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2024年高考物理复习第一轮：第 2讲 固体、液体和气体的性质
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这是一份2024年高考物理复习第一轮：第 2讲 固体、液体和气体的性质，共15页。
第2讲 固体、液体和气体的性质
[主干知识·填一填]
一、固体
1．分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体．
2．晶体与非晶体的比较
分类
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
有确定的几何外形
无确定的几何外形
无确定的
几何外形熔点
确定
确定
不确定
物理物质
各向异性
各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、明矾、食盐
玻璃、橡胶
转化
晶体和非晶体在一定条件下可以转化
二、液体
1．液体的表面张力
(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．
(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．
(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大．
2．液晶的物理性质
(1)具有液体的流动性．
(2)具有晶体的光学各向异性．
(3)在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．
三、气体分子运动速率的统计分布
1．气体分子运动的特点
(1)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．
(2)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．
(3)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．气体的压强
(1)产生原因：
由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强．
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力．公式：p＝.
(3)决定因素：
①宏观上：决定于气体的温度和体积．
②微观上：决定于分子的平均动能和分子数密度．
(4)常用单位及换算关系：
①国际单位制单位：帕斯卡，符号：Pa，1Pa＝1 N/m2.
②常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)．
③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105 Pa≈1.0×105 Pa.
[规律结论·记一记]
1．区别晶体和非晶体看有无固定熔点，而区分单晶体和多晶体看是否能表现出各向异性．
2．表面张力使液体的表面趋于最小，体积相同的情况下，球形的表面积最小．
3．气体的压强可通过分析与气体接触的液柱或活塞的受力，利用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．
4．理想气体是理想化的物理模型，其内能只与气体温度有关，与气体体积无关．
[必刷小题·测一测]
一、易混易错判断
1．晶体一定有规则的外形．(×)
2．晶体不一定各向异性，单晶体一定各向异性．(√)
3．液体的表面张力其实质是液体表面分子间的引力．(√)
4．温度升高，物体内每一个分子运动的速率都增大．(×)
5．理想气体的内能是所有气体分子的动能之和．(√)
6．蒸汽处于饱和状态时没有了液体分子与蒸汽分子间的交换．(×)
7．饱和汽压是指饱和汽的压强．(√)
二、经典小题速练
1．(粤教版选择性必修第三册P48T5)关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )
A．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势
B．液体表面层的分子分布比内部密
C．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势
D．液体表面层分子之间只有引力而无斥力
解析：C 液体表面层分子分布比液体内部的稀疏，分子之间表现为引力，液体表面张力有使液体表面积收缩到最小的趋势，选项C正确，A、B、D错误．
2．(粤教版选择性必修第三册P44T2)关于晶体与非晶体，下列说法正确的是( )
A．晶体能溶于水，而非晶体不能溶于水
B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列，而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒在不停地运动着
D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，不相等的是非晶体
解析：B 并非所有晶体都溶于水，例如各种金属晶体，故A错误；晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，呈“空间布阵”结构，而非晶体内部微粒排列是不规则的，B正确；晶体和非晶体内部微粒都在不停地运动着，C错误；在物质内部的各个平面上，微粒数相等的可能是多晶体，也可能是非晶体，D错误．
3．(鲁科版选择性必修第三册P29T3)如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，因虹吸现象，活塞上方的液体逐渐流出．在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．关于封闭在汽缸内的理想气体，下列说法正确的是( )
A．分子间的引力和斥力都增大
B．在单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数增多
C．在单位时间内，气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体分子的平均动能不变
解析：D 汽缸导热，环境温度不变，因此被封闭的气体温度不变，分子平均动能不变，D正确；缸内为理想气体，不考虑分子间的作用力，A错误；液体被逐渐吸出的过程中，缸内气体的压强减小，体积增大，单位时间内气体分子对活塞撞击的次数减少，对活塞的冲量减少，B、C均错误．
命题点一 气体的性质及气体压强的计算(师生互动)
[核心整合]
1．气体的分子动理论
(1)气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力．
(2)气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．
(3)气体分子的运动方向：气体分子运动时是杂乱无章的，但向各个方向运动的机会均等．
(4)气体分子的运动与温度的关系：温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．
2．求解压强问题常见的四种方法
(1)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：选取与气体接触的液柱(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．
(4)牛顿第二定律法：选取与气体接触的液体(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解．
(1)若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．
(2)如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强．
(3)如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0)
解析：(1)在题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
在题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有
pAS＋ρghS＝p0S
p乙＝pA＝p0－ρgh
在题图丙中，仍以B液面为研究对象，有
pA′＋ρghsin 60°＝pB′＝p0
所以p丙＝pA′＝p0－ρgh.
