还剩33页未读，
继续阅读
(要点归纳+夯实基础练) 第二节 固体、液体和气体-2023年高考物理一轮系统复习学思用
展开
这是一份(要点归纳+夯实基础练) 第二节 固体、液体和气体-2023年高考物理一轮系统复习学思用，共36页。
第二节 固体、液体和气体
【要点归纳】
一、热平衡与温度
1．热平衡：两个系统相互接触，它们间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化时，此时的状态叫做热平衡状态，我们说这两个系统达到了热平衡．
2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡．
二、温度计与温标
1．温度计：用来测量物体(系统)温度的仪器叫温度计，温度计的种类很多，如水银温度计、金属电阻温度计、气体温度计、热电偶温度计、双金属温度计等．
2．各种温度计的测温原理
名称
原理
水银温度计
根据水银热胀冷缩的性质来测量温度的
金属电阻温度计
根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的
气体温度计
根据气体压强与温度的关系来测量温度的
热电偶温度计
根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的
双金属温度计
利用热膨胀系数不同的铜和铁制成的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理测温度的
3.温标
(1)温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标．
(2)摄氏温标：规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每一等份就是1 ℃，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫摄氏温度，符号为t，单位为℃.
(3)热力学温标：规定摄氏温度的－273.15 ℃为其零值，它的一度大小等于摄氏温度的一度大小，这种表示温度的方法就是热力学温标，也叫开尔文温标．用这种温标表示的温度叫热力学温度，符号为T，单位为开尔文，简称开，符号为K.1960年，国际计量大会确定了摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温度T的关系是T＝t＋273.15 K.
三、玻意耳定律
1．公式：＝，或p1V1＝p2V2。式中，p1，V1和p2，V2分别表示一定质量的气体在温度不变时处于不同的两个状态中的压强和体积。
2．适用条件
(1)一定质量的气体，且气体保持温度不变。
(2)压强不太大，温度不太低。
四、气体等温变化图象
p－图象
p－V图象
图象特点
物理意义
一定质量的气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与就成正比， 在p－图上的等温线应是过原点的直线
一定质量的气体，在温度不变的情况下p与V成反比，因此等温过程的p－V图象是双曲线的一支
温度高低
直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1
一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T1
1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化．
2．查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比．
(2)公式：①P＝CT或＝C(C是比例常数)．
②＝或＝(式中p1、T1和p2、T2分别表示1、2两个不同状态下的压强和热力学温度)．
(3)适用条件：一定质量的气体，体积不变．
(4)摄氏温标下，查理定律的表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，气体温度每升高(或降低)1 ℃，增大(或减小)的压强等于气体在0 ℃时的压强的.用公式表示为：＝或pt＝p0，其中pt是温度为t ℃时的压强，p0是0 ℃时的压强．
3．等容过程的p— T图象和p —t图象
(1)p —T图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小．
(2)p —t图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是线性函数关系，不是简单的正比例关系．如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴t＝－273.15 ℃点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图象纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强．
(3)p T图中比较体积大小的方法：过横轴上某点作一条平行于p轴的直线分别交V1、V2于A、B两点，如图丙所示．由玻意耳定律知VA＜VB，即V1＜V2.
六、气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的某种气体在压强不变时体积随温度的变化叫做等压变化．
2．盖—吕萨克定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比．
(2)公式：①V＝CT(C是比例常数) ②＝或＝
式中V1、T1和V2、T2分别表示在1、2两个不同状态下的体积和温度．
(3)适用条件：一定质量的气体，压强不变．
(4)在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高(或降低)1 ℃，增大(或减小)的体积等于它在0 ℃时体积的.数学表达式为：＝或Vt＝V0
3．等压线
V —T图象和V— t图象
(1)V —T图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1＜p2，即压强越大，斜率越小．
(2)V —t图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是线性函数关系，不是简单的正比例关系．如图乙所示，图象纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上t＝－273.15 ℃点的倾斜直线，且斜率越大，压强越小．
(3)在V T图中比较压强大小的方法：过纵轴上某点作平行于T轴的直线分别交p1、p2于A、B两点，如图丙所示，由查理定律知pA＜pB，即p1＜p2.
七、理想气体
1．定义：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体．
2．对理想气体的理解
(1)理解：
①理想气体是为了研究问题方便而提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，实际上并不存在，就像力学中的质点、电学中的点电荷模型一样．
②从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。而在微观意义上，理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体．
(2)特点
①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点．
③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关．
八、理想气体状态方程
1．理想气体遵循的规律：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数．
2．理想气体的状态方程：＝或＝C(常量)
常量C仅由气体的种类和质量决定，与其他参量无关．
适用条件：该方程是在理想气体质量不变的条件下才适用，是一定质量理想气体三个状态参量的关系，与变化过程无关．
3．气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例：
T1＝T2
p1V1＝p2V2(玻意耳定律)
V1＝V2
＝(查理定律)
p1＝p2
＝(盖—吕萨克定律)
(1)理想气体状态方程的分态式
①一定质量理想气体各部分的值之和在状态变化前后保持不变，用公式表示为＋＋…＝＋＋…
②一定质量的理想气体的值，等于其各部分值之和．用公式表示为＝＋＋…＋.
