1、第 35 讲 固体、液体和气体考纲要求 考情分析 命题趋势1.固体的微观结构、晶体和非晶体2液晶的微观结构、液体的表面张力现象3气体实验定律、理想气体4饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压、相对湿度2017全国卷，33(1)(2)2017全国卷，33(2)2017全国卷，33(2)2016全国卷，33(2)高考对本部分知识的考查主要以选择题、计算题的形式出现试题一般综合考查固体液体的性质、气体压强的微观解释等，以计算题的形式考查气体实验定律、理想气体状态方程1晶体和非晶体晶体 分类比较 单晶体 多晶体非晶体外形 规则 _不规则_ 不规则熔点 确定 不确定物理性质各向_异性_ 各向_同性_原子排列
2、_有规则_，但多晶体每个单晶体间的排列无规则 无规则形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的_晶体_.同一物质可能以_晶体_和非晶体两种不同的形态出现，有些晶体在一定条件下也可以转化为_非晶体_典型物质石英、云母、食盐，硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香2 .液体的表面张力 液晶的微观结构(1)液体的表面张力作用：液体的_表面张力_使液面具有收缩到表面积最小的趋势；方向：表面张力跟液面_相切_，且跟这部分液面的分界线_垂直_(2)液晶液晶分子既保持排列有序而显示各向_异性_，又可以自由移动位置，保持了液体的_流动性_；液晶分子的位置无序使它像_液体_，排列有序使它像_晶体_；液晶分子的排列从某个方向看
3、比较整齐，而从另外一个方向看则是_杂乱无章_的3气体、气体实验定律和理想气体(1)气体分子运动的特点气体分子间距较_大_，分子力可以_忽略_，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满整个空间；分子做无规则的运动，速率有大有小，且时时变化，大量分子的速率按_“中间多，两头少”_的规律分布；温度升高时，速率小的分子数_减少_，速率大的分子数_增多_，分子的平均速率将_增大_，但速率分布规律_不变_(2)气体的状态参量_压强_、_体积_、_温度_(3)气体的压强产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的_压力_；大小：气体的压强在数值上等于气体作用在_单位
4、面积_上的压力公式 p ；FS决定因素a宏观上：决定于气体的温度和体积；b微观上：决定于分子的平均动能和分子数密度(4)气体实验定律玻意耳定律 查理定律 盖吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比表达式_p1V1p 2V2_ ！ p1T1 p2T2#或！ V1T1 V2T2#或！ p1p2 T1T2#！ V1V2 T1T2#(5)理想气体状态方程理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体；一定质量的理想气体状态方程：！ #或！
5、C p1V1T1 p2V2T2 pVT#(C 为常量)4饱和汽 未饱和汽和饱和汽压 相对湿度(1)饱和汽与未饱和汽饱和汽：与液体处于_动态平衡_的蒸汽；未饱和汽：没有达到_饱和状态_的蒸汽(2)饱和汽压定义：饱和汽所具有的_压强_；特点：饱和汽压随温度而变温度越高，饱和汽压_越大_，且饱和汽压与饱和汽的体积_无关_(3)湿度定义：空气的潮湿程度；绝对湿度：空气中所含_水蒸气_的压强：相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的_压强_与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即相对湿度(B) 100%水 蒸 气 的 实 际 压 p1同 温 下 水 的 饱 和 汽 压 pS1判断正误(1)单晶
6、体的所有物理性质都是各向异性的( )(2)单晶体具有固定的熔点，而多晶体和非晶体没有固定的熔点( )(3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化( )(4)液晶是液体和晶体的混合物( )(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力( )(6)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时蒸发和凝结仍在进行( )(7)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比( )2(多选) 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触石蜡层背面上一点，石蜡熔化的范围分别如图(1)(2)(3)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(4)所示下列判断正确的是( BD )A甲、
7、乙为非晶体，丙是晶体B甲、丙为晶体，乙是非晶体C甲、丙为非晶体，乙是晶体D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体E甲、乙、丙都是非晶体3(多选) 对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( ACE )A若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变E气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定解析 单位体积内分子个数不变时，分子热运动加剧，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都变大，因此这时气体压强一定变大
