【高考物理】2026高考導(dǎo)與練總復(fù)習(xí)物理一輪（基礎(chǔ)版）第十五章第1講分子動理論內(nèi)能固體和液體含答案【課標(biāo)要求】1.通過實驗,估測油酸分子的大小。了解分子動理論的基本觀點及相關(guān)的實驗證據(jù)。2.通過實驗,了解擴(kuò)散現(xiàn)象。觀察并能解釋布朗運動。了解分子運動速率分布的統(tǒng)計規(guī)律,知道分子運動速率分布圖像的物理意義。3.了解固體的微觀結(jié)構(gòu)。知道晶體和非晶體的特點。能列舉生活中的晶體和非晶體。通過實例,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)知識及應(yīng)用,體會它們的發(fā)展對人類生活和社會發(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.通過實驗,了解氣體實驗定律。知道理想氣體模型。能用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實驗定律。7.知道熱力學(xué)第一定律。通過有關(guān)史實,了解熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程,體會科學(xué)探索中的挫折和失敗對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義。8.理解能量守恒定律,能用能量守恒的觀點解釋自然現(xiàn)象。知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一。9.通過自然界中宏觀過程的方向性,了解熱力學(xué)第二定律?！究记榉治觥糠肿觿永碚?023·北京卷·T1、2023·江蘇卷·T3、2023·海南卷·T5氣體、固體和液體2024·全國甲卷·T33、2023·浙江6月選考卷·T14氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用2024·江蘇卷·T13、2024·安徽卷·T13、2024·湖南卷·T13、2024·江西卷·T13、2024·全國甲卷·T33、2024·山東卷·T16、2024·廣西卷·T14、2024·廣東卷·T13、2024·甘肅卷·T13、2024·海南卷·T7氣體實驗定律與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用2024·浙江1月選考卷·T17、2024·黑吉遼卷·T13、2024·新課標(biāo)卷·T21、2024·河北卷·T9、2024·海南卷·T11、2024·山東卷·T6、2024·北京卷·T3、2024·重慶卷·T3、2024·湖北卷·T13、2024·貴州卷·T13、2024·浙江6月選考卷·T17實驗:用油膜法估測油酸分子的大小2024·上海卷·T1、2019·全國Ⅲ卷·T33實驗:探究氣體等溫變化的規(guī)律2024·上海卷·T2、2023·山東卷·T13第1講分子動理論內(nèi)能固體和液體情境導(dǎo)思自2013年首次太空開講以來,中國航天員已開展了多次精彩絕倫的太空授課。“天宮課堂”上曾經(jīng)做過兩個有趣實驗:一個是微重力環(huán)境下水球?qū)嶒?如圖甲所示;另一個是微重力環(huán)境下液體顯著的“毛細(xì)現(xiàn)象”演示,把三根粗細(xì)不同的細(xì)塑料管,同時放入裝滿水的容器,如圖乙所示。試分析:(1)圖甲中水球幾乎呈完美的球狀,是因為什么?(2)圖乙中水和塑料管是浸潤還是不浸潤?(3)圖丙中的哪個點處最能反映水球表面層中水分子勢能?(4)圖乙中“毛細(xì)現(xiàn)象”演示中,水在三個塑料管內(nèi)均不斷上升嗎?是否會有不同的高度?1.(2025·山西太原階段練習(xí))關(guān)于下列各圖,其中說法正確的是()[A]圖甲中,實驗現(xiàn)象說明薄板材料是非晶體[B]圖乙中,當(dāng)分子間距離為r0時,分子力為零,分子勢能最小[C]圖丙中,T1對應(yīng)曲線為同一氣體溫度較高時的速率分布圖[D]圖丁中,微粒越大單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,布朗運動越明顯【答案】B2.(2025·河南南陽測試)(多選)下列關(guān)于氣體、液體和固體性質(zhì)的說法,正確的是()[A]因為空氣分子在永不停息地做無規(guī)則運動,故教室不需要經(jīng)常開窗通風(fēng)[B]在天宮空間站內(nèi),雖然處于失重環(huán)境,航天員仍能夠用毛筆寫字[C]浸潤液體在毛細(xì)管中會上升,通常情況下,毛細(xì)管(足夠長)越細(xì),液體最大上升高度越高[D]大塊塑料粉碎成形狀相同的顆粒,每個顆粒即為一個單晶體【答案】BC【答案】10-106.02×1023對方物質(zhì)分子無規(guī)則液體無規(guī)則永不停息劇烈撞擊連續(xù)穩(wěn)定變化熱平衡熱學(xué)性質(zhì)t+273.15K3.(2025·3.(2025·安徽蕪湖模擬)下列說法正確的是()[A]草葉上的露珠是由空氣中的水蒸氣凝結(jié)成的水珠,這一物理過程中水分子間的引力增大、斥力減小[B]某氣體的摩爾質(zhì)量為M、密度為ρ,用NA表示阿伏加德羅常數(shù),每個氣體分子的質(zhì)量m0=MNA,每個氣體分子的體積V0[C]大量氣體分子的速率有大有小,但是按“中間多,兩頭少”的規(guī)律分布[D]單晶體和多晶體在不同方向上的導(dǎo)熱性、機(jī)械強(qiáng)度等物理性質(zhì)都不一樣【答案】C4.(2024·云南昆明模擬)食鹽是生活中不可缺少的調(diào)味品,如圖是食鹽中氯離子和鈉離子的分布示意圖。則()[A]氯離子和鈉離子是靜止不動的[B]離子的規(guī)則排列特點說明食鹽是晶體[C]鹽粒受潮粘在一起形成的鹽塊是非晶體[D]食鹽加熱熔化過程中分子平均動能增加【答案】B【答案】熱運動平均值路徑系統(tǒng)分子間距離體積動能分子勢能溫度體積做功傳熱天然的熔點各向異性一定規(guī)則不同振動確定幾何形狀5.(2024·河北滄州期中)下列三幅圖,能說明液體存在表面張力的是()[A](1)和(2)[B](1)和(3)[C](2)和(3)[D](1)、(2)和(3)【答案】B【答案】張緊相切分界線小于大于上升下降向上物質(zhì)狀態(tài)光學(xué)考點一分子動理論1.兩種分子的模型(1)球體模型:把分子看成球形,分子的直徑d=36(2)立方體模型:把分子看成小立方體,其邊長d=3V2.阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用(1)意義:阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系宏觀量(物體的體積V、質(zhì)量m、密度ρ、物質(zhì)的量n,摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol等)與微觀量(分子直徑d、分子質(zhì)量m0、分子體積V0等)的“橋梁”。