当理想气体发生状态变化时，如伴随着有气体的迁移、分装、混合等各种情况，使用分态式会显得特别方便．
(2)气体密度方程＝
对于一定质量的理想气体，在状态(p1、V1、T1)时密度为ρ1，则ρ1＝.在状态(p2、V2、T2)时密度为ρ2，则ρ2＝.将V1＝、V2＝代入状态方程＝得＝，此方程与质量无关，可解决变质量问题．
(3)克拉珀龙方程
某种理想气体，设质量为m，摩尔质量为M，则其理想气体状态方程为pV＝RT，式中R为摩尔气体常量，在国际单位制中R＝8.31 J/(mol·K)．这就是任意质量的理想气体的状态方程，也叫做克拉珀龙方程．从上式可以看出＝C中的恒量C由理想气体的质量、摩尔质量和摩尔气体常量决定.
九、理想气体状态方程与气体图象
1．一定质量的理想气体的各种图象
特 点
举 例
p V
pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之乘积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p
p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p T
p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
V T
V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
2.理想气体状态方程与一般状态变化图象
基本方法：化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的某种理想气体的状态变化过程A→B→C→A.
在V－T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程pA′
1．固体可分为晶体和非晶体两大类
(1)在外形上，晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有确定的几何形状．
(2)在物理性质上，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．
(3)常见的晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花．
2．单晶体和多晶体
(1)单晶体：具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体，这样的固体叫单晶体，单晶体就是单个的晶体颗粒．
(2)多晶体：由于小晶粒杂乱无章地排列，使得晶体不再具有规则的几何形状，我们把这样的晶体称为多晶体，多晶体就是由许多无规则排列的晶粒构成的晶体，如粘在一起的糖块就是多晶体．
(3)单晶体和多晶体的比较
①相同点：都属于晶体，有固定的熔点．
②不同点：单晶体有天然规则的外形，在某些物理性质上表现为各向异性．多晶体没有天然规则的外形，物理性质表现为各向同性．
3．单晶体的各向异性的理解
在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．
(1)①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体 的物理性能时，测试结果不同．
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．
4．非晶体与多晶体间的比较
(1)相同点：都没有天然规则外形，都具有各向同性的物理性质．
(2)不同点：非晶体没有固定的熔点，多晶体有固定的熔点．
十一、液体的微观结构
1．液体的微观结构特点
(1)分子距离：液体不易被压缩，这说明液体分子间的距离很小．
(2)分子力：液体分子间的相互作用力较大．
(3)分子的热运动：液体分子的移动比固体分子的移动更容易，所以在温度相同的情况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快．
2．液体的宏观特性
(1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性．
(2)一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子聚集在一起，分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积．
(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因．
(4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．
十二、液体的表面张力
1．表面层
(1)定义：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层．
(2)性质：表面层里的分子要比液体内部稀疏些，分子间距要比液体内部大，分子间的相互作用力表现为引力．
2．表面张力及其作用
(1)表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。
(2)表面张力的大小与边界线长度有关，还跟液体的种类、温度有关。
(3)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。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。
十三、浸润和不浸润
1．附着层：液体与固体接触时，在接触的位置形成的一个液体薄层．同一液体对某些固体浸润，对另外一些固体可能不浸润，这取决于附着层中液体分子的受力情况．
2．浸润和不浸润
(1)浸润：液体附着在固体表面上的现象叫做浸润．
(2)不浸润：液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润．
落在洁净玻璃板上的小水银球能在上面滚来滚去而不附着在上面．
落在洁净玻璃板上的小水珠会附在玻璃板上形成薄层．
十四、毛细现象
1．定义：在浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象．
2．理论分析：在浸润的情况下，附着层扩展，表面层收缩使液面升高，最终是表面张力的作用跟液柱因重力而产生的作用相平衡；不浸润的情况下，附着层收缩，表面层收缩使液面下降，最终是表面张力的作用跟毛细管外液体产生的压力作用相平衡．
3．浸润液体在毛细管里上升的高度
如图所示，设毛细管内半径为r，并设液面单位长度上的表面张力为F0.由于毛细管内径很小，可以粗略认为沿着管壁的液面是竖直的．以液柱为研究对象，则：竖直向上作用到液体上的表面张力为：F＝2πrF0.设液面高度为h，液体密度为ρ，则竖直向下作用到液柱上的重力为G＝πr2ρgh.当液柱静止时，有F＝G.
