高中物理：課時2 氣體、固體和液體

課時2氣體、固體和液體

2----------------X基礎(chǔ)梳理

一、氣體性質(zhì)

L氣體分子運動的特點

分子很小，間距很大，除碰撞外，不―?｛理譽性）

受力，做勻速直線運動

分子密度大，碰撞頻繁，分子運動現(xiàn)朝旬

雜亂無章―d

分子會充滿其能夠到達的整個空間，向

各個方向運動的分子數(shù)相等，分子速率―?（規(guī)出性）

分布呈“中間多，兩頭少”的規(guī)律

2.氣體的壓強

產(chǎn)生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器

壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。

3.氣體實驗定律

項

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

目

一定質(zhì)量的某種氣一定質(zhì)量的某種氣一定質(zhì)量的某種氣

內(nèi)體,在溫度不變的體,在體積不變的情體,在壓強不變的情

容情況下，壓強P與體況下，壓強P與熱力況下,體積V與熱力

積V成反比學溫度T成正比學溫度T成正比

表

匕_="

P1=P2

達PIVLP2V2TI-T-

2TIT2

式

4.理想氣體狀態(tài)方程

⑴理想氣體:把在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體

稱為理想氣體。在壓強不太大、溫度不太低時，實際氣體可以看作理

想氣體。理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用，一定質(zhì)量的某

種理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定。

⑵理想氣體狀態(tài)方程:畢衛(wèi)警（質(zhì)量一定的某種理想氣體）。

二、固體、液晶

1.晶體與非晶體

晶體

項目非晶體

單晶體多晶體

夕卜形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則

熔點確定確定不確定

物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性

原子排列有規(guī)則晶粒的排列無規(guī)則無規(guī)則

轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

典型物質(zhì)石英、云母、明磯、食鹽玻璃、橡膠

2.晶體的微觀結(jié)構(gòu)

特點:組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。

3.液晶

(1)液晶分子既保持排列有序又顯示各向昆隹,又可以自由移動位置,

保持了液體的流動性。

⑵液晶分子的位置無序使它像液便,排列有序使它像晶體。

⑶液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則

是雜亂無章的。

三、液體

1.液體的表面張力

⑴作用：使液體的表面具有收縮到表面積最小的趨勢。

⑵原因：液體表面層分子間距較大，分子力表現(xiàn)為引力。如圖所示。

液體表面層中分子間的距離

比液體內(nèi)部分子間的距離大

2.浸潤和不浸潤

附著層內(nèi)液體分子間距比液體內(nèi)部分子間的距離小,表現(xiàn)為浸潤;附

著層內(nèi)液體分子間距比液體內(nèi)部分子間的距離大，表現(xiàn)為丕浸潤。

3.毛細現(xiàn)象

浸潤液體在細管中上丑的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中:E圈的現(xiàn)象。

2------------------------人?夯實考點?

氣體壓強的產(chǎn)生與計算

1.產(chǎn)生的原因

由于大量氣體分子無規(guī)則運動而碰撞器壁,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作氣體的壓強。

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能和分子的密集程度。

3.平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法

平

選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象進行受力分析,得

衡

到液柱（或活塞）的受力平衡方程,求得氣體的壓強

法

等

在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強相等。液

壓

體內(nèi)深h處的總壓強P=Po+Pgh,P。為液面上方的壓強

法

液選取假想的液體薄片（自身重力不計?）為研究對象,分析液片兩

片側(cè)受力情況,建立平衡方程,消去面積,得到液片兩側(cè)壓強相等

法方程,求得氣體的壓強

4.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法

選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象,進行受力分析,利用牛頓第

二定律列方程求解。

［典例1］計算如圖中甲、乙兩種情形中的氣體壓強。

甲乙

⑴豎直平面內(nèi)有如圖甲所示的均勻玻璃管，內(nèi)用兩段水銀柱封閉兩

段空氣柱a、b,各段水銀柱高度如圖所示。大氣壓為時求空氣柱a、

b的壓強；

(2)圖乙中兩個汽缸的質(zhì)量均為M,內(nèi)部橫截面積均為S,兩個活塞的

質(zhì)量均為叫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。兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B,大氣壓為

