考點(diǎn)56固體、液體和氣體1.3年真題考點(diǎn)分布題型選擇題、填空題、解答題高考考點(diǎn)固體與液體的性質(zhì)；氣體和液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算；三大實(shí)驗(yàn)定律的理解和計(jì)算；氣體狀態(tài)變化的圖像問題；理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用新高考2023重慶卷4題、北京卷1題、湖北卷13題、遼寧卷、江蘇卷9題、江蘇卷3題、海南卷13題、全國(guó)乙卷13題、全國(guó)甲卷13題、2022重慶卷16題、江蘇卷6題、廣東卷6題、河北卷16題、湖南卷16題、山東卷15題、全國(guó)甲卷14題、2021重慶卷16題、福建卷10題、湖北卷14題、遼寧卷14題、北京卷4題、山東卷4題、廣東卷16題、全國(guó)甲卷13題、全國(guó)乙卷14題、河北卷16題、湖南卷15題2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】近3年新高考卷對(duì)于本節(jié)內(nèi)容考查共計(jì)27次，主要考查：固體與液體的性質(zhì)；氣體和液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算；三大實(shí)驗(yàn)定律的理解和在圖像中的應(yīng)用；（4）理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用；【備考策略】理解電容器的充放電現(xiàn)象，并能根據(jù)充放電現(xiàn)象判斷電容器的動(dòng)態(tài)變化情況；掌握帶電粒子在電場(chǎng)中的受力分析方法，判斷帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況和運(yùn)動(dòng)情況；熟練掌握平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，正確應(yīng)用牛頓第二定律解決類平拋問題。【命題預(yù)測(cè)】本節(jié)內(nèi)容題目難度中和中偏下，主要考察對(duì)物理觀念的認(rèn)識(shí)，模型構(gòu)建等物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。2024年考生務(wù)必重視本節(jié)內(nèi)容，題雖然簡(jiǎn)單，在高考題中盡可能不丟分。

考法1固體與液體的性質(zhì)晶體和非晶體的判斷方法（1）只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體（2）只要是具有各向異性的物體必定是單晶體（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.2.液體表面張力（1）形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力（2）表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜，分子勢(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能.（3）表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線（4）表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小.（5）表面張力的大?。焊吔缇€的長(zhǎng)度、液體的種類、溫度都有關(guān)系角度1：晶體和非晶體的特性【典例1】（2023·海南省直轄縣級(jí)單位·文昌中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）下列關(guān)于液體和固體性質(zhì)的說法，正確的是（）A．兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，管內(nèi)水面比管外水面高B．液體表面具有收縮趨勢(shì)，是由于液體表面層分子的分布比內(nèi)部更密集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)具有各向同性D．多晶體沒有天然的幾何形狀，也沒有確定的熔點(diǎn)【答案】A【詳解】A．兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，根據(jù)毛細(xì)現(xiàn)象的特點(diǎn)，可知管內(nèi)水面比管外水面高，A項(xiàng)正確；B．液體表面具有收縮趨勢(shì)，是由于液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏，因此液體表面層分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；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，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．多晶體沒有天然的幾何形狀，但有確定的熔點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選A?！咀兪?】（2023·寧夏石嘴山·石嘴山市第三中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）下列說法中正確的是（）A．非晶體具有各向異性，且在熔化過程中溫度保持不變B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映C．分子間的距離增大，分子勢(shì)能不一定增大D．一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸熱，內(nèi)能可能減小E．用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中，分子的直徑可能為10﹣15m【答案】BCD【詳解】A．非晶體具有各向同性，在熔化過程中溫度也升高；單晶體具有各向異性，多晶體具有各項(xiàng)同性，且在熔化過程中溫度保持不變。故A錯(cuò)誤；B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。故B正確；C．根據(jù)分子勢(shì)能與分子之間距離的關(guān)系可知，分子間的距離增大時(shí)，分子勢(shì)能不一定增大，故C正確；D．根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知若一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸熱，同時(shí)氣體對(duì)外做功，內(nèi)能可能減小，故D正確；E．用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中，分子的直徑可能為10﹣10m。故E錯(cuò)誤。故選BCD。【變式2】（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？寄M預(yù)測(cè)）顯微鏡下鋁－鋰－錳合金的斷裂面如圖所示，它是由許多細(xì)小的晶粒組成的，由于這些小的單晶體的取向雜亂無章，我們把金屬稱為多晶體。多晶體仍保留著與單晶體相同的特征是（）

A．一定壓強(qiáng)下確定的熔點(diǎn) B．規(guī)則的幾何形狀C．顯示各向異性 D．顯示各向同性【答案】A【詳解】晶體分為單晶體和多晶體，只有單晶體具有規(guī)則的幾何外形，物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，而多晶體是由許多小晶粒雜亂無章的排列構(gòu)成的，因而多晶體沒有規(guī)則的幾何外形，物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，晶體在一定壓強(qiáng)下都有確定的熔點(diǎn)。故選A。角度2：液體的特性【典例2】（2023·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖，雨后的樹葉上聚集了大量的水珠，下列說法正確的是（

）

A．水珠表面層，水分子比較密集 B．水珠表面層，水分子間的作用力表現(xiàn)為引力C．水珠表面層，水分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 D．水珠表面層，水分子勢(shì)能小于在平衡位置時(shí)的勢(shì)能【答案】B【詳解】A．水珠表面層，分子比較稀疏，故A錯(cuò)誤；BC．水珠表面水分子間的距離r大于平衡時(shí)的距離，因此分子間的作用力表現(xiàn)為引力，故B正確，C錯(cuò)誤，；D．水分子在平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最小，因此水珠表面水分子勢(shì)能大于水分子在平衡位置時(shí)的勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。故選B。液體結(jié)構(gòu)與液晶液體結(jié)構(gòu)與液晶1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)分子間的距離很小；在液體內(nèi)部分子間的距離在10－10m左右。(2)液體分子間的相互作用力很大，但比固體分子間的作用力要小。(3)分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為振動(dòng)與移動(dòng)相結(jié)合。2．液體表面張力形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜，分子勢(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能方向和液面相切，垂直于液面上的分界線效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小3.液晶的主要性質(zhì)(1)液晶具有晶體的各向異性的特點(diǎn)。原因是在微觀結(jié)構(gòu)上，從某個(gè)方向看，液晶的分子排列比較整齊，有特殊的取向。(2)液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)，具有一定的流動(dòng)性?！咀兪?】（2023·江蘇南通·海安高級(jí)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）將粗細(xì)不同、兩端開口的玻璃毛細(xì)管插入裝有某種液體的容器里，現(xiàn)象如圖所示，則下列說法正確的是（）