即2πrF0＝πr2ρgh，故h＝。由此式可见，对同一液体(F0、ρ相同，g为常数)
则h∝。所以管子越细，h越大，亦即毛细现象越明显．
十五、液晶
1．定义：有些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，处于这种状态的化合物叫做液晶．
2．特点
(1)液晶具有液体的流动性．
(2)液晶具有晶体的光学各向异性．
(3)液晶的物理性质很容易在外界条件(如电场、压力、光照、温度)的影响下发生改变．
(4)从某个方向上看，液晶分子的排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的．
(5)并不是所有物质都有液晶态．通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态．
【夯实基础练】
1．(多选)(2022•湖南省长沙市第一中学高三第九次月考)下列说法中正确的是( )
A．一定质量的理想气体等温膨胀时，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少
B．温度一定时，当人们逐渐感到潮湿，则此时空气的绝对湿度不一定增大
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间有规则排列
D．在“油膜法估测分子的大小”的实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径
E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
【解析】 A．一定质量的理想气体等温膨胀时，分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，单位体积内的分子数变小，气体分子单位时间内对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少，A正确；
B．温度一定时，当人们逐渐感到潮湿，则此时空气的绝度湿度一定增大，B错误；
C．晶体表现为各向异性，是因为晶体微粒在空间有规则排列，即天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间有规则排列，C正确；
D．在“油膜法估测分子的大小”的实验中，用一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径，D错误；
E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，E正确。故选ACE。
【答案】 ACE
2．(多选)(2022•湖南省长沙市第一中学高三第三次月考)如图所示五幅图分别对应五种说法，其中正确的是__________
A．甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．丙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
E．戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力
【解析】 甲图中微粒运动就是物质颗粒的无规则运动，即布朗运动，是液体分子无规则热运动的表现，选项A错误；
乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表现为零，选项B正确；
丙图中食盐晶体的物理性质表现为各向异性，选项C错误；
丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D正确；
戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力，选项E正确.
【答案】 BDE
3．(2022•重庆市育才中学高三(下)入学考试)下列四幅图对应的说法中正确的有( )
A．图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体不浸润玻璃
B．图乙是干湿泡温度计，若发现两温度计的读数差正在变大，说明空气相对湿度正在变大
C．图丙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体加热后变成晶体
D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因
【解析】 A．图甲玻璃管插入某液体中，如果液体能够浸润器壁，液面呈凹形，A错误；
B．图乙中，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，干湿泡温度计中两只温度计的读数相差越小，B错误；
C．图丙中，玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体，细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变钝，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，C错误；
D．图丁中，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离是液体表面张力产生的原因，D正确。故选D。
【答案】 D
4．(2022•重庆市第一中学高三(下)第一次月考)下列说法正确的是( )
A．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子做无规则运动
B．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是朝湿度较大的缘故
C．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，分子平均动能一定增大
D．用打气筒给自行车打气时需要的力越来越大，这是由于轮胎内气体分子间斥力越来越大
【解析】 A．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，它能够反映出液体分子的无规则运动，故A错误；
B．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故，故B错误；
C．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，根据，可知温度一定增大，则气体分子内能增大，分子平均动能一定增大，故C正确；
D．用打气筒给自行车打气时需要的力越来越大，这是由于轮胎内气体压强不断增大的缘故，故D错误。故选C。
【答案】 C
5．(2022•云南省巴蜀中学第八次月考)下列说法正确的是( )
A．单晶体有确定的熔点，多晶体和非晶体都没有确定的熔点
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中所有水分子的运动速率都会变小
C．毛细现象中，有的液体在细管中上升，有的会下降，这个只跟液体的种类有关
D．同一种物质会形成不同的晶体，是因为组成晶体的微粒按照不同的规则在空间排列
【解析】 A．单晶体和多晶体都有确定的熔点， A错误；
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中水分子的平均动能会变小，而不是所有水分子速率变小，B错误；
C．毛细现象跟液体的种类和固体的材质都有关系，C错误；
D．同一种物质的微粒按照不同的规则在空间排列，可以生成不同的晶体。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。D正确。故选D。
【答案】 D