P。,求封閉氣體A、B的壓強。

解析：(1)從開口端開始計算,右端為大氣壓P。，同種液體同一水平面

上的壓強相同,所以b氣柱的壓強為Pb=Po+Pg(h2-h,),而a氣柱的壓

強為Pa=pb-Pgh3=p0+Pg(h2-hi-h3)o

⑵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

受力情況的復(fù)雜程度是不同的。左邊的汽缸中，活塞受重力、大氣壓

力和封閉氣體壓力三個力作用，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)選活塞為對象受力分析,可求得P,=P°+等。同理右邊的汽缸應(yīng)以

汽缸為對象受力分析,求得PB=P。-?。

答案:(l)po+Pg(h2-h-h3)p0+Pg(h2-hi)

(2)P0+等p「攀

[備用1](多選)如圖為醫(yī)院為病人輸液的部分裝置，圖中A為輸液

瓶,B為滴壺,C為進氣管,與大氣相通。則在輸液過程中(瓶A中尚有

液體)，下列說法正確的是(AD)

C

A.瓶A中上方氣體的壓強隨液面的下降而增大

B.瓶A中液面下降，但瓶A中上方氣體的壓強不變

C.滴壺B中的氣體壓強隨瓶A中液面的下降而減小

D.在瓶中藥液輸完以前,滴壺B中的氣體壓強保持不變

解析:進氣管C處的壓強始終是大氣壓po,設(shè)瓶A內(nèi)的氣體壓強為PA,

可以得到PA=PO-Pgh,因此p,“將隨著h的減小而增大。在瓶中藥液輸

完以前,滴壺B的上液面與進氣管C的高度差不受瓶A內(nèi)液面變化的

影響，因此壓強不變，故選A、Do

級船氣體實驗定律的應(yīng)用

1.氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程的關(guān)系

’溫度不變:Pi%=p2v2（玻意耳定律）

哂二也J體積不變:詈=詈（查理定律）

T2T172

壓強不變：?=詈（蓋一呂薩克定律）

I71r2

2.利用氣體實驗定律及氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路

根據(jù)題意,選出所研究的某一定質(zhì)員的氣體

分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前后的

數(shù)值或表達式，壓強的確定是關(guān)鍵

（wag）—明確變化過程，正確選用物理規(guī)律

選用氣體狀態(tài)方程或某一實驗定律列式求解，

L有時要討論結(jié)果的合理性

考向1應(yīng)用氣體實驗定律解決實際問題

[典例2]一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖a所示,玻璃泡M的上端

和下端分別連通兩豎直玻璃細管K和K2O兄長為1,頂端封閉,“上端

與待測氣體連通;M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始

測量時,M與L相通;逐漸提升R,直到K2中水銀面與K,頂端等高,此時

水銀已進入K?且L中水銀面比頂端低h,如圖b所示。設(shè)測量過程中

溫度、與L相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知冗和兒的內(nèi)徑

均為d.M的容積為Vo,水銀的密度為P,重力加速度大小為go求:

與待測氣體連通

（1）待測氣體的壓強;

⑵該儀器能夠測量的最大壓強。

解析：（1）水銀面上升至M的下端使M中的氣體恰好被封住,設(shè)此時被

封閉的氣體的體積為V,壓強等于待測氣體的壓強po提升R,直到K2

中水銀面與&頂端等高時,Ki中的水銀面比頂端低h;設(shè)此時封閉氣體

的壓強為Pi,體積為V?則

V,nd2l

V—Vvo+丁,

nd2h

Vi-

4

由力學平衡條件得PLP+Pgh,

整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得pV=pM,

npgd2112

聯(lián)立解得P二

4K()+nd2(l-h)

