第2講氣體、固體與液體必備知識(shí)·自主排查關(guān)鍵能力·分層突破必備知識(shí)·自主排查一、氣體1．分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的____________幾乎相等．氣體分子數(shù)目(2)分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像①速率分布圖像②“溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越________”，分子的速率都呈“中間________、兩頭________”的分布．劇烈多少2．氣體壓強(qiáng)的微觀解釋(1)氣體的壓強(qiáng)器壁單位面積上受到的________，就是氣體的壓強(qiáng)．(2)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋①若某容器中氣體分子的________越大，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的________對(duì)器壁的________就越大；②若容器中氣體分子的________大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的________就多，平均作用力也會(huì)較大．壓力平均速率碰撞作用力數(shù)密度分子數(shù)3．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)量的某種理想氣體，在溫度不變的情況下，________與體積成________一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與_________成正比一定質(zhì)量的某種理想氣體，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p2V2

氣體實(shí)驗(yàn)定律二、固體和液體1．固體(1)固體分為________和________．晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)．(2)單晶體具有各向________，非晶體和多晶體具有各向________．2．液體(1)液體表面張力①作用：液體的_________使液面具有收縮到表面積最小的趨勢(shì)．②方向：表面張力跟液面________，且跟這部分液面的分界線垂直．晶體非晶體異性同性表面張力相切(2)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)

①一種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在________的表面上，這種現(xiàn)象叫作浸潤(rùn)．②一種液體不會(huì)潤(rùn)濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫作不浸潤(rùn)．(3)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，毛細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯．固體上升下降3．液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向________，又可以自由移動(dòng)位置，保持了液體的________．(2)液晶分子的位置無(wú)序使它像________，排列有序使它像________．(3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看則是________的．異性流動(dòng)性液體晶體雜亂無(wú)章(1)草、樹葉的露珠呈球形的原因是液體表面張力的作用(

)(2)脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn)，以便吸取藥液．(

)(3)燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟是晶體．(

)(4)在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形是因?yàn)橐后w表面張力的作用．(

)√√×√【教材拓展】1.[人教版選擇性必修第三冊(cè)P30T1改編]盛有氧氣的鋼瓶，在27℃的室內(nèi)測(cè)得鋼瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)是9.31×106Pa.當(dāng)鋼瓶搬到－23℃的工地上時(shí)，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)?

)A．4.65×106

Pa

B．7.76×106PaC．9.31×106

Pa

D．12.0×106Pa答案：B

關(guān)鍵能力·分層突破考點(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)1．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．2．液體表面張力(1)表面張力的效果：表面張力使液體表面積具有收縮趨勢(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?。?2)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．【跟進(jìn)訓(xùn)練】1.如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了．產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是(

)A．玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體B．玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體C．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊D．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張答案：C解析：玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，故A、B錯(cuò)誤；玻璃裂口尖端放在火焰上燒熔后尖端變鈍，是表面張力的作用，因?yàn)楸砻鎻埩哂袦p小表面積的作用，即使液體表面繃緊，故C正確，D錯(cuò)誤．2．關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象的說(shuō)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．若空氣中水蒸汽的氣壓大，人感覺到空氣濕度一定大D．由于液體表面層內(nèi)的分子間距大于r0，從而形成表面張力答案：C解析：液晶光學(xué)性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向異性，故A錯(cuò)誤；氣體失去容器的約束就會(huì)散開，是因?yàn)闅怏w分子之間作用力小的緣故，不能使分子束縛在一起，并不是斥力的原因，故B錯(cuò)誤；人感到空氣濕度大，是由于空氣中水蒸氣的實(shí)際氣壓與同一溫度下的水的飽和氣壓的差距增大，即相對(duì)濕度增大，故空氣中水蒸汽的氣壓大，人感覺到空氣濕度不一定大，故C錯(cuò)誤；由于液體表面層內(nèi)的分子間距大于r0，分子之間作用力表現(xiàn)為引力，從而形成表面張力，故D正確．故選D.3．[2022·山東臨沂月考](多選)下列說(shuō)法中正確的是(

)A．圖甲所示，雨水沒(méi)有透過(guò)布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力B．圖乙所示，夏天荷葉上小水珠呈球狀是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢(shì)的緣故C．液體分子的熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平衡位置D．圖丙所示，小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果答案：ABC解析：本題考查液體的性質(zhì)．雨水不能透過(guò)布雨傘，是因?yàn)橐后w表面存在張力，選項(xiàng)A正確；荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢(shì)的緣故，選項(xiàng)B正確；液體具有流動(dòng)性的原因是液體分子熱運(yùn)動(dòng)的平衡位置不固定，液體分子可以在液體中移動(dòng)，選項(xiàng)C正確；小木塊浮于水面上時(shí)，木塊的下部實(shí)際上已經(jīng)陷入水中(排開一部分水)，受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非液體表面張力的作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．考點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1．平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法(1)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)．(2)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)．(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間連通)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)．2．連接器模型用液柱封閉一定質(zhì)量的氣體，如圖所示平衡時(shí)對(duì)氣體A有：pA＝p0＋ρgh1對(duì)氣體B有：pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1所以pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2)．

答案：B

角度2“液柱”模型計(jì)算氣體壓強(qiáng)例2

若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖甲、乙、丙、丁所示的各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為ρ，求被封閉氣體的壓強(qiáng)．

【跟進(jìn)訓(xùn)練】4.[2022·常德一模]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．求這時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．