8、故选项 A 正确，B 错误；气体的压强不变而温度降低时，根据理想气体的状态方程可判定气体的体积一定减小，气体的密度增加，则单位体积内分子个数一定增加，气体的压强跟温度和气体单位体积内的分子个数有关，故选项 C、E 正确，D 错误4(多选) 对于一定质量的理想气体，下列四种状态变化中，可能实现的是( BD )A增大压强时，温度降低，体积增大B升高温度时，压强增大，体积减小C降低温度时，压强增大，体积不变D降低温度时，压强减小，体积增大5(多选) 关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是( BCD )A温度不同饱和汽的饱和汽压都相同B温度升高时，饱和汽压增大C在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的
9、绝对湿度大D饱和汽压和相对湿度都与体积无关一 固体和液体的性质对液体性质的三点说明(1)液体表面层、附着层的分子结构特点是导致表面张力、浸润和不浸润现象、毛细现象等现象的根本原因(2)同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体可能不浸润(3)液体沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等例 1(多选 )下列说法正确的是( BCD )A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E在熔化过程中，晶体要吸收
10、热量，但温度保持不变，内能也保持不变解析 晶体，无论体积大小，都是晶体将一块晶体敲碎后，得到的颗粒仍然是晶体，选项 A 错误；晶体由于空间点阵结构的不同，在不同的方向上有不同的光学性质，选项 B正确；由同种元素构成的固体，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能构成石墨，也可能构成金刚石，选项 C 正确；在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体例如天然水晶是晶体，熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体，选项D 正确；在熔化过程中，晶体吸收热量，但是温度保持不变，只是分子平均动能保持不变，而分子势能要增加，内能要增加，选项 E 错误二 气体压强的计算平衡状态下气体压强的求法(
11、1)参考液片法：选取假想的液体薄片( 自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强(2)力平衡法：选与气体接触的液柱( 或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强(3)等压面法：在连通器中，同一种液体( 中间不间断)同一深度处压强相等例 2如图所示，竖直放置的 U 形管，左端开口，右端封闭，管内有 a、b 两段水银柱，将 A、B 两段空气柱封闭在管内已知水银柱 a 长 10 cm，水银柱 b 两个液面间的高度差为5 cm，大气压强为 75 cmHg，求空气柱 A、B 的压强解析 设空气柱
12、A、B 产生的压强分别为 pA、p B，管的横截面积为 S，取 a 水银柱为研究对象并进行受力分析如图甲所示，得 pASm agp 0S，而 paSgh 1Sm ag，故 pASp aSp 0S，所以 pAp 0p a75 cmHg10 cmHg65 cmHg取水银柱 b 为研究对象并进行受力分析如图乙所示，同理可得 pBSp bSp AS，所以pB pA pb65 cmHg5 cmHg60 cmHg答案 65 cmHg 60 cmHg三 气体实验定律及状态方程的应用气体实验定律的比较定律名称比较项目玻意耳定律(等温变化)查理定律(等容变化)盖吕萨克定律( 等压变化)数学表达式p1V1p 2V
13、2 或pVC(常数) 或p1T1 p2T2C( 常数)pT 或V1T1 V2T2C(常数)VT同一气体的两条图线例 3如图，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞已知大活塞的质量为 m12.50 kg，横截面积为 S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为 S2 40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为 l40.0 cm；汽缸外大气的压强为 p1.0010 5 Pa，温度为 T303 K初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为 T1495 K现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下l2移忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速
