學(xué)溫度T變化的V-T圖像如圖所示，則對(duì)應(yīng)的氣體壓強(qiáng)p隨T變化的p-T圖像正確的是√由V-T圖像可知，理想氣體ab過(guò)程做等壓變化，bc過(guò)程做等溫變化，cd過(guò)程做等容變化。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有

＝C，可知bc過(guò)程理想氣體的體積增大，則壓強(qiáng)減小。故選C。返回聚焦學(xué)科素養(yǎng)

變質(zhì)量問(wèn)題類(lèi)型1充氣問(wèn)題在充氣時(shí)，將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體的總質(zhì)量是不變的。這樣，可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。應(yīng)用1．肩背式手動(dòng)消毒噴霧器原理如圖所示，儲(chǔ)液桶上端進(jìn)氣孔用細(xì)軟管與帶有單向閥門(mén)K1的打氣筒相連，下端出水口用細(xì)軟管與帶閥門(mén)K2的噴頭相連。已知儲(chǔ)液桶容積V＝16.0L，打氣筒每打一次能將V1＝0.30L的外界空氣壓入儲(chǔ)液桶內(nèi)?，F(xiàn)向儲(chǔ)液桶內(nèi)注入V2＝10.0L的消毒液，擰緊桶蓋和噴頭開(kāi)關(guān)K2，設(shè)大氣壓強(qiáng)p0＝1.0atm、噴霧器內(nèi)外溫度均為t＝27℃，打氣過(guò)程中溫度保持不變。某次消毒時(shí)，打氣筒連續(xù)打氣使儲(chǔ)液桶內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增加到p1＝4.0atm，停止打氣。打開(kāi)閥門(mén)K2，噴霧消毒后氣體壓強(qiáng)又降至p2＝1.6atm，上述過(guò)程溫度不變。求打氣筒打氣的次數(shù)n和儲(chǔ)液桶內(nèi)剩余消毒液的體積V3。答案：60次1.0L注入消毒液后儲(chǔ)液桶內(nèi)氣體體積為V0＝V－V2＝6.0L，連續(xù)打氣過(guò)程中，因?yàn)闇囟炔蛔?，根?jù)玻意耳定律有p0(V0＋nV1)＝p1V0解得n＝60(次)噴霧消毒后氣體壓強(qiáng)又降至p2＝1.6atm，因?yàn)闇囟炔蛔?，根?jù)玻意耳定律有p1V0＝p2V4解得此時(shí)儲(chǔ)液桶中剩余氣體體積為V4＝15.0L則此時(shí)剩余消毒液的體積為V3＝V－V4＝1.0L。類(lèi)型2抽氣問(wèn)題在對(duì)容器抽氣的過(guò)程中，對(duì)每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，解決該類(lèi)變質(zhì)量問(wèn)題的方法與充氣問(wèn)題類(lèi)似：假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中，即用等效法把“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問(wèn)題。應(yīng)用2．(2023·河北張家口高三統(tǒng)考期末)為了保護(hù)文物，需抽出存放文物的容器中的空氣，充入惰性氣體，形成低氧環(huán)境。某密閉容器容積為V0，內(nèi)部有一體積為

V0的文物，開(kāi)始時(shí)密閉容器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p0，現(xiàn)用抽氣筒抽氣，抽氣筒每次抽出空氣的體積為ΔV，若經(jīng)過(guò)N次抽氣后，密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)閜N，假設(shè)抽氣的過(guò)程中氣體的溫度不變。(1)求經(jīng)過(guò)N次抽氣后密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)pN；答案：每次抽出氣體的體積為ΔV，由玻意耳定律可知第一次抽氣，有p0

由玻意耳定律可知第二次抽氣，有聯(lián)立解得依此類(lèi)推可得經(jīng)過(guò)N次抽氣后密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為pN＝

。(2)若ΔV＝

V0，求經(jīng)過(guò)兩次抽氣后，密閉容器內(nèi)剩余空氣壓強(qiáng)及剩余空氣和開(kāi)始時(shí)空氣的質(zhì)量之比。若ΔV＝