5.如圖所示，粗細(xì)均勻的薄壁U形玻璃管豎直放置，導(dǎo)熱良好，左管上端封閉，封口處有段水銀柱1，右管上端開口且足夠長(zhǎng)，另有兩段水銀柱2、3封閉了A、B兩部分理想氣體，外界大氣壓強(qiáng)恒為p0＝75cmHg.三段水銀柱長(zhǎng)均為10cm，A氣柱長(zhǎng)為20cm，B氣柱長(zhǎng)為10cm，氣柱A和水銀柱2各有一半長(zhǎng)度在水平部分．求：水銀柱1對(duì)玻璃管封口的壓強(qiáng)．

考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用角度1“液柱類”計(jì)算題例3

[2021·全國(guó)乙卷，33(2)]如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通．A、B兩管的長(zhǎng)度分別為l1＝13.5cm,l2＝32cm.將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h＝5cm.已知外界大氣壓p0＝75cmHg.求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差．解析：設(shè)A、B兩管內(nèi)橫截面積分別為S1、S2，注入水銀后如圖所示，A、B氣柱分別減少了h1和h2，壓強(qiáng)分別為p1和p2則有：p0l1S1＝p1(l1－h(huán)1)S1①p0l2S2＝p2(l2－h(huán)2)S2②壓強(qiáng)：p2＝p0＋ρgh③p1＝p2＋ρg(h2－h(huán)1)④代入數(shù)據(jù)解得Δh＝h2－h(huán)1＝1cm角度2“氣缸類”計(jì)算題“氣缸類”計(jì)算題解題的關(guān)鍵是壓強(qiáng)的計(jì)算，對(duì)于活塞和氣缸封閉的氣體壓強(qiáng)的計(jì)算，可根據(jù)情況靈活地選擇活塞或氣缸為研究對(duì)象，受力分析時(shí)一定要找到研究對(duì)象跟哪些氣體接觸，接觸氣體對(duì)它都有力的作用，氣體的壓力一定與接觸面垂直并指向受力物體．

命題分析試題情境屬于基礎(chǔ)應(yīng)用性題目，以兩部分氣體的變化為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問(wèn)題情境必備知識(shí)考查玻意耳定律關(guān)鍵能力考查理解能力．理解玻意耳定律，抓住兩部分氣體壓強(qiáng)差這個(gè)關(guān)鍵信息學(xué)科素養(yǎng)考查物理觀念．要求考生在理解玻意耳定律的基礎(chǔ)上，抓住解題的關(guān)鍵信息——“壓強(qiáng)差”[思維方法]利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路角度3“變質(zhì)量氣體”計(jì)算題分析氣體變質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)巧妙地選擇合適的研究對(duì)象，使變質(zhì)量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為氣體質(zhì)量一定的問(wèn)題，然后利用氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程求解．類別研究對(duì)象打氣問(wèn)題選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象抽氣問(wèn)題將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象灌氣問(wèn)題把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研究對(duì)象漏氣問(wèn)題選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象

解析：未向藥瓶?jī)?nèi)注入氣體前，藥瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p1＝1.0×105Pa，體積V1＝0.4mL，注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，體積V0＝0.3×0.4mL＝0.12mL，將注射器內(nèi)氣體注入藥瓶后，藥瓶?jī)?nèi)氣體的體積V2＝V1＝0.4mL，設(shè)壓強(qiáng)為p2，根據(jù)玻意耳定律有p1V1＋p0V0＝p2V2，解得p2＝1.3×105Pa.【跟進(jìn)訓(xùn)練】6.如圖為在抗擊新冠疫情中消殺使用的某型噴霧器簡(jiǎn)化原理圖，其藥液桶的總?cè)莘e為15L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣體積為2L，氣壓為1atm.用打氣筒活塞可以打進(jìn)空氣，如果藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到6atm時(shí)停止打氣，并開始向外噴藥，那么當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，桶內(nèi)剩下的藥液還有多少升(不考慮環(huán)境溫度的變化和藥液的壓強(qiáng))(

)A．4L B．3LC．2L D．1L答案：B解析：當(dāng)不能再向外噴藥時(shí)，桶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p2＝1atmp1＝6atm，V1＝2L根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V2＝12L剩下的藥液體積V＝15L－12L＝3L.7．[2021·湖南卷，15]小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測(cè)量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示．導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1＝600g、截面積S＝20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦．一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)A上，左端用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量m2＝1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上．當(dāng)電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，測(cè)得環(huán)境溫度T1＝300K．設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2.(1)當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，環(huán)境溫度T2為多少？(2)該裝置可測(cè)量的最高環(huán)境溫度Tmax為多少？

考點(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較過(guò)程圖線類別圖像特點(diǎn)圖像示例等溫過(guò)程p-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)T2>T1T2>T1過(guò)程圖線類別圖像特點(diǎn)圖像示例等容過(guò)程p-TV2<V1等壓過(guò)程V-Tp2<p1【跟進(jìn)訓(xùn)練】8.[2021·山東荷澤一模]如圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C.設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則以下判斷正確的是(

)A．TA>TB，TB<TC B．TA>TB，TB>TCC．TA<TB，TB<TC D．TA<TB，TB>TC答案：A

答案：AC

考點(diǎn)五熱學(xué)規(guī)律在生活、科技中的應(yīng)用STSE問(wèn)題——核心素養(yǎng)提升情境1血壓儀[2021·山東卷，4]血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強(qiáng)計(jì)等構(gòu)成