高考物理一輪復習考點精講精練第32講　固體、液體與氣體（解析版）

第32講固體、液體與氣體1.知道晶體、非晶體的區(qū)別.2.理解表面張力，會解釋有關現象.3.掌握氣體實驗三定律，會用三定律分析氣體狀態(tài)變化問題．考點一固體與液體的性質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各向異性各向同性各向同性典型物質石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉化有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)．同一物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現，有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體.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(1)具有液體的流動性．(2)具有晶體的光學各向異性．(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．（2024?臺州二模）2024年1月底，臺州迎來了近十年來最大的一場降雪，大地銀裝素裹。下列說法正確的是（）A．毛絨絨的雪花是晶體 B．雪花在空中飄舞做的是布朗運動 C．雪花在風中飄落過程中機械能一直減小 D．雪天路滑，汽車在轉彎時易側滑是因為受到離心力的作用【解答】解：A、雪花是水蒸氣凝華時形成的晶體，故A正確；B、雪花形狀比較大，不是懸浮在空氣中的固體小顆粒，所以不能把雪花的運動認為是布朗運動，故B錯誤；C、雪花飄落過程中風可能對雪花做正功，雪花的機械能可能增大，故C錯誤；D、雪天路滑，汽車在轉彎時容易側滑是因為地面的摩擦力不足以提供向心力；車輛受到離心力這樣的說法本身就是錯誤的，故D錯誤。故選：A。（2024?汕頭一模）半導體摻雜對于半導體工業(yè)有著舉足輕重的作用，其中一種技術是將摻雜源物質與硅晶體在高溫（800到1250攝氏度）狀態(tài)下接觸，摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，溫度越高摻雜效果越顯著，下列說法正確的是（）A．這種滲透過程是自發(fā)可逆的 B．硅晶體具有光學上的各向同性 C．這種滲透過程是分子的擴散現象 D．溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，所有分子的熱運動速率都增加【解答】解：AC、摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，這種滲透過程是分子的擴散現象，該過程為自發(fā)過程，其逆過程不能自發(fā)進行，故A錯誤，C正確；B、由于硅晶體的晶格結構，硅晶體具有光學上的各向異性，故B錯誤；D、溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，分子的平均動能增大，則分子的平均速率增大，并不是所有分子的熱運動速率都增加，故D錯誤。故選：C。（2024?泰州模擬）關于下列各圖所對應現象的描述，正確的是（）A．圖甲中水黽可以停在水面，是因為受到水的浮力作用 B．圖乙中玻璃容器中的小水銀滴呈球形，是因為表面張力的緣故 C．圖丙中插入水中的塑料筆芯內水面下降，說明水浸潤塑料筆芯 D．圖丁中拖拉機鋤松土壤，是為了利用毛細現象將土壤里的水分引上來【解答】解：A．水黽可以停在水面是因為水的表面張力的緣故，故A錯誤；B．水銀的表面張力比較大，同時水銀不浸潤玻璃，這就導致了玻璃容器中的小水銀滴，會盡可能地減少表面積，從而形成球狀，故B正確；C．當一根內徑很細的管垂直插入液體中，浸潤液體在管里上升，而不浸潤液體在管內下降，圖丙中插入水中的塑料筆芯內水面下降，說明水不浸潤塑料筆芯，故C錯誤；D．拖拉機鋤松土壤，是為了破壞毛細現象減小水分蒸發(fā)，故D錯誤。故選：B?？键c二氣體壓強的產生與計算1．產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，分析液片兩側受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側壓強相等方程，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．（2024?