⑵由題意知hWl有pW陰絲，

4Vo

該儀器能夠測量的最大壓強為P"片號生。

4vo

答案:⑴J4Vo+T"rd，（"l-h）"⑵4鏟Vo

舅特別提醒一

應(yīng)用氣體實驗定律解決實際問題的關(guān)鍵是，確定以哪一部分氣體為研

究對象,并能找到氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量,然后列方程求解。

［備用2］扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖，

截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為

300K,壓強為大氣壓強p。。當封閉氣體溫度上升至303K時,杯蓋恰

好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部壓強立即減為Po,

溫度仍為303K。再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K。整個

過程中封閉氣體可視為理想氣體。求：

O

s

⑴當溫度上升到303K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強；

⑵當溫度恢復(fù)到300K時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力。

解析：（1）以開始封閉的氣體為研究對象，由題意可知,初狀態(tài)溫度

To=3OOK,壓強為po,末狀態(tài)溫度T尸303K,壓強設(shè)為pb由查理定律得

Po_Pi

兀-7?

代入數(shù)據(jù)得P尸告P。。

⑵設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m,剛好被頂起時，由平衡條件得

PiS=p0S+mg,

放出少許氣體后，以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象，由題意可知，初狀

態(tài)溫度T2=303K,壓強p2=p0,末狀態(tài)溫度T3=300K,壓強設(shè)為p3,由查

理定律得*翁，

1213

設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F,由平衡條件得

F+p3S=p0S+mg,聯(lián)立解得FVP（）S。

答案：⑴wip°(2)』_p°s

100H10100H

考向2變質(zhì)量問題

這類問題的解題關(guān)鍵是巧妙地選擇研究對象，把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定

質(zhì)量問題。常見變質(zhì)量氣體問題有：

(1)打氣問題:選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象,就可把

充氣過程中的氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題。

⑵抽氣問題:將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對

象,質(zhì)量不變,故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程。

(3)灌氣問題:把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體整體作

為研究對象,可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。

(4)漏氣問題:選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可

使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解。

[典例3](2020?山東卷)中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的

氣壓差使罐吸附在人體穴位上,進而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，

如圖所示,左側(cè)為火罐,下端開口；右側(cè)為抽氣拔罐,下端開口，上端留

有抽氣閥門。使用火罐時一，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自

然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓,使火罐緊緊吸附在皮膚上。

抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上,再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強。某

次使用火罐時,罐內(nèi)氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450K,

最終降到300K,因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的骨。若換用

抽氣拔罐,抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的冬罐內(nèi)氣

壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同。罐內(nèi)氣體均可視為理想氣體，忽略

抽氣過程中氣體溫度的變化。求應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體

質(zhì)量的比值。

解析:設(shè)火罐內(nèi)氣體初始狀態(tài)參量分別為口、1、％,溫度降低后狀態(tài)

參量分別為P2、丁2、V2,火罐的容積為Vo,大氣壓強為P。，由題意知

PFPo,T,=450K,V,=V0,T2=300K,V2=^,

20

由理想氣體狀態(tài)方程得*二吃F*,

代入數(shù)據(jù)得p2=o.7po,

對于抽氣拔罐,設(shè)初態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為P3、v3,末態(tài)氣體狀態(tài)參量

Z

分別為P4、V4,抽氣拔罐的容積為VJ,由題意知P3=P。、V3=Vo、p4=p2,

由玻意耳定律得PoVo'=p2V,b

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得3爭。'，

設(shè)抽出的氣體的體積為由題意知AV川廠|^V。'，

故應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為

處與,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得處q。

mm3

答案q

[備用3](2021?河北卷)某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣,溫度

為27℃時一，壓強為3.OX1()3pa。

⑴當夾層中空氣的溫度升至37℃,求此時夾層中空氣的壓強；

⑵當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙,靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)

