第講固體、液體與氣體(對(duì)應(yīng)人教版選擇性必修第三冊(cè)相關(guān)內(nèi)容及問(wèn)題)第二章第1節(jié)閱讀“狀態(tài)參量與平衡態(tài)”和“熱平衡與溫度”這兩部分內(nèi)容。第二章第2節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T2。提示：T2大。一定質(zhì)量的某種氣體，體積一定時(shí)，分子數(shù)密度相同，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，分子平均速率越大，氣體壓強(qiáng)越大。第二章第3節(jié)閱讀“理想氣體”這一部分內(nèi)容，對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)其內(nèi)能一定增大嗎？提示：一定增大，因?yàn)闇囟壬?，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，理想氣體無(wú)分子勢(shì)能。第二章第3節(jié)閱讀[拓展學(xué)習(xí)]“理想氣體的狀態(tài)方程”這一部分內(nèi)容。第二章閱讀“4固體”這一節(jié)內(nèi)容。第二章閱讀“5液體”這一節(jié)內(nèi)容。第二章[復(fù)習(xí)與提高]A組T7。提示：根據(jù)題圖中狀態(tài)A、C對(duì)應(yīng)點(diǎn)的p、V坐標(biāo)，及理想氣體狀態(tài)方程分析。第二章[復(fù)習(xí)與提高]B組T5。提示：狀態(tài)A到狀態(tài)B為等壓變化；狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化?？键c(diǎn)一固體和液體一、固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體1．晶體和非晶體分類比較項(xiàng)目晶體非晶體單晶體多晶體天然外形規(guī)則不規(guī)則eq\x(\s\up1(01))不規(guī)則熔點(diǎn)確定eq\x(\s\up1(02))確定不確定物理性質(zhì)各向異性eq\x(\s\up1(03))各向同性各向同性原子排列有規(guī)則每個(gè)晶粒的排列eq\x(\s\up1(04))無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則轉(zhuǎn)化晶體和非晶體eq\x(\s\up1(05))在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如天然水晶是晶體，熔化再凝固成的石英玻璃是非晶體典型物質(zhì)石英、云母、明礬、eq\x(\s\up1(06))食鹽玻璃、橡膠2．晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)如圖所示，金剛石、石墨晶體的晶體微粒eq\x(\s\up1(07))有規(guī)則地、eq\x(\s\up1(08))周期性地在空間排列。(2)晶體特性的解釋現(xiàn)象原因具有天然規(guī)則的外形晶體微粒eq\x(\s\up1(09))有規(guī)則地排列各向異性晶體內(nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)在不同方向的相等eq\x(\s\up1(10))距離上的微粒數(shù)eq\x(\s\up1(11))不同具有異構(gòu)性有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照eq\x(\s\up1(12))不同的規(guī)則在空間分布，如碳原子可以形成石墨和金剛石二、液體的表面張力現(xiàn)象1．液體的表面張力(1)概念：液體表面層內(nèi)存在的使液體表面eq\x(\s\up1(01))繃緊的力。(2)作用：液體的表面張力使液體的表面具有eq\x(\s\up1(02))收縮的趨勢(shì)。(3)方向：表面張力的方向總是跟液面eq\x(\s\up1(03))相切，且與分界線eq\x(\s\up1(04))垂直。2．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)：一種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作eq\x(\s\up1(05))浸潤(rùn)。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eq\x(\s\up1(06))不浸潤(rùn)。如圖所示。3．毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象。三、液晶1．液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的eq\x(\s\up1(01))流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的eq\x(\s\up1(02))規(guī)則排列的性質(zhì)。有些物質(zhì)在特定的eq\x(\s\up1(03))溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定的eq\x(\s\up1(04))濃度范圍具有液晶態(tài)。2．構(gòu)成液晶的分子為eq\x(\s\up1(05))有機(jī)分子，大多為棒狀，其棒長(zhǎng)多為棒直徑的5倍以上，由于這種長(zhǎng)棒狀的分子結(jié)構(gòu)，使得分子集合體在沒(méi)有外界干擾的情況下趨向分子eq\x(\s\up1(06))相互平行排列。3．在低溫時(shí)液晶會(huì)凝固成eq\x(\s\up1(07))結(jié)晶態(tài)(如圖甲所示)，不僅eq\x(\s\up1(08))分子的取向是有序的，而且eq\x(\s\up1(09))分子重心的位置也是有序的。