6．(2022•陕西省西安中学高三(上)期中)雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象．为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力，小玲同学将一圆柱形水杯置于院中，测得10分钟内杯中雨水上升了15mm，查询得知，当时雨滴落地速度约为10m/s，设雨滴撞击芭蕉后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3，据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为
A．0.25N B．0.5N C．1.5N D．2.5N
【解析】 由于是估算压强，所以不计雨滴的重力．设雨滴受到支持面的平均作用力为F．设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由v=10m/s减为零．以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：F△t=0-(-△mv)=△mv．得：F=；设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在△t时间内水面上升△h，则有：△m=ρS△h；F=ρSv．压强为：，故A正确，BCD错误．
【答案】 A
7．(多选)(2022•鹤岗市第一中学高三(上)期末)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是( )
A．沿A→B→C变化，气体温度不变
B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高
C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低
D．从A→B，气体压强减小，温度升高
E．从B→C，气体密度减小，温度降低
【解析】 由理想气体状态方程，可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小。故选BDE。
【答案】 BDE
8．(多选)(2022•哈尔滨师范大学附属中学高三(上)期末)下列说法正确的是( )
A．单晶体和多晶体都有固定的熔点
B．浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
C．水的饱和汽压随温度的升高而增大，且增大得越来越快
D．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
E．熔化热与物质的种类、质量都有关
【解析】 A．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A正确；
B．浸润现象中，附着层液体分子比液体内部密集，表现为斥力，有扩张趋势，故B错误；
C．高温时，饱和水汽压大，空气中所能容纳的水汽含量增多，因而能使原来已处于饱和状态的蒸发面会因为温度升高而变得不饱和，蒸发重新出现，直至达到新的饱和状态，且随温度的升高增大得越来越快，所以C正确；
D．在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水气蒸发也就越快，人就感受到越干燥，故D正确；
E．熔化热指的是单位质量的晶体，在熔化成同温度的液体时所吸收的热量，故熔化热与物质的质量无关，只与物质的种类有关，E错误。故选ACD。
【答案】 ACD
9．(多选)(2022•黑龙江省哈六中五模)下列说法中正确的是( )
A．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动，这些微粒的运动不是布朗运动
B．在装有水的密闭容器中，液体水与水蒸气达到动态平衡后，液体水中不再有水分子逸出液体表面，也没有水蒸气分子回到液体水中
C．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉
D．液晶具有光学各向异性
E．一定质量的理想气体体积增大，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数一定减少
【解析】 A．能用肉眼直接看到的微粒是很大的颗粒，其运动是空气对流和重力作用的结果，不是布朗运动，A正确；
B．在装有水的密闭容器中，液体水与水蒸气达到动态平衡后，液体水中仍有水分子逸出液体表面，也会有水蒸气分子回到液体水中，逸出水面的水分子和回到液体水中的水蒸气分子数目相等，B错误；
C．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，从而保存地下的水分，C正确；
D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D正确；
E．因不明确温度的变化，所以不知道分子的平均速率的变化，所以无法判断气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数变化情况，E错误。故选ACD。
【答案】 ACD
10．(2022•北京市牛栏山第一中学高三(下)入学考试)下列说法正确的是( )
A．液晶是一种晶体
B．所有的晶体都表现为各向异性
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0
D．毛细管越细，产生的毛细现象就越显著
【解析】 A．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，液晶分子的空间排列是不稳定的，但具有各向异性，故A错误；
B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误；
C．在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r＞r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势。故C错误；
D．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润的液体在细管中下降的现象，内径越细现象越明显，故D正确。故选D。
【答案】 D
11．(2022•四川外国语学校一模)唐诗《观荷叶露珠》中“靠微晓露成珠颗”中的荷叶和露水表现为________(填“不浸润”或“浸润”)，小草、树叶上的小露珠常呈球形，主要是__________的作用。晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏空间点阵，分子势能_________(填“增加”“减少”或“保持不变”)，分子平均动能________(“增加”“减少”或“保持不变”)，所以晶体有固定的熔点。
【解析】 [1]诗中的荷叶和露水表现为不浸润。
[2]由于液体表面张力的作用总是想使露珠的表面积减小，而体积相同的情况下球的表面积最小，所以露珠呈球形。
[3][4]晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，晶体熔化过程中温度保持不变，则分子平均动能保持不变。
【答案】 ①不浸润 ②液体表面张力 ③增加 ④保持不变
12．(2022•高考湖南卷)如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积的导热汽缸下接一圆管，用质量、横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离，外界大气压强，重力加速度取，环境温度保持不变，求：
(1)活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强；
(2)活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
