第十一章熱學(xué)近代物理第2節(jié)固體、液體與氣體實(shí)驗(yàn)：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系考點(diǎn)一固體和液體的性質(zhì)1．在甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，由燒熱的針接觸其上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖a、b、c所示，而對(duì)甲、乙、丙三種固體加熱過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖d所示，以下說(shuō)法正確的是(

)A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲、乙為晶體，丙是非晶體C．甲、丙為非晶體，乙是晶體D．甲可能為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體解析：由題圖d可知，甲、丙有固定熔點(diǎn)，乙無(wú)固定熔點(diǎn)，所以甲、丙為晶體，乙是非晶體；又由題圖a、b、c可知，甲、乙的導(dǎo)熱性是各向同性的，丙是各向異性的，則甲可能為多晶體，丙為單晶體。故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2．(多選)對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，正確的有(

)A．食鹽熔化過(guò)程中，溫度保持不變，說(shuō)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(shuō)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，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列規(guī)則不同解析：晶體都具有固定的熔點(diǎn)，A正確；熔化的蜂蠟呈橢圓形說(shuō)明云母是晶體，B錯(cuò)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，C錯(cuò)誤；組成石墨和金剛石的物質(zhì)微粒排列規(guī)則不同，導(dǎo)致了它們的物理性質(zhì)不同，D正確。3．(多選)玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關(guān)于玻璃的說(shuō)法正確的有(

)A．沒(méi)有固定的熔點(diǎn)B．天然具有規(guī)則的幾何形狀C．沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同D．分子在空間上周期性排列解析：非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，A正確；根據(jù)非晶體的微觀結(jié)構(gòu)可知，組成非晶體的分子在空間上不是周期性排列的，所以非晶體沒(méi)有天然規(guī)則的幾何形狀，且它的物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是相同的，故C正確，B、D錯(cuò)誤。4．(多選)下列關(guān)于液體表面現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是(

)A．把縫衣針小心地放在水面上，縫衣針可以把水面壓彎而不沉沒(méi)，這是因?yàn)榭p衣針受到的重力太小，又受到水的浮力的作用B．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部C．在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)呈球狀，這是因?yàn)橐后w表面分子間有相互吸引力D．玻璃管的裂口放在火上燒熔，它的尖端就變圓，這是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟?，表面要收縮到最小解析：液體表面層中分子間距較大，分子力表現(xiàn)為引力，分子引力使液體的表面積有收縮到最小的趨勢(shì)，故C、D正確；A中的現(xiàn)象是由于液體表面張力的作用，故A錯(cuò)誤；液體表面張力的方向始終與液面相切，與分界線垂直，B錯(cuò)誤。5．如圖所示，將不同材料制作的甲、乙細(xì)管豎直插入水中，甲管內(nèi)水面低于管外水面，乙管內(nèi)水面高出管外水面。下列說(shuō)法正確的是(

)A．水與甲管的現(xiàn)象叫作浸潤(rùn)，水與乙管的現(xiàn)象叫作不浸潤(rùn)B．水與甲管接觸的表面層內(nèi)的水分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力C．兩圖現(xiàn)象均是毛細(xì)現(xiàn)象D．用乙管材料制作防水衣防水效果比甲管材料好解析：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，兩圖現(xiàn)象均是毛細(xì)現(xiàn)象，水與甲管的現(xiàn)象叫作不浸潤(rùn)，水與乙管的現(xiàn)象叫作浸潤(rùn)，故A錯(cuò)誤，C正確；水不浸潤(rùn)甲材料，與甲管接觸的表面層內(nèi)的水分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，有收縮的趨勢(shì)，故B錯(cuò)誤；制作防水衣應(yīng)使用對(duì)水不浸潤(rùn)的材料，故用甲管材料制作防水衣防水效果比乙管材料好，故D錯(cuò)誤。6．目前市面上的電腦基本上都是使用液晶顯示屏，下列關(guān)于液體和液晶的說(shuō)法不正確的是(

)A．液體表面張力的方向總是跟液面相切，且與分界線垂直B．液體表面張力的產(chǎn)生原因是由于液體表面層分子的分布比較密集C．液晶顯示器能夠顯示彩色是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向異性D．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子規(guī)則排列的性質(zhì)解析：液體表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向總是跟液面相切，且與分界線垂直，故A正確；液體表面張力的產(chǎn)生原因是由于液體表面層分子間距離較大，分子力表現(xiàn)為引力，故B錯(cuò)誤；液晶既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子規(guī)則排列的性質(zhì)，液晶顯示器能夠顯示彩色是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C、D正確。本題選說(shuō)法不正確的，故選B。7．神舟十二號(hào)航天員劉伯明曾在太空中用毛筆寫下“理想”二字。在太空艙內(nèi)使用的毛筆、墨汁和紙張都是特制的，毛筆筆尖內(nèi)部存在毛細(xì)管能夠吸墨，筆尖與紙張接觸時(shí)，墨汁就從筆尖轉(zhuǎn)移到紙上。在太空艙內(nèi)(

)A．使用普通中性筆也能流暢書寫B(tài)．墨汁分子間不存在作用力C．墨汁不浸潤(rùn)毛筆筆尖D．墨汁浸潤(rùn)紙張解析：由于太空艙及艙內(nèi)物體在太空中處于完全失重狀態(tài)，使用普通中性筆不能流暢書寫，故A錯(cuò)誤；由于分子間相互作用不受重力影響，則墨汁分子間存在相互作用力，故B錯(cuò)誤；在太空艙內(nèi)毛筆筆尖能吸墨，墨汁能從筆尖轉(zhuǎn)移到紙上，說(shuō)明墨汁能浸潤(rùn)毛筆筆尖和紙張，故C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的計(jì)算8．(多選)若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為ρ，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是(