(2)幾個常用關(guān)系。已知量可求量摩爾體積Vmol分子體積V0=V(適用于固體和液體)分子占據(jù)體積V占=V(適用于氣體)摩爾質(zhì)量Mmol分子質(zhì)量m0=M體積V和摩爾體積Vmol分子數(shù)目N=VVmol(適用于固體、液體和氣體)質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量Mmol分子數(shù)目N=mMmol3.擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運動熱運動活動主體分子懸浮微粒分子區(qū)別發(fā)生在兩種物質(zhì)之間懸浮微粒的運動組成物體分子的運動共同點(1)都是無規(guī)則運動。(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動都反映分子做無規(guī)則的熱運動[例1]【微觀量的估算】(2024·重慶渝中階段練習(xí))已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,水的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),密度為ρ(kg/m3)。下列敘述正確的是()[A]1瓶礦泉水(約300mL)所含的水分子個數(shù)約為300·ρM[B]mkg水所含的分子個數(shù)是mρN[C]1個水分子的質(zhì)量是ρ[D]1個水分子的體積大約是M【答案】D【解析】1瓶礦泉水質(zhì)量M0=3ρ×10-4kg,所含的水分子個數(shù)約為N=M0M·NA=3ρ×10-4M·NA,故A錯誤;mkg水所含的分子個數(shù)N′=mMNA,故B錯誤;1個水分子的質(zhì)量m0=1NAM,[例2]【布朗運動】(2025·安徽合肥模擬)(多選)圖甲和圖乙是關(guān)于布朗運動的兩幅圖,下列敘述正確的是()[A]圖甲中的折線是記錄微粒布朗運動的軌跡[B]圖甲中的折線是按等間隔時間依次記錄的運動微粒位置的連線[C]圖乙說明布朗運動是由微粒在液體中受到液體分子撞擊引起的[D]圖乙說明液體分子沿各方向撞擊微粒,微粒應(yīng)該處于靜止【答案】BC【解析】題圖甲中的折線是按等間隔時間依次記錄的運動微粒位置的連線。故A錯誤,B正確;題圖乙說明布朗運動是由微粒在液體中受到液體分子撞擊不平衡引起的,且微粒越小,其運動狀態(tài)越容易改變,布朗運動越明顯,故C正確,D錯誤。對擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動的幾點注意(1)布朗運動可通過顯微鏡觀察,分子熱運動不能用顯微鏡直接觀察。(2)擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無規(guī)則運動,并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間。(3)布朗運動不是分子的運動,是分子無規(guī)則運動的反映?？键c二分子力和物體內(nèi)能1.分子間的作用力及分子勢能的比較項目分子力F分子勢能Ep與r的關(guān)系圖像隨距離的變化情況r<r0F隨r增大而減小,表現(xiàn)為斥力r增大,F做正功,Ep減小r=r0F引=F斥,F=0Ep最小,但不為零r>r0r增大,F先增大后減小,表現(xiàn)為引力r增大,F做負(fù)功,Ep增大r>10r0引力和斥力都很微弱,F=0Ep=02.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較項目內(nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能位置的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可以測量本質(zhì)微觀分子的運動和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運動和相互作用的結(jié)果運動形式熱運動機(jī)械運動聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,能的總量守恒[例3]【分子力與分子的動能、勢能】(2025·甘肅張掖模擬)(多選)如圖甲、乙所示,分別表示兩分子間的作用力、分子勢能與兩分子間距離的關(guān)系。分子a固定在坐標(biāo)原點O處,分子b從r=r4處以某一速度向分子a運動(運動過程中僅考慮分子間作用力),假定兩個分子的距離為無窮遠(yuǎn)時它們的分子勢能為0,則()[A]圖甲中分子間距從r2到r3,分子間的引力增大,斥力減小[B]分子b運動至r3和r1位置時動能可能相等[C]圖乙中r5一定大于圖甲中r2[D]若圖甲中陰影面積S1=S2,則兩分子間最小距離小于r1【答案】BD【解析】題圖甲中分子間距從r2到r3,分子間的引力、斥力均減小,分子力表現(xiàn)為引力且增大,故A錯誤;分子b從r3到r2和從r2到r1兩過程,若圖像與橫軸所圍面積相等,則分子力做功為0,動能變化量為0,則分子b在r3和r1兩位置時動能可能相等,故B正確;題圖甲中r2處分子力合力為0,分子b在此處分子勢能最小,應(yīng)對應(yīng)題圖乙中r6處,即題圖乙中r5一定小于題圖甲中r2,故C錯誤;若題圖甲中陰影面積S1=S2,則分子b從r4到r1過程分子力做功為0,分子b在r4處速度不為0,則分子b在r1處速度不為0,將繼續(xù)運動,靠近分子a,故D正確。[例4]【物體的內(nèi)能】(2024·貴州銅仁模擬)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說法正確的是()[A]不同的物體,若溫度相等,則內(nèi)能也相等[B]物體速度增大,則分子動能增大,內(nèi)能也增大[C]體積相同的同種氣體,它們的內(nèi)能一定相等[D]物體的內(nèi)能與物體的質(zhì)量、溫度和體積都有關(guān)系【答案】D【解析】物體的內(nèi)能是指組成物體的所有分子動能與分子勢能的總和,分子平均動能取決于物體的溫度,分子勢能大小與分子間距離有關(guān),從宏觀角度來看就是與物體的體積有關(guān),而對于一種物質(zhì)來說,質(zhì)量決定著分子數(shù)目的多少,故D正確;溫度相同,只是分子的平均動能相同,不能說明內(nèi)能也相等,故A錯誤;分子動能取決于分子的熱運動,與物體的宏觀運動速度無關(guān),故B錯誤;體積相同的同種氣體,既不知溫度關(guān)系也不知密度關(guān)系,也就不能確定內(nèi)能關(guān)系,故C錯誤?？键c三分子運動速率分布規(guī)律氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1.