量與原有空氣質(zhì)量的比值,設(shè)環(huán)境溫度為27℃,大氣壓強為1.OX105

Pa。

解析：（1）初狀態(tài)P尸3.0義1。3p%

Tt=（273+27）K=300K,

末狀態(tài)Tz=（273+37）K=310K,設(shè)壓強為p2,

根據(jù)查理定律得白詈,解得P2=3.1X103Pa。

1112

⑵保溫杯外層出現(xiàn)裂隙,靜置足夠長時間，以夾層中原有空氣為研究

對象，由玻意耳定律得PIV=POV，，

解得V'=0.03V,

夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值

AmV-V'97

7h不。

答案：（1）3.lx1。？Pa⑵/

氣體狀態(tài)變化中的圖像問題

1.一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化圖像對比

類

特點（其中C為常數(shù)）舉例

別

pV=CT,即pV之積越大的等溫線溫度越高,線離原點p

p-VIk

越遠Cv

P

p-

p=CT1,斜率k=CT,即斜率越大,溫度越高

10

V看洶V

P

P-Tp專T,斜率k專即斜率越大,體積越小

0T

V分

V-TV-T,斜率k=-,即斜率越大,壓強越小

pP:「

0

P2<P>T

2.氣體狀態(tài)變化圖像的應(yīng)用規(guī)律

⑴明確點、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應(yīng)當明確

圖像上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個平衡狀態(tài),它對應(yīng)著P、V、

T三個狀態(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)變化的一個過程。

⑵明確斜率的物理意義:在V-T圖像（或p-T圖像）中，比較兩個狀態(tài)

的壓強（或體積）大小,可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小,

其規(guī)律是:斜率越大,壓強（或體積）越小；斜率越小,壓強（或體積）越

大。

[典例4]（2021?全國甲卷）

如圖,一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程,分別由體積一溫度

（V-t）圖上的兩條直線I和II表示,％和V2分別為兩直線與縱軸交點

的縱坐標;t。為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標,。=-273.15℃;a

為直線I上的一點。由圖可知,氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比

；氣體在狀態(tài)b和C的壓強之比”=O

PbPc

解析：由題圖結(jié)合題意可知I、n的v-t圖線均為過熱力學溫度零點

的傾斜直線，則I、n過程均為等壓變化,則在=i；由理想氣體狀態(tài)方

Pb

程有六C及T=t+273.15K,得v-t圖像的縱截距

”273.15C273.15C273.15C4PbV

V=-----，Pb=~--,Pe=---,得132

PV1V2pcFi

答案：1'

［備用4］如圖是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一系列過程，以下四

種說法正確的是（C）

A.a-b的過程氣體體積增大

B.bfc的過程氣體體積減小

C.c-d的過程氣體體積增大

D.d-a的過程氣體體積增大

解析:將-273.15℃作為新的坐標原點，即可變?yōu)閜-T圖像,如圖所示。

a-b的過程氣體做等溫變化,根據(jù)即=C可知,壓強增大,則體積減小，

故A錯誤;根據(jù)于C可得p^T,p-T圖像斜率越大,則體積越小,所以b

一c的過程氣體體積增大,d-a的過程氣體體積減小，故B、D錯誤;c

一d的過程氣體做等溫變化,根據(jù)牛=c可知，壓強減小，則體積增大,故

C正確。

固體、液體的性質(zhì)

1.對晶體和非晶體的理解

(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。

⑵只要是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體。

⑶只要是具有確定熔點的物體必定是晶體,反之是非晶體。

(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。

⑸晶體與非晶體熔化過程的區(qū)別

①晶體熔化過程，當溫度達到熔點時,吸收的熱量全部用來破壞空間

點陣，增加分子勢能,而分子平均動能卻保持不變,所以晶體有固定的

熔點。

②非晶體沒有空間點陣，熔化時不需要去破壞空間點陣，吸收的熱量

主要轉(zhuǎn)化為分子的平均動能,不斷吸熱,溫度不斷上升。

2.液體表面張力

形成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

原因的相互作用力表現(xiàn)為引力

表面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

特性像一層繃緊的彈性薄膜

表面

和液面相切,垂直于液面上的各條分界線

張力

的方

向

表面

張力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，

的效而在體積相同的條件下,球形的表面積最小

果

［典例5］如圖所示為一透明的正方體物塊，下列說法正確的是

(D)