)A．甲圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0－ρghB．乙圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0＋ρghC．丙圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0－ρghD．丁圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0＋ρgh112．(2023·山東高考)利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過(guò)塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)p和體積V(等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)。逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。B增大204×10313．如圖甲所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下：①把注射器活塞推至注射器中間某一位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③重復(fù)上述步驟②，多次測(cè)量；AB為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線傳感器與注射器間有氣體傳感器與注射器間氣體的體積14．在“用DIS研究溫度不變時(shí)一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)先后兩次使用如圖a所示實(shí)驗(yàn)裝置獲得多組注射器內(nèi)封閉氣體的體積V和壓強(qiáng)p的測(cè)量值，并通過(guò)計(jì)算機(jī)擬合得到如圖b所示兩組p-V圖線。(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了_________________________，為檢驗(yàn)氣體的壓強(qiáng)p與體積V是否成反比例關(guān)系，可將p-V圖線轉(zhuǎn)化為____________圖線。控制氣體的溫度不發(fā)生變化(2)兩組圖線經(jīng)檢驗(yàn)均符合反比例關(guān)系，導(dǎo)致①、②兩組數(shù)據(jù)差異的原因可能是_____。A．兩組實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度不同B．兩組封閉氣體的質(zhì)量不同C．某組器材的氣密性不佳D．某組實(shí)驗(yàn)中活塞移動(dòng)太快AB(3)若先后兩次封閉氣體的質(zhì)量相同，嘗試判斷①、②兩氣體的溫度高低，并說(shuō)明理由：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

T2>T1，理由是先后兩次封閉氣體的質(zhì)量相同，如圖所示，兩條圖線氣體體積相等時(shí)，可知p2>p1，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV＝CT，可知T2>T1，即②氣體的溫度高于①氣體的溫度BC考點(diǎn)四氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用15.若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，則在此過(guò)程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．氣體壓強(qiáng)減小，體積增大B．氣體分子的平均速率增大C．氣體分子的平均動(dòng)能減小D．氣體分子間的作用力明顯增大解析：氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，則氣體分子的平均動(dòng)能不變，氣體分子的平均速率不變，故B、C錯(cuò)誤；氣泡距離湖面的深度為h時(shí)，氣泡中氣體壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，則上升過(guò)程中，氣泡中氣體壓強(qiáng)減小，根據(jù)玻意耳定律pV＝C，可知?dú)怏w體積增大，故A正確；氣體分子間的距離比較大，分子間的作用力可忽略不計(jì)，故D錯(cuò)誤。16.一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)變化由a到b到c，其p-T圖中直線ab平行于p坐標(biāo)軸，直線bc的反向延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，三狀態(tài)的體積分別為Va、Vb、Vc，則根據(jù)圖像可以判定(

)A．Va>Vb B．Va＝VbC．Vb>Vc D．Vb＝Vc17．(2023·上海高考)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖過(guò)程，其中ab、cd分別為雙曲線的一部分。下列對(duì)a、b、c、d四點(diǎn)溫度大小比較正確的是(

)A．Ta>Tb B．Tb>TcC．Tc>Td D．Td>Ta18.(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19.(2025·湖北省天門市高三上11月月考)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài)，其中BC平行于T軸，CD平行于V軸。下列說(shuō)法正確的是(

)A．A→B過(guò)程，壓強(qiáng)不變，分子平均動(dòng)能變大B．B→C過(guò)程，壓強(qiáng)變大，分子平均動(dòng)能變小C．B→C過(guò)程，壓強(qiáng)變小，分子密集程度變大D．C→D過(guò)程，壓強(qiáng)變大，分子密集程度變小20．(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?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€(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(

)21．(2024·江蘇高考)某科研實(shí)驗(yàn)站有一個(gè)密閉容器，容器內(nèi)有溫度為300K、壓強(qiáng)為105Pa的理想氣體，容器內(nèi)有一個(gè)面積為0.06m2的觀測(cè)臺(tái)，現(xiàn)將這個(gè)容器移動(dòng)到月球上，容器內(nèi)的溫度變成240K，整個(gè)過(guò)程可認(rèn)為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：(1)在月球上容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)在月球上觀測(cè)臺(tái)所受的壓力大小。答案：(1)8×104Pa

(2)4.8×103N22．(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)2.0m323.(2025·山西省大同市高三上期末)如圖所示，一厚度可忽略的活塞把長(zhǎng)為2L的矩形絕熱密閉容器分隔成容積相等的兩部分A和B，在A、B中分別有溫度均為t0＝27℃的理想氣體，A部分氣體的壓強(qiáng)為p1＝2×105Pa，B部分氣體的壓強(qiáng)為p2＝1×105Pa，如果把活塞釋放，當(dāng)活塞靜止后，A部分氣體的溫度變?yōu)閠1＝17℃，B部分氣體的溫度變?yōu)閠2＝47℃。求此時(shí)活塞向右移動(dòng)的距離以及A、B兩部分氣體的壓強(qiáng)。24.一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，則該氣體(

)A．狀態(tài)b的壓強(qiáng)大于狀態(tài)c的壓強(qiáng)B．狀態(tài)a的壓強(qiáng)大于狀態(tài)b的壓強(qiáng)C．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，體積減小D．從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度不變解析：分別過(guò)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)作出等壓線，如圖所示。在V-T圖像中，等壓線的斜率越大，壓強(qiáng)越小，所以pa<pd<pc<pb，A正確，B錯(cuò)誤；由圖像可知，從狀態(tài)c到狀態(tài)d，體積增大，C錯(cuò)誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度升高，D錯(cuò)誤。25.(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。26．(2024·海南高考