14、度大小 g 取 10 m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强思维导引 两气缸活塞面积不等，如何选择受力分析的研究对象？气缸平衡时受到哪几个力作用？第一次下降过程中气体温度下降，气体进行了哪种状态变化？内外气温达到相等过程中气体进行了哪种状态变化？解析 (1)设初始时气体体积为 V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为 V2，温度为 T2.由题给条件得V1S 2 S 1 ， (l l2) (l2)V2S 2l. 在活塞缓慢下移的过程中，用 p1 表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S
15、1(p1p) m 1gm 2gS 2(p1p) ， 故缸内气体的压强不变由盖吕萨克定律有 ， V1T1 V2T2联立式并代入题给数据得T2330 K (2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为 p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变设达到热平衡时被封闭气体的压强为 p，由查理定律，有 ， pT p1T2联立式并代入题给数据得p1.0110 5 Pa答案 (1)330 K (2)1.0110 5 Pa1(多选) 对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图所示，对此有下列几种解释，正确的是( ACD )A表面层内分子的分布比液体内部疏B表面层内分子的分布比液
16、体内部密C附着层内分子的分布比液体内部密D附着层内分子的分布比液体内部疏解析 液体表面具有收缩的趋势，即液体表面表现为张力，是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，密度较小，且液面分子间表现为引力；故表面层、内分子的分布比液体内部疏，故选项 A 正确，B 错误；附着层内分子与容器壁间引力大于内部液体分子引力，附着层分子距离小，密度大，故选项 C 正确；附着层内分子与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力，附着层分子距离大，密度小，故选项 D 正确2(2017全国卷 )(多选) 氧气分子在 0 和 100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示下
17、列说法正确的是( ABC )A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在 100 时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E与 0 时相比，100 时氧气分子速率出现在 0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大解析 根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项 A 正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项 B 正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实
18、线对应于氧气分子在 100 时的情形，选项 C 正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧分子数目，选项 D 错误；由分子速率分布图可知，与 0 时相比，100 时氧气分子速率出现在 0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项 E 错误3下列关于液体表面现象的说法中正确的是( C )A把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，是因为缝衣针的重力小，又受到液体的浮力的缘故B处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是
19、因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故解析 把缝衣针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故，选项 A 错误；水银成球状，是由于液体表面张力的缘故，选项 B 错误；菜汤表面上的油滴是圆形的，也是液体表面存在张力的缘故，故选项 D 错误4如图所示，光滑水平面上放有一质量为 M 的气缸，气缸内放有一质量为 m 的可在气缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为 S.现用水平恒力 F 向右推气缸，最后气缸和活塞达到相对静止状态，此时缸内封闭气体的压强 p！ p 0 #.(已知外界大气mFSM
20、m压为 p0)解析 选取气缸和活塞整体为研究对象相对静止时有 F(M m)a，再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有pSp 0Sma，解得 pp 0 mFSM m5(2017江苏高考)( 多选)定质量的理想气体从状态 A 经过状态 B 变化到状态 C，其 VT 图象如图所示下列说法正确的有_BC _AAB 的过程中，气体对外界做功BAB 的过程中，气体放出热量CBC 的过程中，气体压强不变DAB C 的过程中，气体内能增加解析 由题图可知，从 A 到 B 气体的体积减小，外界对气体做功，选项 A 错误；从A 到 B，气体做等温变化，则气体的内能不变，根据热力学第一定律 UWQ，可知此过程气体放