重慶模擬）如圖，玻璃管中封閉一定質量的理想氣體倒扣在水銀槽中，當溫度為T0時，管內的水銀面比槽內水銀面高hcm，管中氣體的長度也為hcm。當把玻璃管緩慢下壓至管底部與槽內水銀面持平，同時改變氣體的溫度保持管內氣體體積不變，已知大氣壓強為p0（單位：cmHg），則管內氣體（）A．最終壓強為p0?h B．對外界做功 C．溫度的變化量為2?TD．對外界放出熱量【解答】解：A.當玻璃管底部與槽內水銀面持平，保持管內氣體體積不變，則管內的水銀面比槽內水銀面低hcm，最終壓強為p＝p0+ph，故A錯誤；B.由于體積不變，所以對外界不做功W＝0，故B錯誤；C.原來氣體的壓強p1＝p0﹣ph，根據查理定律p1T0D.由于溫度升高，則ΔU＞0，根據ΔU＝Q+W可得，Q＞0，從外界吸收熱量，故D錯誤。故選：C。（2024春?岳麓區(qū)校級月考）如圖所示，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內有一段高度為4.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定質量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為297K。（1）細管倒置后，氣體吸熱還是放熱；（2）求細管的長度；（3）若在倒置前，緩慢加熱管內被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度?！窘獯稹拷猓海?）細管倒置后，由于氣體體積增大，氣體對外做功，W＜0，而管內氣體溫度不變，內能不變，ΔU＝0由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知：Q＞0，即氣體吸熱；（2）設細管的長度為L，橫截面積為S，水銀柱高度為h。初始時，設水銀柱上表面到管口的距離為h，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，氣體體積為V1，壓強為p1。由力的平衡條件可得，細管倒置前后，管內氣體壓強分別為p＝p0+ρgh＝（76+4）cmHg＝80cmHgp1＝p0﹣ρgh＝（76﹣4）cmHg＝72cmHg式中，ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強。由題意有V＝S（L﹣h1﹣h）V1＝S（L﹣h）由玻意耳定律有pV＝p1V1聯立解得：L＝24cm（3）設氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋—呂薩克定律有VT解得：T＝330K答：（1）細管倒置后，氣體吸熱；（2）細管的長度為24cm；（3）此時密封氣體的溫度為330K。（2023?江西模擬）如圖所示，一根一端封閉粗細均勻足夠長的細玻璃管AB開口向上豎直放置，管內用高h＝15cm的水銀柱封閉了一段長L＝30cm的空氣柱。已知外界大氣壓強為p0＝75cmHg，封閉氣體的溫度為27℃。g取10m/s2。則（?。┍３址忾]氣體的溫度不變，將玻璃管緩慢轉動至開口向下，求空氣柱的長度；（ⅱ）使玻璃管靜止釋放且始終豎直，不計空氣阻力，溫度調至52℃，求空氣柱的長度?！窘獯稹拷猓海╥）溫度不變，封閉氣體有p1＝p0+ph＝75cmHg+15cmHg＝90cmHgp2＝p0﹣ph＝75cmHg﹣15cmHg＝60cmHg由玻意耳定律有p1LS＝p2L'S解得L'＝45cm（ii）靜止釋放做自由落體運動，液柱完全失重，封閉氣體壓強p3＝75cmHg由理想氣體狀態(tài)方程得p1其中T1＝（27+273）K＝300K，T1＝（52+273）K＝325K解得L''＝39cm答：（?。┍３址忾]氣體的溫度不變，將玻璃管緩慢轉動至開口向下，空氣柱的長度為45cm；（ⅱ）使玻璃管靜止釋放且始終豎直，不計空氣阻力，溫度調至52℃，空氣柱的長度為39cm。考點三氣體實驗定律的應用1．氣體實驗定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內容一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式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量理想氣體狀態(tài)方程的特例．（2024?長春一模）排球比賽中球內標準氣壓為1.300×105Pa～1.425×105Pa。某次比賽時環(huán)境大氣壓強為1.000×105Pa，一排球內氣體壓強為1.100×105Pa，球內氣體體積為5L。