當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體中分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，使eq\x(\s\up1(10))分子重心位置的有序性消失，轉(zhuǎn)為液晶態(tài)(如圖乙所示)。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，eq\x(\s\up1(11))分子取向有序性也消失，完全進(jìn)入無(wú)序的狀態(tài)，變成液態(tài)(如圖丙所示)。4．eq\x(\s\up1(12))分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性，具體地說(shuō)，沿分子長(zhǎng)軸方向上的折射率不同于沿短軸的。入射光的eq\x(\s\up1(13))偏振方向與液晶分子長(zhǎng)軸的方向成不同夾角時(shí)，液晶對(duì)光的折射率不同。5．天然存在的液晶并不多，多數(shù)液晶是人工合成的。6．應(yīng)用：顯示器、人造生物膜。1．有無(wú)確定的熔點(diǎn)是區(qū)分晶體和非晶體比較準(zhǔn)確的方法。()2．液晶具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的光學(xué)各向異性。()3．船浮于水面上不是由于液體的表面張力。()4．物理性質(zhì)各向同性的一定是非晶體。()5．若液體對(duì)某種固體是浸潤(rùn)的，當(dāng)液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細(xì)管時(shí)，液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)。()答案：1．√2．√3．√4．×5．√1．液體表面張力形成的原因在液體內(nèi)部，分子間平均距離r略小于r0，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；在表面層，分子間的距離r略大于分子間的平衡距離r0，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。2．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的原因浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)也是分子力作用的表現(xiàn)。當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，液體和與之接觸的固體的相互作用可能比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，也可能比液體分子之間的相互作用弱，這取決于液體、固體兩種物質(zhì)的性質(zhì)。如果液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)，則液體能夠浸潤(rùn)固體，反之，則液體不浸潤(rùn)固體。3．毛細(xì)現(xiàn)象的成因分析由于液體浸潤(rùn)管壁，如細(xì)玻璃管中的水，液面呈如圖形狀。液面邊緣部分的表面張力如圖所示，這個(gè)力使管中液體向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管中液體上升到一定高度時(shí)，液體所受重力與這個(gè)使它向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度。實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，對(duì)于一定的液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越細(xì)，液體所能達(dá)到的高度越高。對(duì)于不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降，也可作類似分析。例1(人教版選擇性必修第三冊(cè)·第二章第4節(jié)[實(shí)驗(yàn)]改編)(多選)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針接觸石蠟層背面上一點(diǎn)，石蠟熔化的范圍分別如圖(1)、(2)、(3)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖(4)所示。下列判斷正確的是()A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲、丙為晶體，乙是非晶體C．甲、丙為非晶體，乙是晶體D．甲可能為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體[答案]BD[解析]由圖(1)、(2)、(3)可知：在導(dǎo)熱性能上甲、乙具有各向同性，丙具有各向異性；由圖(4)可知：甲、丙有固定的熔點(diǎn)，乙無(wú)固定的熔點(diǎn)，所以甲、丙為晶體，乙是非晶體，其中甲可能為多晶體，丙為單晶體，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。例2(2025·江蘇省泰州市高三調(diào)研)關(guān)于下列各圖所對(duì)應(yīng)現(xiàn)象的描述，正確的是()A．圖甲中水黽可以停在水面，是因?yàn)槭艿剿母×ψ饔肂．圖乙中玻璃容器中的小水銀滴呈球形，是因?yàn)楸砻鎻埩Φ木壒蔆．圖丙中插入水中的塑料筆芯內(nèi)水面下降，說(shuō)明水浸潤(rùn)塑料筆芯D．圖丁中拖拉機(jī)鋤松土壤，是為了利用毛細(xì)現(xiàn)象將土壤里的水分引上來(lái)[答案]B[解析]水黽可以停在水面是因?yàn)樗谋砻鎻埩Φ木壒?