A.由于該物塊有規(guī)則形狀，所以它一定為晶體

B.由于該物塊透明，所以它一定為晶體

C.若該物塊為絕緣體,則它一定為非晶體

D.若將該物塊加熱到某一溫度才開始熔化,且熔化的過程中溫度保持

不變,則它一定為晶體

解析：單晶體具有天然的規(guī)則的幾何形狀，但這個正方體物塊不一定

是天然形成,所以不一定是晶體,故A錯誤;透明的物體并非都是晶體,

所以該物塊不一定是晶體，例如玻璃是透明的，但并非是晶體,故B錯

誤；晶體并非都能導電，所以該絕緣物塊不一定是非晶體，例如金剛石

晶體,是單晶體,也是絕緣體，故C錯誤；晶體具有一定的熔化溫度,非

晶體沒有一定的熔化溫度,故D正確。

［備用5］（多選）關(guān)于液體，下列敘述中正確的是（AD）

A.露珠呈球形是因為液體的表面張力的緣故

B.液體的表面張力垂直于液面指向液體的內(nèi)部

C.液體與固體接觸的附著層分子如果比液體內(nèi)部更稀疏,則液體與固

體表現(xiàn)為浸潤

D.對特定的液體和特定材質(zhì)的毛細管,管的內(nèi)徑越小毛細現(xiàn)象越明顯

解析:液體的表面張力使液面具有收縮到液體表面積最小的趨勢，露

珠呈球形是因為液體的表面張力的緣故，故A正確;表面張力跟液面

相切,跟這部分液面的分界線垂直,故B錯誤;液體與固體接觸的附著

層分子如果比液體內(nèi)部更稀疏,則液體與固體表現(xiàn)為不浸潤,故C錯

誤;毛細現(xiàn)象是指浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤的液體

在細管中下降的現(xiàn)象，內(nèi)徑越小現(xiàn)象越明顯，故D正確。

工課堂訓練■教師備用

1.（氣體實驗定律）如圖，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為1,管

內(nèi)外水銀面高度差為h,若溫度保持不變,把玻璃管稍向上提起一段距

離，則（A）

A.h、1均變大

B.h、1均變小

C.h變大、1變小

D.h變小、1變大

解析:開始時,玻璃管中的封閉氣體的壓強Pi=P°-Pgh,上提玻璃管,假

設(shè)h不變，1變長，由玻意耳定律得pj-S=p2（l+Al）?S,所以氣體內(nèi)

部壓強小了，大氣壓p。必然推著液柱上升,假設(shè)不成立,h必然升高一

些。最后穩(wěn)定時,封閉氣體的壓強p2=p0-Pg（h+△h）減小,再根據(jù)玻意

耳定律,pJi?S=p2l2?S,l2>lb1變大，故A正確。

2.（氣體狀態(tài)變化中的圖像問題）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過

圖中所示過程變到狀態(tài)B,在此過程中氣體的密度（A）

0T

A.一直變小

B.一直變大

C.先變小后變大

D.先變大后變小

解析：由于C可得p-T圖像的斜率為也由題圖得,該氣體從狀態(tài)A變到

狀態(tài)B時,斜率變小,則氣體的體積V一直在增大,氣體質(zhì)量一定，則密

度一直變小，故選A。

3.（固體的性質(zhì)）（多選）下列說法正確的是（BC）

A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體

B.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

C.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體,某些非晶體也可以

轉(zhuǎn)化為晶體

D.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變

解析:將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項A錯誤;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B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C正確;熔化過程中，晶體

的溫度不變，但分子間勢能增加，內(nèi)能改變,故選項D錯誤。

4.（液體的性質(zhì)）下列關(guān)于液體表面張力的說法中，正確的是（B）

A.液體表面張力的存在，使得表面層內(nèi)分子的分布比內(nèi)部要密集些

B.液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力表現(xiàn)

