2022年物理第一輪復(fù)習(xí)題庫(kù)第2講 固體、液體和氣體

第2講固體、液體和氣體

知識(shí)椅理?雙基過(guò)關(guān)緊抓教材自主落實(shí)

知識(shí)要點(diǎn)

一、固體和液體

1.固體

(1)晶體與非晶體

物理性質(zhì)各向異性各向同性

原子排列有規(guī)則，但多晶體每個(gè)晶體間的排列無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則

(2)晶體的微觀結(jié)構(gòu)

晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。

2.液晶

(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向星拄，又可以自由移動(dòng)位置，保持了液

體的流動(dòng)性。

(2)液晶分子的位置無(wú)序使它像液體,排列有序使它像晶體。

⑶液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看則是出L無(wú)堂

的。

3.液體的表面張力現(xiàn)象

(1)作用

液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢(shì)。

(2)方向

表面張力跟液面相切,且跟這部分液面的分界線垂直。

⑶大小

液體的溫度越高，表面張力越小;液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變小;液體的密

度越大，表面張力越大。

二'飽和蒸汽'未飽和蒸汽和飽和汽壓相對(duì)濕度

1.飽和汽與未飽和汽

(1)飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽。

(2)未飽和汽：沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽。

2.飽和汽壓

(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng)。

(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大,且飽和汽壓

與飽和汽的體積無(wú)關(guān)。

3.相對(duì)濕度

空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比。

水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)

即：相對(duì)濕度=

同溫度水的飽和汽壓。

三、氣體

1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

2.氣體的壓強(qiáng)

⑴產(chǎn)生原因：由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生

持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。

(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(dòng)能和分子的密集程度。

3.氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體

（1）氣體實(shí)驗(yàn)定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質(zhì)量的某種氣一定質(zhì)量的某種氣

一定質(zhì)量的某種氣體，在

體，在體積不變的情體，在壓強(qiáng)不變的情

內(nèi)容溫度不變的情況下，壓強(qiáng)

況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)況下，體積與熱力學(xué)

與體積成反比

溫度成正比溫度成正比

包=醫(yī)k=必

表達(dá)式=.必

p\V\T\~Tirriz

PkP二

/

圖象

0VO7af

（2）理想氣體狀態(tài)方程

①理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。

②理想氣體狀態(tài)方程：華=喏（質(zhì)量一定的理想氣體），或牛=C

基礎(chǔ)診斷

1.（多選）以下說(shuō)法正確的是（）

A.金剛石、食鹽都有確定的熔點(diǎn)

B.飽和汽的壓強(qiáng)與溫度無(wú)關(guān)

C.一些小昆蟲(chóng)可以停在水面上是由于液體表面張力的作用

D.多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性

E.當(dāng)人們感覺(jué)空氣干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小

解析金剛石、食鹽都是晶體，有確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；飽和汽的壓強(qiáng)與

溫度有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)橐后w表面張力的存在，有些小昆蟲(chóng)能停在水面上,

選項(xiàng)C正確；多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在一定溫度條

件下，相對(duì)濕度越小，水蒸發(fā)得也就越快，人就越感到干燥，故當(dāng)人們感到干燥

時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小，選項(xiàng)E正確。

答案ACE

2.（多選）［2019?安徽A10聯(lián)盟2月聯(lián)考，33⑴］下列說(shuō)法正確的是（）

A.溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同

B.一定溫度下飽和汽的分子數(shù)密度為一定值，溫度升高，飽和汽分子數(shù)密度增大

C.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽，可以保持體積不變，降低溫度

D.當(dāng)空氣中水蒸氣壓強(qiáng)等于同溫度水的飽和汽壓，水會(huì)停止蒸發(fā)

E.空氣的相對(duì)濕度定義為空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比

解析飽和汽壓與溫度和液體種類有關(guān)，溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓不

同，故A錯(cuò)誤；飽和汽壓是物質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性

和溫度，一定溫度下的飽和汽的分子數(shù)密度是一定值，溫度升高，飽和汽分子數(shù)

密度增大，B正確；保持體積不變，降低溫度，飽和汽壓減小，未飽和汽可能轉(zhuǎn)