(2)题图丁中选活塞为研究对象受力分析如图1，由二力平衡知
pAS＝p0S＋mg
得pA＝p0＋
题图戊中选汽缸为研究对象，受力分析如图2所示，由二力平衡知，p0S＝pBS＋Mg
得pB＝p0－.
(3)选取汽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
pS－p0S＝ma
解得p＝p0＋.
答案：(1)甲：p0－ρgh 乙：p0－ρgh 丙：p0－ρgh (2)p0＋ p0－ (3)p0＋
[题组突破]
1．(气体分子运动的统计规律)(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知( )
A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度低
解析：AD 由图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，A正确；随着温度的升高，绝大部分氧气分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能减小，B错误；随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误；①状态的温度比②状态的温度低，D正确．
2．(液柱封闭压强的计算)(多选)竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强为p0，重力加速度为g，水银密度为ρ.下列说法正确的是( )
A．空气柱a的压强为p0＋ρg(h2－h1－h3)
B．空气柱a的压强为p0－ρg(h2－h1－h3)
C．空气柱b的压强为p0＋ρg(h2－h1)
D．空气柱b的压强为p0－ρg(h2－h1)
解析：AC 从开口端开始计算，右端大气压强为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)，故AC正确，BD错误．
3.(活塞封闭压强的计算)汽缸的横截面积为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α，如图所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态．设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦．重力加速度为g，求汽缸中气体的压强．
解析：对活塞进行受力分析，如图所示
由平衡条件得
p气S′＝又因为S′＝
所以p气＝
＝p0＋.
答案：p0＋
4.(加速运动系统中封闭气体压强的计算)如图所示，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m，面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距为L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程温度保持不变．求小车加速度的大小．
解析：设小车加速度大小为a，稳定时汽缸内气体的压强为p1，则活塞受到汽缸内、外气体的压力分别为：
F1＝p1S，F0＝p0S
由牛顿第二定律得：F1－F0＝ma
小车静止时，在平衡状态下，汽缸内气体的压强应为p0.
由玻意耳定律得：p1V1＝p0V0
式中V0＝SL，V1＝S(L－d)
联立以上各式得：a＝.
答案：
命题点二 液体的性质 液晶(自主学习)
[核心整合]
1．液体的微观结构特点
(1)分子间的距离很小；在液体内部分子间的距离在10－10 m 左右．
(2)液体分子间的相互作用力很大，但比固体分子间的作用力要小．
(3)分子的热运动特点表现为振动与移动相结合．
2．液体表面张力
形成原因
表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力
表面特性
表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内部的分子势能
方向
和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
效果
表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小
3.液晶的主要性质
(1)液晶具有晶体的各向异性的特点．原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向．
(2)液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性．
[题组突破]
1．(液体的微观结构特点)(多选)关于液体，下列说法正确的是( )
A．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
B．液体分子的移动比固体分子的移动容易，故相同温度下液体扩散速度比固体要快一些
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力
D．草叶上的露珠呈球形是表面张力作用的结果
解析：BCD 液体表面层分子分布比液体内部稀疏，液体表面层分子间的相互作用力为引力，即分子间的引力比斥力大，故A错误；液体分子的相互作用力比固体分子的相互作用力小，所以液体分子更易摆脱分子间的相互束缚，所以相同温度下液体扩散速度比固体要快一些，故B正确；液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，故C正确；表面张力的存在使液体表面像被拉伸的弹簧一样，总有收缩的趋势，草叶上的露珠呈球形是表面张力作用的结果，故D正确．
2．(表面张力)(多选)下列说法正确的是( )
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
解析：ACD 由于液体表面张力的存在，针、硬币等能浮在水面上，A正确；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，B错误；在太空中水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，C正确；液体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润，浸润液体在细管中呈“凸”形液面，不浸润液体在细管中呈“凹”形液面，D正确．
3．(液晶的特点)下列关于液晶的说法正确的是( )
A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B．液晶是液体和晶体的混合物
C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序
D．液晶具有流动性，光学性质各向同性
解析：A 液晶具有光学各向异性的特点，有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故A正确，D错误；液晶不是混合物，故B错误；液晶像液体一样具有流动性，分子的位置不是固定的，故C错误．
分析液体现象注意四点
(1)液体表面层分子间距较大，表现为引力，其效果使表面尽量收缩．
(2)沸腾发生在液体内部和表面，蒸发发生在液体表面．
(3)未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关，与体积无关．
(4)人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度．
命题点三 固体的性质(自主学习)
[核心整合]
1．晶体的微观结构
(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列．
(2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点
现象