氣體分子運動的速率分布圖像當(dāng)氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍時,分子間作用力十分微弱,可忽略不計;分子沿各個方向運動的機(jī)會均等;分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布,且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān),溫度升高時,分子速率大的分子比例增多,平均速率會增大,如圖為氧氣0℃和100℃兩種情況下的速率分布圖像。2.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋(1)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)均勻的壓力。(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數(shù)密度。[例5]【氣體分子運動的速率分布】(2024·云南曲靖期末)如圖所示為封閉罐內(nèi)氣體在不同溫度下的分子速率分布曲線,f(v)為在速率v附近單位速率間隔內(nèi)氣體分子數(shù)與分子總數(shù)的比,曲線Ⅰ和Ⅱ?qū)?yīng)的溫度分別為TⅠ和TⅡ,曲線Ⅰ和Ⅱ與坐標(biāo)軸圍成的總面積分別為S1、S2,則下列說法正確的是()[A]TⅠ<TⅡ [B]TⅠ>TⅡ[C]S1<S2 [D]S1>S2【答案】A【解析】氣體的溫度越高,速率較大的分子所占的比例越大,所以Ⅰ的溫度低,Ⅱ的溫度高,即TⅠ<TⅡ,故A正確,B錯誤;f(v)-v圖像中,f(v)為某速率區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)之比,可知曲線與橫軸所圍總面積等于1,即曲線Ⅱ與坐標(biāo)軸圍成的面積與曲線Ⅰ與坐標(biāo)軸圍成的總面積相等,都等于1,即S1=S2,故C、D錯誤。氣體分子運動速率的“三個特點”(1)“中間多、兩頭少”:同一溫度下,特別大或特別小速率的分子數(shù)比例都較小,大多數(shù)分子具有中等的速率。

(2)溫度升高向右移:隨溫度升高,占總數(shù)比例最大的那些分子的速率增大。

(3)“面積不變”:圖線與橫軸所圍總面積都等于1,不隨溫度改變。[例6]【氣體分子對器壁的撞擊問題】(2025·湖南邵陽模擬)從分子動理論的觀點來看,一個密閉容器中氣體分子的運動是雜亂無章的,在某一時刻,向著任何一個方向運動的分子都有,而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等,如圖所示。為簡化問題,假定氣體分子的大小可以忽略,速率均為v,每次分子與器壁碰撞作用時間為Δt,碰撞前后氣體分子的速度方向都與器壁垂直,且速率不變。已知每個分子的質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)分子數(shù)量n為恒量。利用所學(xué)力學(xué)知識,回答以下問題:(1)選擇一個與器壁發(fā)生正碰的氣體分子為研究對象,求碰撞過程氣體分子對器壁的作用力F0的大小;(2)推導(dǎo)出器壁單位面積受到的壓力p的表達(dá)式;(3)對于一定量的氣體,從宏觀上看,僅升高溫度或僅減小體積都會使氣體壓強(qiáng)增大,請從微觀角度說明原因。【答案】(1)2mvΔt(2)p=nmv2【解析】(1)對與器壁碰撞的分子,根據(jù)動量定理有-F0Δt=-mv-mv,解得F0=2mv(2)在空間截取邊長為vt的正方體,其所含分子數(shù)為N=n(vt)3,由于向各個方向運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等,則在時間t內(nèi)正方體內(nèi)與其中一個面撞擊的分子數(shù)占總分子數(shù)的16,根據(jù)動量定理,-Ft=-N6mv-N6則氣體壓強(qiáng)為p=FS=F聯(lián)立解得p=nmv(3)對于一定量的氣體,若僅升高溫度,氣體分子運動的平均速率增大,氣體分子撞擊器壁的平均作用力增大,則壓強(qiáng)增大;若僅減小體積,則氣體分子分布的密集程度增大,單位時間撞擊器壁單位面積的分子數(shù)目增多,則氣體壓強(qiáng)增大?？键c四對固體和液體性質(zhì)的理解晶體和非晶體的比較比較項目晶體非晶體單晶體多晶體外形有規(guī)則的幾何形狀無確定的幾何形狀無確定的幾何外形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[例7]【晶體與非晶體的比較】(2024·貴州貴陽階段練習(xí))在甲、乙兩種固體薄片上涂蠟,由燒熱的電烙鐵頂端接觸其背面一點,蠟熔化的范圍如圖所示,而甲、乙兩種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖丙所示,以下說法正確的是()[A]甲可能是非晶體[B]乙可能是金屬薄片[C]乙的微觀結(jié)構(gòu)在空間上具有周期性[D]甲熔化過程中,分子的平均動能不變【答案】D【解析】甲薄片的石蠟熔化區(qū)域的形狀呈橢圓,表明沿不同方向的導(dǎo)熱性能不同,可知甲薄片具有各向異性,而乙薄片沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同,可知乙薄片具有各向同性;由題圖丙可知,甲有固定熔點,說明甲是單晶體,乙沒有固定熔點,說明乙是非晶體,非晶體中的原子(或分子、離子)不具有周期性的規(guī)則排列,故A、B、C錯誤;甲薄片有固定熔點,且熔化過程中溫度不變,所以分子的平均動能不變,故D正確。[例8]【對液體性質(zhì)的理解】(2025·安徽六安模擬)在“天宮課堂”上,航天員用水在兩板之間“搭建了一座橋”,形成了如圖所示的“液橋”。關(guān)于“液橋”,下列說法正確的是()[A]“液橋”表面層的水分子之間作用力表現(xiàn)為引力,使得“液橋”表面有收縮的趨勢[B]“液橋”表面層的水分子間距小于“液橋”內(nèi)部的水分子間距[C]“液橋”的形成與水的表面張力有關(guān),表面張力的方向總是垂直于“液橋”表面[D]航天員之所以能搭建“液橋”,是因為水在太空中不受地球引力【答案】A【解析】“液橋”表面層的水分子之間作用力表現(xiàn)為引力,使得“液橋”表面有收縮的趨勢,故A正確;液體的表面張力形成的原因是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,故B錯誤;“液橋”的形成是水的表面張力作用的結(jié)果,而液體表面張力使液面具有收縮到液體表面積最小的趨勢,因此液體表面張力的方向總是沿液面切線方向,故C錯誤;“液橋”的形成與水的表面張力有關(guān),水在太空中仍受地球引力,故D錯誤。(滿分:60分)對點1.分子動理論1.