化成飽和汽，故C正確；當(dāng)空氣中水蒸氣壓強(qiáng)等于同溫度水的飽和汽壓時(shí)，水

仍然蒸發(fā)，故D錯(cuò)誤；空氣的相對(duì)濕度定義為空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度

時(shí)水的飽和汽壓之比，選項(xiàng)E正確。

答案BCE

3.（多選）［2017?全國(guó)I卷，33⑴］氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔

的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖1中兩條曲線所

示。下列說(shuō)法正確的是（）

單位速率間隔的分子數(shù)

A.圖中兩條曲線下面積相等

B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形

C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100°C時(shí)的情形

D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目

E.與0°C時(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0?400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總

分子數(shù)的百分比較大

解析根據(jù)圖線的物理意義可知，曲線下的面積表示總分子數(shù)，所以圖中兩條曲

線下面積相等，選項(xiàng)A正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，且溫度越高，速率

大的分子比例較大，所以圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較大的情形，虛線對(duì)

應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形，選項(xiàng)B、C正確；根據(jù)曲線不能求出任意區(qū)

間的氧氣分子數(shù)目，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由圖線可知100℃時(shí)的氧氣分子速率出現(xiàn)在。?

400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比比0℃時(shí)的百分比小，選項(xiàng)E錯(cuò)

誤。

答案ABC

4.（多選）如圖2質(zhì)量為m的絕熱活塞把一定質(zhì)量的理想氣體密封在豎直放置的絕

熱汽缸內(nèi)，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)?，F(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)一理想氣體十分緩慢地

加熱。設(shè)汽缸處在大氣中，大氣壓強(qiáng)恒定。經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間后，下列說(shuō)法正確

的是（）

圖2

A.汽缸中氣體的壓強(qiáng)比加熱前要大

B.汽缸中氣體的壓強(qiáng)保持不變

C.汽缸中氣體的體積比加熱前要大

D.汽缸中氣體的內(nèi)能可能和加熱前一樣大

E.活塞在單位時(shí)間內(nèi)受汽缸中分子撞擊的次數(shù)比加熱前要少

解析汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p=po+警，則知加熱時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)保持不

變，故A錯(cuò)誤，B正確；封閉氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋一呂薩克定律知，溫

度上升時(shí)，氣體的體積增大，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只跟溫度有

關(guān)，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，故D錯(cuò)誤；溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大,

體積增大，單位體積氣體分子數(shù)減少，由于氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)壓強(qiáng)的微觀含

義知活塞在單位時(shí)間內(nèi)受汽缸中分子撞擊的次數(shù)比加熱前減少，故E正確。

答案BCE

保堂互動(dòng)?研透考點(diǎn)不同考點(diǎn)不同講法

考點(diǎn)1固體和液體性質(zhì)的理解

1.晶體和非晶體

(1)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)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。

(3)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.液體表面張力

(1)表面張力的效果：表面張力使液體表面積具有收縮趨勢(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。

⑵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。

【例1](多選)[2015?全國(guó)I卷,33⑴]下列說(shuō)法正確的是()

A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)

C.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

D.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體

E.在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變

解析晶體有固定的熔點(diǎn)，并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，

仍舊是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向

上光學(xué)性質(zhì)不同，表現(xiàn)為晶體具有各向異性，選項(xiàng)B正確；同種元素構(gòu)成的固

體可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項(xiàng)C

正確；在合適的條件下，某些晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化，如二氧化硅晶體加熱

再凝固后成為非晶體，選項(xiàng)D正確；熔化過(guò)程中，晶體要吸熱，溫度不變，但

是內(nèi)能增大，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。

答案BCD

多維訓(xùn)練精選練談.