V0，由(1)可知p2＝

p0設(shè)剩余氣體在壓強(qiáng)為p0時(shí)的體積為V，則由玻意耳定律，有p0V＝p2

剩余氣體與原來(lái)氣體的質(zhì)量比可得m1∶m2＝64∶81。答案：

64∶81類(lèi)型3灌氣問(wèn)題將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題也是變質(zhì)量問(wèn)題，分析這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究，即可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題。應(yīng)用3.如圖所示，容積為5L的氧氣袋廣泛用于野外病人急救。真空的容積為5L的氧氣袋是由醫(yī)用鋼瓶?jī)?nèi)的氧氣分裝的，已知醫(yī)用鋼瓶容積為10L，貯有壓強(qiáng)為3.6×106Pa的氧氣，充氣后的氧氣袋中氧氣壓強(qiáng)都是1.2×106Pa，設(shè)充氣過(guò)程不漏氣，環(huán)境溫度不變。求：(1)一個(gè)醫(yī)用鋼瓶最多可分裝多少個(gè)氧氣袋？答案：

4選取鋼瓶?jī)?nèi)氧氣整體作為研究對(duì)象，鋼瓶?jī)?nèi)氧氣體積V1＝10L，p1＝3.6×106Pa分裝n個(gè)氧氣袋，V2＝(V1＋n×5L)，p2＝1.2×106Pa分裝過(guò)程是等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得n＝4。(2)病人用后，氧氣袋內(nèi)氣壓降至1.0×106Pa，用去的氧氣質(zhì)量與原來(lái)氧氣總質(zhì)量之比(結(jié)果可以用分?jǐn)?shù)表示)。選取氧氣袋內(nèi)p2＝1.2×106Pa的氧氣整體作為研究對(duì)象，設(shè)氣壓降至p3＝1.0×106Pa時(shí)氧氣的體積為V，用氣過(guò)程是等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p2V0＝p3V解得V＝

V0用去的氧氣的體積為ΔV＝

V0－V0＝

V0所以用去的氧氣質(zhì)量與原來(lái)氧氣總質(zhì)量之比為答案：類(lèi)型4漏氣(排氣)問(wèn)題容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對(duì)象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。應(yīng)用4.(2023·全國(guó)甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)氣體的密度；答案：

1.41kg/m3由攝氏度和開(kāi)爾文溫度關(guān)系可得T1＝290K，T2＝300K由蓋-呂薩克定律可知又氣體質(zhì)量保持不變，即ρ1V1＝ρ2V2解得ρ2≈1.41kg/m3。(2)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度。答案：