為使該排球內的氣壓達到比賽用的標準氣壓，需用充氣筒給排球充氣，已知充氣筒每次能將環(huán)境中0.23L的空氣充入排球，充氣過程中排球體積和氣體溫度的變化均可忽略不計，氣體視為理想氣體，則需要充氣的次數至少為（）A．9次 B．7次 C．5次 D．4次【解答】解：設至少充n次才能使球內氣體的壓強達到p＝1.300×105Pa。賽前球內氣體壓強為p1＝1.100×105Pa，體積為V0＝5L，每次沖入氣體的壓強為p2＝1.000×105Pa，體積為V＝0.23L。根據理想氣體狀態(tài)方程“分態(tài)式”可得p1V0+np2V＝pV0代入數據解得：n≈4.35次，所以賽前至少充氣的次數為5次，故ABD錯誤，C正確。故選：C。（多選）（2024?天心區(qū)校級模擬）如圖所示，噴灑農藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總容積為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氣壓為1atm、體積為0.2L的空氣。不考慮環(huán)境溫度的變化。在打氣n次后，藥液上方的氣體壓強增大到5atm，在藥液上方的氣體壓強達到5atm時停止打氣，并開始向外噴藥，當噴霧器不能再向外噴藥時，筒內剩下的藥液還有V升，則n、V值為（）A．n＝40次 B．n＝60次 C．V＝10L D．V＝4L【解答】解：AB．根據題意，設應打n次氣，此時滿足p1＝1atm，V1＝（0.2n+2）L，p2＝5atm，V2＝2L根據玻意耳定律有p1V1＝p2V2代入數據解得n＝40故A正確，B錯誤；CD．根據題意，設當氣體體積為V4時，不能再向外噴藥，此時滿足p3＝5atm，V3＝2L，p4＝1atm根據玻意耳定律有p3V3＝p4V4代入數據解得：V4＝10L則剩下的藥液V＝14L﹣10L＝4L故C錯誤，D正確。故選：AD。（2024?江蘇模擬）“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”實驗中，三位同學根據實驗數據得到的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、b不重合是由于b氣體質量大 B．a、b不重合是由于b氣體溫度高 C．產生c圖線可能是容器密閉性不好 D．產生c圖線可能是推動活塞過于快速【解答】解：AB、由理想氣體狀態(tài)方程pV＝CT，可知a、b是不重合的兩條雙曲線，即等溫線，當體積V相同時，a圖線對應的壓強較大，pV值較大，溫度較高，可知a、b不重合是由于b氣體溫度低，故AB錯誤；D、若推動活塞過于快速導致溫度上升，體積減小時，c應與a相交才對，故D錯誤；C、由理想氣體狀態(tài)方程可得：pV＝nRT，c與b相交，可知n減小，即容器密閉性不好漏氣導致，故C正確。故選：C?？键c四用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化1．利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質量、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系．例如：在圖10甲中，V1對應虛線為等容線，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V2V1.2．一定質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（2024?聊城一模）布雷頓循環(huán)由兩個等壓變化、兩個絕熱過程構成，其壓強p和體積V的關系如圖所示。如果將工作物質看作理想氣體，則下列說法中正確的是（）A．A到B過程，氣體的內能在減小 B．狀態(tài)B的溫度低于狀態(tài)C的溫度 C．C到D過程，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量 D．經過一個布雷頓循環(huán)，氣體吸收的熱量小于放出的熱量【解答】解：A．根據理想氣體狀態(tài)方程pVTA到B過程，氣體為等壓變化，體積增大，氣體對外界做功，熱力學溫度增加，即內能在增加，故A錯誤；B．B到C過程，氣體為絕熱過程，氣體的體積增大，對外界做功，根據熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知氣體內能減小，熱力學溫度降低，所以狀態(tài)B的溫度高于狀態(tài)C的溫度，故B錯誤；C．