(6分)(2025·湖南永州測試)(多選)若以V1表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,V2表示水的摩爾體積,M表示水的摩爾質(zhì)量,NA表示阿伏加德羅常數(shù),則下列關(guān)系式正確的是()[A]在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一個水蒸氣分子的體積為V[B]一個水分子的體積為V[C]在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一個水蒸氣分子的質(zhì)量為M[D]一個水分子的質(zhì)量為M【答案】BCD【解析】由于水蒸氣分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑,則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一個水蒸氣分子的體積V0?V1NA,故A錯誤;水的分子緊密排列,則一個水分子的體積為V2NA,故B正確;由于水的摩爾質(zhì)量為M,且1摩爾中有NA個水分子,則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一個水蒸氣分子的質(zhì)量為2.(4分)(2025·山西運城階段練習(xí))味道鮮美的烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料,只是在烤制之前,把烤鴨放在腌制湯中腌制一定的時間,鹽就會進(jìn)入肉里。下列說法正確的是()[A]如果讓腌制湯溫度升高,鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會加快[B]烤鴨的腌制過程說明分子之間有引力,把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里[C]在腌制湯中,只有鹽分子進(jìn)入鴨肉,沒有鹽分子從鴨肉里面出來[D]把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍,將不會有鹽分子進(jìn)入鴨肉【答案】A【解析】鹽分子進(jìn)入鴨肉發(fā)生了擴(kuò)散,溫度越高,擴(kuò)散得越快,故A正確;擴(kuò)散現(xiàn)象的產(chǎn)生是因為分子的永不停息的無規(guī)則運動,并不是因為分子引力,故B錯誤;鹽分子永不停息地做無規(guī)則運動,有的進(jìn)入鴨肉,有的離開鴨肉,故C錯誤;冷凍后,仍然會有鹽分子進(jìn)入鴨肉,只不過速度慢一些,故D錯誤。對點2.分子力和物體內(nèi)能3.(4分)(2024·海南階段練習(xí))關(guān)于對分子力、分子勢能以及內(nèi)能的理解,下列說法正確的是()[A]隨著分子間的距離減小,分子力一定增大[B]隨著分子間的距離減小,分子勢能一定增大[C]物體的內(nèi)能越大,溫度一定越高[D]溫度越高,物體分子熱運動的平均動能一定越大【答案】D【解析】當(dāng)分子間距離r>r0時,分子力為引力,隨著分子間的距離減小,分子力可能先增大后減小,也可能一直減小,而分子力做正功,分子勢能一定減小,故A、B錯誤;內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和,其大小與物體的溫度、質(zhì)量、體積有關(guān),所以溫度越高,內(nèi)能不一定越大,故C錯誤;溫度越高,物體分子熱運動的平均動能一定越大,故D正確。4.(4分)(2024·甘肅天水模擬)如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子從x3處僅在分子間相互作用力下沿著x軸運動,兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示,圖中分子勢能最小值為-E0,若兩分子所具有的總能量為0,則下列說法正確的是()[A]乙分子在x2時,加速度最大[B]甲、乙分子的最小距離一定等于x1[C]乙分子在x1時,其動能最大[D]乙分子在x2時,動能大于E0【答案】B【解析】乙分子在x2時,分子勢能最小,分子力為零,故加速度為零,加速度最小,故A錯誤;當(dāng)乙分子運動到x1時,其分子勢能為零,由能量守恒可知分子動能也為零,則兩分子的距離最小,而后向分子間距變大的方向運動,因此甲、乙分子的最小距離一定等于x1,故B正確;乙分子從x3處由靜止釋放后僅在分子間相互作用力下沿著x軸運動,兩分子所具有的總能量不變,由題圖可知乙分子在x2時,分子勢能最小,則其動能最大,動能等于E0,故C、D錯誤。對點3.分子運動速率分布規(guī)律氣體壓強(qiáng)的微觀解釋5.(6分)(2024·貴州二模)(多選)炎熱的夏天,一小朋友與父母坐纜車從梵凈山山腳到山頂游玩,到達(dá)山頂后發(fā)現(xiàn)手上拉著的氣球變大了。與山腳相比,山頂?shù)臏囟容^低,若氣球內(nèi)的氣體看作理想氣體,下列說法正確的是()[A]內(nèi)能不變[B]壓強(qiáng)減小[C]速率大的分子數(shù)目減少[D]分子熱運動的平均動能增大【答案】BC【解析】對于一定量的理想氣體而言,溫度降低,分子勢能不變,由于山頂溫度較低,氣球內(nèi)部氣體溫度降低,分子動能減小,則內(nèi)能減小,分子平均動能減小,故A、D錯誤;由于氣球體積變大,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少,而分子的平均速率也減小,因此在單位時間內(nèi)與氣球壁單位面積上碰撞的分子數(shù)減少,且分子的撞擊作用減弱,即氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小,故B正確;溫度降低,氣體速率大的分子數(shù)目減少,故C正確。對點4.對固體和液體性質(zhì)的理解6.(6分)(2024·貴州模擬)(多選)麥克斯韋分子速率分布律是分子動理論的重要結(jié)論之一,它是研究氣體分子碰撞、大量分子熱運動服從統(tǒng)計規(guī)律等問題的重要理論依據(jù),正確理解它對學(xué)習(xí)熱學(xué)非常有用。速率分布曲線表明速率很小和很大的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率都較小,而具有中等速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率較大,當(dāng)v=vp時,f(v)取極大值,vp稱為最概然速率,其物理意義是,如果把整個速率范圍分成許多相等的小區(qū)間,則分布在vp所在小區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大。下列說法正確的是()[A]因這是概率分布,所以麥克斯韋速率分布曲線與v軸圍成的面積為1[B]在有限速率區(qū)間v1~v2內(nèi),曲線下的陰影面積的物理意義是速率分布在v1~v2的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,或一個分子的速率在v1~v2內(nèi)的概率[C]任何溫度下氣體分子速率分布圖像都一樣[D]溫度降低時,每個氣體分子速率都減小【答案】AB【解析】由于f(v)與v關(guān)系曲線按概率分布,則曲線與v軸圍成的面積為1,故A正確;在有限速率區(qū)間v1~v2內(nèi),曲線下的陰影面積的物理意義是速率分布在v1~v2的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,或一個分子的速率在v1~v2內(nèi)的概率,故B正確;不同溫度下氣體分子速率分布圖像不同,溫度升高,峰值向速率較大的方向移動,故C錯誤;溫度降低時,分子的平均動能減小,分子的平均速率減小,但并不是每個氣體分子的速率都減小,故D錯誤。