1.18kg/m3由題意得p3

＝

p0，T3＝300K由玻意爾定律有p1V2＝p3V3同時(shí)ρ2V2＝ρ3V3解得ρ3≈1.18kg/m3。返回課時(shí)測(cè)評(píng)1．(多選)關(guān)于晶體和非晶體的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是A．可以利用有無(wú)固定熔點(diǎn)來(lái)判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體B．晶體在熔化時(shí)要吸熱，說(shuō)明晶體在熔化過(guò)程中分子動(dòng)能增加C．單晶體和多晶體都表現(xiàn)為各向異性，非晶體則表現(xiàn)為各向同性D．液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和單晶體相似，具有各向異性√晶體和非晶體的區(qū)別就是有無(wú)固定熔點(diǎn)，因此可以利用有無(wú)固定熔點(diǎn)來(lái)判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體，故A正確；晶體在熔化時(shí)要吸熱，分子勢(shì)能增加，而晶體在熔化過(guò)程中溫度不變，分子動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；多晶體表現(xiàn)為各向同性，故C錯(cuò)誤；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和單晶體相似，具有各向異性，故D正確?！?．(多選)下列現(xiàn)象中，由液體的表面張力引起的是A．小木塊能夠浮在水面上B．有時(shí)縫衣針能浮在水面上不下沉C．噴泉噴射到空中形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠D．用布料做成的雨傘，雨水也不會(huì)穿過(guò)傘面滴下來(lái)√小木塊能夠浮在水面上是浮力與重力平衡的結(jié)果，與液體的表面張力無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；有時(shí)縫衣針能浮在水面上不下沉是液體的表面張力的作用，故B正確；噴泉噴射到空中形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠，是液體的表面張力的作用，故C正確；用布料做成的雨傘，雨水也不會(huì)穿過(guò)傘面滴下來(lái)，是由于液體的表面張力的作用在布料的縫隙間形成一層水膜，從而雨水不會(huì)從縫隙中滴下來(lái)，故D正確?！獭?．(多選)(2023·黑龍江大慶高三開(kāi)學(xué)考試)同一種液體，滴在固體A的表面時(shí)，出現(xiàn)如圖甲所示的情況；當(dāng)把毛細(xì)管B插入這種液體時(shí)，液面又出現(xiàn)如圖乙所示的情況。若固體A和毛細(xì)管B很干凈，則A．固體A和毛細(xì)管B可能是同種材料B．固體A和毛細(xì)管B一定不是同種材料C．固體A的分子對(duì)液體附著層分子的引力比毛細(xì)管B的分子對(duì)液體附著層分子的引力大D．液體對(duì)毛細(xì)管B浸潤(rùn)√√當(dāng)把毛細(xì)管B插入液體時(shí)，液面呈現(xiàn)凹形，說(shuō)明液體對(duì)B浸潤(rùn)，液體不能附著在A的表面，所以對(duì)A不浸潤(rùn)，所以A與B一定不是同種材料，故A錯(cuò)誤，B、D正確；根據(jù)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)的特點(diǎn)，浸潤(rùn)時(shí)，附著層內(nèi)的分子引力小于固體分子的引力，而不浸潤(rùn)時(shí)，附著層內(nèi)的分子引力大于固體對(duì)分子的引力，所以固體A的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子引力比B管的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子引力小，故C錯(cuò)誤。4．(多選)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(shuō)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√√√氣體的溫度升高，氣體分子的平均速率增大，氣體分子對(duì)器壁的平均作用力變大，故A、C正確；氣體壓強(qiáng)是器壁單位面積上受到大量氣體分子頻繁地碰撞而產(chǎn)生的平均作用力的結(jié)果，氣體壓強(qiáng)不變，單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力不變，故B錯(cuò)誤；氣體的溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)不變，則氣體分子的密集程度減小，故體積增大，密度減小，故D正確。5．(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從A狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是A．A→B過(guò)程溫度升高，壓強(qiáng)不變B．B→C過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)變小C．B→C過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)不變D．C→D過(guò)程體積變小，壓強(qiáng)變大√由題圖可知，AB為等壓線，A→B的過(guò)程中，氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變，故A正確；在B→C的過(guò)程中，氣體體積不變，溫度降低，由

＝C可知，氣體壓強(qiáng)變小，故B正確，C錯(cuò)誤；在C→D的過(guò)程中，氣體溫度不變，體積變小，由

＝C可知，氣體壓強(qiáng)變大，故D正確。√√6．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷兩個(gè)不同過(guò)程，分別由壓強(qiáng)—體積(p-V)圖像上的兩條曲線Ⅰ和Ⅱ表示，如圖所示，曲線均為反比例函數(shù)曲線的一部分。a、b為曲線Ⅰ上的兩點(diǎn)，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)分別為pa、pb，溫度分別為T(mén)a、Tb。c、d為曲線Ⅱ上的兩點(diǎn)，氣體在狀態(tài)c和d的壓強(qiáng)分別為pc、pd，溫度分別為T(mén)c、Td。下列關(guān)系式正確的是A． B．C． D．√曲線Ⅰ為等溫變化，a、b兩點(diǎn)的溫度相同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程，a到c為等壓變化，即有