為引力,產(chǎn)生表面張力

C.液體表面層分子間只有引力而無斥力是產(chǎn)生表面張力的原因

D.液體表面張力的方向指向液體內(nèi)部，使液體表面有收縮趨勢

解析:液體表面層內(nèi)分子的分布比內(nèi)部要稀疏,分子力表現(xiàn)為引力，故

A錯誤;液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力

表現(xiàn)為引力,產(chǎn)生表面張力，故B正確;液體表面層分子間既有引力也

有斥力，引力大于斥力是產(chǎn)生表面張力的原因，故C錯誤;表面張力方

向跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直,故D錯誤。

5.（變質(zhì)量問題）（2021?山東卷）血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強計等

構(gòu)成,如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶,壓強計示數(shù)為臂帶

內(nèi)氣體的壓強高于大氣壓強的數(shù)值,充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強為大氣壓

強,體積為V;每次擠壓氣囊都能將60cm，的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5

次充氣后,臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?V,壓強計示數(shù)為150mniHgo已知大

氣壓強等于750mmHg,氣體溫度不變。忽略細管和壓強計內(nèi)的氣體體

積。則V等于（D）

A.30cm3B.40cm3

C.50cm3D.60cm3

解析:根據(jù)玻意耳定律可知poV+5p0Vo=pi?5V,已知po=75OmmHg,Vo=6O

33

cm,pi=750mmHg+150mmHg=900mmHg,代入數(shù)據(jù)整理得V=60cmo

6.（壓強計算及氣體實驗定律）如圖所示,一汽缸水平固定在靜止的小

車上,一質(zhì)量為m、面積為S的活塞將一定量的氣體封閉在汽缸內(nèi)，平

衡時活塞與汽缸底相距Lo現(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右

運動,穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了距離do已知大氣壓強為po,

不計汽缸和活塞間的摩擦;且小車運動時.，大氣對活塞的壓強仍可視

為P。；整個過程溫度保持不變。求小車加速度的大小。

左|，右

/77777z777777777/v777Z

解析:設(shè)小車加速度大小為a,穩(wěn)定時汽缸內(nèi)氣體的壓強為pb活塞受

到汽缸內(nèi)外氣體的壓力分別為

fi=PiS,fo=poS,

由牛頓第二定律得f-fo=ma,

小車靜止時,在平衡情況下,汽缸內(nèi)氣體的壓強應(yīng)為Po,

由玻意耳定律得PIVFPOV,

式中V=SL,Vi=S(L-d),

聯(lián)立各式得"岑二。

較素.PoSd

口木—Jd）

課時訓練

回基礎(chǔ)鞏固

1.盛有氧氣的鋼瓶，在27℃的室內(nèi)測得其壓強是9.0義IO,Pao將其

搬到-13°C的工地上時,瓶內(nèi)氧氣的壓強變?yōu)?.2義IO,Pa。對此過程

下列說法正確的是（A）

A.鋼瓶一定漏氣B.鋼瓶一定不漏氣

C.鋼瓶可能不漏氣D.無法判斷

fi

解析:若不漏氣,則氣體做等容變化,有*=黑得p2=^=7.8X10Pa,

由于P2>7.2X1（）6pa,所以鋼瓶在搬運過程中漏氣。

2.已知湖水深度為20m,湖底水溫為4℃,水面溫度為17℃,大氣壓

5

強為1.0X10Pao當一氣泡從湖底緩慢升到水面時，其體積約為原來

的（g取10m/s；水的密度P=LOX1。kg/nOlC）

A.12.8倍B.8.5倍

C.3.1倍D.2.1倍

解析:氣泡在湖底的壓強為p=p0+Pgh=3p0,由理想氣體狀態(tài)方程有

竽=竽,解得詈=3.1,故當一氣泡從湖底緩慢升到水面時,其體積

T2V1

約為原來的3.1倍,選項C正確。

3.請根據(jù)圖回答,經(jīng)過數(shù)小時后,U形管A、B兩處的液面會出現(xiàn)下列

哪種情況。(實驗裝置足以維持實驗期間小白鼠的生命活動,瓶口密封,

忽略水蒸汽和溫度變化對實驗結(jié)果的影響。)(C)