原因
晶体有确定
的几何外形
由于内部微粒有规则的排列
晶体物理性
质各向异性
由于内部从任一结点出发在不同方向的微粒的分布情况不同
晶体的多形性
由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵
2.晶体与非晶体熔化过程的区别
(1)晶体熔化过程，当温度达到熔点时，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点．非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的平均动能，不断吸热，温度就不断上升．
(2)由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同，而晶体有固定的熔点，因此有固定的熔化热，非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热．
[题组突破]
1．(晶体的微观结构)晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段．下列说法正确的是( )
A．A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动
B．三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
C．三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D．以上说法均不正确
解析：C 晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故BD错误，
2．(晶体、非晶体的特点)(多选)下列说法正确的是( )
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
解析：BCD 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，A错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，B正确；金刚石与石墨都是由碳元素构成的，但是属于不同的晶体，C正确；天然石英是晶体，熔化后加工做成玻璃就是非晶体，D正确．
3.(溶解曲线的理解及应用)(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有( )
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
解析：ABD 晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确．
(1)单晶体物理性质具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性．
(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体．
(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体．
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．
限时规范训练
[基础巩固]
1．(2021·山东济南期中)关于固体、液体的性质，下列说法正确的是( )
A．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
B．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能不一定改变
C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体重力的作用
D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润
解析：B 本题考查固体、液体的性质．单晶体和多晶体都有确定的熔点，故A错误；外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，根据热力学第一定律可知，物体的内能不一定改变，故B正确；玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故C错误；唐诗《观荷叶露珠》中有”霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故D错误．
2．(2021·江西吉安联考)关于液晶，下列说法中正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．所有物质都具有液晶态
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光
D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
解析：D 本题考查液晶的特点．液晶并不是液体和晶体的混合物，而是一种特殊的物质，A错误；液晶具有液体的流动性，但不是所有物质都具有液晶态，B错误；液晶本身不能发光，C错误；液晶既像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D正确．
3．(多选)下列说法正确的是( )
A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同
B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变
解析：AD 石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，选项A正确；晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，非晶体在熔化过程中吸收热量，温度升高，选项B错误；液晶的光学性质与温度的高低无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化， 由此引起光学性质的改变，选项C错误，D正确．
4．(多选)根据所学知识分析，下列说法正确的是( )
A．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
B．晶体体积增大，其分子势能一定增大
C．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力
D．人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程
解析：CD 多晶体和非晶体各个方向的物理性质都相同，金属属于多晶体，A错误；晶体体积增大，若分子力表现为引力，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子势能减小，B错误；水的表面张力的有无与重力无关，所以在宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，C正确；在现代科技中科学家利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，D正确．
5．下面的表格是某年某地区1～6月份的气温与气压的对照表：
月份
1
2
3
4
5
6
平均气温/℃
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
平均大气压/(×105 Pa)
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.998 4
根据上表数据可知：该年该地区从1月份到6月份( )
A．空气分子无规则热运动剧烈程度呈减小的趋势
B．6月的任何一个空气分子的无规则热运动的速率一定比它在一月时速率大
