第32講固體、液體與氣體目錄考點一固體與液體的性質(zhì) 1考點二氣體壓強的產(chǎn)生與計算 1考點三氣體實驗定律的應(yīng)用 4考點四用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化 6考點五理想氣體實驗定律微觀解釋 9練出高分 13考點一固體與液體的性質(zhì)1．晶體與非晶體單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則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、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)．同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體.2.液體的表面張力(1)作用：液體的表面張力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．3．液晶的物理性質(zhì)(1)具有液體的流動性．(2)具有晶體的光學(xué)各向異性．(3)從某個方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．（2023?鹽城一模）如圖所示，方解石形成的雙折射現(xiàn)象實驗的照片，下列關(guān)于方解石的說法正確的是（）A．是非晶體 B．具有固定的熔點 C．所有的物理性質(zhì)都是各向異性 D．是由許多單晶體雜亂無章排列組成的（2022?江蘇模擬）石墨烯是從石墨中分離出的新材料，其中碳原子緊密結(jié)合成單層六邊形晶格結(jié)構(gòu)，如圖所示，則（）A．石墨是非晶體 B．石墨研磨成的細粉末就是石墨烯 C．單層石墨烯的厚度約3μm D．碳原子在六邊形頂點附近不停地振動（2023?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）2022年3月23日，“天宮課堂”第二課開講，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站再次為廣大青少年帶來一堂精彩的太空科普課，其中有一個實驗是王亞平在太空擰毛巾，擰出的水形成一層水膜，附著在手上，像手套一樣，晃動也不會掉。形成這種現(xiàn)象的原因，下列說法正確的是（）A．在空間站水滴不受重力 B．水和手發(fā)生浸潤現(xiàn)象 C．水和手發(fā)生不浸潤現(xiàn)象 D．在空間站中水的表面張力變大，使得水“粘”在手上（2023?江蘇一模）將粗細不同的兩端開口的玻璃細管插入盛有某種液體的玻璃容器里，下列各圖中可能正確的是（）A． B． C． D．（多選）（2023?貴州模擬）下列說法正確的是（）A．雨水沒有透過布雨傘是因為布雨傘表面存在張力 B．已知某種氣體的密度為ρ（kg/m3），摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol﹣1），則該氣體分子之間的平均距離可以表示為3MC．0℃的冰中的水分子和0℃的水中的水分子平均動能相等 D．物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的固體可能是晶體也可能是非晶體 E．小明發(fā)現(xiàn)，到了高原地區(qū)，盡管氣溫變化不大，但車上帶的礦泉水瓶變得更鼓張了，這是瓶內(nèi)空氣壓強變大的緣故考點二氣體壓強的產(chǎn)生與計算1．產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強．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密集程度．3．平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法(1)液片法：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)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等方程，求得氣體的壓強．(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強．(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等．液體內(nèi)深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強．4．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．（2023?昆明一模）如圖所示，兩端開口的“U”形玻璃管豎直放置，其右側(cè)水銀柱之間封住一段高h＝5cm的空氣柱?？諝庵路降乃y面與玻璃管左側(cè)水銀面的高度差也為h。已知大氣壓強為75cmHg，空氣柱中的氣體可視為理想氣體，周圍環(huán)境溫度保持不變，玻璃管的導(dǎo)熱性良好且玻璃管粗細均勻。下列說法正確的是（）A．右側(cè)玻璃管中空氣柱上方的水銀柱高度小于5cm B．封閉空氣柱中氣體的壓強為70cmHg C．從玻璃管右側(cè)管口緩慢注入少量水銀，空氣柱的壓強一定變大 D．從玻璃管左側(cè)管口緩慢注入少量水銀，空氣柱的壓強一定變大如圖，氣缸放置在水平地面上，用質(zhì)量為m1、截面積為S的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體。活塞上放置一個質(zhì)量為m2的重物，不計摩擦，重力加速度為g，大氣壓強為p0，平衡時缸內(nèi)氣體的壓強為（）A．