第2講固體、液體和氣體

學習目標1.了解固體的微觀結(jié)構，知道晶體和非晶體的特點，了解液晶的主要

性質(zhì)。2.了解表面張力現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象，知道它們的產(chǎn)生原因。3.掌握氣體壓強

的計算方法及氣體壓強的微觀解釋。4.能用氣體實驗定律解決實際問題，并會分

析氣體圖像問題。

■夯實必備知識

一、固體和液體

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。

⑵晶體和非晶體的比較

類晶體

非晶體

比較單晶體多晶體

沒有確定的幾何形沒有確定的幾何外

外形有規(guī)則的幾何形狀

狀形

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

石英、云母、明磯、玻璃、橡膠、蜂蠟、

典型物質(zhì)各種金屬

食鹽松香、瀝青

轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

2.液體

(1)液體的表面張力

①作用效果：使液面具有收縮的趨勢。

②方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直。

(2)毛細現(xiàn)象：指浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中工隆的

現(xiàn)象。毛細管越細，毛細現(xiàn)象越明顯。

具有液體的流動性。

-物理性質(zhì)—

—具有晶體的光學各向星性。

3.液晶一

—微觀結(jié)構

二、氣體

產(chǎn)生的J由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對

(1)原因［器壁各處均勻、持續(xù)的壓力。

1.氣體壓強〈

決定f①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。

<

(2)因素〔②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度。

’(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵從氣體實驗

定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可

2.理想氣體《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，

、即分子間無分子勢能。

3.氣體實驗定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

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，在體積不變的體，在壓強不變的

容情況下，壓強與體情況下，壓強與熱情況下，體積與熱

積成反比力學溫度成正比力學溫度成正比

表達

包—醫(yī)旦—迨

P1V1=P2V2-

式Tx~TiTI72

一定質(zhì)量的某種理

一定質(zhì)量的某種理一定質(zhì)量的某種理

想氣體，溫度升高

想氣體，溫度保持想氣體，體積保持

微時，分子的平均動

不變時，分子的平不變時，分子的數(shù)

觀能增大。只有氣體

均動能不變。體積密度保持不變,溫

解的體積同時增大，

減小時，分子的數(shù)度升高時，分子的

釋使分子的數(shù)密度減

密度增大,氣體的平均動能增大,氣

小，才能保持壓強

壓強增大體的壓強增大

不變

P\p\fV

圖像//

1?/

OVOTOT

4.理想氣體的狀態(tài)方程

一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程嘴=紫或牛=c

1.思考判斷

（1）晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。（X）

（2）有無確定的熔點是區(qū)分晶體和非晶體比較準確的方法。（J）

⑶液晶具有液體的流動性，又具有晶體的光學各向異性。（，）

（4）船浮于水面上不是由于液體的表面張力。（J）

⑸在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標準的球形是因為液體表面張力的

作用。（V）

（6）壓強極大的氣體不再遵從氣體實驗定律。（J）

2.（多選）下列現(xiàn)象中，主要是液體表面張力作用的是（）

A.水晶可以停在水面上

B.小木船漂浮在水面上

C.荷葉上的小水珠呈球形

D.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不會流下來

答案ACD

3.對一定質(zhì)量的氣體來說，下列幾點能做到的是（）

A.保持壓強和體積不變而改變它的溫度

B.保持壓強不變，同時升高溫度并減小體積

C.保持溫度不變，同時增加體積并減小壓強

D.保持體積不變，同時增加壓強并降低溫度

答案C

4.（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)減小

答案B

■研透核心考點

考點一固體、液體的性質(zhì)氣體分子動理論

1.對晶體和非晶體的理解

(1)凡是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。

(2)凡是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。

(3)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。

(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。

2.對液體表面張力的理解

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

表面張力

和液面相切，垂直于液面上的各條分界線

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，

的效果在體積相同的條件下，球形的表面積最小

3.氣體的分子動理論

(1)氣體分子之間的距離遠大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以

忽略不計。

(2)氣體分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。

(3)氣體分子的運動是雜亂無章的，但向各個方向運動的機會均等。

(4)溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的,

溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大。

■跟蹤訓練

1.(晶體、非晶體)(2024?江蘇鎮(zhèn)江模擬)對下列幾種固體物質(zhì)的認識正確的有()