1.(多選)關(guān)于飽和汽壓和相對(duì)濕度，下列說(shuō)法中正確的是()

A.溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同

B.溫度升高時(shí)，飽和汽壓增大

C.在相對(duì)濕度相同的情況下，夏天比冬天的絕對(duì)濕度大

D.飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積無(wú)關(guān)

E.飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積有關(guān)

解析A.飽和汽壓與溫度和液體種類有關(guān)，溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓不

同，故A錯(cuò)誤；B.同種液體，溫度升高時(shí)，飽和汽壓增大，故B正確；C.冬天

溫度低，飽和汽的氣壓低，故在相對(duì)濕度相同的情況下，夏天比冬天的絕對(duì)濕度

大，故C正確；D.飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積無(wú)關(guān)，故D正確，E錯(cuò)誤。

答案BCD

2.（多選）下列對(duì)飽和汽、未飽和汽、飽和汽壓以及濕度的認(rèn)識(shí)，選項(xiàng)正確的是（）

A.液體的飽和汽壓只與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與體積無(wú)關(guān)

B.增大壓強(qiáng)一定可以使未飽和汽變成飽和汽

C.降低溫度一定可以使未飽和汽變成飽和汽

D.空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)越大，空氣的絕對(duì)濕度越大

E.干濕泡濕度計(jì)的干、濕兩支溫度計(jì)的示數(shù)差越小，空氣的相對(duì)濕度越大

解析飽和汽壓的大小取決于物質(zhì)的性質(zhì)和溫度，而與體積無(wú)關(guān)，故A項(xiàng)正確;

飽和汽壓與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度可以使未飽和汽變成飽和汽，但

不是一定能使未飽和汽變成飽和汽，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；空氣的濕度是指相對(duì)濕度，

空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)越大，空氣的絕對(duì)濕度越大，相對(duì)濕度不一定越大，故

D項(xiàng)正確；干濕泡濕度計(jì)的干、濕兩支溫度計(jì)示數(shù)差越小，說(shuō)明空氣越潮濕，相

對(duì)濕度越大，故E項(xiàng)正確。

答案ADE

考點(diǎn)氣體壓強(qiáng)求解的“兩類模型”

模型?！盎钊蹦Ｐ陀?jì)算氣體壓強(qiáng)

對(duì)“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問(wèn)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po。由于活塞處于平衡狀

態(tài)，所以p（）S+mg=〃S。

【例2】如圖3中兩個(gè)汽缸質(zhì)量均為M,內(nèi)部橫截面積均為S,兩個(gè)活塞的質(zhì)量

均為〃?，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。

兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B,大氣壓為加，重力加速度為g,

求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？

解析在圖甲中選活塞為研究對(duì)象PAS

pAS=poS+mgP°S

mg

PS

得pA=po+號(hào)0

PBS

在圖乙中選汽缸為研究對(duì)象poS=pBS+MgMg

PB=PL嚕

答案〃。+等PL蹩

模型色“液柱”模型計(jì)算氣體壓強(qiáng)

連通器模型（用液柱封閉一定質(zhì)量的氣體，如圖4所示）

平衡時(shí)對(duì)氣體A有：pA=po+pgh\

對(duì)氣體B有：PB+pgh2=pA=po+pgh1

所以pB=po+pg伽~hi）

【例3】若已知大氣壓強(qiáng)為po,在圖5中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密

度均為P，求被封閉氣體的壓強(qiáng)。

甲乙丙

圖5

解析在甲圖中，以高為力的液柱為研究對(duì)象,

由二力平衡知pAS+pghS=p（）S

所以p甲=PA=po—pgh

在圖乙中，以8液面為研究對(duì)象，由平衡方程/上=產(chǎn)下有：pAS+pghS=p0S,得

p^=pA=po-pgh

在圖丙中，以3液面為研究對(duì)象，有

pAS+pghsin6O°S=PBS=POS

苗

所以P丙=PA=po—2Pgh。

MAJI

答案甲：po—pgh乙：PLpgh丙：PL右pgh

多維訓(xùn)練精造終透.