，故A錯(cuò)誤；水銀的表面張力比較大，同時(shí)水銀和玻璃之間的相互作用力比較小，這就導(dǎo)致了水銀在接觸到玻璃時(shí)，會(huì)盡可能地減少表面積，從而呈球形，故B正確；當(dāng)一根內(nèi)徑很細(xì)的管垂直插入液體中，浸潤(rùn)管壁的液體在管內(nèi)液面上升，而不浸潤(rùn)管壁的液體在管內(nèi)液面下降，故C錯(cuò)誤；拖拉機(jī)鋤松土壤，是為了破壞毛細(xì)現(xiàn)象減少水分流失，故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)液面法：選取合理的液面為研究對(duì)象，分析液面兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液面兩側(cè)壓強(qiáng)相等的方程，求得氣體的壓強(qiáng)。如圖甲中選與虛線等高的左管中液面為研究對(duì)象。(2)等壓面法：在底部連通的容器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等，且液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，其中p0為液面上方氣體的壓強(qiáng)，ρ為液體密度。如圖甲中虛線處壓強(qiáng)相等，則有pB＋ρgh2＝pA。而pA＝p0＋ρgh1，所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2)。(3)平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞、汽缸)的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng)。如圖乙選活塞、圖丙選液柱進(jìn)行受力分析。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、汽缸)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析(特別注意內(nèi)、外氣體的壓力)，利用牛頓第二定律列方程求解。例3(粵教版選擇性必修第三冊(cè)·第二章第一節(jié)[練習(xí)]T1改編)若已知大氣壓強(qiáng)為p0，如圖所示各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為ρ，重力加速度為g，則各圖中被封閉氣體的壓強(qiáng)分別為p甲氣＝________；p乙氣＝________；p丙氣＝________；p丁氣＝________。[答案]p0－ρghp0－ρghp0－eq\f(\r(3),2)ρghp0＋ρgh1[解析]設(shè)玻璃管內(nèi)部橫截面積為S。在題圖甲中，以高為h的液柱為研究對(duì)象，由平衡條件知p甲氣S＋ρghS＝p0S所以p甲氣＝p0－ρgh。在題圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡方程F上＝F下，有p乙氣S＋ρghS＝p0S所以p乙氣＝p0－ρgh。在題圖丙中，以B液面為研究對(duì)象，有p丙氣S＋ρghSsin60°＝p0S所以p丙氣＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh。在題圖丁中，以液面A為研究對(duì)象，由二力平衡得p丁氣S＝(p0＋ρgh1)S所以p丁氣＝p0＋ρgh1。例4求汽缸中氣體的壓強(qiáng)。(大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，汽缸、物塊的質(zhì)量均為M，汽缸厚度不計(jì)，活塞與汽缸間均無(wú)摩擦，均處于平衡狀態(tài))甲：________；乙：________；丙：________。[答案]p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S)p0＋eq\f(（M＋m）g,S)[解析]題圖甲中選活塞為研究對(duì)象，受力分析如圖a所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg，得pA＝p0＋eq\f(mg,S)；題圖乙中選汽缸為研究對(duì)象，受力分析如圖b所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg，得pB＝p0－eq\f(Mg,S)；題圖丙中選活塞和物塊整體為研究對(duì)象，受力分析如圖c所示，由平衡條件知pCS下sinα＝p0S上＋(M＋m)g，由幾何知識(shí)知S下sinα＝S上，S上＝S，聯(lián)立可得pC＝p0＋eq\f(（M＋m）g,S)?？键c(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體狀態(tài)方程1．溫度和溫標(biāo)(1)溫度的熱力學(xué)意義：一切達(dá)到eq\x(\s\up1(01))熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。(2)兩種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：T＝eq\x(\s\up1(02))t＋273．15__K。2．氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)等溫變化——玻意耳定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在eq\x(\s\up1(03))溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成eq\x(\s\up1(04))反比。②公式：eq\x(\s\up1(05))p1V1＝p2V2，或pV＝C(C是常量)。(2)等壓變化——蓋－呂薩克定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在eq\x(\s\up1(06))壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成eq\x(\s\up1(07))正比。②公式：eq\x(\s\up1(08))eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，或eq\f(V,T)＝C(C是常量)。③推論式：ΔV＝eq\f(V1,T1)·ΔT。