A.食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體

B.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，說明蜂蠟

是晶體

C.天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則

D.石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于石墨是非晶體，金剛石是晶體

答案A

解析食鹽熔化過程中，溫度保持不變，即熔點一定，說明食鹽是晶體，故A正

確；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，只能說

明云母片是晶體，故B錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在

空間的排列規(guī)則，故C錯誤；石墨和金剛石組成它們的化學元素是相同的，都是

碳原子，它們的物理性質(zhì)不同，是由于碳原子排列結(jié)構不同造成的，故D錯誤。

2.（液體的性質(zhì)）關于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是（）

A.甲圖中水晶停在水面而不沉，是浮力作用的結(jié)果

B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結(jié)果

C.丙圖液晶顯示器是利用液晶光學性質(zhì)具有各向同性的特點制成的

D.丁圖中的醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤

答案B

解析因為液體表面張力的存在，水鼠才能在水面上行走自如，故A錯誤；將棉

線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結(jié)果，故B正確；液晶

顯示器是利用液晶光學性質(zhì)具有各向異性的特點制成的，故C錯誤；從題圖丁中

可以看出醬油與左邊材料浸潤，與右邊材料不浸潤（不浸潤液滴會因為表面張力呈

球形），故D錯誤。

3.（氣體分子動理論）（多選）氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖1所示，橫

坐標表示速率，縱坐標表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知

（）

圖1

A.同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律

B.隨著溫度的升高，每一個氧氣分子的速率都增大

C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大

D.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低

答案AD

解析由題圖可知，同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，

A正確；隨著溫度的升高，絕大部分氧氣分子的速率都增大，但有少量分子的速

率可能減小，B錯誤；隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例減

小，C錯誤；①狀態(tài)的溫度比②狀杰的溫度低，D正確。

考點二氣體壓強的計算

1.平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法

力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，得到液

衡法柱（或活塞）的受力平衡方程，求得氣體的壓強

等壓在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強相等。液體

面法內(nèi)深h處總壓強p=po+pgk,po為液面上方的壓強

選取假想的液體薄片（自身重力不計）為研究對象，分析液片兩側(cè)受

液片法

力情況，建立平衡方程，求得氣體的壓強

2.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法

選取與氣體接觸的液柱（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。

j跟蹤訓練

4.（液體封閉氣體的壓強）若已知大氣壓強為po如圖所示各裝置均處于靜止狀態(tài),

圖中液體密度均為。重力加速度為g,貝U（）

曲一

1fflr

甲乙丙丁

A.圖甲中被封閉氣體的壓強為po+pgh

B.圖乙中被封閉氣體的壓強為po+pgh

C.圖丙中被封閉氣體的壓強為po+^pgh

D.圖丁中被封閉氣體的壓強為po+pghi

答案D

解析在圖甲中，以高為人的液柱為研究對象，由二力平衡知p氣s+ag〃s=pos,

所以p「=po—pgh,故A錯誤；在圖乙中，以3液面為研究對象，由平衡條件得

Fi_=FT：,即p氣S+pghS=poS,所以pK=po—pgh,故B錯誤；在圖丙中，以B

液面為研

究對象，有p%S+pghSsin6O°=poS,所以p氣="。一力，故C錯誤；在圖丁中，

以液面A為研究對象，由二力平衡得?氣s=poS+ag/ziS,所以p氣="o+ag/zi,故

D正確。

■特別提醒

求液柱封閉的氣體壓強時，一般以液片或液柱為研究對象分析受力、列平衡方程,

要注意：

⑴液體因重力產(chǎn)生的壓強大小為p=/g〃(其中h為液面的豎直高度)。

(2)不要漏掉大氣壓強，同時又要注意大氣壓強產(chǎn)生的壓力是否要平衡掉。

(3)有時可直接應用連通器原理—連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面

上各處壓強相等。

(4)當液體為水銀時，可靈活應用壓強單位“cmHg”等，使計算過程簡捷。

5.(汽缸封閉氣體的壓強)如圖2所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為航的汽缸，汽

缸內(nèi)放有一質(zhì)量為機的可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，活塞面積為S。已知外界