C．单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势
D．单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势
解析：C 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子无规则热运动越剧烈，从1月到6月，温度逐渐升高，空气分子无规则热运动剧烈程度呈增大的趋势，故A错误；6月温度最高，分子平均动能最大，但分子平均动能是对大量分子的一种统计规律，对于具体的某一个分子并不适应，故B错误；温度升高，气体的分子平均动能增大，而压强p减小，所以单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势，故C正确；根据气体压强的微观意义，气体压强等于单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量，大气压强呈减小的趋势，单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量也呈减小的趋势，故D错误．
6．(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．单位体积内的分子数目增加
解析：BD 理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误．
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和
B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定改变
C．晶体有固定的熔点且物理性质各向异性
D．金属在各个方向具有相同的物理性质，但它是晶体
解析：BD 由热力学知识知：气体的内能是所有分子热运动的动能与分子间势能之和，A错误；气体的温度变化时，气体分子的平均动能变化，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体是各向同性的，C错误；通常金属在各个方向具有相同的物理性质，它为多晶体，D正确．
[能力提升]
8．(多选)在某一容积不变的容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是( )
A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力
B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的
C．容器以9.8 m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强不变
D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强相等
解析：BCD 气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的温度和单位体积内的分子数决定，与容器的运动状态无关．故A错误，B、C、D正确．
9．(2021·河北衡水中学月考)(多选)下列说法正确的是( )
A．一锅水中撒一点胡椒粉，煮水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈
B．某复兴号高速列车驶出车站逐渐提速，其恒温车厢内的一切物体的内能也一定会逐渐增加
C．尽管蔗糖受潮时粘在一起，但是它依然是晶体
D．把尖锐的玻璃管口放在火上烧熔就会变钝，这是液体表面张力的作用
解析：CD 本题考查布朗运动、物体的内能、晶体和液体表面张力．胡椒粉在水中翻滚是水的对流引起的，属于机械运动，故A错误；物体的内能与物体运动的速度无关，故B错误；蔗糖虽然没有确定的形状，但熔化时有确定的熔点，所以蔗糖是晶体，故C正确；把尖锐的玻璃管口放在火上烧熔就会变钝，这是液体表面张力的作用，由于表面张力收缩变钝，故D正确．
10．下列说法错误的是( )
A．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
B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用
解析：C 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，选项A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片的物理性质具有各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确．
11．用如图所示的装置可以测量液体的密度．将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，已知左边液体的密度为ρ1，左、右两边液柱高度分别为h1、h2，下列说法正确的是( )
A．实验中必须将U形管内抽成真空
B．关闭阀门K后，管内气体压强大于管外大气压
C．右边液体的密度ρ2＝
D．右边液体的密度ρ2＝
解析：C 用抽气机对U形管向外抽气后关闭阀门K，管内气体压强(p气)小于管外大气压(p0)，在大气压作用下液体进入左、右两侧管中，待液体静止，左、右两侧管中压强平衡，则有p气＋p液1＝p0＝p气＋p液2，所以p液1＝p液2，即ρ1gh1＝ρ2gh2，得ρ2＝，故C正确，BD错误；只要管内气体压强与液体产生的压强之和小于管外大气压，就会有液体进入管中，所以没必要将U形管内抽成真空，故A错误．
12.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)( )
A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD
D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大
解析：C 甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pC＝pD，C正确；温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错误．
13．求图中被封闭气体A的压强分别为(1)________，(2)______，(3)__________，图中的玻璃管内都灌有水银．大气压强p0＝76 cmHg.(p0＝1.01×105 Pa，g＝10 m/s2)
解析：(1)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10 cmHg＝66 cmHg.
(2)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10×sin 30° cmHg
＝71 cmHg.
(3)pB＝p0＋ph2＝76 cmHg＋10 cmHg＝86 cmHg.
pA＝pB－ph1＝86 cmHg－5 cmHg＝81 cmHg.
答案：(1)66 cmHg (2)71 cmHg (3)81 cmHg
14.一圆形汽缸静置于地面上，如图所示．汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0.现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强为____________．(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦)
解析：法一：题目中的活塞和汽缸均处于平衡状态，以活塞为研究对象，受力分析如图甲，由平衡条件，得F＋pS＝mg＋p0S.以活塞和汽缸整体为研究对象，受力分析如图乙，有F＝(M＋m)g，由以上两个方程式，得pS＋Mg＝p0S，解得p＝p0－.
法二：以汽缸为研究对象，有：pS＋Mg＝p0S，也可得
p＝p0－.