【解析】 (1)将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有
代入数据解得
(2)当活塞在B位置时，汽缸内压强为p2，则有
代入数据解得
将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有
联立解得
【答案】 (1)；(2)
13．(2022•高考广东卷)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。
【解析】 对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知
即，解得
根据，解得h=10m
【答案】 ；10m
14．(2022•高考全国甲卷)如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
(1)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
(2)将环境温度缓慢改变至，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
【解析】 (1)因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，
由盖吕萨克定律可得，解得
(2)设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V0-V，
则对气体Ⅳ：
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体：
联立解得，
【答案】 (1)；(2)
15．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)四模)生活中吸盘挂钩的使用分三步操作｡第一步：先将吸盘自然扣在墙面上，此时盘内气体体积为；第二步：按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲)，吸盘中的空气被挤出一部分，松手稳定后，不再有气体从吸盘中逸出，剩余气体的压强为、体积为；第三步：将锁扣扳下(如图乙)，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，能使吸盘内气体体积恢复到。三步完成后吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上｡假设气体可视为理想气体，忽略整个过程气体温度的变化，大气压为，求：
(1)第三步后吸盘内气体的压强；
(2)第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质量比值k。
【解析】 (1)设第三步后吸盘内气体压强为p，由等温变化得
所以，压强为
(2)设原有气体在压强为下的体积为V，由等温变化得，所以，体积为
则第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质量比值为，即
【答案】 (1)；(2)
16．(2022•重庆市第八中学高三(下)冲刺四)2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服有一定伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压。王亚平先在节点舱(出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服，航天服内密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。
(1)若节点舱气压降低到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到，温度变为，求此时航天服内气体压强；
(2)为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到。假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为，求航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量比。
【解析】 (1)由题意可知密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=300K、T2=270K，
根据理想气体状态方程有，解得
(2)设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV，
根据玻意耳定律有，解得
则放出的气体与原来气体的质量比为
【答案】 (1)；(2)
17．(2022•四川省石室中学高三(下)第五次专家联测卷)如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S = 50 cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k= 2800 N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14 kg的物块B。开始时。缸内气体的温度t1 =27 °C ，活塞到缸底的距离L1 = 120 cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求∶
(1)当B刚要离开桌面时，汽缸内封闭气体的温度；
(2)气体的温度冷却到-93°C时，B离桌面的高度H。
【解析】 (1)当B刚要离开桌面时，弹簧的拉力为，解得
由活塞受力平衡可得，解得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
所以当B刚要离开桌面时，缸内气体的温度
(2)由(1)可知，当温度降至之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，
由盖-吕萨克定律有
代入数据解得
【答案】 (1)；(2)
18．(2022•辽宁省高三(下)高考联合模拟考试)负压病房是指病房内的气体压强略低于病房外的标准大气压的一种病房，即新鲜空气可以流进病房，而被污染的空气不会自行向外排出，必须由抽气系统抽出进行消毒处理，是WHO规定抢救新冠肺炎病人时的一个重要设施。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为V0，室内外气温均为-3℃，疫情期间，为了收治新冠肺炎病人，首先将室内空气封闭并加热至27℃。(加热前室内空气的压强为标准大气压为p0，空气视为理想气体)
(1)此时病房内的气压为多少？
(2)为了使负压病房的气压达到，在使用前先要抽掉一部分空气。求需抽出的空气质量与原来空气质量的百分比以及抽出的空气排到室外降温后的体积。(保留三位有效数字)
【解析】 (1)病房内气体发生等容变化，由查理定律可得，解得
此时病房内的气压为
(2)抽气过程可看成等温变化，由玻意耳定律可得，解得
需要抽掉的体积为
需抽取出气体的质量与原来气体质量的百分比为
对抽出的气体，由理想气体状态方程可得，解得
至少要抽掉的空气排到室外降温后的体积为
【答案】 (1)；(2)；
19．(2022•湖南省长沙市第一中学高三第二次月考)如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。求：
(1)缸内气体的压强p1；
(2)缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？
【解析】 (1)以缸体为对象(不包括活塞)列缸体受力平衡方程：
解之得：
(2)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为,压强为 此时仍有
则缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由盖.吕萨克定律得：
所以
故气体的温度是：
【答案】 (1)3×105Pa；(2)
20．(2022•东北师范大学附属中学七测)如图(a)所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强p0＝1.0×105Pa.现将气缸竖直放置，如图(b)所示，取g＝10m/s2.求：
(1)活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
(2)加热到525K时封闭气体的压强。
【解析】 (1)气缸水平放置时，，，
当气缸竖直放置时，，
根据理想气体状态方程有，解得
所以活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm
(2)假设加热到时，恰好到达卡环处，
根据理想气体状态方程有，解得
所以加热到525K时，活塞还没有到达卡环处；故此时封闭气体的压强为
【答案】 (1)；(2)
21．(2022•云南省昆明市第一中学高三(下)第八次适应性训练)如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的汽缸竖直放置，一面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，汽缸上端封闭且留有抽气孔。活塞上方气体的压强为p0，活塞下方气体的体积为V0，温度为T0。将活塞上方抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变，当活塞上方抽成真空后，活塞下方气体的体积为2V0。然后将活塞下方的气体缓慢加热，活塞体积忽略不计，重力加速度为g，求：
(1)活塞的质量m；
(2)气体缓慢加热到温度4T0时气体的压强。
【解析】 (1)活塞上方没有抽真空时，下方气体的压强
活塞上方抽真空时，下方气体的压强
根据玻意耳定律可知，解得
(2)若气体等压变化，则，
所以气体先做等压変化，在做等容变化，最终体积为3V0设温度升到4T0时，压强为p3，
则，解得
【答案】 (1)；(2)
22．(2022•四川省成都市第七中学高三(下)第七次测试)常用的医用氧气瓶容积V1=200 L，在t1=27°C的室内测得瓶内氧气的压强p1=3×10 6Pa，已知当钢瓶内外无气压差时供气停止。
(1)求在温度t1=27° C、压强p0=1×105 Pa时，可放出该状态下氧气的体积V；
(2)若将该氧气瓶移至t2= -23 °C的环境中，瓶内氧气压强变为p2=2×106 Pa，试判断钢瓶是否漏气。如漏气，请计算漏掉的氧气的质量与原有的氧气的质量之比。(用百分比表示)
【解析】 (1)根据玻意耳定律可知，解得V2=6000L
则放出的氧气在该状态下的体积
(2)根据理想气体状态方程可知其中T1=300K，T2=250K，V3=250L
因为V3>V1，所以钢瓶漏气，漏掉氧气的比例，解得η=20%
【答案】 (1)5800L；(2)20%
23．(2022•重庆外国语学校一模)2021年11月7日，王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，成为中国首位出舱行走的女航天员，标志着中国女航天员首次实现“太空漫步”．同时，新舱外航天服也在太空中首次亮相．假如在天和核心舱内航天服内气压为，气体体积为，出舱进入太空后由于外部气压低，航天服内气体体积变为，设航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统，其内部气体视为理想气体．
①求此时航天服内气体的压强；
②若开启航天服的充气阀门，向航天服内充入同种气体，保持航天服内气体体积为，使航天服内的气压缓慢恢复到，则需补充压强为的等温气体多少升？
【解析】 ①设初始时，航天服内气压为
体积，进入太空后气体体积
设此时气压为，气体做等温变化，解得
②设补充的气体的压强为
体积为，补充后航天服内的气压变为，总体积仍为
气体做等温变化，解得
【答案】 ①；②
24．(2022•西南大学附属中学校第六次月考)如图所示，竖直放置的圆柱形气缸横截面积为。一活塞将气缸分成上下两部分，上面部分与抽气机相连接，活塞放在卡扣(大小不计)上。初始时上下两部分均充有理想气体，气体压强均为，且上面部分气体物质的量为。现用抽气机将上面气体缓慢抽出直到当活塞刚离开卡扣。已知活塞的质量为，重力加速度为，活塞与气缸之间摩擦不计，两部分气体温度始终不变。求：
(1)此时上面气体的压强；
(2)抽出的气体的物质的量。
【解析】 (1)令此时上部分气体压强为，则由平衡条件可得
解得
(2)令上面部分气体初始体积为，保持气体质量不变而压强变成时的体积为，
则有，解得
抽出气体的物质的量为，解得
【答案】 (1) ；(2)
25．(2022•重庆市西南大学附属中学高三(下)全真一)如图是容积为的气压式浇花喷水壶，现向喷水壶内装入一定质量的水，通过打气使壶内气压达到，浇花时打开喷嘴开关就有水雾喷出，当壶内气压降为，壶内的水刚好全部喷出，已知水的密度为，细管和喷嘴的容积可忽略，求装入壶内水的质量。
【解析】 设水壶体积为V，装入壶内水的质量为m，则喷水前打入的空气体积
根据理想气体状态方程，解得
【答案】 0.98kg
26．(2022•四川外国语学校一模)有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡内封有一定量气体，与相连的管插在水银槽中，管内水银面的高度即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出。设管的体积与泡的体积相比可略去不计。
(1)在标准大气压下对管进行温度刻度(标准大气压相当于高的水银柱所产生的压强)。当温度为时，管内水银面高度为，此高度即为的刻度线。问为的刻度线在为多少厘米处？
(2)如果对以上管标注刻度线时，环境真实压强比标准大气压小(例如在高山上实验)，但实验者当成了标准大气压来设计。若此温度计显示为“”，则显示温度比实际温度高还是低？为什么？认为环境大气压没有随温度变化。
【解析】 选玻璃瓶A内的气体为研究对象，温度变化时，A内气体经历了一个等容过程，
根据题意可知，初态温度T1为300K，压强p1相当于(76-16)cm水银柱产生的压强；
末态温度T2为270K，设压强为p2。则根据查理定理有
代入数据，解得p2相当于54cm水银柱产生的压强，所以有
(2)若此温度计显示为“”，则显示温度比实际温度高，由于实际压强小，根据查理定理可知实际温度低，所以显示温度比实际温度高。
【答案】 (1)22cm；(2)高，见解析
27．(2022•云南省巴蜀中学第八次月考)如图为一款户外野营充气床垫。该床垫充气阀门打开未充气时，里面有气体。使用手动充气泵往里面打气，充好后床垫内气体。床垫充好气后关闭充气阀门，人躺在床垫上，床垫内气体体积减小10%，压强为。已知大气压强为，充气泵每次打入压强为的气体5L，床垫内气体温度始终不变且可视为理想气体，求：
(1)床垫充好气未负重时气体的压强；
(2)床垫要充好充气泵需要打气的次数。
【解析】 (1)设床垫充好气未负重时气体压强为p2，
对床垫内气体有，则
故床垫充好气未负重时气体的压强为
(2)设床垫要充好充气泵需要的打气次数为n，
对充好气后床垫内所有气体有，解得
故床垫要充好充气泵需要打气的次数为250次。
【答案】 (1)；(2)250
28．(2022•云南省昆明市第一中学第七次仿真模拟)高中毕业典礼时要放飞氢气球，两名毕业生用容积为0.3 m3的氢气罐给气球充气,罐中氢气的压强为20个大气压。充满氢气后的气球内部压强为1.1个大气压，体积为0.008 m3。若充气过程中，氢气的温度保持不变，且漏掉的氢气为原来罐内总量的10%，则这罐氢气最多能充满几个氢气球?