A．容器中的液體可能是水銀B．若在“問天”太空艙中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仍然是較細(xì)毛細(xì)管中的液面更高C．若用不同液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩毛細(xì)管中的高度差相同D．圖中毛細(xì)管附著層內(nèi)的液體分子密度大于液體內(nèi)部【答案】D【詳解】A．水銀在玻璃表面是不浸潤(rùn)的，在玻璃管中是呈現(xiàn)凸形液面，故容器中的液體不可能是水銀，故A錯(cuò)誤；B．在太空艙中由于處在失重環(huán)境下，毛細(xì)現(xiàn)象更明顯，液面直接攀升到毛細(xì)管頂部，毛細(xì)管越細(xì)，攀升速度越快，粗細(xì)不同的毛細(xì)管中液面都與毛細(xì)管齊平，故B錯(cuò)誤；C．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中液面的高低與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)，若用不同液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩毛細(xì)管中的高度差不一定相同，故C錯(cuò)誤；D．圖中毛細(xì)管內(nèi)液面呈現(xiàn)浸潤(rùn)現(xiàn)象，說明固體分子對(duì)液體分子引力大于液體分子之間的引力，那么附著層的分子密度將會(huì)大于液體內(nèi)部分子密度，此時(shí)附著層內(nèi)的分子相互作用表現(xiàn)為斥力，液面呈現(xiàn)“擴(kuò)散”的趨勢(shì)，便形成了浸潤(rùn)現(xiàn)象，故D正確；故選D?！咀兪?】（2023·廣東深圳·深圳中學(xué)校考三模）“天宮課堂”中，宇航員王亞平演示了“液橋演示實(shí)驗(yàn)”，即在太空中，兩個(gè)塑料板間用水搭建一座長(zhǎng)約10cm的橋，如圖1。受其啟發(fā)，某學(xué)生設(shè)想“天地同一實(shí)驗(yàn)”，固在空間站和地面做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A．液橋的建立是由于液體表面存在張力，在地面做相同實(shí)驗(yàn)，也能觀察到同樣長(zhǎng)度的橋B．用圖2中的器材做單擺實(shí)驗(yàn)，空間站和地面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同C．圖3相同密閉容器內(nèi)裝著完全相同的氣體，在相同溫度下，空間站和地面容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不同D．圖4將兩端開口的圓柱形毛細(xì)管豎直插入水中，相同裝置在空間站和地面觀察到管中液面升高的高度不同【答案】D【詳解】A．液橋的建立是由于液體表面存在張力，而在地面做相同實(shí)驗(yàn)，由于重力的影響，表面張力很弱，故不會(huì)看到相同長(zhǎng)度的液橋，故A錯(cuò)誤；B．用一根繩子系著一個(gè)金屬球，拉開一個(gè)角度，靜止釋放后，“天上”由于完全失重，小球相對(duì)空間站靜止不動(dòng)；“地上”由于重力的影響，小球?qū)⒆鰣A周運(yùn)動(dòng)，所以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不相同，故B錯(cuò)誤；C．氣體壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的，如圖3相同密閉容器內(nèi)裝著完全相同的氣體，在相同的溫度下，分子平均動(dòng)能相同，“天上”和“地上”容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)相同，故C錯(cuò)誤；D．如圖4用相同材料做成的兩根內(nèi)徑相同、兩端開口的圓柱形毛細(xì)管豎直插入水中，“天上”由于完全失重，觀察到水上升到毛細(xì)管頂部，“地上”由于重力的影響，觀察到水上升一小段距離后靜止不動(dòng)，所以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不相同，故D正確。故選D。考法2氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算產(chǎn)生的原因：由于大量分子無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器，形成對(duì)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(qiáng).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(dòng)能和分子的密集程度3.平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法（1）液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)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(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).（2）力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)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(qiáng).（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(qiáng)相等如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。角度1：活塞模型對(duì)“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對(duì)活塞進(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。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＋eq\f(mg,S)。圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S。則氣體壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)＝p0－ρ液gh?！镜淅?】（2023·浙江·高考真題）某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質(zhì)量的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B?；钊３植粍?dòng)，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。【答案】（1）330K；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，封閉氣體的壓強(qiáng)不變，則有，解得（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，活塞緩慢上升，則解得根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積不變，則有解得（3）根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對(duì)外做功為由熱力學(xué)第一定律有解得封閉氣體壓強(qiáng)的求解方法封閉氣體壓強(qiáng)的求解方法封閉氣體的壓強(qiáng)，不僅與氣體的狀態(tài)變化有關(guān)，還與相關(guān)的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).解決這類問題的關(guān)鍵是要明確研究對(duì)象，然后分析研究對(duì)象的受力情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況，列研究對(duì)象的力學(xué)方程，然后解方程，就可求得封閉氣體的壓強(qiáng)【變式1】如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積，質(zhì)量的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于狀態(tài)A，其體積。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)B，此時(shí)體積。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)C，此時(shí)壓強(qiáng)。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C，氣體從外界吸收熱量；從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體內(nèi)能增加；大氣壓。（1）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，其分子平均動(dòng)能（選填“增大”、“減小”或“不變”），圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力（選填“增大”、“減小”或“不變”）；（2）求氣體在狀態(tài)C的溫度Tc；（3）求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對(duì)系統(tǒng)做的功W。【答案】不變?cè)龃?50K10J【詳解】（1）[1][2]圓筒導(dǎo)熱良好，則氣體從狀態(tài)A緩慢推動(dòng)活塞到狀態(tài)B，氣體溫度不變，則氣體分子平均動(dòng)能不變；氣體體積減小，則壓強(qiáng)變大，圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力增大；（2）[3]狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為溫度為TA=300K體積為VA=600cm3C態(tài)壓強(qiáng)為體積為VC=500cm3根據(jù)，解得：TC=350K（3）[4]從B到C氣體進(jìn)行等容變化，則WBC=0因從B到C氣體內(nèi)能增加25J，可知而氣體從A到C從外界吸熱15J，可知?dú)怏w從A到B氣體放熱10J，即從A到B氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知從A到B外界對(duì)氣體做功為【變式2】（2023秋·天津和平·高三天津一中?？奸_學(xué)考試）如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積，質(zhì)量的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于狀態(tài)A，其體積。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)B，此時(shí)體積。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)C，此時(shí)壓強(qiáng)。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C，氣體從外界吸收熱量；從狀態(tài)B到狀態(tài)C。氣體內(nèi)能增加；大氣壓。（1）求氣體在狀態(tài)C的溫度；（2）求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對(duì)系統(tǒng)做的功W。