答案：p0－
第2讲 固体、液体和气体的性质
[主干知识·填一填]
一、固体
1．分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体．
2．晶体与非晶体的比较
分类
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
有确定的几何外形
无确定的几何外形
无确定的
几何外形熔点
确定
确定
不确定
物理物质
各向异性
各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、明矾、食盐
玻璃、橡胶
转化
晶体和非晶体在一定条件下可以转化
二、液体
1．液体的表面张力
(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．
(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．
(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大．
2．液晶的物理性质
(1)具有液体的流动性．
(2)具有晶体的光学各向异性．
(3)在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．
三、气体分子运动速率的统计分布
1．气体分子运动的特点
(1)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．
(2)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．
(3)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．气体的压强
(1)产生原因：
由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强．
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力．公式：p＝.
(3)决定因素：
①宏观上：决定于气体的温度和体积．
②微观上：决定于分子的平均动能和分子数密度．
(4)常用单位及换算关系：
①国际单位制单位：帕斯卡，符号：Pa，1Pa＝1 N/m2.
②常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)．
③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105 Pa≈1.0×105 Pa.
[规律结论·记一记]
1．区别晶体和非晶体看有无固定熔点，而区分单晶体和多晶体看是否能表现出各向异性．
2．表面张力使液体的表面趋于最小，体积相同的情况下，球形的表面积最小．
3．气体的压强可通过分析与气体接触的液柱或活塞的受力，利用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．
4．理想气体是理想化的物理模型，其内能只与气体温度有关，与气体体积无关．
[必刷小题·测一测]
一、易混易错判断
1．晶体一定有规则的外形．(×)
2．晶体不一定各向异性，单晶体一定各向异性．(√)
3．液体的表面张力其实质是液体表面分子间的引力．(√)
4．温度升高，物体内每一个分子运动的速率都增大．(×)
5．理想气体的内能是所有气体分子的动能之和．(√)
6．蒸汽处于饱和状态时没有了液体分子与蒸汽分子间的交换．(×)
7．饱和汽压是指饱和汽的压强．(√)
二、经典小题速练
1．(粤教版选择性必修第三册P48T5)关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )
A．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势
B．液体表面层的分子分布比内部密
C．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势
D．液体表面层分子之间只有引力而无斥力
解析：C 液体表面层分子分布比液体内部的稀疏，分子之间表现为引力，液体表面张力有使液体表面积收缩到最小的趋势，选项C正确，A、B、D错误．
2．(粤教版选择性必修第三册P44T2)关于晶体与非晶体，下列说法正确的是( )
A．晶体能溶于水，而非晶体不能溶于水
B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列，而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒在不停地运动着
D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，不相等的是非晶体
解析：B 并非所有晶体都溶于水，例如各种金属晶体，故A错误；晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，呈“空间布阵”结构，而非晶体内部微粒排列是不规则的，B正确；晶体和非晶体内部微粒都在不停地运动着，C错误；在物质内部的各个平面上，微粒数相等的可能是多晶体，也可能是非晶体，D错误．
3．(鲁科版选择性必修第三册P29T3)如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，因虹吸现象，活塞上方的液体逐渐流出．在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．关于封闭在汽缸内的理想气体，下列说法正确的是( )
A．分子间的引力和斥力都增大
B．在单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数增多
C．在单位时间内，气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体分子的平均动能不变
解析：D 汽缸导热，环境温度不变，因此被封闭的气体温度不变，分子平均动能不变，D正确；缸内为理想气体，不考虑分子间的作用力，A错误；液体被逐渐吸出的过程中，缸内气体的压强减小，体积增大，单位时间内气体分子对活塞撞击的次数减少，对活塞的冲量减少，B、C均错误．
命题点一 气体的性质及气体压强的计算(师生互动)
[核心整合]
1．气体的分子动理论
(1)气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力．
(2)气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．
(3)气体分子的运动方向：气体分子运动时是杂乱无章的，但向各个方向运动的机会均等．
(4)气体分子的运动与温度的关系：温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．
2．求解压强问题常见的四种方法
(1)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：选取与气体接触的液柱(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．
(4)牛顿第二定律法：选取与气体接触的液体(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解．
(1)若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．
(2)如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强．
(3)如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0)
解析：(1)在题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
在题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有
pAS＋ρghS＝p0S
p乙＝pA＝p0－ρgh
在题图丙中，仍以B液面为研究对象，有
pA′＋ρghsin 60°＝pB′＝p0
所以p丙＝pA′＝p0－ρgh.