7.(4分)(2024·廣西河池期末)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊利用納米纖維與合成云母納米片研制出一種能適應(yīng)極端環(huán)境的纖維素基納米紙材料。如圖所示為某合成云母的微觀結(jié)構(gòu)示意圖,在該單層云母片涂上薄薄的石蠟并加熱時,融化的石蠟呈現(xiàn)橢圓狀,則該合成云母()[A]沒有規(guī)則的外形[B]有固定的熔點[C]各原子都保持靜止不動[D]是多晶體【答案】B【解析】由題圖可知,該合成云母中所含分子在三維空間中呈規(guī)則、周期性排列,則具有一定的幾何外形,可知該合成云母是單晶體,則具有固定的熔點,故A、D錯誤,B正確;組成物質(zhì)的原子(分子或離子)并不是靜止不動的,它們在不停地振動,故C錯誤。8.(4分)(2025·湖南常德開學(xué)考試)公園里的荷花競相綻放,荷葉上有很多露珠,下列說法正確的是()[A]露珠呈球形是因為露珠受到重力[B]在露珠表面層,水分子間的作用力表現(xiàn)為引力[C]在露珠表面層,水分子間的作用力為0[D]在露珠表面層,水分子間的作用力表現(xiàn)為斥力【答案】B【解析】露珠呈球形是因為液體的表面張力,故A錯誤;在露珠表面層,水分子相對于露珠內(nèi)部分布比較稀疏,水分子間的作用力表現(xiàn)為引力,故B正確,C、D錯誤。9.(4分)(2025·安徽宿州模擬)水能浸潤玻璃,將兩端開口的玻璃細(xì)管插入盛有水的開口玻璃容器中,細(xì)管內(nèi)外液面穩(wěn)定后,能看到的現(xiàn)象是()[A][B][C][D]【答案】B【解析】當(dāng)某種液體浸潤某種固體時,在該固體制成的細(xì)管內(nèi),靠近細(xì)管壁的部分,液面的表面張力形成向上的拉力,則液體在該固體形成的細(xì)管內(nèi)會上升,并在管內(nèi)形成向下凹的液面,由于水浸潤玻璃,可知水在玻璃細(xì)管中的水柱高于水面,故B正確。10.(6分)(2025·云南昭通檢測)(多選)圖甲是一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線;圖乙是顯微鏡下懸浮在液體中的花粉微粒每30s的位置連線;圖丙是分子力與分子間距離關(guān)系曲線;圖丁是固體熔化過程曲線,則()[A]由圖甲可知,氣體在①狀態(tài)下的溫度高于②狀態(tài)下的溫度[B]由圖乙可知,花粉微粒的無規(guī)則運動反映了花粉微粒分子的無規(guī)則運動[C]由圖丙可知,隨分子間距離增大,分子力可能先減小到0,然后再增大,也可能一直減小[D]由圖丁可知,固體A可能表現(xiàn)各向同性,固體B可能表現(xiàn)各向異性【答案】AC【解析】由于一定質(zhì)量的氣體隨著溫度的升高,速率分布曲線向速率大的方向偏移,可知題圖甲中氣體在①狀態(tài)下的溫度高于②狀態(tài)下的溫度,故A正確;題圖乙中花粉微粒的無規(guī)則運動反映了液體分子的無規(guī)則運動,故B錯誤;題圖丙為分子力F與分子間距r的關(guān)系圖像,可知若開始r<r0,則隨分子間距離增大,分子力可能先減小到0,再增大,再減小為零;若開始r>r1,則隨著分子間距離增大,分子力一直減小,故C正確;由題圖丁中圖像熔化曲線可知,固體A有固定的熔點,即為晶體,若是單晶體,則表現(xiàn)為各向異性,若是多晶體,則表現(xiàn)為各向同性;固體B沒有固定的熔點,即為非晶體,表現(xiàn)為各向同性,故D錯誤。11.(12分)試估算一個高約2.8m、面積約10m2的兩人辦公室,若只有一人吸了一根煙,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,空氣的摩爾體積為Vmol=22.4×10-3m3/mol,可認(rèn)為吸入氣體的體積等于呼出氣體的體積,阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.02×1023mol-1,已知人正常呼吸一次吸入氣體的體積約為V′=300cm3,一根煙大約吸10次(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。(1)估算被污染的空氣分子間的平均距離;(2)另一不吸煙者呼吸一次大約吸入多少個被污染過的空氣分子?【答案】(1)7.0×10-8m(2)8.8×1017個【解析】(1)吸煙者一根煙吸入的總氣體體積為V=10×300cm3=3000cm3,其空氣分子數(shù)為n=VVmol=3000×1≈8.1×1022個,辦公室單位體積內(nèi)含有的被污染空氣分子數(shù)為N=8.1×1022每個污染空氣分子所占的空間體積為V0=1N=12.9×1021m3分子間的平均距離L=3V0≈7.0×10-(2)不吸煙者一次呼吸吸入的被污染過的空氣分子個數(shù)為N′=V'V0=300×1 第2講氣體1.(2025·河北唐山階段練習(xí))如圖,把一粗細(xì)均勻的玻璃管開口端插入水銀中,如果當(dāng)時大氣壓強(qiáng)為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)為76cmHg),管內(nèi)外水銀面高度差h為20cm,則管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為()[A]20cmHg [B]56cmHg[C]76cmHg [D]96cmHg【答案】D2.(2024·遼寧朝陽三模)如圖為某興趣小組發(fā)射的自制水火箭。發(fā)射前瓶內(nèi)空氣的體積為1.2L,水的體積為0.8L,瓶內(nèi)空氣壓強(qiáng)為3atm。打開噴嘴后水火箭發(fā)射升空,忽略瓶內(nèi)空氣溫度的變化,外界大氣壓強(qiáng)為1atm。在瓶內(nèi)的水剛噴完瞬間,瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為()[A]1.8atm [B]2.1atm[C]2.5atm [D]2.8atm【答案】A3.(2025·安徽淮南月考)如圖所示,一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始,經(jīng)歷兩個過程,先后到達(dá)狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)的溫度TA、TB和TC的關(guān)系,正確的是()[A]TA<TB,TB>TC[B]TA>TB,TB=TC[C]TA=TC,TB=TC[D]TA<TC,TB<TC【答案】A【答案】氣體實驗定律大小相互作用力不太大不太低溫度減少數(shù)密度不變理想考點一氣體壓強(qiáng)的計算1.活塞模型如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。