【答案】（1）350K；（2）11J【詳解】（1）氣體在A狀態(tài)時(shí)，根據(jù)平衡條件有氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中發(fā)生等溫變化，根據(jù)波意耳定律有氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有其中聯(lián)立以上各式解得，（2）由于從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體發(fā)生等溫變化，即氣體溫度不變，因此而從狀態(tài)A到狀態(tài)C，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有由于狀態(tài)B到狀態(tài)C氣體發(fā)生等容變化，即氣體體積不變，則可知因此可得，而聯(lián)立解得角度2：連通器模型如圖所示，U形管豎直放置。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。則有pB＋ρ液gh2＝pA，而pA＝p0＋ρ液gh1，所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρ液g(h1－h(huán)2)。【典例4】（2023·浙江嘉興·統(tǒng)考二模）如圖1所示，上端封閉、下端開口且粗細(xì)均勻的玻璃管長(zhǎng)度，將其從水銀面上方豎直向下緩慢插入水銀中。發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水銀面與管壁接觸的位置向下彎曲，致玻璃管內(nèi)水銀面形成凸液面，如圖2所示。當(dāng)玻璃管恰好全部插入水銀時(shí)，管內(nèi)、外水銀面的高度差為h，此時(shí)作用于管的豎直向下壓力大小為。已知大氣壓強(qiáng)，玻璃管橫截面積大小，玻璃管質(zhì)量，環(huán)境溫度為常溫且恒定。（1）圖2所示水銀面說明水銀能否浸潤(rùn)玻璃？插入過程中，管內(nèi)氣體吸熱還是放熱？（2）求高度差h：（3）求撤去壓力F的瞬間，玻璃管的加速度大小?！敬鸢浮浚?）水銀不浸潤(rùn)玻璃，放熱；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)題意，由圖2可知，水銀不浸潤(rùn)玻璃，插入過程中，溫度不變，氣體內(nèi)能不變，把玻璃管壓入水面過程中，氣體壓強(qiáng)變大，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱。（2）根據(jù)題意可知，插入過程等溫變化，則有又有，解得（3）根據(jù)題意，撤去瞬間，由牛頓第二定律有，解得封閉氣體壓強(qiáng)的求解方法封閉氣體壓強(qiáng)的求解方法封閉氣體的壓強(qiáng)，不僅與氣體的狀態(tài)變化有關(guān)，還與相關(guān)的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).解決這類問題的關(guān)鍵是要明確研究對(duì)象，然后分析研究對(duì)象的受力情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況，列研究對(duì)象的力學(xué)方程，然后解方程，就可求得封閉氣體的壓強(qiáng)【變式1】（2023·新疆·統(tǒng)考二模）如圖所示，一根兩端開口、橫截面積且導(dǎo)熱性良好的長(zhǎng)玻璃管，豎直插入足夠大的水銀槽中并固定，管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉一段長(zhǎng)的氣體，氣體的溫度?，F(xiàn)在活塞上作用一個(gè)豎直向下的力F使活塞緩慢下降，外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度，水銀的密度，求：（1）活塞下降時(shí)，外力F的大小；（2）固定活塞的位置，對(duì)封閉氣體緩慢降溫，當(dāng)玻璃管內(nèi)氣體長(zhǎng)度為時(shí)，封閉氣體的熱力學(xué)溫度?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）設(shè)活塞下降時(shí)，管內(nèi)外水銀面高度差為x，氣體做等溫變化，根據(jù)，解得封閉氣體的壓強(qiáng)對(duì)活塞，解得（2）當(dāng)玻璃管內(nèi)氣體長(zhǎng)度為時(shí)，管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，解得【變式2】（2020春·山東·高二統(tǒng)考期中）如圖所示，一端開口的薄壁玻璃管水平放置，其長(zhǎng)度為，管內(nèi)長(zhǎng)度為的水銀柱封閉長(zhǎng)度為的一段空氣柱?，F(xiàn)將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位置，然后豎直插入足夠深的水銀槽中（圖中未畫出），穩(wěn)定后玻璃管內(nèi)外液面高度差為。已知大氣壓強(qiáng)。求：(1)玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位置時(shí)，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)；(2)玻璃管豎直插入水銀槽后，玻璃管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度；(3)玻璃管豎直插入水銀槽后，玻璃管開口處與槽內(nèi)水銀面之間的高度差。【答案】(1)；(2)；(3)10cm或cm【詳解】(1)若玻璃管足夠長(zhǎng)，將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下時(shí)，設(shè)空氣柱長(zhǎng)為由玻意耳定律可知，，有水銀流出；設(shè)流出水銀后，水銀柱長(zhǎng)為h0，由玻意耳定律可知，玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位置時(shí)，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)：(2)玻璃管豎直插入水銀槽后，若玻璃管內(nèi)液面比水銀槽液面高Δh=15cm，設(shè)玻璃管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度為，由玻意耳定律定律可知：，得若水銀槽液面比玻璃管內(nèi)液面高Δh=15cm，設(shè)玻璃管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度為，由玻意耳定律可知，得(3)若玻璃管內(nèi)液面比水銀槽液面高Δh=15cm，玻璃管開口處與槽內(nèi)水銀面之間的高度差若水銀槽液面比玻璃管內(nèi)液面高Δh=15cm，玻璃管開口處與槽內(nèi)水銀面之間的高度差cm考法3三大氣體實(shí)驗(yàn)定律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(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)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(shì)能。2．氣體實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)拓展：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔTeq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)拓展：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT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)能不變．體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大．只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變圖像3．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：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C。角度1：玻意耳定律【典例5】（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┧y氣壓計(jì)在超失重情況下不能顯示準(zhǔn)確的氣壓。若某次火箭發(fā)射中攜帶了一只水銀氣壓計(jì)。發(fā)射的火箭艙密封，起飛前艙內(nèi)溫度，水銀氣壓計(jì)顯示艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1個(gè)大氣壓。當(dāng)火箭以加速度a＝g豎直向上起飛時(shí)，艙內(nèi)水銀氣壓計(jì)示數(shù)穩(wěn)定在，已知水銀氣壓計(jì)的示數(shù)與液柱高度成正比，如圖所示。可視為起飛時(shí)重力加速度恒為g，則起飛時(shí)艙內(nèi)氣體的溫度是（