C到D過程，氣體為等壓變化，體積減小，外界對氣體做功，根據理想氣體狀態(tài)方程可知熱力學溫度降低，即內能在減小。由熱力學第一定律，可知外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量，故C正確；D．經過一個布雷頓循環(huán)，氣體對外做功而內能不變，根據熱力學第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，即吸收的熱量大于放出的熱量，故D錯誤。故選：C。（2024?齊齊哈爾一模）如圖甲所示，用氣體壓強傳感器“探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系”，并通過計算機作出了如圖乙所示的1pA．推拉活塞時，動作要快，以免氣體進入或漏出 B．活塞移至某位置時，應立即記錄數據 C．圖線與縱軸相交的原因可能是沒有考慮注射器與壓強傳感器連接部位氣體的體積 D．若升高環(huán)境溫度，則該圖像斜率變大【解答】解：A．推拉活塞時，動作快會改變氣體的溫度，動作慢，可以使其溫度與環(huán)境溫度保持一致，故A錯誤；B．活塞移至某位置時，應等狀態(tài)穩(wěn)定后再記錄數據，故B錯誤；C．圖線與縱軸相交的原因可能是沒有考慮注射器與壓強傳感器連接部分氣體的體積，故C正確；D．根據理想氣體的狀態(tài)方程pVT1p則溫度升高時，圖像斜率變小，故D錯誤。故選：C。（多選）（2024?倉山區(qū)校級模擬）如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經等壓過程ca回到狀態(tài)a。下列說法正確的是（）A．在過程ab中氣體的內能增加 B．在過程ca中外界對氣體做功 C．在過程ab中氣體對外界做功 D．在過程bc中氣體向外界放出熱量【解答】解：A、在過程ab中做等容升壓，根據pVTB、在過程ca中壓強不變，體積減小，所以外界對氣體做功，故B正確；C、在過程ab中氣體體積不變，根據W＝pΔV可知，氣體對外界做功為零，故C錯誤；D、在過程bc中，屬于等溫變化，氣體膨脹對外做功，而氣體的溫度不變，則內能不變；根據熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知，氣體從外界吸收熱量，故D錯誤；故選：AB?？键c五理想氣體實驗定律微觀解釋1．等溫變化一定質量的氣體，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．（2024?昆明一模）如圖所示，質量相等的同種理想氣體甲和乙分別用絕熱活塞封閉在兩個絕熱氣缸中，兩氣缸固定在同一水平面上，開口分別豎直向上和水平向右，活塞質量不能忽略且可沿氣缸無摩擦滑動。甲、乙兩氣體的體積相等，它們的壓強分別用p甲、p乙表示，溫度分別用T甲、T乙表示。下列關系正確的是（）A．p甲＞p乙，T甲＞T乙 B．p甲＞p乙，T甲＜T乙 C．p甲＜p乙，T甲＞T乙 D．p甲＜p乙，T甲＜T乙【解答】解：對氣體甲，對活塞進行受力分析，設活塞是面積為S，質量為m，根據平衡條件有p甲S＝mg+p0S對氣體乙，根據平衡條件有p乙S＝p0S通過比較可得p甲＞p乙對兩個缸內氣體，質量相等，體積也相等設為V，根據理想氣體的狀態(tài)方程有p甲因為p甲＞p乙，可以得出T甲＞T乙。故A正確，BCD錯誤。故選：A。（2024?重慶模擬）小明將海邊拾到的漂流瓶豎直放入熱水中（如圖），以便打開瓶塞。瓶塞的質量為m，橫截面積為S，瓶內密閉氣體的壓強等于此時外界大氣壓強p0、溫度為攝氏溫度t1；當瓶子被置于熱水中一段時間后，氣體的溫度為攝氏溫度t2，瓶塞恰好能移動。0℃時的熱力學溫度為T0，重力加速度為g，不考慮瓶子的容積變化。瓶塞所受最大靜摩擦力大小為（）A．t2?t1C．t2?t【解答】解：瓶內初態(tài)氣體壓強為p0，加熱后，設瓶子內壓強為p1，瓶內氣體發(fā)生等容變化，根據查理定律p0解得p對瓶塞恰好能移動時進行受力分析，有p1S＝mg+f+p0S解得f=t2?t1故ABC錯誤，D正確。故選：D。（2024?廣州二模）如圖為某同學根據“馬德堡半球模型”設計的實驗。兩個底面積相同的輕質圓筒，開口端緊密對接，圓筒內封閉氣體的總體積為V0＝28mL，其壓強與大氣壓強相等，均為p0＝1.0×105Pa，將注射器活塞推至針筒底部，通過細管與氣閥連通；打開氣閥，然后緩慢拉動活塞，當注射器內氣體體積為ΔV＝12mL時停止拉動。已知圓筒的底面積S＝6×10﹣4m2，裝置氣密性良好，圓筒形狀與氣體溫度全程不變。