p0 B．p0C．p0+m（2023?淮北一模）如圖所示，同一房間中有a、b、c三根完全相同的玻璃試管，管內(nèi)各用一段相同長度的水銀柱封閉了相等質(zhì)量的空氣。現(xiàn)使a管由靜止沿光滑斜面下滑；b管輕放在粗糙斜面上，之后下滑；c管以初速度v沿粗糙斜面上滑過程中，當(dāng)水銀柱與玻璃管位置相對穩(wěn)定時，三管內(nèi)的氣柱長度L1、L2、L3之間的大小關(guān)系為（）A．L1＞L2＞L3 B．L2＞L3＞L1 C．L2＞L1＞L3 D．L3＞L1＞L2如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直放置。用密閉性良好的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。已知大氣壓強為p0，活塞的橫截面積為S，重力加速度為g，環(huán)境溫度T1＝300K。（1）若將氣缸緩慢的倒置過來，封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?2（2）若在活塞上放置一小重物，再讓周圍環(huán)境溫度緩慢升高到350K，穩(wěn)定后活塞剛好回到初始位置，求小重物的質(zhì)量m0。（2022?開福區(qū)校級模擬）如圖為某同學(xué)制作水火箭的示意圖。該同學(xué)將一個硬飲料瓶中裝適量的水，塞好膠塞后放在發(fā)射架上，此時封閉氣體的體積為400mL，氣體壓強為大氣壓強，瓶中水面距離膠塞的高度h＝20cm。用自行車氣嘴穿過膠塞，用氣筒向瓶內(nèi)打氣，每次打進的氣體的體積為24mL，氣體壓強為大氣壓強。打氣n次后膠塞受到壓力達到60N，水和橡皮塞從瓶口壓出的同時，瓶飛向高空。已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，膠塞的橫截面積S＝4cm2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，環(huán)境溫度保持恒定。求：（1）水火箭發(fā)射瞬間氣體的壓強；（2）打氣次數(shù)n?？键c三氣體實驗定律的應(yīng)用1．氣體實驗定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)圖象2.理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守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．(2)理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C.氣體實驗定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例．（2023?蚌埠模擬）如圖所示，高為2L、體積為2V的圓柱形導(dǎo)熱汽缸豎直固定，下方有一導(dǎo)熱活塞封住一定質(zhì)量的理想氣體。汽缸中間用可以向上活動的、一定質(zhì)量的導(dǎo)熱隔板和固定的卡環(huán)（大小不計）把汽缸分成兩個體積相同的氣室，隔板可以使下方氣室內(nèi)的氣體進入上方而不能使上方氣室內(nèi)的氣體進入下方。初始時，上、下兩氣室內(nèi)有壓強均為p0、溫度與環(huán)境相同的同種氣體?，F(xiàn)用外力慢慢向上推活塞，當(dāng)活塞上移L2時，下方氣室內(nèi)恰好有氣體進入上方。已知環(huán)境溫度不變，重力加速度大小為g，隔板和活塞的厚度均不計。（1）求隔板的質(zhì)量m；（2）繼續(xù)向上慢慢推活塞，直到下方氣體全部進入上方氣室，求此時缸內(nèi)氣體的壓強。（2023?麗江一模）把上端A封閉，下端B開口的玻璃管插入水中，放掉部分空氣后放手，玻璃管可以豎直地浮在水中（如圖所示）。設(shè)玻璃管的質(zhì)量m＝40g，橫截面積S＝2cm2，玻璃管露出水面以上部分的長度b＝2cm，大氣壓強p0＝105Pa，水的密度ρ＝1g/cm3，玻璃管厚度和管內(nèi)空氣質(zhì)量不計，g取10m/s2。①求玻璃管內(nèi)空氣柱的長度；②用手拿住玻璃緩慢地豎直壓入水中，若水足夠深，則當(dāng)管的A端在水面下超過某一深度H時，放手后玻璃管不再浮起，求H。（2023?咸陽模擬）如圖所示，導(dǎo)熱良好的氣缸豎直固定放置。由兩部分連接而成，上下截面積分別為2S、S，兩個活塞a、b質(zhì)量分別為2m、m，用不可伸長的細線連接，兩活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體。開始時環(huán)境熱力學(xué)溫度為T0，閥門K關(guān)閉，活塞a上部為真空，封閉氣體的壓強等于外界大氣壓強，活塞到氣缸連接處的距離均為L，系統(tǒng)保持靜止。已知重力加速度為g，不計活塞與氣缸間的摩擦。（1）打開閥門K，使a上部與大氣連通，求穩(wěn)定后細線上的張力F1；（2）接（1）問，系統(tǒng)穩(wěn)定后緩慢升高封閉氣體溫度，直到溫度變?yōu)?.5T0，求再次穩(wěn)定時活塞a的位置?？键c四用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化1．利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強的兩條等壓線的關(guān)系．例如：在圖10甲中，V1對應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點，可以認為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2T1.