）

A．250K B．300K C．360K D．400K【答案】C【詳解】設(shè)當(dāng)火箭以加速度a＝g的加速度豎直向上起飛時(shí)，倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，對(duì)氣壓計(jì)內(nèi)的水銀柱，根據(jù)牛頓第二定律有，解得設(shè)此時(shí)水銀氣壓計(jì)內(nèi)液柱高度為h，有又解得，所以以倉內(nèi)氣體為研究對(duì)象，有，，，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，氣體等容變化有，解得故選C?！咀兪健浚?023·湖北武漢·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置，研究燒瓶?jī)?nèi)封閉氣體的體積一定時(shí)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，初始時(shí)封閉氣體的攝氏溫度為，往容器內(nèi)加熱水，可以改變封閉氣體的溫度t，用（）表示封閉氣體升高的攝氏溫度，p表示溫度為t時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，則圖乙中可能正確的圖線是（）

A．① B．② C．③ D．④【答案】A【詳解】燒瓶?jī)?nèi)封閉氣體的體積一定，由查理定律有又，所以有，整理得可見圖像為一次函數(shù)，斜率為，截距為，均為正值，故正確的圖線是①。故選A。角度2：查理定律【典例6】（2023·海南海口·海南華僑中學(xué)?？家荒＃┤鐖D所示，內(nèi)徑相同，導(dǎo)熱良好的“T”形細(xì)玻璃管上端開口，下端、右端封閉，管中用水銀封閉著A、B兩部分理想氣體，各部分長(zhǎng)度如圖。已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg，設(shè)外界溫度不變。現(xiàn)沿管壁向豎直管緩慢灌入一定量的水銀，B部分氣體長(zhǎng)度縮短1cm，則灌入水銀后B部分氣體的壓強(qiáng)為（）

A．77cmHg B．86cmHgC．88cmHg D．90cmHg【答案】C【詳解】設(shè)玻璃管的橫截面積為S，初始狀態(tài)下，氣體B的壓強(qiáng)，pB=p0+10cmHg=86cmHg由玻意耳定律有，又，解得故選C?！咀兪健浚?023·云南曲靖·統(tǒng)考二模）如圖所示，水平放置的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)A、B兩部分氣體由橫截面積為S的活塞（厚度不計(jì)）隔開，活塞與汽缸光滑接觸且不漏氣。初始時(shí)兩側(cè)氣體的溫度與環(huán)境溫度相同，壓強(qiáng)均為p，體積之比為?，F(xiàn)將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到豎直位置放置時(shí)，A、B兩部分氣體體積相同。已知重力加速度大小為g，則活塞的質(zhì)量m為（）

A． B． C． D．【答案】C【詳解】設(shè)A、B兩部分氣體的總體積為V，對(duì)A氣體，初狀態(tài)，，末狀態(tài)，根據(jù)玻意耳定律可得對(duì)B氣體，初狀態(tài)，末狀態(tài)，根據(jù)玻意耳定律可得，聯(lián)合解得故選C。角度3：蓋—呂薩克定律【典例7】（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)校考一模）如圖所示為水平放置的固定圓柱形汽缸，汽缸內(nèi)被A、B兩活塞封有一定質(zhì)量的氣體，活塞之間用硬桿相連（硬桿的粗細(xì)可忽略），活塞與汽缸壁之間可無摩擦地滑動(dòng)而不漏氣。現(xiàn)缸內(nèi)氣體溫度為，活塞在圖示位置保持靜止，若缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降到，且降溫幅度很小，外界環(huán)境壓強(qiáng)不變，則下列說法中正確的是（）

A．缸內(nèi)氣體將做等體積變化，活塞不發(fā)生移動(dòng)B．活塞將向右移動(dòng)C．活塞將向左移動(dòng)D．活塞再次靜止時(shí)，缸內(nèi)氣體的體積、溫度、壓強(qiáng)與降溫前相比都發(fā)生了變化【答案】B【詳解】ABC．令外界環(huán)境壓強(qiáng)與密封氣體壓強(qiáng)分別為，，對(duì)活塞與硬桿整體分析有，解得可知，氣體發(fā)生的是等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律有可知，當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降到時(shí)，密封氣體體積將隨之減小，由于活塞用硬桿相連，兩活塞移動(dòng)的距離相等，當(dāng)體積減小時(shí)，活塞應(yīng)向橫截面積較小的活塞一側(cè)移動(dòng)，即活塞將向右移動(dòng)，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．根據(jù)上述可知，活塞再次靜止時(shí)，缸內(nèi)氣體的體積、溫度與降溫前相比都發(fā)生了變化，而壓強(qiáng)沒有發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪健浚?023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中?？寄M預(yù)測(cè)）導(dǎo)熱性能良好，內(nèi)壁光滑的氣缸內(nèi)用不計(jì)厚度的活塞封住一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)用彈簧連接活塞，將整個(gè)氣缸懸掛起來，如圖所示。靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)，活塞距離地面高度為h，氣缸底部距離地面高度為H，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，體積為V，下列說法正確的是（）

A．當(dāng)外界溫度不變，大氣壓強(qiáng)變小時(shí)，L變小，H變大，p增大，V變小B．當(dāng)外界溫度不變，大氣壓強(qiáng)變小時(shí)，L不變，H變小，p減小，V變大C．當(dāng)大氣壓強(qiáng)不變，外界溫度升高時(shí)，h變小，H增大，p減小，V增大D．當(dāng)大氣壓強(qiáng)不變，外界溫度升高時(shí)，h不變，H減小，p不變，V增大【答案】BD【詳解】AB．設(shè)氣缸和活塞的質(zhì)量分別為M和m，則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)當(dāng)外界溫度不變，大氣壓強(qiáng)變小時(shí)，p變小，根據(jù)，可知，V變大，彈簧彈力等于活塞和氣缸的重力之和，因活塞與氣缸的重力不變，則彈簧彈力不變，則L不變，氣缸下移，則H變小，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．當(dāng)大氣壓強(qiáng)不變，則p不變，根據(jù)可知，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，V增大，彈簧彈力不變，則L不變，活塞位置不變，則h不變，H減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。考法4氣體狀態(tài)變化的圖像問題四種圖象的比較類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p－VpV＝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)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(qiáng)越小分析技巧利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系?！镜淅?】（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）密封于氣缸中的理想氣體，從狀態(tài)依次經(jīng)過ab、bc和cd三個(gè)熱力學(xué)過程達(dá)到狀態(tài)d。若該氣體的體積V隨熱力學(xué)溫度T變化的V-T圖像如圖所示，則對(duì)應(yīng)的氣體壓強(qiáng)p隨T變化的p-T圖像正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【詳解】由V-T圖像可知，理想氣體ab過程做等壓變化，bc過程做等溫變化，cd過程做等容變化。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有，可知bc過程理想氣體的體積增大，則壓強(qiáng)減小。故選C?！咀兪?】（2023·上?！そy(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖過程，其中分別為雙曲線的一部分。下列對(duì)四點(diǎn)溫度大小比較正確的是（）