21、出热量，选项 B 正确；由理想气体状态方程 pVnRT ，V T 可知，从 B 到nRpC 气体发生的是等压变化，气体的温度在降低，内能在减小，选项 C 正确，D 错误6(2017湖南长沙模拟)一定质量的理想气体由状态 A 变为状态 D，其有关数据如图甲所示，若状态 D 的压强是 2104 Pa(1)求状态 A 的压强(2)请在乙图中画出该状态变化过程的 pT 图象，并分别标出 A、B、C、D 各个状态，不要求写出计算过程解析 从 VT 图上读出对应点的体积和温度，由理想气体状态方程即可求出各点对应的压强(1)据理想气体状态方程 ，则 pA 410 4 PapAVATA pDVDTD pDVD
22、TAVATD(2)pT 图象及 A、B、C、D 各个状态如图所示答案 (1)410 4 Pa (2) 见解析例 1(10 分) 汽缸截面积为 S，质量为 m 的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为 ，如图所示，当活塞上放质量为 M 的重物时处于静止设外部大气压为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦求汽缸中气体的压强答题送检 来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1) 分析缸内气体对活塞的作用力时，错将 S 作受力面积处理(2) 对活塞和重物组成的系统进行受力分析时，漏掉重物的重力Mg10规范答题解析 对活塞和重物组成的系统，由平衡条件有 p 气 S ，m Mg p0Ssin 又因为 S ，Ss
23、in 所以 p 气 p 0 m Mg p0SS m MgS答案 p 0 m MgS1(2018湖北黄石模拟)在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的汽缸，汽缸质量为M，汽缸内有一质量为 m 的活塞，已知 Mm.活塞密封一部分理想气体现对汽缸施一水平向左的拉力 F 时，如图甲，汽缸的加速度为 a1，封闭气体的压强为 P1，体积为 V1；若用同样大小的力 F 水平向左推活塞，如图乙，汽缸的加速度为 a2，封闭气体的压强为 P2，体积为 V2，设密封气体的质量和温度均不变，则( A )Aa 1a 2，p 1V2 Ba 1p2，V 1a2，p 1p2，V 1V2解析 对汽缸与活塞组成的整体，据牛顿第二定律可
24、知 a1a 2.对甲图，以活塞为研究对象，有 p0Sp 1Sma 1；对乙图，以汽缸为研究对象，有 p2Sp 0SMa 2；由以上两式可知 p1p 2.根据玻意耳定律可知 p1V1p 2V2，则 V1V 2.选项 A 正确2如图所示，有一圆筒形汽缸静置在地上，汽缸圆筒的质量为 M，活塞及手柄的质量为 m，活塞截面积为 S.现用手握住活塞手柄缓慢地竖直向上提，求汽缸刚离地时缸内封闭气体的压强(当时的大气压强为 p0，当地的重力加速度为 g，活塞与汽缸壁的摩擦不计，活塞未脱离汽缸)解析 设封闭气体的压强为 p，以汽缸为研究对象，对汽缸受力分析如图所示根据平衡条件得 pSMgp 0S，所以 pp 0
25、 MgS答案 p 0MgS3(2017江苏苏州模拟)如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B 是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为 S120 cm2，S 210 cm2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为 M 2 kg 的重物 C 连接，静止时气缸中的气体温度 T1600 K，气缸两部分的气柱长均为 L，已知大气压强 p0110 5 Pa，取g10 m/s 2，缸内气体可看作理想气体求：(1)活塞静止时气缸内气体的压强；(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞 A 缓慢向右移动 时，气缸内气体的温度L2解析 (1)设静止时气缸内气体压强为 p1，活塞
26、受力平衡 p1S1p 0S2p 0S1p 1S2Mg ，代入数据解得 p11.210 5 Pa(2)由活塞受力平衡可知缸内气体压强没有变化，设开始温度为 T1 变化后温度为 T2，由盖吕萨克定律得 ，S1L S2LT1 S1L2 S23L2T2代入数据解得 T2500 K答案 (1)1.210 5 Pa (2)500 K4如图所示，两汽缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热，两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气当
27、大气压为 p0、外界和汽缸内气体温度均为 7 ，平衡时活塞 a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的 ，活塞 b 在汽缸正中间14(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞 a 上升，当活塞 a 上升的距离是汽缸高度的 时，求氧气的116压强解析 (1)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、b 下方的氮气经历等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态的体积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为T2，按题意，汽缸 B 的容积为 ，由题给数据及盖吕萨克定律有V04V1 V0 V0，34 12 V04 78V2 V0 V0