1.若已知大氣壓強(qiáng)為po,如圖6所示各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為

P，求下列圖中被封閉氣體的壓強(qiáng)。

解析在圖甲中，以液面A為研究對(duì)象，由二力平衡得

p<fS=（p（）+pgh\）S

所以p甲=〃。+pgh\

在乙圖中，從開(kāi)口端開(kāi)始計(jì)算：右端為大氣壓po,同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)

相同，所以匕氣柱的壓強(qiáng)為p0=p（）+pg（/22一m），而。氣柱的壓強(qiáng)為p“=p〃一pg/?3

=po+pg（h2—h\—〃3）

=

答案甲：po+pgh\乙：papo+pg（/22—ht—hi）pb=po+pgQn-hi）

2.如圖7所示，內(nèi)壁光滑的圓筒固定在水平地面上，用橫截面積S=0.01m2的活

塞A、8封閉一定質(zhì)量的理想氣體，其中活塞8與一端固定在豎直墻上、勁度系

數(shù)k=\000N/m的輕質(zhì)彈簧相連，平衡時(shí)兩活塞相距/o=O.6m。已知外界大氣

壓強(qiáng)po=LOX105Pa,圓筒內(nèi)氣體溫度為r（）=27℃。

圖7

⑴若將兩活塞鎖定，然后將圓筒內(nèi)氣體溫度升到r=227C,求此時(shí)圓筒內(nèi)封閉

氣體的壓強(qiáng)；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（2）若保持圓筒內(nèi)氣體溫度r（）=27C不變，然后對(duì)A施加一水平推力F=500N,

使其緩慢向左移動(dòng)一段距離后再次平衡，求此過(guò)程中活塞A移動(dòng)的距離。（假設(shè)

活塞8左端的圓筒足夠長(zhǎng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)）

解析⑴設(shè)此時(shí)氣體壓強(qiáng)為p,由查理定律可得|=與

7b=（273+ro）K=3OOK,T=（273+/）K=500K

代入數(shù)據(jù)可得〃=1.67X1（）5pa。

（2）設(shè)再次平衡時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為p',活塞A、B向左移動(dòng)的距離分別為x、V

由于氣體溫度始終不變，由玻意耳定律可得poloS=p\lo+x'-x）S

由平衡條件可知，對(duì)活塞A有“S=p（）S+尸

對(duì)活塞8有〃oS+依』pS

聯(lián)立解得x=0.7m。

答案（1）1.67X105pa（2）0.7m

考點(diǎn)3氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體狀態(tài)方程

1.三大氣體實(shí)驗(yàn)定律

（1）玻意耳定律（等溫變化）：PiVi=p2V2或pV=C（常數(shù)）。

（2）查理定律（等容變化）：叁=錚畔=（7（常數(shù)）。

（3）蓋一呂薩克定律（等壓變化）：卷=卷或六C（常數(shù)）。

2.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路

_^根據(jù)題意，選出所研究的某一部分一定質(zhì)

'一J一,量氣體

塞）_分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前后的八

一召」V、T數(shù)值或表達(dá)式（壓強(qiáng)的確定是關(guān)鍵）

/文卷）一等溫?等壓？等容？還是八V.7?均變化

而二箝選用狀態(tài)方程或某一實(shí)驗(yàn)定律列式求解.

有時(shí)要討論結(jié)果的合理性

考向0單獨(dú)氣體的狀態(tài)變化

【例4][2019?全國(guó)1【1卷，33(2)]如圖8,一粗細(xì)均勻的細(xì)管開(kāi)口向上豎直放置,

管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀

柱上表面到管口的距離為2。cm。若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處,

且無(wú)水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg,環(huán)境

溫度為296K?

2.0cm；20cm

圖8

⑴求細(xì)管的長(zhǎng)度；

(ii)若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口

平齊為止，求此時(shí)密封氣體的溫度。

解析⑴設(shè)細(xì)管的長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面的面積為5,水銀柱高度為力；初始時(shí)，設(shè)

水銀柱上表面到管口的距離為加，被密封氣體的體積為V,壓強(qiáng)為p,細(xì)管倒置

時(shí)，氣體體積為修，壓強(qiáng)為0。

由玻意耳定律有

pV=p\Vi?