A． B． C． D．【答案】B【詳解】AC．由題可知一定質(zhì)量的理想氣體，分別為雙曲線的一部分，故分別為該氣體的兩段等溫變化的過程。則、，AC錯(cuò)誤；BD．a(chǎn)d、bc兩過程都是等容變化，由圖可知，根據(jù)查理定律可知可得、，故B正確，D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?】（2023·江蘇揚(yáng)州·揚(yáng)州中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，三位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的p-V圖像分別如圖線a、b、c所示。若a、b是不重合的兩條雙曲線，c與b相交，則（）

A．a(chǎn)、b不重合是由于b氣體質(zhì)量大 B．a(chǎn)、b不重合是由于b氣體溫度高C．產(chǎn)生c圖線可能是容器密閉性不好 D．產(chǎn)生c圖線可能是推動(dòng)活塞過于快速【答案】C【詳解】AB．由理想氣體狀態(tài)方程可得，a、b是不重合的兩條雙曲線，即等溫線，當(dāng)體積V相同時(shí)，a圖線對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)較大、溫度較高，可知a、b不重合是由于b氣體溫度低，AB錯(cuò)誤；D．若推動(dòng)活塞過于快速導(dǎo)致溫度上升，體積減小時(shí)，c應(yīng)與a相交才對(duì)，D錯(cuò)誤；C．由理想氣體狀態(tài)方程可得，c與b相交，可知n減小，即容器密閉性不好漏氣導(dǎo)致，C正確。故選C?？挤?理性氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的聯(lián)系幾個(gè)重要的結(jié)論查理定律的推論：；蓋—呂薩克定律的推論：；理想氣體狀態(tài)方程的推論：【典例9】（2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）如圖，容積均為、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩汽缸放置在壓強(qiáng)為、溫度為的環(huán)境中；兩汽缸的底部通過細(xì)管連通，A汽缸的頂部通過開口C與外界相通：汽缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣體分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的體積分別為和、環(huán)境壓強(qiáng)保持不變，不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，忽略摩擦。（1）將環(huán)境溫度緩慢升高，求B汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)的溫度；（2）將環(huán)境溫度緩慢改變至，然后用氣泵從開口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求A汽缸中的活塞到達(dá)汽缸底部后，B汽缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）因兩活塞的質(zhì)量不計(jì)，則當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，Ⅳ內(nèi)的氣體壓強(qiáng)總等于大氣壓強(qiáng)，則該氣體進(jìn)行等壓變化，則當(dāng)B中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)，由蓋呂薩克定律可得解得（2）設(shè)當(dāng)A中的活塞到達(dá)汽缸底部時(shí)Ⅲ中氣體的壓強(qiáng)為p，則此時(shí)Ⅳ內(nèi)的氣體壓強(qiáng)也等于p，設(shè)此時(shí)Ⅳ內(nèi)的氣體的體積為V，則Ⅱ、Ⅲ兩部分氣體被壓縮的體積為V0-V，則對(duì)氣體Ⅳ，對(duì)Ⅱ、Ⅲ兩部分氣體聯(lián)立解得，利用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題步驟利用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題步驟【變式1】（2023·廣東梅州·統(tǒng)考三模）小明在使用運(yùn)動(dòng)吸管杯時(shí)發(fā)現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象：在熱力學(xué)溫度恒為300K的室內(nèi)，向吸管杯內(nèi)注入開水并迅速蓋上帶有吸管的杯蓋，吸管上端封閉、杯蓋與杯體未擰緊，這時(shí)有大量氣泡從吸管底溢出，過了一會(huì)兒，吸管底端不再有氣泡溢出，此時(shí)水與吸管內(nèi)氣體熱力學(xué)溫度均為367.2K，測(cè)得杯體水面與吸管頂端的高度差，吸管總長(zhǎng)。已知水面上方氣體的壓強(qiáng)始終與外界大氣壓強(qiáng)相同，外界大氣壓強(qiáng)，吸管內(nèi)氣體可視為理想氣體，重力加速度，水的密度，求：（1）吸管底端不再有氣泡溢出時(shí)，吸管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）從吸管內(nèi)溢出氣體的質(zhì)量與吸管內(nèi)初始?xì)怏w質(zhì)量的比值。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)吸管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，則有解得（2）吸管中的氣體初始狀態(tài)為，，假設(shè)溫度升高時(shí)，吸管中的氣體沒有溢出，而是膨脹成一個(gè)整體，該整體的狀態(tài)為，，則有逸出氣體的體積為則從吸管內(nèi)溢出氣體的質(zhì)量與吸管內(nèi)初始?xì)怏w質(zhì)量的比值聯(lián)立解得【變式2】（2023·吉林通化·梅河口市第五中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）如圖所示，兩側(cè)粗細(xì)均勻，橫截面積相等的U型管，左管上端封閉，右管上端開口。左管中密封氣體的長(zhǎng)度為，右管中水銀柱上表面比左管中水銀柱上表面低。大氣壓強(qiáng)，環(huán)境溫度為T=27°C。（1）先將左管中密封氣體緩慢加熱，使左右管水銀柱上表面相平，此時(shí)左管密封氣體的溫度為多少；（2）使左管中氣體保持（1）問的溫度不變，現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀（與原水銀柱之間無氣隙），求注入多少水銀的長(zhǎng)度（右端足夠長(zhǎng)，無水銀從管口溢出）能使最終穩(wěn)定后左管密封的氣體恢復(fù)原來的長(zhǎng)度。