28、，34 V04 ，V1T1 V2T2由式及所给的教据可得 T2320 K(2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热、活塞 a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的 ，此时活塞 a 上方的氧气经历等温变化，设氧气初态的体积为 V1，压116强为 p1，末态体积为 V2，压强为 p2，由所给数据及玻意耳定律得V1 V0，p 1p 0，V 2 V0，14 316p1V 1p 2V 2，由式可得 p2 p043答案 (1)320 K (2) p0431(多选) 下列说法正确的是！ BCE #.( 选填正确答案标号)A悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B空中的小雨滴呈球形是水的表
29、面张力作用的结果C彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果解析 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，选项 A 错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项 B 正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项 C 正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，选项 D 错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而温度会降低的缘故，选项
30、E 正确2图为一定质量理想气体的压强 p 与体积 V 的关系图象，它由状态 A 经等容过程到状态 B，再经等压过程到状态 C.设 A、B、C 状态对应的温度分别为 TA、T B、T C，则下列关系式中正确的是！ C #.(填选项前的字母)AT ATB，T BT CCT ATB，T BTC解析 由题中图象可知，气体由 A 到 B 过程为等容变化，由查理定律得 ，p ApB，故 TATB；由 B 到 C 过程为等压变化，由盖吕萨克定律得pATA pBTB ，V BVC，故 TBTC.选项 C 正确VBTB VCTC3一氧气瓶的容积为 0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为 20 个大气压某实验室每
31、天消耗 1 个大气压的氧气 0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到 2 个大气压时，需重新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天解析 设氧气开始时的压强为 p1，体积为 V1，压强变为 p2(2 个大气压) 时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1p 2V2，重新充气前，用去的氧气在 p2 压强下的体积为 V3V 2V 1， 设用去的氧气在 p0(1 个大气压 )压强下的体积为 V0，则有 p2V3p 0V0. 设实验室每天用去的氧气在 p0 压强下的体积为 V，则氧气可用的天数为 N ，V0V联立式，并代人数据得 N4(天)答案 4 天4如图所示，一粗细均匀的
32、U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关 K 关闭；A 侧空气柱的长度为 l10.0 cm，B 侧水银面比 A 侧的高 h3.0 cm.现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为 h110.0 cm 时将开关 K 关闭已知大气压强 p075.0 cmHg(1)求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度；(2)此后再向 B 侧注入水银，使 A、B 两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度解析 (1)以 cmHg 为压强单位设 A 侧空气柱长度 l10.0 cm 时的压强为 p；当两侧水银面的高度差为 h110.0 cm 时，设空气柱的
33、长度为 l1，压强为 p1.由玻意耳定律得plp 1l1，由力学平衡条件得 pp 0h， 打开开关 K 放出水银的过程中， B 侧水银面处的压强始终为 p0，而 A 侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，直到 B 侧水银面低于 A 侧水银面 h1 为止由力学平衡条件有p1p 0h 1， 联立式，并代入题给数据得l112.0 cm. (2)当 A、 B 两侧的水银面达到同一高度时，设 A 侧空气柱的长度为 l2，压强为 p2.由玻意耳定律得 plp 2l2， 由力学平衡条件有 p2p 0， 联立式，并代入题给数据得l210.4 cm. 设注入的水银在管内的长度为 h，依题意得 h2(l 1