(2)题图丁中选活塞为研究对象受力分析如图1，由二力平衡知
pAS＝p0S＋mg
得pA＝p0＋
题图戊中选汽缸为研究对象，受力分析如图2所示，由二力平衡知，p0S＝pBS＋Mg
得pB＝p0－.
(3)选取汽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
pS－p0S＝ma
解得p＝p0＋.
答案：(1)甲：p0－ρgh 乙：p0－ρgh 丙：p0－ρgh (2)p0＋ p0－ (3)p0＋
[题组突破]
1．(气体分子运动的统计规律)(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知( )
A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度低
解析：AD 由图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，A正确；随着温度的升高，绝大部分氧气分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能减小，B错误；随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误；①状态的温度比②状态的温度低，D正确．
2．(液柱封闭压强的计算)(多选)竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强为p0，重力加速度为g，水银密度为ρ.下列说法正确的是( )
A．空气柱a的压强为p0＋ρg(h2－h1－h3)
B．空气柱a的压强为p0－ρg(h2－h1－h3)
C．空气柱b的压强为p0＋ρg(h2－h1)
D．空气柱b的压强为p0－ρg(h2－h1)
解析：AC 从开口端开始计算，右端大气压强为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)，故AC正确，BD错误．
3.(活塞封闭压强的计算)汽缸的横截面积为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α，如图所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态．设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦．重力加速度为g，求汽缸中气体的压强．
解析：对活塞进行受力分析，如图所示
由平衡条件得
p气S′＝又因为S′＝
所以p气＝
＝p0＋.
答案：p0＋
4.(加速运动系统中封闭气体压强的计算)如图所示，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m，面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距为L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程温度保持不变．求小车加速度的大小．
解析：设小车加速度大小为a，稳定时汽缸内气体的压强为p1，则活塞受到汽缸内、外气体的压力分别为：
F1＝p1S，F0＝p0S
由牛顿第二定律得：F1－F0＝ma
小车静止时，在平衡状态下，汽缸内气体的压强应为p0.
由玻意耳定律得：p1V1＝p0V0
式中V0＝SL，V1＝S(L－d)
联立以上各式得：a＝.
答案：
命题点二 液体的性质 液晶(自主学习)
[核心整合]
1．液体的微观结构特点
(1)分子间的距离很小；在液体内部分子间的距离在10－10 m 左右．
(2)液体分子间的相互作用力很大，但比固体分子间的作用力要小．
(3)分子的热运动特点表现为振动与移动相结合．
2．液体表面张力
形成原因
表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力
表面特性
表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内部的分子势能
方向
和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
效果
表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小
3.液晶的主要性质
(1)液晶具有晶体的各向异性的特点．原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向．
(2)液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性．
[题组突破]
1．(液体的微观结构特点)(多选)关于液体，下列说法正确的是( )
A．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
B．液体分子的移动比固体分子的移动容易，故相同温度下液体扩散速度比固体要快一些
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力
D．草叶上的露珠呈球形是表面张力作用的结果
解析：BCD 液体表面层分子分布比液体内部稀疏，液体表面层分子间的相互作用力为引力，即分子间的引力比斥力大，故A错误；液体分子的相互作用力比固体分子的相互作用力小，所以液体分子更易摆脱分子间的相互束缚，所以相同温度下液体扩散速度比固体要快一些，故B正确；液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，故C正确；表面张力的存在使液体表面像被拉伸的弹簧一样，总有收缩的趋势，草叶上的露珠呈球形是表面张力作用的结果，故D正确．
2．(表面张力)(多选)下列说法正确的是( )
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
解析：ACD 由于液体表面张力的存在，针、硬币等能浮在水面上，A正确；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，B错误；在太空中水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，C正确；液体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润，浸润液体在细管中呈“凸”形液面，不浸润液体在细管中呈“凹”形液面，D正确．
3．(液晶的特点)下列关于液晶的说法正确的是( )
A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B．液晶是液体和晶体的混合物
C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序
D．液晶具有流动性，光学性质各向同性
解析：A 液晶具有光学各向异性的特点，有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故A正确，D错误；液晶不是混合物，故B错误；液晶像液体一样具有流动性，分子的位置不是固定的，故C错误．
分析液体现象注意四点
(1)液体表面层分子间距较大，表现为引力，其效果使表面尽量收缩．
(2)沸腾发生在液体内部和表面，蒸发发生在液体表面．
(3)未饱和汽压及饱和汽压与大气压无关，与体积无关．
(4)人们感觉到的湿度是相对湿度而非绝对湿度．
命题点三 固体的性质(自主学习)
[核心整合]
1．晶体的微观结构
(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列．
(2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点
现象
原因
晶体有确定
的几何外形
由于内部微粒有规则的排列
晶体物理性
质各向异性
由于内部从任一结点出发在不同方向的微粒的分布情况不同
晶体的多形性