求氣體壓強(qiáng)時,一般先對活塞或液柱進(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求解。例如圖甲中活塞的質(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+mgS。圖乙中的液柱也可以看成“活塞”,由于液柱做變速運動,若液柱密度為ρ,質(zhì)量為M,根據(jù)牛頓第二定律有p0S-mg-pS=ma,則氣體壓強(qiáng)為p=p0-mgS-maS=p0-ρh(g+2.連通器模型如圖所示,U形管豎直放置且處于平衡狀態(tài),則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。對氣體B,根據(jù)平衡條件有pB+ρgh2=pA,而pA=p0+ρgh1,所以氣體B的壓強(qiáng)為pB=p0+ρg(h1-h2)。[例1]【活塞封閉氣體壓強(qiáng)的計算】(2025·安徽亳州模擬)如圖甲、乙中兩個汽缸質(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,封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各為多大?【答案】p0+mgSp0-【解析】在題圖甲中選活塞為研究對象進(jìn)行受力分析,如圖1所示,由受力平衡得pAS=p0S+mg,解得pA=p0+mgS在題圖乙中選汽缸為研究對象進(jìn)行受力分析,如圖2所示,由受力平衡得p0S=pBS+Mg,解得pB=p0-MgS[例2](2024·江西景德鎮(zhèn)二模)(多選)如圖所示,一下端封閉、上端開口的粗細(xì)均勻的玻璃管豎直靜置,長度L2=16cm的水銀柱封閉了一段空氣柱(視為理想氣體),空氣柱的長度L1=10cm。外界大氣壓強(qiáng)恒為p0=76cmHg?，F(xiàn)使玻璃管向上做加速度大小a=5m/s2的勻加速直線運動時,管內(nèi)空氣溫度保持不變,重力加速度g取10m/s2。和豎直靜置時相比較,下列說法正確的是()[A]管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)增加了16cmHg[B]管內(nèi)空氣柱的長度減少了1.6cm[C]管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)增加了8cmHg[D]管內(nèi)空氣柱的長度減少了0.8cm【答案】CD【解析】設(shè)靜置時管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1,則有p1=p0+pL2=92cmHg;設(shè)玻璃管向上加速時管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p2,管的橫截面積為S,根據(jù)牛頓第二定律有p2S-p0S-pL2S=pL2Sga,解得p2≈100cmHg,可知管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)增加了Δp=p2-p1=8cmHg,故A錯誤,C正確;由于空氣溫度保持不變,由玻意耳定律有p1L1S=p2L1′S,解得L1′=9.2cm,可知管內(nèi)空氣柱的長度減少了0.8cm[變式]若[例2]中裝置從某一較高處由靜止釋放,設(shè)玻璃管足夠長,落地前水銀柱與玻璃管相對靜止,則釋放時水銀柱和玻璃管的加速度均等于重力加速度嗎?落地前封閉氣柱的長度是多少?【答案】二者加速度均不等于重力加速度12.1cm【解析】釋放瞬間玻璃管和水銀柱的加速度均不等于重力加速度,是因為釋放時封閉氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓強(qiáng),玻璃管所受合力大于自身重力,其加速度大于重力加速度;同理,水銀柱的加速度小于重力加速度。裝置落地前,封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),根據(jù)玻意耳定律,有p1L1S=p0L1″S,即L1″=p1p0L1考點二氣體實驗定律理想氣體狀態(tài)方程1.氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用條件(1)氣體質(zhì)量保持不變,即使問題中質(zhì)量發(fā)生變化,也必須轉(zhuǎn)化為等質(zhì)量問題。(2)氣體實驗定律適用于所研究氣體的溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況。(3)狀態(tài)方程只適用于理想氣體。2.兩個重要推論(1)查理定律的推論:ΔpΔT(2)蓋-呂薩克定律的推論:ΔVΔT[例3]【玻意耳定律的應(yīng)用】(2024·廣西卷,14)如圖甲,圓柱形管內(nèi)封裝一定質(zhì)量的理想氣體,水平固定放置,橫截面積S=500mm2的活塞與一光滑輕桿相連,活塞與管壁之間無摩擦。靜止時活塞位于圓管的b處,此時封閉氣體的長度l0=200mm。推動輕桿先使活塞從b處緩慢移動到離圓柱形管最右側(cè)距離為5mm的a處,再使封閉氣體緩慢膨脹,直至活塞回到b處。設(shè)活塞從a處向左移動的距離為x,封閉氣體對活塞的壓力大小為F,膨脹過程F-15+x曲線如圖乙。大氣壓強(qiáng)p0=1×105(1)求活塞位于b處時,封閉氣體對活塞的壓力大小;(2)推導(dǎo)活塞從a處到b處封閉氣體經(jīng)歷了等溫變化;(3)畫出封閉氣體等溫變化的p-V圖像,并通過計算標(biāo)出a、b處坐標(biāo)值?！敬鸢浮?1)50N(2)(3)見解析【解析】(1)活塞位于b處時,根據(jù)平衡條件可知封閉氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0,則封閉氣體對活塞的壓力大小為F=p0S=1×105×500×10-6N=50N。(2)設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,體積為V,氣體柱的長度為l,則有F=pS=pV·1l由題圖乙可知F-1l圖像為過原點的直線即圖像斜率pV為一定值,所以活塞從a處到b處封閉氣體經(jīng)歷了等溫變化。(3)在b處時pb=p0,Vb=Sl0=10×10-5m3,在a處時Va=Sla=0.25×10-5m3,根據(jù)玻意耳定律paVa=pbVb,解得pa=40×105Pa,封閉氣體等溫變化的p-V圖像如圖所示。[例4]【蓋-呂薩克定律及查理定律的應(yīng)用】(2024·貴州六盤水期末)為了測定某些特殊物品(如小藥丸)的體積,實驗小組找來一個帶有刻度的容器,其底面積S=5cm2、容積為V0=26mL、導(dǎo)熱性能良好,帶有厚度不計、可無摩擦滑動的輕質(zhì)活塞,裝置不漏氣,如圖甲所示。已知環(huán)境溫度T0=300K,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2。