【答案】（1）380K；（2）19.2cm【詳解】（1）由題意得，加熱前左管中氣體壓強(qiáng)加熱后左管中氣體壓強(qiáng)加熱后左管中氣體由理想氣體狀態(tài)方程得其中，解得（2）設(shè)注入水銀的長(zhǎng)度為x，左側(cè)內(nèi)部溫度不變，由玻意耳定律有此時(shí)左側(cè)管中氣體壓強(qiáng)解得x=19.2cm【基礎(chǔ)過關(guān)】1．（2022·浙江湖州·統(tǒng)考一模）下列說法正確的是（）A．受潮后粘在一起的蔗糖沒有固定的形狀，所以蔗糖是非晶體B．LC振蕩電路中，當(dāng)電容器極板兩端電壓增大時(shí)電路中的電流減小C．兩端開口的細(xì)玻璃管插入水中，已知水浸潤(rùn)玻璃，則管內(nèi)的液面低于管外水面D．把一塊帶負(fù)電的鋅板連接在驗(yàn)電器上，用紫外線燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針張角一直變大【答案】B【詳解】A．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖塊看起來沒有確定的幾何形狀，但不是非晶體，而是多晶體，故A錯(cuò)誤；B．LC振蕩電路中，當(dāng)電容器極板兩端電壓增大時(shí)屬于電容器的充電過程，該過程中電路中的電流減小，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，故B正確；C．兩端開口的細(xì)玻璃管插入水中，已知水浸潤(rùn)玻璃，則管內(nèi)的液面高于管外水面，故C錯(cuò)誤；D．一塊帶負(fù)電的鋅板連接在驗(yàn)電器上，用紫外線燈照射鋅板時(shí)會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板上失去電子，所以鋅板的帶電量將先減少后增加，驗(yàn)電器指針張角先變小后變大，故D錯(cuò)誤。故選B。2．（2023·云南昆明·云南師大附中校考模擬預(yù)測(cè)）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其壓強(qiáng)p一定，溫度T升高，用如圖所示的圖像分別表示此變化過程，正確的有（）

A．①② B．①③ C．②③ D．①②③【答案】C【詳解】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程圖①為等壓變化，從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b體積減小，溫度降低；圖②為等壓變化，從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b溫度升高；圖③從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b溫度升高，由于保持不變，則壓強(qiáng)不變；故②③正確。故選C。3．（2023·云南昆明·統(tǒng)考二模）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的空氣柱。空氣柱下方的水銀面與玻璃管左側(cè)水銀面的高度差也為h。已知大氣壓強(qiáng)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(xì)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5cmB．封閉空氣柱中氣體的壓強(qiáng)為70cmHgC．從玻璃管右側(cè)管口緩慢注入少量水銀，空氣柱的壓強(qiáng)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(qiáng)一定變大【答案】C【詳解】AB．同一液面壓強(qiáng)相等，則封閉氣體的壓強(qiáng)為p=（75cmHg+5cmHg）=80cmHg所以右側(cè)玻璃管中空氣柱上方的水銀柱高度等于5cm，故AB錯(cuò)誤；C．從玻璃管右側(cè)管口緩慢注入少量水銀，右側(cè)水銀柱的長(zhǎng)度增加，水銀柱對(duì)空氣柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大，則空氣柱的壓強(qiáng)一定變大，故C正確；D．從玻璃管左側(cè)管口緩慢注入少量水銀，右側(cè)水銀柱的長(zhǎng)度不變，氣體做等壓變化，即空氣柱的壓強(qiáng)不變，故D錯(cuò)誤。故選C。4．（2023·遼寧沈陽·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）關(guān)于氣體、固體和液體，下列說法正確的是（）A．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部B．分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大C．液晶具有液體的流動(dòng)性，低溫時(shí)會(huì)凝固成結(jié)晶態(tài)，分子取向是有序的D．容器中氣體分子的數(shù)密度越大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子越多【答案】C【詳解】A．液體表面張力是由于液體表面的分子間距較大，分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體在完全失重時(shí)呈現(xiàn)球形，因此可知液體表面張力的方向與液面相切，A錯(cuò)誤；B．分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)引力和斥力相等時(shí)，分子間作用力為零，此時(shí)無論分子間距變大還是變小，分子力都做負(fù)功，分子勢(shì)能都會(huì)增加，所以當(dāng)分子間引力等于斥力時(shí)，分子勢(shì)能最小，B錯(cuò)誤；C．液晶具有液體的流動(dòng)性，也具有晶體的特性，在低溫時(shí)會(huì)凝固成結(jié)晶態(tài)，而結(jié)晶態(tài)的分子取向是有序的，C正確。D．單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁撞擊的氣體分子數(shù)與分子的動(dòng)能和分子數(shù)密度有關(guān)，所以容器內(nèi)氣體分子的數(shù)密度越大，不一定在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子越多，D錯(cuò)誤。故選C。5．（2023·上?！そy(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）導(dǎo)熱性能良好，內(nèi)壁光滑的氣缸開口朝上水平放在桌面上，開口面積為S，輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，活塞上放置了一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼，穩(wěn)定時(shí)活塞距離氣缸底高度為h，以m縱軸，為橫軸，圖線為一條直線，斜率為k，縱軸截距為b，大氣壓為，當(dāng)m=0時(shí)h′=。

【答案】【詳解】[1]由于為輕質(zhì)活塞，設(shè)氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為p1。大氣壓強(qiáng)為p0，則對(duì)砝碼做受力分析有mg＋p0S=p1S又由于氣缸導(dǎo)熱性能良好，則更換不同的砝碼到穩(wěn)定過程中氣體經(jīng)過等溫變化，則有p1Sh=C整理有則可知[2]當(dāng)m=0時(shí)p2=p0，則p1Sh=p2Sh′解得6．（2023·海南·校聯(lián)考一模）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)開始，經(jīng)歷如圖所示的變化過程，已知狀態(tài)的壓強(qiáng)為、體積為、溫度為，狀態(tài)的溫度為，狀態(tài)的體積為，連線的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)，da連線平行于縱軸。求：（1）狀態(tài)的體積是多少？（2）狀態(tài)的壓強(qiáng)是多少？