（1）求停止拉動活塞時圓筒內氣體的壓強p；（2）關閉氣閥，撤去注射器，求將兩個圓筒沿軸線拉開的最小拉力F?！窘獯稹拷猓海?）拉動活塞時，氣體發(fā)生等溫變化，根據玻意耳定律得：p0V0＝p（V0+ΔV）解得：p＝7×104Pa（2）對其中一個圓筒受力分析，根據平衡條件得：F+pS＝p0S解得：F＝18N答：（1）停止拉動活塞時圓筒內氣體的壓強為7×104Pa；（2）將兩個圓筒沿軸線拉開的最小拉力為18N。題型1晶體與非晶體（多選）（2024?溫江區(qū)校級三模）下列說法正確的是（）A．晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點 B．給莊稼松土的目的是破壞土壤中的毛細管，從而減少土壤內部的水分蒸發(fā) C．布朗運動是指液體分子的無規(guī)則運動 D．理想氣體溫度升高，所有分子的動能都增大 E．在相同溫度和一個標準大氣壓下，相同質量的氧氣和氫氣，氫氣內能較大【解答】解：A、所有晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，故A正確；B、給莊稼松土是利用毛細現象，為了破壞土壤中的毛細管，可防止水分蒸發(fā)，故B正確；C、布朗運動是微粒的無規(guī)則運動，并不是液體分子的無規(guī)則運動，故C錯誤；D、溫度是分子平均動能變化的標志，溫度升高，分子平均動能增大，個別分子動能可能減小或不變，故D錯誤；E、質量相等的氫氣和氧氣，溫度相同，分子的平均動能相同，而氫氣的分子數多，則氫氣的內能較大，故E正確；故選：ABE。（多選）（2024?寧波模擬）下列說法正確的是（）A．有些非晶體在一定條件下可能轉化為晶體 B．普朗克首先將量子觀念引入了原子領域 C．霍爾元件可以測量磁場的磁感應強度大小和方向 D．不計分子之間的分子勢能，質量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內能【解答】解：A、同種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現，在一定條件下非晶體可以轉化為晶體，如把晶體硫加熱熔化（溫度超過300℃）再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶硫，再過一段時間又會轉化為晶體硫，故A正確；B、波爾首先將量子觀念引入了原子領域，故B錯誤；C、置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場的方向會產生一附加的橫向電場，這個現象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發(fā)現的，后被稱為霍爾效應。霍爾元件可以測量磁場的磁感應強度大小和方向，故C正確；D、不計分子之間的分子勢能，氣體內能由分子的平均動能與分子總數共同決定，由于溫度決定了分子的平均動能，即氣體內能由溫度與分子數目共同決定，質量和溫度相同的氫氣和氧氣，分子的平均動能相等，但分子數目不相等，所以質量和溫度相同的氫氣和氧氣內能不相同，故D錯誤。故選：AC。（2023?南通模擬）石墨烯中碳原子呈單層六邊形結構。南京大學的科學家將多層石墨烯疊加，得到了一種結構規(guī)則的新材料，其中層與層間距約為六邊形邊長的兩倍。則（）A．新材料屬于非晶體 B．新材料沒有固定的熔點 C．低溫下新材料中碳原子停止運動 D．層間相鄰碳原子間作用力表現為引力【解答】解：AB、新材料由多層石墨烯疊加而成，可知結構規(guī)則的新材料為晶體，晶體具有固定的熔點，故A、B錯誤；C、由分子動理論可知，一切物質的分子做永不停息的無規(guī)則運動，故C錯誤；D、由題意可知，石墨烯中層與層間距約為六邊形邊長的兩倍，遠大于分子間距離，由分子力的特點可知，層間相鄰碳原子間作用力表現為引力，故D正確。故選：D。題型2液體表面張力（2024?遼陽一模）春天來了，雨后荷葉上有很多晶瑩剔透的水珠，如圖所示。下列說法正確的是（）A．荷葉上的水珠呈球形是因為水珠受到重力 B．在水珠表面層，水分子間的作用力表現為引力 C．在水珠表面層，水分子間的作用力表現為斥力 D．在水珠表面層，水分子間的作用力為零【解答】解：A.荷葉上的水珠呈球形是因為液體的表面張力，故A錯誤；BCD.在水珠表面層，水分子相對于水珠內部分布比較稀疏，水分子間的作用力表現為引力，故B正確，CD錯誤。故選：B。（多選）（2024?南充二模）人類對物質屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程，以下說法正確的是（）A．