大氣壓強為po?，F(xiàn)用水平恒力R向右推汽缸，最后汽缸和活塞達到相對靜止狀態(tài),

則此時缸內(nèi)封閉氣體的壓強為()

圖2

(m+M)F_.mF

A。^^-B0o+而

MFmF

C-P°^S(m+M)D"+s("+”)

答案D

解析以汽缸和活塞整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得F=(M+m)a；以活

塞為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得pS—poS=ma,聯(lián)立解得〃=po+s(〃+-)，

選項D正確。

考點三氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程

1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系

’溫度不變：P1V1=P2V2(玻意耳定律)

P2V2V體積不變：牛=祟(查理定律)

TT''I12

H12

壓強不變：(蓋一呂薩克定律)

V1112

2.兩個重要的推論

(1)查理定律的推論：9=驛7

(2)蓋一呂薩克定律的推論：AV=^AT

例1(2024?遼寧重點高中協(xié)作校模擬)如圖3所示，質(zhì)量為租i=50kg、開口向上

且上端有沿的圓柱形汽缸置于水平地板上。質(zhì)量為m=10kg、橫截面積5=100

cm2的活塞(厚度不計)上系著的輕繩繞過光滑定滑輪與地板上M=40kg的重物相

連?；钊c汽缸間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞無摩擦且不漏氣。初始狀態(tài)

時氣體溫度7b=650K,活塞處于最上端，缸沿對活塞的彈力fb=200N,活塞到

缸底的距離Ao=40cm,輕繩恰好伸直且沒有張力。外界大氣壓恒為2o=1X105Pa。

重力加速度g=10m/s2,現(xiàn)使缸內(nèi)氣體緩慢降溫，汽缸始終未離開地面。

圖3

⑴當輕繩張力為F=200N時，缸沿對活塞彈力恰好為0,求此時缸內(nèi)氣體的溫度;

(2)當活塞到缸底的距離變?yōu)閔=20cm時，求此時缸內(nèi)氣體的溫度。

答案(1)450K(2)175K

解析(1)初始狀態(tài)時以汽缸為研究對象，則有

poS-\-Fo-\-mg=piS

解得"1=1.3X105Pa

此時有Vi=/ioS,7b=650K

當輕繩張力為R=200N時，缸沿對活塞的彈力為零，對活塞有poS+mg=oS+R

解得/72=0.9X105Pa

此過程汽缸內(nèi)氣體做等容變化，由查理定律可得

包=在

7b-Ti

解得Ti=450Ko

(2)當缸內(nèi)活塞到缸底距離變?yōu)槿?20cm時，重物已經(jīng)離開地板，對活塞有poS+

mg=pzS-\-Mg

解得"3=0.7X105Pa

由理想氣體狀態(tài)方程可知空=噂

1012

解得72=175Ko

■方法總結(jié)■

1.利用氣體實驗定律解決問題的基本思路

根據(jù)題意，選出所研究的某一部分

普逸—(一定質(zhì)量)氣體

分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前

后的P、V、T數(shù)值或表達式(壓強的確

定是關鍵)

等溫？等壓？等容？還是八XT均變化

T選用理想氣體狀態(tài)方程或某一實驗

⑨定律列式求解.，有時要討論結(jié)果的

合理性

2.分析氣體狀態(tài)變化的問題要緊抓三點

(1)弄清始、末狀態(tài)過程中有哪幾個物理過程。

(2)找出各變化過程是由什么物理量聯(lián)系起來的。

(3)明確每個變化過程遵循什么實驗定律。

j跟蹤訓練

6.(2023?全國乙卷，33)如圖4,豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm

的A、3兩段細管組成，A管的內(nèi)徑是3管的2倍，3管在上方。管內(nèi)空氣被一

段水銀柱隔開，水銀柱在兩管中的長度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上

方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長度改變1cm。求3管在上方時，玻璃管內(nèi)兩部分