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）ab連線的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)，所以過程為等壓變化，則有解得狀態(tài)的體積為（2）da連線平行于縱軸，所以此過程為等溫變化，則有解得狀態(tài)的壓強(qiáng)為7．（2023·湖北武漢·華中師大一附中校考三模）如圖所示，一絕熱氣缸放置在水平面上，絕熱活塞a下方封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞a、b之間為真空，且用彈簧1連接，彈簧2下端與活塞b連接，上端固定在天花板上。已知兩活塞質(zhì)量均為m，橫截面積均為S，兩彈簧勁度系數(shù)相同，原長(zhǎng)均為，大氣壓強(qiáng)為。當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為時(shí)，彈簧1長(zhǎng)度為，彈簧2為原長(zhǎng)，活塞a到氣缸底部的距離為。求：（1）彈簧的勁度系數(shù)k；（2）將氣缸溫度緩慢升高，使活塞b上移，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）初始狀態(tài)對(duì)活塞，有解得（2）當(dāng)溫度為時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為，對(duì)活塞，有得當(dāng)溫度升為時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為，則對(duì)活塞又解得對(duì)活塞解得對(duì)氣缸中氣體，有其中

解得8．（2023·遼寧沈陽·沈陽二中?？寄M預(yù)測(cè)）下端帶有閥門的氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，溫度為。（1）關(guān)閉氣缸底部的閥門，使缸內(nèi)氣體溫度升高至，試計(jì)算此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）保持缸內(nèi)氣體溫度始終為，打開氣缸底部的閥門，緩慢放出部分氣體，使缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)再次等于大氣壓強(qiáng)，試計(jì)算缸內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來氣體總質(zhì)量的比值。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）缸內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得其中解得，此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為（2）將放出的氣體與氣缸內(nèi)的氣體整體為研究對(duì)象，發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有其中聯(lián)立解得缸內(nèi)剩余氣體質(zhì)量與原來氣體總質(zhì)量比為9．（2023·江西南昌·統(tǒng)考三模）某可顯示溫度的水杯容積為，倒入熱水后，擰緊杯蓋，此時(shí)顯示溫度為，壓強(qiáng)與外界相同。已知，外界大氣壓強(qiáng)為，溫度為。杯中氣體可視為理想氣體，不計(jì)水蒸氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（i）求杯內(nèi)溫度降到時(shí)，杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（ⅱ）杯內(nèi)溫度降到時(shí)稍擰松杯蓋，外界空氣進(jìn)入杯中，直至穩(wěn)定。求此過程中外界進(jìn)入水杯中的空氣體積?！敬鸢浮浚╥）；（ⅱ）【詳解】（?。┍瓋?nèi)氣體做等容變化代入解得（ⅱ）設(shè)打開杯蓋后進(jìn)入杯內(nèi)的氣體在大氣壓強(qiáng)下的體積為，以杯內(nèi)原有氣體為研究對(duì)象解得10．（2023·河北衡水·校聯(lián)考二模）如圖所示，導(dǎo)熱良好的密閉容器內(nèi)封閉有壓強(qiáng)為的空氣，現(xiàn)用抽氣筒緩慢從容器底部的閥門處（只出不進(jìn)）抽氣兩次。已知抽氣筒每次抽出空氣的體積為容器容積的，空氣可視為理想氣體，求：（1）容器內(nèi)剩余空氣的壓強(qiáng)p；（2）容器內(nèi)剩余空氣和抽出空氣的質(zhì)量之比k。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)容器的容積為，則每次抽出空氣的體積為，設(shè)第一次抽氣后容器內(nèi)剩余空氣的壓強(qiáng)為，有解得（2）假設(shè)將容器內(nèi)剩余氣體等溫壓縮到壓強(qiáng)為時(shí)的體積為，則解得【能力提升】1．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┮欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度由升高到，體積的增量為；溫度由283K升高到288K，體積的增量為，則（）A． B．C． D．無法確定【答案】A【詳解】在壓強(qiáng)不變的情況下，由蓋-呂薩克定律得所以因?yàn)?、分別是氣體在和283K時(shí)的體積，而所以故選A。2．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┈F(xiàn)利用固定在潛水器體外的一個(gè)密閉氣缸做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：如圖，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，輕質(zhì)導(dǎo)熱活塞可自由移動(dòng)。在潛水器緩慢下潛的過程中，海水溫度逐漸降低，則此過程中理論上被封閉的氣體（）

A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)增多B．壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成正比C．體積與潛水器下潛的深度成反比D．分子的平均動(dòng)能變大【答案】A【詳解】A．在潛水器緩慢下潛的過程中，溫度降低，分子運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，由于壓強(qiáng)增大，則單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)增多，故A正確；B．氣體壓強(qiáng)為壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成一次函數(shù)關(guān)系，不成正比關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有結(jié)合上述解得可知體積與潛水器下潛的深度不成反比，故C錯(cuò)誤；D．溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，故D錯(cuò)誤。故選A。3．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃v史上因?yàn)殛帢O射線管真空度不高，高速電子運(yùn)動(dòng)時(shí)受空氣阻力的影響，沒有觀察到電子的有效偏轉(zhuǎn)，人們一度認(rèn)為電子不帶電，后來盧瑟福改進(jìn)儀器，才發(fā)現(xiàn)電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而說明電子是帶負(fù)電的另一種新粒子.某同學(xué)為了自制真空管，采用抽氣裝置對(duì)某一體積為V的玻璃管進(jìn)行抽氣，初始時(shí)，氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓，已知每次能從玻璃管中抽走氣體的體積為，，抽氣過程溫度不變，經(jīng)過n次抽氣后，玻璃管中氣體的壓強(qiáng)p和剩余氣體的質(zhì)量與原有氣體質(zhì)量的比值分別為（