由力的平衡條件有

p=po+pgh②

p\=pq—pgh③

式中，4g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，po為大氣壓強(qiáng)。由題意有

V=S(L—h\—〃)④

0=5?一》⑤

由①②③④⑤式和題給條件得

￡=41cm。⑥

(ii)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為R和T,由蓋一呂薩克定律有

TTT^

由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得

T=312KO⑧

答案⑴41cm(ii)312K

考向?多個(gè)封閉氣體的狀態(tài)變化

【例5][2019?全國(guó)H卷，33(2)]如圖9,一容器由橫截面積分別為2s和S的兩

個(gè)汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過(guò)剛性

桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?。平衡時(shí)，氮?dú)獾膲?/p>

強(qiáng)和體積分別為po和％,氫氣的體積為2%,空氣的壓強(qiáng)為p,現(xiàn)緩慢地將中部

的空氣全部抽出，抽氣過(guò)程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒(méi)有到達(dá)兩汽缸

的連接處，求：

圖9

⑴抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；

(ii)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。

解析⑴設(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)為pio,根據(jù)力的平衡條件得

3o—p>2S=(/2o—p)S①

得0O=；Oo+p)。②

(ii)設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為PI和V1,氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為P2和

V2O根據(jù)力的平衡條件有

P2S=pr2S③

由玻意耳定律得

p\Vi=pio-2V{)(4)

P2V2=8丫0⑤

由于兩活塞用剛性桿連接，故

VL2VO=2(V()T)⑥

聯(lián)立②③④⑤⑥式解得

1,1?

01=2+承⑦

4(p()+〃)Vo

V)=⑧

2po+p

4(po+p)%

答案(i)1(/20+p)(ii)；po+：p

2p()+p

考向?變質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化

分析變質(zhì)量氣體問(wèn)題時(shí)，要通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象，使變質(zhì)量氣體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為

定質(zhì)量氣體問(wèn)題，用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。

類別對(duì)象

打氣問(wèn)題選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象

抽氣問(wèn)題將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象

灌氣問(wèn)題把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研究對(duì)象

漏氣問(wèn)題選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象

【例6][2019?全國(guó)I卷，33(2)]熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備

工作時(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐

腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺(tái)

熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13n?,爐腔抽真空

后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶瀛氣壓入到爐腔中。已知每瓶氮?dú)獾娜莘e為

3.2X1(T2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5X107Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為

2.0X106Pa；室溫溫度為27℃。氮?dú)饪梢暈槔硐霘怏w。

⑴求壓入氤氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；

(ii)將壓入氤氣后的爐腔加熱到1227C,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。

解析⑴設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為Vo,壓強(qiáng)為po;使用后氣瓶中剩余氣體的

壓強(qiáng)為0。假設(shè)體積為人、壓強(qiáng)為m的氣體壓強(qiáng)變?yōu)?時(shí)，其體積膨脹為

由玻意耳定律poVo=pWi①

被壓入爐腔的氣體在室溫和pi條件下的體積為

0'=0一％②

設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為P2,體積為％。

由玻意耳定律p2V2=10pM'③

聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得

7

/?2=3.2X10Pao④

(ii)設(shè)加熱前爐腔的溫度為A),加熱后爐腔溫度為T(mén)l,氣體壓強(qiáng)為P3

聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得P3=L6X1()8Pa。(6)

答案⑴3.2X107pa(ii)i.6X108Pa

多維訓(xùn)練精選練法.

1.[2018?全國(guó)IH卷，33(2)]如圖10所示，在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管

內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),

左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為人=18.0cm和b=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為

12.0cmHgo現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀

逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不

變。

Tn

±.

7

圖10

解析設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別

為PI和〃2。U形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為P，此

時(shí)原左、右兩邊氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)?/和k。由力的平衡條件有

p\=P2+/)g(/l—，2)①

式中"為水銀密度，g為重力加速度大小。

由玻意耳定律有

p/=p/l②

P2,2=p/2'③

兩邊氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等

l\'-l\=h—l2@

由①②③④式和題給條件得

"=22.5cm⑤

11=1.5cmo⑥

答案22.5cm7.5cm

2.[2018?全國(guó)I卷，33(2)]如圖11,容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S

的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有某種液體的

容器相連，細(xì)管上有一閥門(mén)K。開(kāi)始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)

V

均為po。現(xiàn)將K打開(kāi)，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為R時(shí),

將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了也不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外

界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。

圖11

解析設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為Vi,壓強(qiáng)為0；下方氣體的

體積為V2,壓強(qiáng)為向。在活塞下移的過(guò)程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持

不變，

由玻意耳定律得p()5=piL①

y

po]=p2V2②

由已知條件得

V,VV13

V1=2+6-8=24V?