，故B正確；由題圖可知pa＝pc，又

，故

，故C錯(cuò)誤；由題圖可知

＝3，又

，故

＝2，故D錯(cuò)誤。7．(2024·河北滄州模擬)如圖甲所示，一端封閉且粗細(xì)均勻的足夠長(zhǎng)直玻璃管水平放置，用長(zhǎng)為15cm的水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，封閉氣柱長(zhǎng)度為30cm，大氣壓強(qiáng)恒為75cmHg?，F(xiàn)將玻璃管順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，如圖乙所示。再將玻璃管順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)53°，如圖丙所示。已知?dú)怏w溫度始終不變，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，下列說(shuō)法正確的是A．圖丙狀態(tài)的氣體壓強(qiáng)小于圖乙B．若玻璃管從圖乙狀態(tài)自由下落，氣柱長(zhǎng)度將增加C．圖乙氣柱長(zhǎng)度為25cmD．圖丙氣柱長(zhǎng)度約為34.1cm√設(shè)玻璃管橫截面積為S，水銀柱的長(zhǎng)度為h，題圖甲狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為p1，氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)1，題圖乙氣體壓強(qiáng)為p2，氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)2，題圖丙氣體壓強(qiáng)為p3，氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)3，則由題給條件可知p1＝75cmHg，L1＝30cm，從甲狀態(tài)到乙狀態(tài)，由玻意耳定律有p1L1S＝p2L2S，而狀態(tài)乙氣體的壓強(qiáng)為p2＝p1－ρgh＝(75－15)cmHg＝60cmHg，解得L2＝37.5cm，從狀態(tài)乙到狀態(tài)丙，根據(jù)玻意耳定律有p2L2S＝p3L3S，而狀態(tài)丙氣體的壓強(qiáng)為p3＝p1－ρghcos53°＝66cmHg，解得L3≈34.1cm，故A、C錯(cuò)誤，D正確；若玻璃管從題圖乙狀態(tài)自由下落，處于完全失重狀態(tài)，封閉氣體的壓強(qiáng)將等于大氣壓強(qiáng)，大于乙狀態(tài)的氣體壓強(qiáng)，由玻意耳定律pV＝C可知?dú)庵拈L(zhǎng)度將減小，故B錯(cuò)誤。故選D。8．學(xué)校配備的消毒用的噴壺，其示意圖如圖所示。噴壺的儲(chǔ)氣室內(nèi)有壓強(qiáng)為p0、體積為V0的氣體。閉合閥門(mén)K，按壓壓桿A向儲(chǔ)氣室充氣，每次充入壓強(qiáng)為p0、體積為ΔV＝

V0的氣體，多次充氣后儲(chǔ)氣室內(nèi)壓強(qiáng)為1.5p0。打開(kāi)閥門(mén)K，消毒液從噴嘴處噴出。假設(shè)充氣過(guò)程儲(chǔ)氣室容積不變，氣體溫度不變，氣體可視為理想氣體。則按壓壓桿的次數(shù)是A．5次 B．7次

C．10次

D．15次√設(shè)按壓壓桿的次數(shù)為n，根據(jù)題意，由玻意耳定律可得p0＝1.5p0V0，代入數(shù)據(jù)解得n＝5(次)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。9．(8分)如圖所示，一端封閉粗細(xì)均勻的U形導(dǎo)熱玻璃管豎直放置，封閉端空氣柱的長(zhǎng)度L＝50cm，管兩側(cè)水銀面的高度差為h＝19cm，大氣壓強(qiáng)恒為76cmHg。T＝t＋273K。(1)若初始環(huán)境溫度為27℃，給封閉氣體緩慢加熱，當(dāng)管兩側(cè)水銀面齊平時(shí)，求封閉氣體的溫度；答案：

203℃封閉氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)p1＝p0－ph＝(76－19)cmHg＝57cmHg設(shè)玻璃管的橫截面積為S，體積V1＝LS溫度T1＝300K封閉氣體末狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＝76cmHg體積V2＝

S對(duì)封閉氣體，由理想氣體的狀態(tài)方程得代入數(shù)據(jù)解得T2＝476K即溫度為203℃。(2)若保持環(huán)境溫度27℃不變，緩慢向開(kāi)口端注入水銀，當(dāng)管兩側(cè)水銀面平齊時(shí)，求注入水銀柱的長(zhǎng)度x。設(shè)當(dāng)管兩側(cè)水銀齊平時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度為H，對(duì)氣體，由玻意耳定律得p1V1＝p2HS代入數(shù)據(jù)解得H＝37.5cm注入水銀柱的長(zhǎng)度x＝2(L－H)＋h＝2×(50－37.5)cm＋19cm＝44cm。答案：

44cm10．(8分)(2022·全國(guó)乙卷)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(xiāo)