(3)等容變化——查理定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在eq\x(\s\up1(09))體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成eq\x(\s\up1(10))正比。②公式：eq\x(\s\up1(11))eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，或eq\f(p,T)＝C(C是常量)。③推論式：Δp＝eq\f(p1,T1)·ΔT。3．理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體：在任何溫度、任何eq\x(\s\up1(12))壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。①理想氣體是一種經(jīng)科學(xué)的抽象而建立的eq\x(\s\up1(13))理想化模型，實(shí)際上不存在。②理想氣體忽略分子大小和分子間相互作用力，也不計(jì)氣體分子與器壁碰撞的動(dòng)能損失。所以理想氣體的內(nèi)能取決于溫度，與體積無(wú)關(guān)。③實(shí)際氣體特別是那些不易液化的氣體在壓強(qiáng)不太大(相對(duì)大氣壓強(qiáng))、溫度eq\x(\s\up1(14))不太低(相對(duì)室溫)時(shí)都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處理。(2)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\x(\s\up1(15))eq\f(p2V2,T2)，或eq\x(\s\up1(16))eq\f(pV,T)＝C(C是常量，與氣體的質(zhì)量、種類有關(guān))。4．氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋(1)玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能eq\x(\s\up1(17))是一定的。在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的數(shù)密度增大，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強(qiáng)eq\x(\s\up1(18))就增大。(2)蓋－呂薩克定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能eq\x(\s\up1(19))增大；只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的數(shù)密度減小，才能保持壓強(qiáng)eq\x(\s\up1(20))不變。(3)查理定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的數(shù)密度eq\x(\s\up1(21))保持不變。在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)eq\x(\s\up1(22))就增大。利用氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路(1)選對(duì)象：確定研究對(duì)象，一般地說(shuō)，研究對(duì)象分兩類：①熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體)；②力學(xué)研究對(duì)象(汽缸、活塞、液柱或某系統(tǒng))。(2)找參量：①分析物理過(guò)程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程；②對(duì)力學(xué)研究對(duì)象往往需要進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律(平衡條件或牛頓第二定律)確定壓強(qiáng)。(3)列方程：①依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列出氣體狀態(tài)變化方程；②根據(jù)力學(xué)規(guī)律列出力學(xué)方程；③挖掘題目的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程。例5(2023·海南高考)某飲料瓶?jī)?nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，t＝27℃時(shí)，壓強(qiáng)p＝1．050×105Pa。(1)t′＝37℃時(shí)，氣壓是多大？(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與(1)相同時(shí)，氣體體積為原來(lái)的多少倍？[答案](1)1．085×105Pa(2)eq\f(30,31)[解析](1)瓶?jī)?nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學(xué)溫度分別為T＝t＋273K＝300K，T′＝t′＋273K＝310K溫度變化過(guò)程中體積不變，故由查理定律有eq\f(p,T)＝eq\f(p′,T′)解得t′＝37℃時(shí)，氣壓p′＝1．085×105Pa。(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)從p變?yōu)閜′，由玻意耳定律有pV＝p′V′解得V′＝eq\f(30,31)V即氣體體積為原來(lái)的eq\f(30,31)倍。例6(2024·甘肅省天水市高三下二模)某實(shí)驗(yàn)小組受酒店煙霧報(bào)警器原理啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖所示的溫度報(bào)警裝置，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積S＝5cm2、質(zhì)量m＝0．5kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)，整個(gè)裝置倒貼在水平天花板上，開(kāi)始時(shí)房間的熱力學(xué)溫度T0＝300K，活塞與容器頂部的距離l0＝20cm，在活塞下方d＝4cm處有一壓力傳感器制成的卡口，環(huán)境溫度緩慢升高時(shí)容器內(nèi)氣體溫度也隨之升高，當(dāng)傳感器受到的壓力大于5N時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警裝置。已知大氣壓強(qiáng)恒為p0＝1．0×105Pa，取重力加速度大小g＝10m/s2，求：(1)封閉氣體開(kāi)始的壓強(qiáng)p1；(2)觸發(fā)報(bào)警裝置的熱力學(xué)溫度T。[答案](1)9×104Pa(2)400K[解析](1)開(kāi)始時(shí)，對(duì)活塞受力分析，由平衡條件有p1S＋mg＝p0S解得p1＝9×104Pa。(2)設(shè)觸發(fā)報(bào)警裝置時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2，傳感器受到的壓力大小為F＝5N，由牛頓第三定律知，傳感器對(duì)活塞的支持力F′＝F對(duì)活塞受力分析，由平衡條件有p2S＋mg＝p0S＋F′由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1l0S,T0)＝eq\f(p2（l0＋d）S,T)解得T＝400K。考點(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題三種典型狀態(tài)變化過(guò)程的圖像(質(zhì)量相同的同種理想氣體)類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例等溫變化p-V圖像pV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p-eq\f(1,V)圖像p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高等容變化：p-T圖像p＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小等壓變化：V-T圖像V＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小例7(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。“空氣充電寶”某個(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()[答案]B[解析]根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，由題圖可知從a到b，氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，則氣體體積變大，故C、D錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，可得p＝eq\f(C,V)T，即p-T圖像中圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為eq\f(C,V)，由題圖可知從b到c，氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率減小，則氣體體積變大，故A錯(cuò)誤，B可能正確。課時(shí)作業(yè)[A組基礎(chǔ)鞏固練]1．如圖所示，工匠燒制玻璃制品時(shí)，將玻璃管的尖端放在火焰上燒到熔化，待冷卻后尖端變鈍，下列說(shuō)法正確的是()A．玻璃是非晶體，高溫熔化冷卻后轉(zhuǎn)變成了晶體B．玻璃是晶體，導(dǎo)熱性表現(xiàn)為各向同性C．熔化后的玻璃表面的分子間作用力表現(xiàn)為引力，使其表面收縮D．熔化后的玻璃表面的分子間作用力表現(xiàn)為斥力，使其表面擴(kuò)張答案：C解析：玻璃是非晶體，高溫熔化冷卻凝固后仍然是非晶體，玻璃導(dǎo)熱性表現(xiàn)為各向同性，故A、B錯(cuò)誤；玻璃管的尖端放在火焰上燒到熔化，待冷卻后尖端變鈍，是因?yàn)橐后w表面張力的作用，即熔化后的玻璃表面的分子間作用力表現(xiàn)為引力，使其表面收縮，故C正確，D錯(cuò)誤。2．(2022·上海高考)如圖所示，兩根粗細(xì)相同的玻璃管下端用橡皮管相連，左管內(nèi)封有一段長(zhǎng)30cm的氣體，右管開(kāi)口，左管水銀面比右管內(nèi)水銀面高25cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg?，F(xiàn)移動(dòng)右側(cè)玻璃管，使兩側(cè)玻璃管內(nèi)水銀面相平，此時(shí)氣體柱的長(zhǎng)度為()A．20cm B．25cmC．40cm D．45cm答案：A解析：設(shè)玻璃管的橫截面積為S，移動(dòng)右側(cè)玻璃管前，左側(cè)玻璃管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1＝p0－ρgΔh＝75cmHg－25cmHg＝50cmHg，封閉氣體的體積為V1＝30cm·S；當(dāng)移動(dòng)右側(cè)玻璃管，使兩側(cè)玻璃管內(nèi)水銀面相平時(shí)，設(shè)左側(cè)玻璃管內(nèi)氣體柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則氣體體積為V2＝LS，氣體壓強(qiáng)為p2＝p0＝75cmHg；由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得L＝20cm，A正確。3．(2025·八省聯(lián)考河南卷)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(shí)，壓力表示數(shù)為2．6p0(p0是1個(gè)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(shí)，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．