VV

V2=2-6=3?

設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為〃2,由力的平衡條件得

P2S=piS+mg⑤

聯(lián)立以上各式得加

農(nóng)安15Pos

口呆26g

3.如圖12所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總?cè)莘e為14L,裝入藥

液后，封閉在藥液上方的空氣體積為2L,氣壓為1atm。打氣筒活塞每次可以

打進(jìn)氣壓為1atm、體積為0.2L的空氣。（不考慮環(huán)境溫度的變化）

（1）要使藥液上方的氣體壓強(qiáng)增大到5atm,應(yīng)打氣多少次？

（2）如果藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到5atm時(shí)停止打氣，并開(kāi)始向外噴藥，那么當(dāng)噴

霧器不能再向外噴藥時(shí)，筒內(nèi)剩下的藥液還有多少升？

解析（1）設(shè)應(yīng)打氣〃次，則有pi=latm,

Vi=0.2?L+2L,p2=5atm,V2=2L

根據(jù)玻意耳定律0弘=小%,解得〃=40（次）。

（2）當(dāng)不能再向外噴藥時(shí)，筒內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p3=latm。

P2=5atm,V2=2L

根據(jù)玻意耳定律得P2V2=P3V3,解得丫3=與產(chǎn)=101

剩下的藥液V=14L-10L=4Lo

答案⑴40次(2)4L

考點(diǎn)]

?氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題

1.四種圖象的比較

類別特點(diǎn)（其中C為常量）舉例

pV=CT,即之積越大的等溫線溫度

p-V馬

越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)1O

T2>T,V

p=CT^,斜率4=CT,即斜率越大，溫

1

P-V

OT>TJV

度越高2

cC

P=yT,斜率女=,，即斜率越大，體積P

P-T/勺,

O

越小v2<v.T

v=/,斜率左='即斜率越大，壓強(qiáng)V

V-T

O

越小P2Vpi

2.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。

例如：（1）在圖13甲中，0對(duì)應(yīng)虛線為等容線，A、3分別是虛線與72、Ti兩線

的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從8狀態(tài)通過(guò)等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以72>「。

⑵如圖乙所示，A、8兩點(diǎn)的溫度相等，從8狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定

減小，所以％〈0。

乙

圖13

【例7】（2019?全國(guó)H卷，33）如p—V圖14所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器

中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是力、A、A，用M、N2、

M分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均

次數(shù)，則MN2,Ti4，Ni_______岫。（填“大于”“小于”或“等

于”）

解析根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

Ti-A一73

可知Ti>A,71=73

由于狀態(tài)1時(shí)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，分

子數(shù)密度相等，故單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即Ni>M;對(duì)于狀態(tài)2、3,由

于73>72,故狀態(tài)3分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，而且P2'

=P3'，因此狀態(tài)2單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即N2>N3。

答案大于等于大于

多維訓(xùn)練格選練透.

1.（多選）（2020?湖北省十堰市調(diào)研）熱學(xué)中有很多圖象，對(duì)圖15中一定質(zhì)量的理

想氣體圖象的分析，正確的是（）

單位速率間隔的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

圖15

A.甲圖中理想氣體的體積一定不變

B.乙圖中理想氣體的溫度一定不變

C.丙圖中理想氣體的壓強(qiáng)一定不變

D.丁圖中理想氣體從P到Q,可能經(jīng)過(guò)了溫度先降低后升高的過(guò)程

E.戊圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)的氣體溫度一定高于虛線對(duì)應(yīng)的氣體溫度

解析由理想氣體方程竿=C可知，A、C正確；若溫度不變，〃一丫圖象應(yīng)該是

雙曲線的一支，題圖乙不一定是雙曲線的一支，故B錯(cuò)誤；p—V圖象中等溫線

是雙曲線的一支，越向上溫度越高，題圖丁中理想氣體從P到Q,經(jīng)過(guò)了溫度先

升高后降低的過(guò)程，D錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，速率分布最大的區(qū)間將向速率增大處