液體的分子勢能與體積有關 B．晶體的物理性質都是各向異性的 C．溫度升高，每個分子的動能都增大 D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 E．液晶既有液體的流動性，又具有光學各向異性【解答】解：A、分子勢能取決于分子間的距離，而分子距離與體積有關，所以液體的分子勢能與體積有關，故A正確；B、多晶體的物理性質是各向同性，同時單晶體也是在某一性質上具有各向異性，故B錯誤；C、溫度升高時，分子的平均動能增大，但并非是每個分子的動能都增大，故C錯誤；D、由于液體的表面張力作用，露珠呈球形，故D正確；E、液晶既有液體的流動性，又具有光學現象的中的各向異性，故E正確。故選：ADE。（2023?浙江模擬）在2022年11月3日，如圖甲所示的中國空間站“夢天”“問天”拉著中間“天和”的手構成“T字組合”，一起繞地球每天飛行16圈左右。在空間站內航天員演示了包括“毛細現象”—三根插入水中粗細不同的長玻璃管最后水從上口溢出（圖乙）、“水球變懶”—懸浮空中的球形水球中扔入的鋼球能在里面運動而不穿出水球（圖丙）等實驗，下列說法正確的是（）A．只有丙實驗與完全失重（或微重力）及表面張力有關 B．乙、丙兩個實驗都與完全失重（或微重力）及表面張力有關 C．“T字組合”的運行速度介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間 D．空間站每一部分的發(fā)射速度都要大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度【解答】解：AB.乙、丙兩個實驗一個是毛細現象，一個是水球變懶”，都與完全失重（或微重力）及表面張力有關，故A錯誤，B正確；C.“T字組合”是地球的衛(wèi)星，“T字組合”的運行速度小于第一宇宙速度，故C錯誤；D.空間站每一部分的發(fā)射速度都要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故D錯誤；故選：B。題型3氣體壓強的求解（2023春?海淀區(qū)校級期中）對溫度的測量有很多方法，下面討論以下設計方案。如圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導熱良好的玻璃泡連通，下端插入水槽中（水槽內的水足夠多，并且水面位置保持不變），玻璃泡中封閉有一定量的理想空氣。玻璃管內的體積和玻璃泡的體積相比可以忽略不計。根據玻璃管中水柱距離水槽的高度h在玻璃管上進行標定溫度t。（1）溫度越高在玻璃管上標定的位置越偏上還是越偏下？（2）玻璃管上標定的刻度是否均勻？請通過適當的公式進行推理說明。（3）當水柱高度為h0時，小明查詢到當前室溫為t0＝27℃，在該處標注好溫度。他再根據標準大氣壓p0，推算出水柱高度為h時對應溫度為t＝17℃，并標記在玻璃管上。如果當時的大氣壓小于標準大氣壓，則當液柱高度為h時，實際的溫度高于17℃還是低于17℃？請通過適當的公式進行推理說明?！窘獯稹拷猓海?）由于玻璃管內的體積可忽略不計，該過程為等容過程，溫度越高，壓強越大，氣體壓強與大氣壓p0的關系：p＝p0﹣ρgh所以溫度越高，玻璃管上標定的位置越偏下。（2）方法一：等容變化滿足：p變形后得到：T=T＝t+273℃解得：t=t與x為一次關系式，所以刻度均勻。方法二：根據查理定律有：p顯然有：Δ?相同的Δt，具有相同的Δh，所以刻度均勻。（3）方法一：其中：x＝x0+Δh由以上結論可知：T=因為p0減小，所以T減小，即實際溫度低于17℃。方法二：根據查理定理有：pΔh、T0一定，由于p0減小，所以T減小，即實際溫度低于17℃。（2023春?開福區(qū)校級期中）如圖所示，一個粗細均勻、導熱良好的U形細玻璃管豎直放置，A端封閉，D端開口。玻璃管內通過水銀柱封閉a、b兩段氣體，a氣體下端浮有一層體積、質量均可忽略的隔熱層，各段長度如圖所示。已知大氣壓強p0＝75cmHg，環(huán)境溫度為27℃。（1）通過加熱器對b氣體加熱，使其溫度升高到177℃，求b部分氣體的長度。（2）保持b氣體溫度177℃不變，以BC為軸將玻璃管緩慢旋轉90°至水平狀態(tài)，則玻璃管內剩余水銀柱的總長度為多少？【解答】解：（1）假設b氣體膨脹過程中未到達C，膨脹過程中水銀不斷從D口流出，但水銀柱高度不變，氣體a、b的壓強不變，a氣體體積不變，b做等壓膨脹。對b部分氣體，由蓋—呂薩克定律得V即得L把L1＝12cm，T1＝（27+273）K＝300K，T2＝（177+273）K＝450K代入，解得b氣體的長度變?yōu)椋篖2＝18cm則知b氣體右端向右移動距離s＝18cm﹣12cm＝6cm＜10cm所以假設成立，b部分氣體的長度為18cm。