【解析】 根据题意得
根据等温方程，解得
故最多能充气球个数(个)
【答案】 576个
29．(2022•云南省昆明市第一中学高三(上)第四次联考)如图所示，开口向上深度H =20cm的导热汽缸缸体质量M=5kg，汽缸横截面积为S =10cm2。汽缸内用活塞封闭了一定量的理想气体，活塞用竖直轻杆固定于电梯内的天花板上的O点。开始时电梯处于静止状态，此时活塞和静止的汽缸底部之间相距l=18cm。之后电梯开始向上做匀加速运动，稳定后发现活塞刚好位于汽缸开口处(未漏气)，不计活塞的厚度，不计一切摩擦，取g=10m/s2，大气压强p0=1.0×105Pa，电梯内空气温度T=300K，求：
(1)电梯的加速度；
(2)电梯加速运动中为了使活塞回到初始位置，应使电梯内温度变为多少。
【解析】 (1)根据平衡条件，解得
根据玻意耳定律，解得
根据牛顿第二定律，解得
(2)根据盖·吕萨克定律，解得
【答案】 (1) ；(2)
30．(2022•四省区八校高三(下)开学考试)小军想测量室内外的温差。他将一横截面面积为0.01m2的薄壁导热玻璃管竖直放在室外的支架上，如图所示，玻璃管下端封闭、上端开口，管内用质量为0.01kg的水银柱密封长为10cm的空气柱(视为理想气体)，环境的热力学温度为300K。接着，小军把装置移到室内，测得水银柱下降了0.2cm。重力加速度大小为10m/s2，大气压强恒为76cmHg。求：
(1)在室外时，管内空气的压强p相当于多少cmHg；
(2)室外与室内的温差ΔT。
【解析】 (1)由于水银柱处于平衡状态可知，可得
(2)气体发生等圧変化，根据，代入数据可得
室外与室内的温差
【答案】 (1)；(2)
31．(2022•西北工业大学附属中学高三(上)第四次适应性训练)如图所示，上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管，管长L=100cm，其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中。当管竖直放置时，封闭气柱A的长度LA=50cm。现把开口端向下插入水银槽中，直至A气柱长时为止，这时系统处于静止状态。已知大气压强p0=75cmHg，整个过程中温度保持不变，求槽内的水银进入管内的长度Δh。(保留1位小数)
【解析】 开始时气柱A、B的压强分别为，
气柱B的长度为
设末状态时A、B的压强分别为、，
对气柱A根据玻意耳定律有，解得，则
对气柱B根据玻意耳定律有，解得，所以
【答案】
32．(2022•陕西省西安中学高三(上)期中)如图所示，开口竖直向上的细玻璃管内有一段长为L2=15cm的水银柱，封闭了一段长度为L1=20cm的气体，此时封闭气体温度为300K，水银柱的上端距离管口的距离为L3=5cm，已知大气压强为p0=75cmHg。现把玻璃管缓慢旋转90°至水平位置保持不动，然后对玻璃管缓慢加热到水银柱刚好没流出管口，求：
①玻璃管旋转90°时，封闭气体的长度为多少？
②水银柱刚好没流出管口时，此时玻璃管中封闭气体的温度为多少K？
【解析】 ①初态，
玻璃管旋转90°时，，
等温变化，解得气体长度为
②水平升温前，升温后
等压变化，解得
【答案】 ①24cm；②312.5K
33．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)二模)负压救护车，又被称为“最强口罩”，是救护车的一种，主要用于危重感染患者的转运与抢救，利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，所以带病毒的空气只能由车外流向车内，经过无害化处理后再排出，从而限制病毒传播，最大程度减少交叉感染。一般负压值(车外与车内气压差)为时效果比较理想。假设有一负压救护车，开放状态时，车内外的气压均为，车内温度为280K；正常工作时，车内温度为300K，负压值为。空气可视为理想气体，车外环境保持不变。求：
(1)若车在处于开放状态时，使车内密闭，将车内温度升高到300K，求此时车内气体的压强(保留三位有效数字)；
(2)车内由开放状态变为正常工作状态，需抽取出的气体质量与原来气体质量的百分比为多少(保留两位有效数字)。
【解析】 (1)若车内密闭，仅将车内温度升高到300K，设升温后车内的气压为p1，
车内的气体发生等容变化，根据查理定律有，解得
(2)设车内的体积为V1。假设体积为V1、温度为280K、压强为p0的气体变为温度为300K、压强为p2时的体积为V2，由题意可知
根据理想气体状态方程有
需抽取出的气体质量与原来气体质量的百分比为，联立解得
【答案】 (1)；(2)
34．(2022•湖南省雅礼中学高三(上)第五次月考)按照行业标准，汽车轮胎正常胎压为2.4atm。某汽车轮胎的正常容积为，某次启动该汽车后，电子系统正常工作并报警，胎压如图所示。为使汽车正常行驶，用充气泵给左前轮充气，每秒钟充入压强为1atm 的气体，充气12s，左前轮胎压恢复正常。若胎内气体可视为理想气体，充气过程胎内气体温度无明显变化，轮胎无明显漏气。
(1)求充气前左前轮内气体的体积；
(2)充气后，汽车长时间行驶，胎压显示为2.6atm，温度显示出现故障，一直显示27℃未变，请计算胎内气体的实际温度(假设行驶时，轮胎的容积不变) 。
【解析】 (1)正常情况下轮胎p0=2.4atm，，左前轮p1=1.8atm，设其体积为V1。
每秒钟充入气体p'=1atm，，
充气时间t=12s，充气过程中温度不变，则
带入数据解得
(2)T0= 300K， p2 = 2.6atm，行驶时，体积不变，则，解得T2 = 325K = 52°C
【答案】 (1)；(2)52°C
35．(2022•湖南省衡阳市第八中学高三(下)开学考试)新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批钢瓶氧气(如图)，每个钢瓶内体积为40 L，在北方时测得钢瓶内氧气压强为，温度为7℃，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为。在方舱医院实际使用过程中，先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为10 L，分装后每个小钢瓶内氧气压强为，要求大钢瓶内压强降到时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求：