0．7p0C．0．8p0 D．0．9p0答案：B解析：根據(jù)題意可知，在平原地區(qū)行駛時(shí)，輪胎內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p1＝2．6p0＋p0＝3．6p0，溫度為T1＝315K，在高原地區(qū)行駛時(shí)，輪胎內(nèi)部氣體壓強(qiáng)設(shè)為p2，溫度為T2＝280K，輪胎內(nèi)氣體做等容變化，根據(jù)查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得p2＝3．2p0，則該高原地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為p＝3．2p0－2．5p0＝0．7p0，故選B。4．湖底溫度為7℃，有一球形氣泡從湖底升到水面(氣體質(zhì)量恒定)時(shí)，其直徑擴(kuò)大為原來(lái)的2倍。已知水面溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)p0＝1．0×105Pa，水的密度為1g/cm3，重力加速度取10m/s2。則湖水深度約為()A．65m B．55mC．45m D．25m答案：A解析：設(shè)湖水深度為h，以球形氣泡內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)p1＝p0＋ρ水gh，V1＝eq\f(4,3)π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)＝V，T1＝7℃＋273K＝280K，末狀態(tài)p2＝p0，V2＝eq\f(4,3)π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2d,2)))eq\s\up12(3)＝8V，T2＝27℃＋273K＝300K，由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，代入數(shù)據(jù)，解得h≈65m，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5．(2025·安徽省馬鞍山市高三上月考)如圖所示，兩根粗細(xì)相同、兩端開(kāi)口的直玻璃管A和B，豎直插入同一水銀槽中，各用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量同溫度的空氣，空氣柱長(zhǎng)度H1＞H2，水銀柱長(zhǎng)度h1＞h2，今使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變)，則兩管中氣柱上方水銀柱的移動(dòng)情況是()A．A管向上移動(dòng)，B管向下移動(dòng)B．A管向下移動(dòng)，B管向上移動(dòng)C．均向下移動(dòng)，A管移動(dòng)較多D．均向上移動(dòng)，A管移動(dòng)較多答案：C解析：管內(nèi)封閉氣柱的壓強(qiáng)p＝ρ汞gh＋p0，因外界大氣壓p0不變，則管內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)p不變，即封閉氣體做等壓變化，并由此推知，封閉氣柱下端的水銀液面高度不變，根據(jù)蓋—呂薩克定律可知eq\f(V0,T0)＝eq\f(ΔV,ΔT)，整理可得ΔV＝eq\f(ΔT,T0)·V0，因A、B管中的封閉氣體初始溫度T0相同，溫度變化ΔT也相同，且ΔT＜0，則有ΔV＜0，即A、B管中的封閉氣體體積均減小，又因?yàn)镠1＞H2，即初始時(shí)A管中氣體體積較大，所以|ΔVA|＞|ΔVB|，即A管中氣體長(zhǎng)度減少得多一些，故兩管中氣柱上方水銀柱均向下移動(dòng)，且A管移動(dòng)較多，故選C。6．(2024·江西高考)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(guò)程，AB和CD均為等溫過(guò)程，BC和DA均為等容過(guò)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。答案：(1)2．0×105Pa(2)2．0m3解析：(1)氣體從狀態(tài)D到狀態(tài)A的過(guò)程發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有eq\f(pD,T2)＝eq\f(pA,T1)代入數(shù)據(jù)解得pD＝2．0×105Pa。(2)氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)D的過(guò)程發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有pCV2＝pDV1代入數(shù)據(jù)解得V2＝2．0m3氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C發(fā)生等容變化，因此氣體在狀態(tài)B的體積也為V2＝2．0m3。7．(2024·全國(guó)甲卷)如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計(jì)厚度的輕質(zhì)活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，移動(dòng)范圍被限制在卡銷a、b之間，b與汽缸底部的距離eq\o(bc,\s\up7(—))＝10eq\o(ab,\s\up7(—))，活塞的面積為1．0×10－2m2。初始時(shí)，活塞在卡銷a處，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)、溫度與活塞外大氣的壓強(qiáng)、溫度相同，分別為1．0×105Pa和300K。在活塞上施加豎直向下的外力，逐漸增大外力使活塞緩慢到達(dá)卡銷b處(過(guò)程中氣體溫度視為不變)，外力增加到200N并保持不變。(1)求外力增加到200N時(shí)，卡銷b對(duì)活塞支持力的大??