由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵
2.晶体与非晶体熔化过程的区别
(1)晶体熔化过程，当温度达到熔点时，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点．非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的平均动能，不断吸热，温度就不断上升．
(2)由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同，而晶体有固定的熔点，因此有固定的熔化热，非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热．
[题组突破]
1．(晶体的微观结构)晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段．下列说法正确的是( )
A．A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动
B．三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
C．三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D．以上说法均不正确
解析：C 晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故BD错误，
2．(晶体、非晶体的特点)(多选)下列说法正确的是( )
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
解析：BCD 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，A错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，B正确；金刚石与石墨都是由碳元素构成的，但是属于不同的晶体，C正确；天然石英是晶体，熔化后加工做成玻璃就是非晶体，D正确．
3.(溶解曲线的理解及应用)(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有( )
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
解析：ABD 晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确．
(1)单晶体物理性质具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性．
(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体．
(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体．
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．
限时规范训练
[基础巩固]
1．(2021·山东济南期中)关于固体、液体的性质，下列说法正确的是( )
A．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
B．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能不一定改变
C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体重力的作用
D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润
解析：B 本题考查固体、液体的性质．单晶体和多晶体都有确定的熔点，故A错误；外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，根据热力学第一定律可知，物体的内能不一定改变，故B正确；玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故C错误；唐诗《观荷叶露珠》中有”霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故D错误．
2．(2021·江西吉安联考)关于液晶，下列说法中正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．所有物质都具有液晶态
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光
D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
解析：D 本题考查液晶的特点．液晶并不是液体和晶体的混合物，而是一种特殊的物质，A错误；液晶具有液体的流动性，但不是所有物质都具有液晶态，B错误；液晶本身不能发光，C错误；液晶既像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D正确．
3．(多选)下列说法正确的是( )
A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同
B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变
解析：AD 石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，选项A正确；晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，非晶体在熔化过程中吸收热量，温度升高，选项B错误；液晶的光学性质与温度的高低无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化， 由此引起光学性质的改变，选项C错误，D正确．
4．(多选)根据所学知识分析，下列说法正确的是( )
A．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
B．晶体体积增大，其分子势能一定增大
C．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力
D．人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程
解析：CD 多晶体和非晶体各个方向的物理性质都相同，金属属于多晶体，A错误；晶体体积增大，若分子力表现为引力，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子势能减小，B错误；水的表面张力的有无与重力无关，所以在宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，C正确；在现代科技中科学家利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，D正确．
5．下面的表格是某年某地区1～6月份的气温与气压的对照表：
月份
1
2
3
4
5
6
平均气温/℃
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
平均大气压/(×105 Pa)
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.998 4
根据上表数据可知：该年该地区从1月份到6月份( )
A．空气分子无规则热运动剧烈程度呈减小的趋势
B．6月的任何一个空气分子的无规则热运动的速率一定比它在一月时速率大
C．单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势
D．单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势