氣體的壓強（氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強單位）。

圖4

答案pB=54.36cmHg/?A=74.36cmHg

解析3管在上方時，設5管中氣體的壓強為長度/B=10CHI,則A管中氣

體的壓強為PA=〃B+20cmHg,長度/A=10cm

倒置后，A管在上方，設A管中氣體的壓強為以，，A管內(nèi)空氣柱長度〃=11cm

已知A管的內(nèi)徑是3管的2倍，則水銀柱長度為

h=9cm+14cm=23cm

則5管中氣體壓強為pB，=pT+23cmHg

B管內(nèi)空氣柱長度1B'=40cm—11cm—23cm=6cm

對A管中氣體，由玻意耳定律有

PAIA=PA'IA'

對3管中氣體，由玻意耳定律有

PBIB=PB'IB'

聯(lián)立解得QB=54.36cmHg

PA=PB+20cmHg=74.36cmHgo

考點四氣體狀態(tài)變化的圖像問題

1.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的四種圖像的比較

等溫變化等容變化等壓變化

夕-‘圖像

圖像Q—V圖像"一T圖像V—T圖像

P產(chǎn)V/1%

，小,小

『?T

01OT0T

T>T,V

0V2v2<v,P2Vpi

T2>Tt

°v=c式其中

P=CT^,斜率

C為恒量），即cc

P=yT,斜率kV=~T,斜率k

丫之積越大的

2k=CT,即斜率cc

特點=y,即斜率越=—,即斜率越

等溫線溫度越越大，溫度越

大，體積越小大，壓強越小

高，線離原點高

越遠

2.處理氣體狀態(tài)變化的圖像問題的技巧

（1）首先應明確圖像上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個狀態(tài)，它對應著三個狀

態(tài)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?？创诉^程屬于等溫、等容還是等壓變化，然后用相應規(guī)律求解。