34、l 2)h 1， 联立式，并代入题给数据得h 13.2 cm答案 (1)12.0 cm (2)13.2 cm5(2017全国卷)一热气球体积为 V，内部充有温度为 Ta 的热空气，气球外冷空气的温度为 Tb.已知空气在 1 个大气压、温度 T0 时的密度为 0，该气球内、外的气压始终都为 1 个大气压，重力加速度大小为 g(1)求该热气球所受浮力的大小；(2)求该热气球内空气所受的重力；(3)设充气前热气球的质量为 m0，求充气后它还能托起的最大质量解析 (1)设 1 个大气压下质量为 m 的空气在温度为 T0 时的体积为 V0，密度为0 ，mV0在温度为 T 时的体积为 VT，密度为 (T)
35、 ， mVT由盖吕萨克定律得 ， V0T0 VTT联立式得 (T) 0 ， T0T气体所受到的浮力为 F( Tb)gV， 联立式得 FVg 0 ， T0Tb(2)气球内热空气所受的重力为 G( Ta)Vg， 联立式得 GVg 0 . T0Ta(3)设该气球还能托起的最大质量为 m，由力的平衡条件得mgFGm 0g， 联立式得 mV 0T0 m 0(1Tb 1Ta)答案 (1)Vg 0 (2)Vg 0 (3)V 0T0 m 0T0Tb T0Ta (1Tb 1Ta)6 (2017全国卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示，玻璃泡 M 的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管 K1 和 K2.K1 长为
36、 l，顶端封闭，K 2 上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器 R 连通开始测量时，M 与 K2 相通；逐渐提升 R，直到K2 中水银面与 K1 顶端等高，此时水银已进入 K1，且 K1 中水银面比顶端低 h，如图乙所示设测量过程中温度、与 K2 相通的待测气体的压强均保持不变已知 K1 和 K2 的内径均为 d，M 的容积为 V0，水银的密度为 ，重力加速度大小为 g.求：(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强解析 (1)水银面上升至 M 的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为 V，压强等于待测气体的压强 p.提升 R，直到 K2 中水银面与
37、K1 顶端等高时，K 1 中水银面比顶端低 h；设此时封闭气体的压强为 p1，体积为 V1，则 VV 0 d2l， 14V1 d2h， 14由力学平衡条件得 p1pgh， 整个过程为等温过程，由玻意耳定律得 pVp 1V1， 联立式得 p . gh2d24V0 d2l h(2)由题意知 hl ， 联立式有 p ， gl2d24V0该仪器能够测量的最大压强为 pmax gl2d24V0答案 (1) (2)gh2d24V0 d2l h gl2d24V0课时达标 第 35 讲解密考纲 知道晶体、非晶体的区别；理解表面张力，会解释有关现象；掌握气体的三个实验定律，会用三个实验定律分析气体状态变化问题1
38、(多选) 对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( BD )A压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C压强变大时，分子间的平均距离必然变小D压强变小时，分子间的平均距离可能变小解析 压强变大，温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，选项 A 错误；压强不变，温度也有可能升高，分子热运动可能变得剧烈，选项 B 正确；压强变大，体积不一定减小，分子间的距离不一定变小，选项 C 错误；压强变小，体积可能减小，分子间的距离可能变小，选项 D 正确2(多选) 下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( AB )A水黾可以停在水面上 B叶面上的露珠呈球形C滴入水中的红墨
39、水很快散开 D悬浮在水中的花粉做无规则运动解析 水黾可以停在水面上和叶面上的露珠呈球形都说明液体表面层的分子比液体内部稀疏，液体表面分子表现引力，即表面张力，故选项 A、B 正确；滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，都反映的是液体分子的无规则热运动，故选项 C、D 错误3如图所示，U 形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程无摩擦初始时，外界大气压强为 p0，活塞紧压小挡板现缓慢升高缸内气体的温度，则图中能反映气缸内气体的压强 p 随热力学温度 T 变化的图象是( B )解析 缓慢升高缸内气体的温度，当缸
40、内气体的压强 pp0 时，气体的体积不变，由查理定律知 pp 1 ，故缸内气体的压强 p 与热力学温度 T 呈线性关系；当气缸内气体的压TT1强 pp 0 时发生等压变化正确的图象为图 B4(2017湖北黄石模拟)( 多选) 下列说法正确的是( ACD )A把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面这是由于水表面存在表面张力的缘故B水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形这是表面张力作用的结果D在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关E当两薄玻璃板间夹有一层水