解析：C 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子无规则热运动越剧烈，从1月到6月，温度逐渐升高，空气分子无规则热运动剧烈程度呈增大的趋势，故A错误；6月温度最高，分子平均动能最大，但分子平均动能是对大量分子的一种统计规律，对于具体的某一个分子并不适应，故B错误；温度升高，气体的分子平均动能增大，而压强p减小，所以单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势，故C正确；根据气体压强的微观意义，气体压强等于单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量，大气压强呈减小的趋势，单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量也呈减小的趋势，故D错误．
6．(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．单位体积内的分子数目增加
解析：BD 理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误．
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和
B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定改变
C．晶体有固定的熔点且物理性质各向异性
D．金属在各个方向具有相同的物理性质，但它是晶体
解析：BD 由热力学知识知：气体的内能是所有分子热运动的动能与分子间势能之和，A错误；气体的温度变化时，气体分子的平均动能变化，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体是各向同性的，C错误；通常金属在各个方向具有相同的物理性质，它为多晶体，D正确．
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8．(多选)在某一容积不变的容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是( )
A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力
B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的
C．容器以9.8 m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强不变
D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强相等
解析：BCD 气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的温度和单位体积内的分子数决定，与容器的运动状态无关．故A错误，B、C、D正确．
9．(2021·河北衡水中学月考)(多选)下列说法正确的是( )
A．一锅水中撒一点胡椒粉，煮水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈
B．某复兴号高速列车驶出车站逐渐提速，其恒温车厢内的一切物体的内能也一定会逐渐增加
C．尽管蔗糖受潮时粘在一起，但是它依然是晶体
D．把尖锐的玻璃管口放在火上烧熔就会变钝，这是液体表面张力的作用
解析：CD 本题考查布朗运动、物体的内能、晶体和液体表面张力．胡椒粉在水中翻滚是水的对流引起的，属于机械运动，故A错误；物体的内能与物体运动的速度无关，故B错误；蔗糖虽然没有确定的形状，但熔化时有确定的熔点，所以蔗糖是晶体，故C正确；把尖锐的玻璃管口放在火上烧熔就会变钝，这是液体表面张力的作用，由于表面张力收缩变钝，故D正确．
10．下列说法错误的是( )
A．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
B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用
解析：C 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，选项A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片的物理性质具有各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确．
11．用如图所示的装置可以测量液体的密度．将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，已知左边液体的密度为ρ1，左、右两边液柱高度分别为h1、h2，下列说法正确的是( )
A．实验中必须将U形管内抽成真空
B．关闭阀门K后，管内气体压强大于管外大气压
C．右边液体的密度ρ2＝
D．右边液体的密度ρ2＝
解析：C 用抽气机对U形管向外抽气后关闭阀门K，管内气体压强(p气)小于管外大气压(p0)，在大气压作用下液体进入左、右两侧管中，待液体静止，左、右两侧管中压强平衡，则有p气＋p液1＝p0＝p气＋p液2，所以p液1＝p液2，即ρ1gh1＝ρ2gh2，得ρ2＝，故C正确，BD错误；只要管内气体压强与液体产生的压强之和小于管外大气压，就会有液体进入管中，所以没必要将U形管内抽成真空，故A错误．
12.如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)( )
A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD
D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大
解析：C 甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pC＝pD，C正确；温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错误．
13．求图中被封闭气体A的压强分别为(1)________，(2)______，(3)__________，图中的玻璃管内都灌有水银．大气压强p0＝76 cmHg.(p0＝1.01×105 Pa，g＝10 m/s2)
解析：(1)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10 cmHg＝66 cmHg.
(2)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10×sin 30° cmHg
＝71 cmHg.
(3)pB＝p0＋ph2＝76 cmHg＋10 cmHg＝86 cmHg.
pA＝pB－ph1＝86 cmHg－5 cmHg＝81 cmHg.
答案：(1)66 cmHg (2)71 cmHg (3)81 cmHg
14.一圆形汽缸静置于地面上，如图所示．汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0.现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强为____________．(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦)
解析：法一：题目中的活塞和汽缸均处于平衡状态，以活塞为研究对象，受力分析如图甲，由平衡条件，得F＋pS＝mg＋p0S.以活塞和汽缸整体为研究对象，受力分析如图乙，有F＝(M＋m)g，由以上两个方程式，得pS＋Mg＝p0S，解得p＝p0－.
法二：以汽缸为研究对象，有：pS＋Mg＝p0S，也可得
p＝p0－.
答案：p0－
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