移動(dòng)，氣體由虛線狀態(tài)變成實(shí)線狀態(tài)時(shí)，溫度升高，所以實(shí)線對(duì)應(yīng)的溫度一定高

于虛線對(duì)應(yīng)的溫度，故E正確。

答案ACE

2.（2019-遼寧省大連市第二次模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從

A-C-OfA的變化過(guò)程可用如圖16所示的p-V圖線描述，其中OfA為

等溫線，氣體在狀態(tài)A時(shí)溫度為北=300K,求：

[)/(x10sPa)

(?:

0245V/L

圖16

(1)氣體在狀態(tài)C時(shí)溫度Tc；

(2)若氣體在A-8過(guò)程中吸熱1000J,則在A-3過(guò)程中氣體內(nèi)能如何變化？變

化了多少？

解析(l)O-A為等溫線，則7>=TD=300K,C到。過(guò)程由蓋一呂薩克定律得

VcVn

尹〒,所以Tc=375K。

lcID

(2)A-B過(guò)程壓強(qiáng)不變，

W=-pAV=-2X105X3X103J=-600J

由熱力學(xué)第一定律，得AU=Q+W=1000J-600J=400J

則氣體內(nèi)能增加，增加了400Jo

答案(1)375K(2)氣體內(nèi)能增加增加了400J

課時(shí)作業(yè)

(時(shí)間：40分鐘)

基礎(chǔ)鞏固練

1.(多選X2019?河北省承德市聯(lián)校期末)下列說(shuō)法正確的是()

A.晶體有固定的熔點(diǎn)

B.液晶既有液體的流動(dòng)性，又有晶體的各向異性

C.物體吸收熱量后，其溫度一定升高

D.給自行車打氣時(shí)氣筒壓下后反彈，是分子斥力造成的

E.雨水沒(méi)有透過(guò)布質(zhì)雨傘是因?yàn)橐后w表面張力的存在

解析晶體區(qū)別于非晶體的是晶體有固定的熔點(diǎn)，故A正確；液晶既有液體的

流動(dòng)性，又有晶體的各向異性，故B正確；物體吸收熱量的同時(shí)，可能還對(duì)外

做功，其溫度不一定升高，故C錯(cuò)誤；給自行車打氣時(shí)氣筒壓下后反彈，是由

于氣體壓強(qiáng)的原因，不是分子作用力的作用，故D錯(cuò)誤；雨水沒(méi)有透過(guò)布質(zhì)雨

傘是因?yàn)橐后w表面存在張力，從而不會(huì)透過(guò)雨傘，故E正確。

答案ABE

2.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）

A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果

C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)

D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故

E.干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水

蒸發(fā)吸熱的結(jié)果

解析水中花粉的布朗運(yùn)動(dòng)，反映的是水分子的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；正

是表面張力使空中雨滴呈球形，選項(xiàng)B正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)是各向異性，液

晶顯示器正是利用了這種性質(zhì)，選項(xiàng)C正確；高原地區(qū)大氣壓較低，對(duì)應(yīng)的水

的沸點(diǎn)較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因?yàn)榧啿贾械乃舭l(fā)吸熱，則同樣環(huán)境下濕泡溫度

計(jì)顯示的溫度較低，選項(xiàng)E項(xiàng)正確。

答案BCE

3.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）

A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，而不是該氣體所有分

子體積之和

B.只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低

C.在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)為零

D.把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會(huì)變鈍，這跟表面張力無(wú)關(guān)

E.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，層與層原子間作用力小，可用作固體潤(rùn)滑劑

答案ABE

4.（多選）（2019?吉安一模）下列說(shuō)法中正確的是（）

A.低于時(shí)，水將停止蒸發(fā)

B.液體的溫度越低，其飽和汽壓越小

C.氣體壓強(qiáng)是氣體分子間斥力的宏觀表現(xiàn)

D.在細(xì)管中浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的液體均可產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象

E.空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢

解析蒸發(fā)在任何溫度下都會(huì)進(jìn)行，選項(xiàng)A不正確；液體的溫度越低，其飽和

汽壓越小，選項(xiàng)B正確；氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)容器壁的持續(xù)

的、無(wú)規(guī)則撞擊產(chǎn)生的，選項(xiàng)C不正確；在細(xì)管中浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的液體均可產(chǎn)

生毛細(xì)現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確；空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽

和汽壓，水蒸發(fā)越慢，選項(xiàng)E正確。

答案BDE

5.（多選）下列五幅圖分別對(duì)應(yīng)五種說(shuō)法，其中正確的是（）

油酸分子

CSOCCIOOOOOOOO

A.水面上單分子B.顯微鏡下三顆微粒C.分子間的作用力與

油膜示意圖運(yùn)動(dòng)位置的連線分子距離的關(guān)系

”速率區(qū)間的分子數(shù)

100200300l（K）3U06007008U0900分子速率

——溫度為0tt——溫度為

D.模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)E.氧氣分子速率分布圖

生機(jī)理的實(shí)驗(yàn)

A.分子并不是球形，但可以當(dāng)作球形處理，這是一種估算方法

B.微粒的運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)

C.當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為“時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等

D.實(shí)驗(yàn)中要盡可能保證每顆玻璃球與電子秤碰撞時(shí)的速率相等

E.0C和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn)

解析A圖是油膜法估測(cè)分子的大小，圖中分子并不是球形，但可以當(dāng)作球形處

理，這是一種估算方法，選項(xiàng)A正確；B圖中顯示的是布朗運(yùn)動(dòng)，是懸浮微粒

的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C圖中，當(dāng)兩個(gè)

相鄰的分子間距離為用時(shí)，分子力為零，此時(shí)它們間相互作用的引力和斥力大

小相等，故選項(xiàng)C正確；D圖中，分子的速率不是完全相等的，所以也不要求

每顆玻璃球與電子秤碰撞時(shí)的速率相等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；E圖是麥克斯韋速率分

布規(guī)律的圖解，0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特

點(diǎn)，故選項(xiàng)E正確。

答案ACE

6.[2019?江西盟校一聯(lián)，33⑵]為了更方便監(jiān)控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋

爐的外壁上鑲嵌一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的汽缸，汽缸內(nèi)氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫

度相等。如圖1所示，汽缸開(kāi)口向上，用質(zhì)量為"2=1kg的活塞封閉一定質(zhì)量的

理想氣體，活塞橫截面積為S=1cn?。當(dāng)汽缸內(nèi)溫度為300K時(shí)，活塞與汽缸底

間距為L(zhǎng),活塞上部距活塞L處有一用輕質(zhì)繩懸掛的重物M,當(dāng)繩上拉力為零時(shí),

警報(bào)器報(bào)警。已知大氣壓強(qiáng)po=LOXl()5pa,活塞與器壁之間摩擦可忽略，g=

10m/s2o則:

(i)當(dāng)活塞剛剛碰到重物時(shí)，鍋爐外壁溫度為多少？

(ii)若鍋爐外壁的安全溫度為900K,那么重物的質(zhì)量應(yīng)是多少？

解析⑴活塞上升過(guò)程為等壓變化，則Vi=LS

匕=及

V2ZD,rj-1rj-i

得72=600Ko

(ii)活塞碰到重物后到繩的拉力為零是等容過(guò)程，設(shè)重物質(zhì)量為M,

則p2S=p()S+mg,p3S=p()S+(in+M)g

先胃可得M=lkg。

答案(i)600K(ii)lkg

7.[2019?江西紅色七校二模，33(2)]如圖2,粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A3兩端開(kāi)口，

管內(nèi)有一段水銀柱，左管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長(zhǎng)為〃=40cm,右管內(nèi)

氣體柱長(zhǎng)為/B=39cm。先將開(kāi)口8封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)被封

閉的氣體為理想氣體，整個(gè)過(guò)程溫度不變，若穩(wěn)定后進(jìn)入左管的水銀面比水銀槽

水銀面低4cm,已知大氣壓強(qiáng)po=76cmHg。求：

A

圖2

(i)A端上方氣柱長(zhǎng)度；

(ii)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)。

解析⑴設(shè)穩(wěn)定后A端上方氣柱長(zhǎng)度為/i,由題可知，插入水銀槽中后，左管內(nèi)

氣體壓強(qiáng)為

p\=7?()+pgA/?=8OcmHg

由玻意耳定律得PQIA=P\1\

所以A端上方氣柱長(zhǎng)度為/i=38emo

(