(1)將某種特殊物品放在容器中,蓋上活塞,將其置于T1=270K的冰箱中,冰箱中氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等,穩(wěn)定時活塞下端所指刻度V1=24mL,如圖乙所示,則該物品的體積為多少?(2)保持環(huán)境溫度不變,把一些糖果放進(jìn)容器后,蓋上活塞,再將m=1kg的重物放在活塞上,穩(wěn)定時活塞水平,下端所指刻度V2=22mL,如圖丙所示,則這些糖果的體積為多少?【答案】(1)6mL(2)2mL【解析】(1)設(shè)放入容器中的物品體積為V,放入冰箱前后,氣體壓強(qiáng)不變,蓋上活塞后容器中的氣體發(fā)生等壓變化,根據(jù)蓋-呂薩克定律有V0-V代入數(shù)據(jù)解得V=6mL。(2)蓋上活塞放上重物后,設(shè)穩(wěn)定時容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為p,根據(jù)平衡條件,對活塞、重物整體有mg+p0S=pS,解得p=p0+mgS設(shè)糖果的體積為V′,對容器內(nèi)氣體,蓋上活塞到放上重物穩(wěn)定的過程溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有p0(V0-V′)=p(V2-V′),代入數(shù)據(jù)解得V′=2mL。[例5]【理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用】(2025·湖南衡陽開學(xué)考試)如圖,有一質(zhì)量為m、面積為S、厚度可忽略的活塞靜止于一豎直放置的汽缸內(nèi),活塞下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體,活塞距汽缸底部的距離為2h,活塞上端與輕彈簧拴接,彈簧處于拉伸狀態(tài),勁度系數(shù)為k,形變量為h,開始時汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度為T0,現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸內(nèi)的氣體,(汽缸位置不變)直至活塞緩慢上升2h,活塞始終在汽缸內(nèi),不計活塞和汽缸壁之間的摩擦,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,求:(1)開始時和最終汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng);(2)最終汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度?！敬鸢浮?1)p0S(2)2【解析】(1)開始時彈簧處于伸長狀態(tài),設(shè)此時汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,根據(jù)平衡條件,對活塞有pS+kh=mg+p0S,解得p=p0活塞緩慢上升2h后彈簧處于壓縮狀態(tài),設(shè)此時汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為p′,彈簧彈力F=kh,對活塞,根據(jù)平衡條件可知p′S=p0S+mg+kh,解得p′=p0(2)設(shè)變化前后汽缸內(nèi)封閉氣體的體積分別為V0、V1,溫度分別為T0、T1,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有pV0T其中V0=2hS,V1=4hS,解得T1=2T考點三氣體狀態(tài)變化的圖像問題氣體狀態(tài)變化的圖像比較項目圖像特點其他圖像等溫線同一氣體同體積時壓強(qiáng)越大,對應(yīng)的溫度越高,離原點越遠(yuǎn);圖線與橫軸所圍面積表示氣體做的功同一氣體圖線斜率越大(同體積時壓強(qiáng)大),對應(yīng)的溫度越高;不同氣體圖線均過原點等容線同一氣體斜率越大(同溫度時壓強(qiáng)大),對應(yīng)的體積越小;不同氣體圖線均過原點所有氣體圖線的延長線均過點(-273.15℃,0);同一氣體斜率越大(同溫度時壓強(qiáng)大),對應(yīng)的體積越小等壓線同一氣體斜率越大(同溫度時體積大),對應(yīng)的壓強(qiáng)越小;不同氣體圖線均過原點所有氣體圖線延長線均過點(-273.15℃,0);同一氣體斜率越大(同溫度時體積大)對應(yīng)的壓強(qiáng)越小[例6]【p-V圖像】(2024·江西卷,13)可逆斯特林熱機(jī)的工作循環(huán)如圖所示。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)ABCDA完成循環(huán)過程,AB和CD均為等溫過程,BC和DA均為等容過程。已知T1=1200K,T2=300K,氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA=8.0×105Pa,體積V1=1.0m3,氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)pC=1.0×105Pa。求:(1)氣體在狀態(tài)D的壓強(qiáng)pD;(2)氣體在狀態(tài)B的體積V2?！敬鸢浮?1)2.0×105Pa(2)2.0m3【解析】(1)從D到A狀態(tài),根據(jù)查理定律有pDT2=pAT1,解得p(2)從C到D狀態(tài),根據(jù)玻意耳定律有pCV2=pDV1,解得V2=2.0m3。[例7]【p-T圖像】(2023·江蘇卷,3)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。該過程中()[A]氣體分子的數(shù)密度增大[B]氣體分子的平均動能增大[C]單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的作用力減小[D]單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減少【答案】B【解析】根據(jù)pVT=C,可得p=CVT,則從A到B為等容線,即從A到B氣體體積不變,則氣體分子的數(shù)密度不變,選項A錯誤;從A到B氣體的溫度升高,則氣體分子的平均動能變大,選項B正確;從A到B氣體的壓強(qiáng)變大,氣體分子的平均速率變大,則單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的作用力變大,選項C錯誤;氣體分子的數(shù)密度不變,從A到B氣體分子的平均速率變大,則單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增多(滿分:70分)對點1.氣體壓強(qiáng)的計算1.(4分)(2024·河南許昌期中)如圖所示,一橫截面積為S的圓柱形容器豎直放置,圓板A的上表面水平,下表面傾斜,且下表面與水平面的夾角為θ,圓板的質(zhì)量為M,不計一切摩擦,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p為()[A]p0+MgcosθS [B]p[C]p0+Mgcos