又如圖乙所示，A、B兩點的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大，體積一定減小，所以V2V1.圖102．一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較類別圖線特點舉例p－VpV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠p－eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強越小（2023?南京二模）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C→D→A循環(huán)過程。下列說法正確的是（）A．A→B→C過程中，氣體壓強先增加后不變 B．C→D→A過程中，單位體積內(nèi)分子數(shù)先不變后增加 C．整個循環(huán)過程中，氣體對外界做的功大于外界對氣體做的功 D．整個循環(huán)過程中，氣體對外界放熱，內(nèi)能不變（2023?黃山模擬）如圖甲所示，斜面上氣缸和活塞內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，一根平行于斜面的輕繩一端連接活塞，另一端固定，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。開始氣體攝氏溫度為t，通過氣缸內(nèi)電熱絲緩慢升高氣體溫度，升溫過程封閉氣體的V﹣t圖像如圖乙所示，已知斜面傾角為30°，重力加速度為g，大氣壓強為P0，氣缸和活塞均絕熱且不漏氣，氣缸（含電熱絲）質(zhì)量為M、活塞面積為S、質(zhì)量為m，所有接觸面均光滑。則（）A．封閉氣體壓強恒為P0B．在此過程中，封閉氣體增加的內(nèi)能等于吸收熱量 C．封閉氣體的體積為2V時，其攝氏溫度為2t D．剪斷輕繩瞬間，氣缸的加速度大小為g（2023?宣化區(qū)二模）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的a→b→c→a循環(huán)，已知該氣體在狀態(tài)a時溫度為T0＝300K、壓強為p0＝1.0×105Pa、體積為V0＝1.0L，在狀態(tài)b時溫度為T0、體積為2V0，在狀態(tài)c時體積為2V0，由狀態(tài)b到狀態(tài)c氣體吸收的熱量為Q＝100J，ca圖線的延長線過坐標(biāo)原點下列說法正確的是（）A．氣體由狀態(tài)c到a發(fā)生的是等壓變化 B．氣體在狀態(tài)c的溫度是500K C．由狀態(tài)c到狀態(tài)a氣體對外界做正功 D．由狀態(tài)c到狀態(tài)a氣體放出的熱量為200J（2023?浦東新區(qū)二模）一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)經(jīng)歷a→b→c的變化，V﹣T圖線如圖，則（）A．a(chǎn)→b過程中氣體分子平均動能減小 B．a(chǎn)→b過程中氣體壓強增大 C．b→c過程中單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多 D．b→c過程中氣體內(nèi)能減?。?023?浙江模擬）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷a→b和a→c兩個過程，其中a→b為等溫過程，狀態(tài)b、c的體積相同，則（）A．狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)b B．狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)c C．a(chǎn)→c過程中氣體吸收熱量 D．若沿abca過程變化則外界對氣體做負功考點五理想氣體實驗定律微觀解釋1．等溫變化一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變．在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強增大．2．等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變．在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強增大．3．等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大．只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變．（多選）（2023?雅安模擬）下列說法正確的是（）A．空氣中水蒸氣的壓強越大，人體水分蒸發(fā)的越快 B．由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液面分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢 C．晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能一定增大 D．密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大 E．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生如圖所示為模擬氣體壓強產(chǎn)生機理的演示實驗。