（2）在V—T圖像（或"一T圖像）中，比較兩個狀態(tài)的壓強（或體積）時，可比較這兩

個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小，斜率越大，壓強（或體積）越??；斜率越小，壓

強（或體積）越大。

例2一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p—十圖像如圖5所示，變化順序

為a—b—c—d—a,圖中時線段延長線過坐標原點，cd線段與2軸垂直，da線

段與上由垂直。氣體在此狀態(tài)變化過程中（）

A.qf6過程，壓強減小,溫度不變，體積增大

B為一c過程，壓強增大,溫度降低，體積減小

C.c—d過程，壓強不變,溫度升高，體積減小

D.Jfa過程，壓強減小,溫度升高，體積不變

答案A

解析由題圖可知，a-b過程，氣體發(fā)生等溫變化，氣體壓強減小而體積增大，

故A正確；由理想氣體狀態(tài)方程華=C可知p=斜率左=CT,連接。、b

的直線比連接。、c的直線的斜率小，所以6狀態(tài)的溫度低，。一c過程，溫度升

高，壓強增大，且體積也增大，故B錯誤；c-d過程，氣體壓強不變而體積變小，

由理想氣體狀態(tài)方程華=C可知，氣體溫度降低，故C錯誤；1一。過程，氣體體

積不變，壓強變小，由理想氣體狀態(tài)方程華=?？芍瑲怏w溫度降低，故D錯誤。

■跟蹤訓練

7.（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?！笨諝獬潆妼殹蹦硞€工作過程中，

一定質(zhì)量理想氣體的2一T圖像如圖6所示,該過程對應的"一V圖像可能是（）

圖6

答案B

解析由題圖知，pa=pb>pc,故A、D錯誤；由a到Z?,Ta<Tb,由奈=錚口上

<Vb,故B正確，C錯誤。

■提升素養(yǎng)能力（限時：40分鐘）

A級基礎對點練

對點練1固體、液體的性質(zhì)氣體分子動理論

1.（多選）關于晶體和非晶體的性質(zhì)說法正確的是（）

A.可以利用有無固定熔點來判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體

B.晶體在熔化時要吸熱，說明晶體在熔化過程中分子動能增加

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性，而其光學性質(zhì)和單晶體相似，具有各向異性

答案AD

解析晶體和非晶體的區(qū)別就是有無固定熔點，因此可以利用有無固定熔點來判

斷物質(zhì)是晶體還是非晶體，故A正確；晶體在熔化時要吸熱，是分子勢能增加,

而晶體在熔化過程中溫度不變，分子動能不變，故B錯誤；多晶體表現(xiàn)為各向同

性，故C錯誤；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學性質(zhì)和單晶體相似，具有

各向異性，故D正確。

2.（2024?重慶巴蜀中學適應性考試）關于固體、液體下列說法正確的是（）

A.單晶體所有的物理性質(zhì)一定都表現(xiàn)為各向異性

B.固體的原子（或者分子、離子）是靜止不動的，液體的原子（或者分子、離子）可以

移動

C.如果要保存地下的水分,就要保持土壤里的毛細管，而且還要使它們變得更細，

這時就要用硬子壓緊土壤

D.一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關系

答案D

解析單晶體的各向異性是針對某些物理性質(zhì)而言的，并不是所有的物理性質(zhì)都

表現(xiàn)為各向異性，故A錯誤；固體原子（或者分子、離子）是在平衡位置附近振動，

故B錯誤；如果要保存地下的水分，就要破壞土壤里的毛細管，這時就要用鏟子

把土壤鏟松，故C錯誤；一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有

關系，故D正確。

3.（2024.廣東茂名高三聯(lián)考）兩端開口的潔凈玻璃管豎直插入液體中，管中液面如

圖1所示，則（）

圖1

A.該液體對玻璃是不浸潤的

B.玻璃管豎直插入任何液體中，管中液面都會下降

C.減小管的直徑，管中液面會上升

D.液體和玻璃間的相互作用比液體分子間的相互作用強

答案A

解析根據(jù)題圖可知，液體與玻璃的附著層沿固體表面收縮，則該液體對玻璃是

不浸潤的，故A正確；玻璃管與其他液體有可能浸潤，管中液面會上升，故B錯

誤；不浸潤液體中，減小管的直徑，管中液面會進一步下降，故C錯誤；在不浸

潤現(xiàn)象中，液體和玻璃間的相互作用比液體分子間的相互作用弱，故D錯誤。

4.（2023?北京卷，1）夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強變低。與白天相比，

夜間輪胎內(nèi)的氣體（）

A.分子的平均動能更小

B.單位體積內(nèi)分子的個數(shù)更少

C.所有分子的運動速率都更小

D.分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大

答案A

解析夜間氣溫低，分子的平均動能更小，但不是所有分子的運動速率都更小，

故A正確，C錯誤；由于汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強變低，輪胎會略微被壓癟，則單

位體積內(nèi)分子的個數(shù)更多，分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更小，B、D

錯誤。

對點練2氣體壓強的計算

5.如圖2所示，內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管，3支管豎直插入水銀槽中，A支

管與3支管之間的夾角為仇A支管中有一段長為人的水銀柱保持靜止，下列說

法中正確的是（）

A.3管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h

B.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高Acos0

C.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低Acos3

D.管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強大Acos3高汞柱

答案B

解析以A管中的水銀為研究對象，則有pS+Qg〃Scos6=poS,3管內(nèi)壓強為2

=po—pghcos0,可知Q</?O,3管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強小"cos。汞柱，且