41、膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开这是由于水膜具有表面张力的缘故解析 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，选项 B 错误玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，选项 E 错误5(2017浙江宁波模拟)( 多选) 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da 四个过程，其中 bc 的延长线通过原点， cd 垂直于 ab 且与水平轴平行，da与 bc 平行，则气体体积在 ( AB )Aab 过程中不断增加 Bbc 过程中保持不变Ccd 过程中不断增加 Dda 过程中保持不变解析 因为 bc 的延长线通过原点，所以
42、bc 是等容线，即气体体积在 bc 过程中保持不变，选项 B 正确；ab 是等温线，压强减小则体积增大，选项 A 正确；cd 是等压线，溫度降低则体积减小，选项 C 错误；连接 aO 交 cd 于 e，如图，则 ae 是等容线，即 VaV e，因为 VdVe，所以 VdVa，所以 da 过程中体积不是保持不变，选项 D 错误6利用如图装置可测量大气压强和容器的容积步骤如下：将倒 U 形玻璃管 A 的一端通过橡胶软管与直玻璃管 B 连接，并注入适量的水，另一端插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在 A 上标注此时水面的位置 K；再将一针筒活塞置于10 mL 位置的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至 0 刻
43、度的位置；上下移动 B，保持 A 中的水面位于 K 处，测得此时水面的高度差为 17.1 cm拔出橡皮塞，将针筒活塞置于 0 mL 位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将活塞抽拔至 10 mL 位置，上下移动 B，使 A 中的水面仍位于 K 处，测得此时玻璃管中水面的高度差为 16.8 cm.(玻璃管 A 内气体体积忽略不计， 水 1.010 3 kg/m3，取 g10 m/s2) (1)若用 V0 表示烧瓶容积，p 0 表示大气压强，V 表示针筒内气体的体积，p 1、 p2 表示上述步骤中烧瓶内、外气体压强差大小，则步骤中，气体满足的方程分别为！_p 0(V0 V)(p 0p 1)V0
44、_、！_p 0V0( p0p 2)(V0V) _(2)由实验数据得烧瓶容积 V0！_560_mL ，大气压强 p0！_95_760_Pa(3)倒 U 形玻璃管 A 内气体的存在 ( A )A仅对容积的测量结果有影响 B仅对压强的测量结果有影响C对二者的测量结果均有影响 D对二者的测量结果均无影响解析 (1)由题意，气体发生等温变化，步骤中气体初态的压强和体积分别为p0、( V0V)，末态的压强和体积分别为(p 0p 1)与 V0，则气体满足的方程为 p0(V0V)(p 0 p1)V0；步骤中气体初态的压强和体积分别为 p0、V 0，末态的压强和体积分别为(p0 p2)、(V 0V)，则气体满足
45、的方程为 p0V0( p0p 2)(V0 V)(2)将(1)中的方程代入数据解得V0560 mL ，p 095 760 Pa(3)(2)中得到的体积 V0 应该为容器的体积与玻璃管 A 内气体的体积之和，对大气压强的测量不产生影响，选项 A 正确7(2018浙江杭州模拟)如图， T 形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成 A、B 两部分，活塞左、右两侧截面积分别为 S1、S 2，活塞与汽缸两端的距离均为 L，汽缸上有 a、b、c 三个小孔与大气连通，现将 a、b 两孔用细管(容积不计) 连接已知大气压强为 p0，环境温度为 T0，活塞与缸壁间无摩擦(1)若用钉子将活塞固定，然后将缸内气体缓慢加热到 T
46、1，求此时缸内气体的压强；(2)若气体温度仍为 T0，拔掉钉子，然后改变缸内气体温度，发现活塞向右缓慢移动了L 的距离( 活塞移动过程中不会经过小孔)，则气体温度升高还是降低？变化了多少？解析 (1)A、B 内气体相通，初状态压强为 p0.由于钉子将活塞固定，气体体积不变由查理定律可知 ，p0T0 p1T1解得 p1 p0T1T0(2)对活塞进行受力分析，可知温度改变后，活塞仍处于平衡状态，合力为 0，所以活塞向右移动后，气体的压强不变活塞向右移动后，气体体积增大，则气体温度升高由 ，S1 S2LT0 S2L L S1L LT解得 TT 0 T0S1 S2LS1 S2L所以温度变化了 T T0S1 S2LS1 S2L答案 (1) (2) 升高 T0p0T1T0 S1 S2LS1 S2L8(2017福建福州模拟)如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为 10 kg，横截面积为 50 cm2，厚度为 1 cm，气缸全长为 21 cm，气缸质量为 20 kg，大气压强为 1105 Pa，当温度为 7 时，活塞封闭的气柱长 10 cm，将气缸倒过来放置，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通，g