操作步驟如下：①把一顆豆粒從距秤盤20cm處松手讓它落到秤盤上，觀察指針擺動的情況；②再把100顆左右的豆粒從相同高度均勻連續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針擺動的情況；③使這些豆粒從更高的位置均勻連續(xù)倒在秤盤上，觀察指針擺動的情況。下列說法正確的是（）A．步驟①和②模擬的是氣體壓強與氣體分子平均動能的關(guān)系 B．步驟②和③模擬的是氣體壓強與分子密集程度的關(guān)系 C．步驟②和③模擬的是大量氣體分子分布所服從的統(tǒng)計規(guī)律 D．步驟①和②反映了氣體壓強產(chǎn)生的原因）如圖是一定質(zhì)量的某種理想氣體的等壓線，等壓線上的a、b兩個狀態(tài)相比較，下列說法正確的是（）A．b狀態(tài)在相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)較多 B．a(chǎn)狀態(tài)在相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)較多 C．兩狀態(tài)在相同時間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)一樣多 D．兩狀態(tài)單位體積中的分子數(shù)一樣多練出高分一．選擇題（共10小題）1．物理學(xué)是研究物質(zhì)最一般的運動規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)，有關(guān)物理學(xué)知識和史實，下列說法正確的是（）A．在完全失重的狀態(tài)下，一定質(zhì)量的理想氣體對容器器壁壓強為零 B．一定質(zhì)量的理想氣體在升溫的過程中，氣體分子平均動能增加 C．如果能發(fā)生光電效應(yīng)，一旦增大入射光強度，光電子的最大初動能必定增加 D．盧瑟福在α粒子散射實驗中觀測到α粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，這說明了原子不可再分2．如圖所示，兩端開口、內(nèi)徑均勻的玻璃彎管固定在豎直平面內(nèi)，兩段水銀柱A和C將空氣柱B封閉在左側(cè)豎直段玻璃管，平衡時A段水銀有一部分在水平管中，豎直部分高度為h2，C段水銀兩側(cè)液面高度差為h1。若保持溫度不變，向右管緩緩注入少量水銀，則再次平衡后（）A．空氣柱B的長度減小 B．左側(cè)水銀面高度差h2減小 C．空氣柱B的壓強增大 D．右側(cè)水銀面高度差h1增大3．下列選項正確的是（）A．液體溫度越高，懸浮顆粒越大，布朗運動越劇烈 B．若物體表現(xiàn)為各向同性，則該物體一定是非晶體 C．單晶硅中原子排列成空間點陣結(jié)構(gòu)，因此其他物質(zhì)分子不能擴散到單晶硅中 D．液晶態(tài)既具有液體的流動性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列4．佩戴一次性醫(yī)用外科口罩是預(yù)防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次性醫(yī)用外科口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都是不浸潤的，圖為水滴在一次性醫(yī)用外科口罩內(nèi)側(cè)的照片，對此，以下說法正確的是（）A．照片中的口罩和水滴發(fā)生了浸潤現(xiàn)象 B．照片中水滴表面分子比水滴的內(nèi)部密集 C．照片中水滴呈扁球狀是液體表面張力和重力共同作用的結(jié)果 D．水對所有材料都是不浸潤的5．復(fù)旦大學(xué)物理系張遠波教授課題組發(fā)現(xiàn)了一種新型二維半導(dǎo)體材料—黑磷，并成功制備了半導(dǎo)體測試材料。已知黑磷是有黑色金屬光澤的半導(dǎo)體，是白磷在很高壓強和較高溫度下轉(zhuǎn)化形成的。圖為黑磷的微觀結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是（）A．黑磷是晶體材料 B．黑磷和白磷是同位素 C．黑磷沒有固定的熔點 D．黑磷的微觀各層結(jié)構(gòu)都不同，每層內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散6．兩端開口的潔凈玻璃管豎直插入液體中，管中液面如圖所示，則（）A．該現(xiàn)象不是毛細現(xiàn)象 B．該液體對玻璃是浸潤的 C．減小管的直徑，管中液面會下降 D．液體和玻璃間的相互作用比液體分子間的相互作用強7．下列關(guān)于固體和液體的說法中不正確的是（）A．給農(nóng)田松土的目的是破壞土壤里的毛細管，使地下的水分不會被快速引上來而蒸發(fā)掉 B．雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力 C．金屬的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，所以金屬為非晶體 D．當(dāng)液體和固體之間表現(xiàn)為不浸潤，附著層內(nèi)分子間表現(xiàn)為引力8．下列四幅圖涉及到的物理知識中，說法正確的是（）A．圖甲中，溫度T2＞T B．圖乙中，分子間引力隨分子間距的增大而減小，斥力隨分子間距的增大而增大 C．圖丙中、在液體表面層，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，因此產(chǎn)生表面張力 D．圖丁中，A為非晶體9．如圖所示，有一只小試管豎直倒插