2θS [D【答案】D【解析】以圓板A為研究對象,在豎直方向,有pS′cosθ=p0S+Mg,而S′=Scosθ,所以p·Scosθ·cosθ=p0S+Mg,得p=p02.(12分)(2025·安徽黃山階段練習(xí))如圖甲所示,足夠長的U形細(xì)玻璃管內(nèi)分別由水銀封有L1、L2兩部分氣體,兩氣柱封閉的水銀柱高度差為h(cm)。U形管水平部分長為L3,L2上方水銀柱長h0(cm)。(1)穩(wěn)定時兩段氣柱壓強(qiáng)分別為多少?(2)若把圖甲逆時針轉(zhuǎn)過90°(U形管L3保持豎直狀態(tài),如圖乙),此時L1、L2兩部分氣體的壓強(qiáng)分別為多大?(大氣壓強(qiáng)為p0)【答案】(1)右側(cè)管中氣體壓強(qiáng)p0+h0(cmHg)左側(cè)氣體壓強(qiáng)p0+h0-h(cmHg)(2)上方封閉的氣體壓強(qiáng)為p0下方氣體壓強(qiáng)p0+L3(cmHg)【解析】(1)根據(jù)平衡條件,可知題圖甲右側(cè)管中密封的氣體壓強(qiáng)p1=p0+h0(cmHg),設(shè)題圖甲左側(cè)管中密封的氣體壓強(qiáng)為p2,同理有p2+h=p1,得p2=p0+h0-h(cmHg)。(2)將U形管逆時針轉(zhuǎn)過90°,則題圖乙中上方密封的氣體壓強(qiáng)p3=p0,下方密封的氣體壓強(qiáng)為p4,則p4=p0+L3(cmHg)。對點2.氣體實驗定律理想氣體狀態(tài)方程3.(4分)(2025·河南高考適應(yīng)性考試)汽車輪胎壓力表的示數(shù)為輪胎內(nèi)部氣體壓強(qiáng)與外部大氣壓強(qiáng)的差值。一汽車在平原地區(qū)行駛時,壓力表示數(shù)為2.6p0(p0是1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓),輪胎內(nèi)部氣體溫度為315K,外部大氣壓強(qiáng)為p0。該汽車在某高原地區(qū)行駛時,壓力表示數(shù)為2.5p0,輪胎內(nèi)部氣體溫度為280K。輪胎內(nèi)部氣體視為理想氣體,輪胎內(nèi)體積不變且不漏氣,則該高原地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為()[A]0.6p0 [B]0.7p0[C]0.8p0 [D]0.9p0【答案】B【解析】根據(jù)題意可知,在平原地區(qū)時,輪胎內(nèi)部壓強(qiáng)為p1=3.6p0,溫度T1=315K,設(shè)在高原地區(qū)輪胎內(nèi)部壓強(qiáng)為p2,溫度T2=280K,輪胎做等容變化,根據(jù)p1T1=p2T2,解得p2=3.2p0,該高原地區(qū)的大氣壓強(qiáng)p=3.2p0-2.5p4.(14分)(2025·安徽安慶階段練習(xí))圖甲為氣壓升降椅,乙為其核心部件模型簡圖?；钊麢M截面積為S,汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體且汽缸上面有卡塞,活塞只能向下移動,不能向上移動。該汽缸導(dǎo)熱性能良好,忽略一切摩擦。已知室內(nèi)溫度為27℃,此時活塞與卡塞恰好接觸且二者之間無相互作用力,汽缸內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)為p,氣柱長度為L,重力加速度為g。(1)當(dāng)室內(nèi)溫度升高10℃時,求汽缸內(nèi)封閉氣體增加的壓強(qiáng);(2)若室內(nèi)溫度保持27℃不變,一質(zhì)量為m的同學(xué)盤坐在椅面上,求穩(wěn)定后活塞向下移動的距離。【答案】(1)130p(2)【解析】(1)當(dāng)室內(nèi)溫度升高10℃時,汽缸內(nèi)封閉氣體發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律,有p1T1整理得p2-p即Δp=p1ΔT而ΔT=10K,T=(273+27)K=300K,解得Δp=130p(2)活塞橫截面積為S,室內(nèi)溫度保持27℃不變,該同學(xué)坐上后汽缸內(nèi)封閉氣體發(fā)生等溫變化,開始時封閉氣體壓強(qiáng)為p1=p,體積V1=LS,最終壓強(qiáng)p2=p+mgS,體積V2=(L-ΔL)S根據(jù)玻意耳定律有p·LS=(p+mgS)·(L-ΔL)S解得ΔL=mgLpS對點3.氣體狀態(tài)變化的圖像問題5.(4分)(2025·湖南湘潭月考)一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化,其p-1V圖像如圖所示,變化順序為a→b→c→d→a,圖中ab線段延長線過坐標(biāo)原點,cd線段與p軸垂直,da線段與1V軸垂直。氣體在此狀態(tài)變化過程中([A]a→b過程,壓強(qiáng)減小,溫度不變,體積減小[B]b→c過程,壓強(qiáng)增大,溫度降低,體積增大[C]c→d過程,壓強(qiáng)不變,溫度降低,體積減小[D]d→a過程,壓強(qiáng)減小,溫度升高,體積不變【答案】C【解析】由題圖可知,氣體由a→b過程為等溫變化,氣體壓強(qiáng)減小,體積增加,故A錯誤;氣體b→c過程,壓強(qiáng)增大,體積增大,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,氣體溫度一定升高,故B錯誤;氣體c→d過程為等壓變化,且體積減小,根據(jù)蓋-呂薩克定律可知,氣體溫度降低,故C正確;氣體d→a過程為等容變化,且壓強(qiáng)減小,根據(jù)查理定律可知,氣體溫度降低,6.(4分)(2023·遼寧卷,5)“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實現(xiàn)儲能的裝置,可在用電低谷時儲存能量、用電高峰時釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€工作過程中,一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對應(yīng)的p-V圖像可能是()[A][B][C][D]【答案】B【解析】由p-T圖像可知,在a→b過程中氣體為等壓變化,且溫度升高,由蓋-呂薩克定律可知Vb>Va;過b、c分別作通過原點的直線,可知Vc>Vb,即氣體體積關(guān)系為Va<Vb<Vc,則選項B正確。7.(4分)(2025·貴州安順期中)如圖所示為密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p隨攝氏溫度t的變化關(guān)系圖像,則由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程