A.A處上升,B處下降

B.A、B兩處都下降

C.A處下降,B處上升

D.A、B兩處都不變

解析:小白鼠的生命活動中消耗。2,而呼吸出的CO?被NaOH吸收,瓶中

物質(zhì)的量減少,壓強降低,故選項C正確。

4.某壓縮式噴霧器儲液桶的容量是5.7X103n?,往桶內(nèi)倒入4.2X

ICT?■的藥液后開始打氣，打氣過程中藥液不會向外噴出。如果每次

能打進3.0X10-4nf5的空氣,要使噴霧器內(nèi)藥液能全部噴完,且整個過

程中溫度不變，則至少需要打氣的次數(shù)是(B)

A.13B.14C.15D.16

解析:假設(shè)使噴霧器內(nèi)藥液能全部噴完，由題意可知,每次打入容器內(nèi)

的氣體壓強為1atm,由玻意耳定律得pM=p°(V]V2)+p。-NV。,V,=5.7X

-3331

IOm,V2=4.2X10m',V°=3.OX10將數(shù)據(jù)代入得N=14（次），故B

正確。

5.在冬季,剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚后,第二天拔瓶口的

軟木塞時覺得很緊,不易拔出來。其中主要原因是（D）

A.軟木塞受潮膨脹

B.瓶口因溫度降低而收縮變小

C.白天氣溫升高,大氣壓強變大

D.瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強減小

解析:瓶內(nèi)氣體只會有少量液化,為分析“主要原因”，可視其為質(zhì)量

一定且體積不變（這又是理想化思想的體現(xiàn)），根據(jù)查理定律,則瓶內(nèi)

氣體因溫度降低而壓強減小，軟木塞受到外界大氣壓的作用而不易拔

出來。

6.如圖所示是質(zhì)量一定的理想氣體在V_t圖中的兩條等壓線，若

V2=2%,則兩直線上M、N兩點的氣體壓強、密度的關(guān)系為（C）

A.PM=PN,PM=PN

B.PM=2PN,PM=2PN

rn-PNC_PN

PM~—,PM--

=

D?PM=號,PM2PN

解析:等壓線的斜率與壓強的倒數(shù)成正比,據(jù)此得PM咨;又由于?？?/p>

得P故P"哼，選項C正確。

7.一間開著窗子的房屋，室內(nèi)氣溫由15℃升到25℃,假定大氣壓強

保持恒定，則由室內(nèi)逸出的空氣質(zhì)量是室內(nèi)原有質(zhì)量的（D）

A.-2B.—6

5144

C.—D.—

273149

解析:設(shè)原室內(nèi)空氣升溫膨脹前后的體積分別為V\、v2,有其中

T1T2

「二288K,T2=298K,則室內(nèi)逸出的空氣質(zhì)量與室內(nèi)原有質(zhì)量之比為

8.（多選）要想把凝固在衣料上面的蠟或油脂去掉，只要把兩層吸墨紙

分別放在這部分衣料的上面和下面，然后用熱熨斗在吸墨紙上來回熨

燙，這樣做可以去掉衣料上的蠟或油，這是利用了（AD）

A.毛細現(xiàn)象B.表面張力

C.大氣壓強D.浸潤

解析:熔化的蠟或油脂浸潤吸墨紙,放在衣料上、下面的吸墨紙內(nèi)有許

多細小的孔道起著毛細管的作用，當蠟或油脂受熱熔化成液體后，由

于毛細現(xiàn)象,它們就會被吸墨紙吸掉。

9.（多選）固體甲和固體乙在一定壓強下的熔化曲線如圖所示,橫軸表

示時間t,縱軸表示溫度T。下列判斷正確的有（ABD）

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，固體乙一定沒有確定的幾何外形

C.在熱傳導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.固體甲和固體乙的化學成分有可能相同

解析：晶體具有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點,所以固體甲一定

是晶體，固體乙是非晶體，故A正確；固體甲若是多晶體,則沒有確定

的幾何外形，固體乙是非晶體,一定沒有確定的幾何外形,故B正確；

在熱傳導方面固體甲若是多晶體,表現(xiàn)出各向同性，固體乙一定表現(xiàn)