）A． B．C． D．【答案】A【詳解】抽氣過程溫度不變，第一次抽氣根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有又解得同理第二次抽氣根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得第n次抽氣后設(shè)未抽氣時(shí)氣體質(zhì)量為，第一次抽氣后玻璃管中的氣體與抽氣裝置中的氣體密度相同，兩部分氣體質(zhì)量和與初始狀態(tài)相同，則剩余氣體的質(zhì)量與原有氣體質(zhì)量的比值為同理第二次抽氣后剩余氣體的質(zhì)量與原有氣體質(zhì)量的比值為第n次抽氣后剩余氣體的質(zhì)量與原有氣體質(zhì)量的比值為故選A。4．（2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)沙一中?？家荒＃┤鐖D所示，將一個(gè)鐵桶倒扣在水面上，平衡時(shí)鐵桶內(nèi)外水面高度差為，桶內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為。已知水的密度為，鐵桶的橫截面積為，不計(jì)桶壁厚度，忽略封閉氣體的質(zhì)量，設(shè)封閉氣體的溫度不變，水足夠深，下列說法正確的是（）A．鐵桶的質(zhì)量為B．鐵桶的質(zhì)量為C．將鐵桶下壓的距離后，桶將自動(dòng)下沉D．桶受到重力、大氣對(duì)桶的壓力，封閉氣體對(duì)桶的壓力、水對(duì)桶的壓力和浮力【答案】A【詳解】AB．鐵桶平衡時(shí)，有解得鐵桶的質(zhì)量選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；C．將桶下壓到桶內(nèi)氣體體積為時(shí)，再略下沉，氣體體積將進(jìn)一步減小，桶將自動(dòng)下沉，但此時(shí)不止將桶下壓的距離，因?yàn)橄聣哼^程中，桶內(nèi)液面也會(huì)下降，所以將鐵桶下壓(l?h)的距離后，桶不會(huì)自動(dòng)下沉，故C錯(cuò)誤；D．桶只受大氣對(duì)它的壓力、封閉氣體對(duì)它的壓力及重力，故D錯(cuò)誤。故選A。二、多選題5．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┯幸环N測(cè)量氣溫的簡(jiǎn)易裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示，大玻璃泡A內(nèi)封閉有一定量的空氣，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度x可反映玻璃泡內(nèi)空氣的溫度（即環(huán)境溫度），已知該溫度計(jì)是按照標(biāo)準(zhǔn)大氣壓進(jìn)行溫度刻度的。當(dāng)溫度為27℃時(shí)，B管內(nèi)水銀面的高度為16cm。B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計(jì)，下列說法正確的是（）

A．該測(cè)溫裝置利用了氣體的等容變化的規(guī)律B．當(dāng)溫度為27℃時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)相當(dāng)于91cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)C．若把該溫度計(jì)置于高山頂進(jìn)行測(cè)溫，已知高山頂?shù)拇髿鈮旱陀跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓，則溫度的測(cè)量值偏大D．若該溫度計(jì)因某種原因漏掉一部分氣體，則溫度的測(cè)量值偏大【答案】AC【詳解】A．根據(jù)題意，B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計(jì)，可知在B中液面移動(dòng)時(shí)，可近似認(rèn)為氣體體積不變，即該測(cè)溫裝置利用了氣體的等容變化的規(guī)律，故A正確；B．溫度為27℃時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)即封閉氣體的壓強(qiáng)相當(dāng)于59cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)查理定律有其中即有可知，溫度升高，管內(nèi)水銀面的高度x降低，即管中刻度從上往下，表示的溫度逐漸升高，若把該溫度計(jì)置于高山頂進(jìn)行測(cè)溫，由于高山頂?shù)拇髿鈮旱陀跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓，對(duì)管中氣體有溫度一定時(shí)，管中氣體壓強(qiáng)運(yùn)動(dòng)，大氣壓強(qiáng)減小，可知管內(nèi)液面的高度比山底的低一些，則溫度的測(cè)量值偏高，故C正確；D．根據(jù)可知，若該溫度計(jì)因某種原因漏掉一部分氣體，管中氣體的壓強(qiáng)減小，可知管內(nèi)液面上升，根據(jù)上述，溫度的測(cè)量值偏小，故D錯(cuò)誤。故選AC。6．（2023·四川達(dá)州·統(tǒng)考二模）下列有關(guān)熱學(xué)說法正確的是（）A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡D．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的E．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體【答案】BCE【詳解】A．氣體的內(nèi)能等于氣體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，但不包括分子的重力勢(shì)能。故A錯(cuò)誤；B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。故B正確；C．由熱平衡定律可知：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡。故C正確；D．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成的。故D錯(cuò)誤；E．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，如石墨和金剛石。故E正確。故選BCE。三、解答題7．（2023·云南玉溪·云南省玉溪第三中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）水平放置的汽缸用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動(dòng)且不漏氣，平衡時(shí)活塞與汽缸底的距離，離汽缸口的距離，如圖甲所示?，F(xiàn)將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到開口向下并豎直懸掛，如圖乙所示，此過程中封閉氣體的溫度始終為。已知活塞的質(zhì)量，橫截面積，大氣壓強(qiáng)，取重力加速度大小。（1）求圖乙中活塞下表面離汽缸口的距離L；（2）若對(duì)缸內(nèi)的氣體加熱，使圖乙中活塞下表面剛好與汽缸口相平，求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T。

【答案】（1）；（2）【分析】本題考查理想氣體狀態(tài)方程，目的是考查學(xué)生的推理論證能力?！驹斀狻浚?）當(dāng)汽缸水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為，當(dāng)汽缸口朝下時(shí)，設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，有由玻意耳定律有解得（2）此過程為等壓變化，有解得8．（2023·河北唐山·遷西縣第一中學(xué)?？级＃┤鐖D所示，一豎直放置的汽缸被輕活塞AB和固定隔板CD分成兩個(gè)氣室，CD上安裝一單向閥K，單向閥只能向下開啟（當(dāng)氣室2中氣壓大于氣室1中氣壓時(shí)，單向閥開啟）；氣室1內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，氣室2內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，兩氣柱長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，活塞面積為S，活塞與汽缸間無摩擦，汽缸導(dǎo)熱性能良好。現(xiàn)在活塞上方緩慢放上質(zhì)量為m的細(xì)砂，重力加速度大小為g，大氣壓強(qiáng)為。（1）若，求活塞下移的距離。（2）若，求氣室1內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）若，對(duì)活塞AB有解得單向閥未打開，所以氣室2內(nèi)的氣體質(zhì)量不變，氣室1內(nèi)氣體的質(zhì)量不變，壓強(qiáng)也不變。根據(jù)玻意耳定律，有解得此時(shí)氣室2內(nèi)氣柱長(zhǎng)度所以活塞下移的距離（2）若，對(duì)活塞AB有解得單向閥打開，如果氣室2中的氣體未完全進(jìn)入氣室1，則有解得假設(shè)不成立，所以氣體完全進(jìn)入氣室1，則有解得9．（2024·陜西寶雞·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，將一汽缸倒放在水平面上，汽缸與地面間密封性能良好，開始時(shí)