3管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出版OS。，故B正確。

對點練3氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程

6.登山隊員在攀登高峰的時候必須帶上專業(yè)的登山裝備，某隊員戴了登山手表攀

登珠穆朗瑪峰，手表是密封的，表內(nèi)溫度27℃時氣體壓強為1.0X105Pa（常溫下

的大氣壓強值），當他登上峰頂時，峰頂氣壓為4.0X104Pa,表內(nèi)溫度為-23℃,

則此登山手表表面玻璃可以承受的內(nèi)外壓強差至少為（）

A.8.3X104PaB.8.3X105Pa

C.4.3X104PaD.1.23X105Pa

答案C

解析取表內(nèi)封閉氣體為研究對象，初狀態(tài)的壓強為pi=1.0X105pa,溫度為Ti

=（273+27）K=300K,末狀態(tài)的溫度為乃=[273+（—23）]K=250K,根據(jù)查理

定律有$=密解得pz^XlOSpa,所以此登山手表表面玻璃可以承受的內(nèi)外壓

強差至少為9=0—p—|xio5Pa-4.oxio4Pa心4.3X104Pa,故C正確。

對點練4氣體狀態(tài)變化的圖像問題

7.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷兩個不同過程，分別由壓強一體積⑦一V）圖上的兩條

曲線I和n表示，如圖3所示，曲線均為反比例函數(shù)曲線的一部分。a、6為曲線

I上的兩點，氣體在狀態(tài)a和人的壓強分別為尸a、pb,溫度分別為Ta、Tboc、d

為曲線n上的兩點，氣體在狀態(tài)c和d的壓強分別為小、%,溫度分別為￡、Tdo

下列關系式正確的是（）

°匕2V03V0v

圖3

ATa1?Ta1

八，Tb3Tc2

c比=2D^=-

pd3pb2

答案B

解析曲線I為等溫變化，a、6兩點的溫度相同，A錯誤；根據(jù)理想氣體的氣

態(tài)方程，a到c為等壓變化，即有關=芝=3，B正確；由圖像可知必=小，又葭=

VT3'故毋1，0錯誤;由圖像可知Pf，流=1，六3,端=2,D錯

誤。

8.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖4所示的ab、be、cd、da四個過程，其中be

的延長線通過原點，cd垂直于時且與水平軸平行，而與A平行，則氣體體積在

()

圖4

A.ab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.加過程中保持不變

答案B

解析因為A的延長線通過原點，所以A是等容線，即氣體體積在A過程中保

持不變，B正確；斷是等溫線，壓強減小則體積增大，A錯誤；cd是等壓線，溫

度降低則體積減小，C錯誤；連接a。交cd于e,則ae是等容線，即％=%,因

為Vd<Ve,所以所以而過程中氣體體積發(fā)生變化，D錯誤。

B級綜合提升練

9.如圖5所示，一端封閉、一端開口且粗細均勻的直角細玻璃管，在直角處用一

段水銀柱封閉了一定質(zhì)量的空氣，開始時，封閉端處于豎直狀態(tài)直角處水銀柱的

豎直部分與水平部分長度均為力=10cm,開口端空氣柱的長度/z=10cm。保持溫

度不變，以玻璃管的封閉端為轉(zhuǎn)軸，將玻璃管在豎直平面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)

6=30。，管內(nèi)水根柱恰好到達開口端。已知大氣壓強為po=76cmHgo封閉端空

氣柱的初始溫度m=27℃。重力加速度為g,求：

⑴封閉端空氣柱的長度L;

（2）若保持封閉端處于豎直狀態(tài)，加熱封閉端空氣，當管內(nèi)水根柱恰好到達開口端

時，此時管內(nèi)空氣柱的溫度/（結(jié)果保留1位小數(shù)）。

答案（1）33cm（2）72.5℃

解析（1）設細玻璃管的橫截面積為S,開始時管內(nèi)封閉端氣體壓強為

pi=po+Pgh

旋轉(zhuǎn)后封閉端氣體壓強為p2=po-2pghsin0

由玻意耳定律有piLS=p2（L+h）S

代入數(shù)據(jù)解得L=33cm。

（2）開始時封閉端氣體溫度Ti=273+/o

加熱后氣體的溫度為72=273+/

piLSpo(1+/?)S

由理想氣體狀態(tài)方程得

代入數(shù)據(jù)解得/=72.5℃o

10.（2024.湖南常德模擬）如圖6所示，一導熱性能良好的汽缸開口豎直向上靜置在

水平面上，