出各向同性,故C錯誤;固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，但

是固體甲和固體乙的化學成分有可能相同，故D正確。

10.如圖為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導熱

良好的玻璃泡連通,下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣。若

玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是（A）

A.溫度降低,壓強增大

B.溫度升高,壓強不變

C.溫度升高,壓強減小

D.溫度不變,壓強減小

解析:研究被封閉的氣體，當水柱上升時,封閉氣體的體積V減小,結(jié)

合理想氣體的狀態(tài)方程華=c得，當外界大氣壓強P。不變時，封閉氣體

的壓強P減小,則溫度T一定降低；當外界大氣壓強P。減小時一,封閉氣

體的壓強P減小，則溫度T一定降低；當外界大氣壓強p。增大時,封閉

氣體的壓強P存在可能增大、可能不變、可能減小三種情況。當封閉

氣體的壓強p增大時,溫度T可能升高、不變或降低,封閉氣體的壓強

P不變時,溫度一定降低,封閉氣體的壓強P減小時,溫度一定降低。

故只有選項A可能。

何能力提升

11.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強增大,用分

子動理論的觀點分析，這是因為（BD）

A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大

B,單位時間內(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

解析:理想氣體經(jīng)等溫壓縮，體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加，

則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，壓強增

大,但氣體分子總數(shù)不變，每次碰撞器壁的平均沖力不變，故B、D正

確,A、C錯誤。

12.已知地球半徑約為6.4X106in,空氣的摩爾質(zhì)量約為29X

IO-3kg/mol,標準狀態(tài)下1mol氣體的體積約為22.4X10-3m3,一個標

準大氣壓約為1.0X10、Pao利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在

標準狀況下的體積為(B)

A.4X1016m3B.4X1018m3

C.4X1O20m3D.4X1022m3

解析:大氣壓是由大氣的質(zhì)量產(chǎn)生的。大氣壓強P=*M，代入數(shù)據(jù)

18

可得地球表面大氣質(zhì)量m^5.2X10kgo標準狀態(tài)下1mol氣體的

體積為v=22.4X10T故地球表面大氣體積為V=—X

3

m029x10

22.4X103m3^4X1018m\B正確。

13.(2020?全國H卷)潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個底部開

口、上部封閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其內(nèi)部上方空

間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險的需要。為計算方便,將潛水鐘

簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒;工作母船將潛水鐘由

水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度

為P,重力加速度大小為g,大氣壓強為po,H?h,忽略溫度的變化和水

密度隨深度的變化。

(1)求進入圓筒內(nèi)水的高度1;

(2)保持H不變,壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓

強為P。時的體積。

解析：（1）設(shè)圓筒在水面上方時和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為

V。和%,放入水下后筒內(nèi)氣體的壓強為Pl,由玻意耳定律和題給條件有

PlVl=PoVo,

V0=hS,

—)S,

Pi=Po+Pg(H-l),

聯(lián)立以上各式并考慮到H?h>l,解得

1=P9H?ho

Po+PgH

⑵設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強為P2,此時筒內(nèi)氣體的體積為Vo,

這些氣體在其壓強為p。時的體積為V%由玻意耳定律有

P2Vo=P0V3,

其中p2=Po+pgH,

設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為V,依題意

V=V3-Vo,

聯(lián)立解得v="四。

Po

答案：（l）-^--h（2）””

Po+pgHPo

14.使一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)按圖中箭頭所示的順序變化:A