；(2)再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開(kāi)卡銷b時(shí)氣體的溫度。答案：(1)100N(2)327K解析：(1)設(shè)活塞的橫截面積為S，在外力作用下活塞從a到b的過(guò)程中，汽缸內(nèi)氣體做等溫變化，初狀態(tài)：汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1＝1．0×105Pa，體積V1＝S·eq\o(ac,\s\up7(—))末狀態(tài)：汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)設(shè)為p2，體積為V2＝S·eq\o(bc,\s\up7(—))根據(jù)玻意耳定律有p1V1＝p2V2又eq\o(ac,\s\up7(—))＝eq\o(ab,\s\up7(—))＋eq\o(bc,\s\up7(—))eq\o(bc,\s\up7(—))＝10eq\o(ab,\s\up7(—))聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得p2＝1．1×105Pa當(dāng)活塞到達(dá)卡銷b處時(shí)，對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，受外力F＝200N、卡銷b的支持力N和汽缸內(nèi)外氣體的壓力，根據(jù)平衡條件有F＋p1S＝p2S＋N代入數(shù)據(jù)解得N＝100N。(2)再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，直到活塞剛好能離開(kāi)卡銷b，該過(guò)程汽缸內(nèi)氣體做等容變化，初狀態(tài)：汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p2＝1．1×105Pa，溫度T2＝300K末狀態(tài)：汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)設(shè)為p3，溫度設(shè)為T3末狀態(tài)對(duì)活塞根據(jù)平衡條件有p3S＝F＋p1S此過(guò)程對(duì)汽缸內(nèi)氣體由查理定律得eq\f(p2,T2)＝eq\f(p3,T3)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得T3＝327K。[B組綜合提升練]8．(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)減小答案：B解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可得p＝eq\f(C,V)T，結(jié)合p-T圖像可知，AB為等容線，即由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B氣體體積不變，所以氣體分子的數(shù)密度不變，A錯(cuò)誤；由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，理想氣體的溫度升高，則氣體分子的平均動(dòng)能增大，B正確；由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，理想氣體的壓強(qiáng)增大，根據(jù)F＝pS可知，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，C錯(cuò)誤；由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，理想氣體的溫度升高，則氣體分子的平均速率增大，而氣體分子的數(shù)密度不變，則單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增大，D錯(cuò)誤。9．(2024·海南高考)用鋁制易拉罐制作溫度計(jì)，一透明薄吸管里有一段油柱(長(zhǎng)度不計(jì))粗細(xì)均勻，吸管與罐密封性良好，罐內(nèi)氣體可視為理想氣體，已知罐體積為330cm3，薄吸管底面積為0．5cm2，罐外吸管總長(zhǎng)度為20cm，當(dāng)溫度為27℃時(shí)，油柱離罐口10cm，不考慮大氣壓強(qiáng)變化，下列說(shuō)法正確的是()A．若在吸管上標(biāo)注等差溫度值，則刻度左密右疏B．該裝置所測(cè)溫度不高于31．5℃C．該裝置所測(cè)溫度不低于23．5℃D．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來(lái)一點(diǎn)，則油柱離罐口距離增大答案：B解析：設(shè)罐體積為V0，薄吸管底面積為S。由題意知，當(dāng)溫度為t1＝27℃，即熱力學(xué)溫度T1＝t1＋273K＝300K時(shí)，油柱離罐口的距離x1＝10cm，則封閉氣體體積V1＝V0＋x1S＝335cm3；設(shè)當(dāng)溫度為t，即熱力學(xué)溫度T＝t＋273K時(shí)，油柱離罐口的距離為x，則封閉氣體體積V＝V0＋xS，而罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋—呂薩克定律有eq\f(V,T)＝eq\f(V1,T1)，代入數(shù)據(jù)并整理得t＝eq\f(30,67)x＋eq\f(1509,67)(t的單位為℃，x的單位為cm)，可知t與x呈線性關(guān)系，故若在吸管上標(biāo)注等差溫度值，則刻度是均勻的，故A錯(cuò)誤。由A項(xiàng)t與x的關(guān)系式，結(jié)合題意知，當(dāng)x＝20cm時(shí)，該裝置所測(cè)溫度最高，解得tmax＝31．5℃；當(dāng)x＝0時(shí)，該裝置所測(cè)溫度最低，解得tmin＝22．5℃，故B正確，C錯(cuò)誤。其他條件不變，緩慢把吸管拉出來(lái)一點(diǎn)，由于溫度不變，封閉氣體的壓強(qiáng)也不變，則封閉氣體的體積不變，則油柱離罐口距離不變，故D錯(cuò)誤。10．(多選)有一段