（2）以BC為軸將玻璃管旋轉到水平狀態(tài)，a、b兩部分氣體均做等溫變化，且壓強均變?yōu)?5cmHg由平衡關系可知a氣體初狀態(tài)的壓強：pa＝p0+15cmHg＝75cmHg+15cmHg＝90cmHg，a氣柱初狀態(tài)的長度為La＝15cm末狀態(tài)的壓強：pa′＝75cmHg根據玻意耳定律有paVa＝pa′Va′即paLaS＝pa′La′S解得：La′＝18cm對b氣體，初狀態(tài)的壓強為pb＝p0+25cmHg＝75cmHg+25cmHg＝100cmHg末狀態(tài)的壓強為pb′＝75cmHg根據玻意耳定律有pbVb＝pb′Vb′即pbL1S＝pb′Lb′S解得：Lb′＝16cm則剩余水銀柱的長度L余′＝20cm+25cm+（32cm﹣13cm﹣16cm）＝48cm（2024?撫順三模）如圖所示，在粗細均勻、頂端平齊、導熱良好的豎直固定U形管右側，用水銀封閉一段長L＝76cm的理想氣體，左、右兩管水銀面的高度差h＝19cm；現向左側管中緩慢加入水銀，已知大氣壓強p0＝76cmHg，環(huán)境溫度保持不變，求：（1）當兩側液面相平時，加入的水銀柱高度Δh；（2）封閉氣體的最大壓強pm?！窘獯稹拷猓海?）設開始封閉氣體的壓強為p1，向左側管中加入水銀至兩側液面相平時，右管內水銀面上升了x，有p1＝p0﹣ρgh封閉氣體作等溫變化，根據玻意耳定律有p1SL＝p0S（L﹣x）由幾何關系有Δh＝h+2x解得：Δh＝57cm（2）繼續(xù)向左側加入水銀，直至左側液面與管口相平，此時封閉氣體的壓強最大，設此時封閉氣體柱的長度為L0，根據玻意耳定律有p1SL＝（p0+ρgL0）SL0且有pm＝p0+ρgL0解得：pm＝114cmHg題型4氣體實驗定律的應用（2023?泰安一模）氣壓式升降椅通過氣缸上下運動來支配椅子升降，其簡易結構如圖乙所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接?？勺杂梢苿拥臍飧着c氣缸桿之間封閉一定質量的理想氣體，設氣缸氣密性、導熱性能良好，忽略摩擦力。設氣體的初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達到穩(wěn)定狀態(tài)B。然后打開空調，一段時間后，室內溫度降低到設定溫度，穩(wěn)定后氣體狀態(tài)為C（此過程人的雙腳懸空）；接著人緩慢離開座椅，直到椅子重新達到另一個穩(wěn)定狀態(tài)D，室內大氣壓保持不變，則氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)D的過程中，關于p、V、T的關系圖正確的是（）A． B． C． D．【解答】解：從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體等溫壓縮，體積減小，壓強增大，溫度不變，從B到C，氣體等壓降溫，溫度降低，體積減小，壓強不變，從C到D過程中，氣體等溫膨脹，體積變大，壓強減小，且D狀態(tài)的壓強恢復為原A狀態(tài)的壓強。A、A圖中A、D、O三點不在同一條直線上，說明A與D的壓強不同，故A錯誤；B、B圖中的過程與發(fā)生的過程一一對應，故B正確；CD、C圖與D圖中各過程是正確的，但A與D點的壓強不相等，故CD錯誤。故選：B。（2024?廬陽區(qū)校級四模）絕熱的活塞與汽缸之間封閉一定質量的理想氣體，汽缸開口向上置于水平面上，活塞與汽缸壁之間無摩擦，缸內氣體的內能Up＝72J，如圖甲所示。已知活塞面積S＝5×10﹣4m2，其質量為m＝1kg，大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2如果通過電熱絲給封閉氣體緩慢加熱，活塞由原來的P位置移動到Q位置，此過程封閉氣體的V﹣T圖像如圖乙所示，且知氣體內能與熱力學溫度成正比。求：（1）封閉氣體最后的體積；（2）封閉氣體吸收的熱量?！窘獯稹拷猓海?）以氣體為研究對象，根據蓋—呂薩克定律，有VP解得：V（2）由氣體的內能與熱力學溫度成正比UP解得：UQ＝108J活塞從P位置緩慢移到Q位置，活塞受力平衡，氣體為等壓變化，以活塞為研究對象有pS＝p0S+mg解得：p＝1.2×105Pa外界對氣體做功W＝﹣p（VQ﹣VP）由熱力學第一定律UQ﹣UP＝Q+W聯立解得：Q＝60J（2024?海安市校級模擬）一定質量的理想氣體，從狀態(tài)a開始