(1)在武汉检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度？
(2)一大钢瓶可分装多少小瓶供病人使用？
【解析】 (1)钢瓶的容积一定，从北方到武汉对钢瓶内气体，有，得
(2)在武汉时，设大瓶内氧气由等温变化为不分装时的状态，
则，，
根据，得
可用于分装小瓶的氧气，
分装成小钢瓶的氧气，
其中小钢瓶体积为
根据，得，即一大钢瓶氧气可分装124小瓶。
【答案】 (1)；(2)124
36．(2022•哈尔滨市第六中学高三(上)期末)如图所示，在两端封闭的均匀半圆管道内封闭有理想气体，管内有不计质量可自由移动的活塞P，将管内气体分成两部分，其中OP与管道的水平直径的夹角θ=45°．两部分气体的温度均为T0=300K，压强均为P0=1.0×105 Pa．现对管道左侧气体缓慢加热，管道右侧气体温度保持不变，当可动活塞P缓慢移动到管道最低点时(不计摩擦)，求：
①管道右侧气体的压强；
②管道左侧气体的温度．
【解析】 ①对于管道右侧气体，由于气体做等温变化，则有：p0V1=p2V2，V2=V1，解得 p2＝1.5×105pa
②对于管道左侧气体，根据理想气体状态方程，有，，当活塞P移动到最低点时，对活塞P受力分析可得出两部分气体的压强p2′=p2，解得 T=900 K
【答案】 ①管道右侧气体的压强为 ②管道左侧气体的温度为900K
37．(2022•黑龙江省大庆中学高三(上)期中)如图所示，粗细均匀竖直放置的U形玻璃管左端封闭，右端开口且足够长。两管内水银面等高，左管内封闭的理想气体气柱长，现给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气柱长度变为。已知大气压强为。
(1)求加热后封闭气体的压强；
(2)保持加热后的温度不变，为使封闭气柱长度恢复为，求从开口端注入的水银柱长度。
【解析】 (1)给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气体气柱长度变为，
则左右两管水银面的高度差为
加热后封闭气体的压强为
代入数据解得
(2)设该状态封闭气体的压强为，由玻意耳定律有
代入数据解得
从右端再次注入的水银柱长度为
【答案】 (1)；(2)
38．(2022•广东省名校高三(下)开学测试)如图所示，热气球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等。球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使热气球可以上升或下降。设热气球的总体积(忽略球壳体积)，除球内空气外，热气球质量。已知地球表面大气温度，密度，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化，那么为使热气球从地面升起，球内气温最低要加热到多少？
【解析】 设气球刚好从地面飘起时气球内的气体温度为，密度为，则气球升起时，浮力等于气球和内部气体的总重力即
由于气球内的气体温度升高时，压强并没有变化，那么原来的气体温度升高后体积设为，根据质量相等，则有
原来的气体温度升高后，压强不变，体积从变为，根据理想气体状态方程则有
整理可得
【答案】 400K
39．(2022•华南师范大学附中、广东实验中学等四校联考)现阶段新冠肺炎疫情仍未结束，医院需要充足的氧气瓶储备，还要定期检查与保养。某医院有一容积为80L氧气钢瓶，在夏季某天，已知环境温度为27℃，测得瓶内的氧气(可视为理想气体)压强为1.2107Pa，此时氧气刚好达标；由于长时间未用，某天测得该氧气瓶内的压强为9106Pa，这天环境的温度为。
(1)通过计算判断该氧气瓶是否漏气；
(2)若某日温度为时，测得该氧气瓶内氧气的压强为8106Pa，为了使该瓶内氧气达标，求需要对其充入温度为7℃、压强为1105Pa的氧气多少升。
【解析】 (1)假设没有漏气，气体做等容变化，气体初状态压强
初状态温度
设气体末状态的压强是p2，末状态温度
根据查理定律得，代入数据解得，说明氧气瓶已经漏气。
(2)将氧气瓶里的气体和即将充入的气体作为一个整体，且两部分温度相同，
氧气瓶内气体压强为，将充入的气体压强
气体温度不变，根据玻意耳定律得，其中V=80L
代入数据解得V充=2560L
【答案】 (1)漏气；(2)2560L
40．(2022•广东省执信中学高三(下)月考)便携式氧气钢瓶体积4L，在温度为27℃的室温下，里面密封有氧气，气压表显示瓶内氧气的压强为Pa。现把氧气瓶运送到温度为-3℃山区对氧气袋充氧气。已知氧气袋容积为1L，原来袋中没有气体，充满后氧气的压强为Pa，当充完了6袋氧气后，氧气钢瓶上的气压表显示瓶内氧气压强变为Pa。请你通过计算判断，钢瓶充气给氧气袋的过程中是否漏气？
【解析】 假设充气过程中不漏气，可以充氧气袋的体积总共为，根据气体状态方程
可得，即，解得
由此可以判断在钢瓶对氧气袋充气过程中，有氧气漏出。
【答案】 有氧气漏出
41．(2022•安徽师范大学附属中学第五次综合测试)如图所示，一长L=37cm的导热细玻璃管AB水平放置，B端密闭，A端开口．在玻璃管内用一段长L1=25cm的水银柱密闭一段长L2=10cm的理想气体．已知大气压强p0=75cmHg，气体初始温度为t1=27℃，热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K．
(ⅰ)若将玻璃管绕A端沿逆时针方向缓慢旋转，当玻璃管与水平面的夹角为多少时水银柱的下端刚好到达A端？
(ⅱ)当玻璃管转到与水平面成角时，用一薄玻璃片将A端盖住以防止管中水银流出并对管中气体加热．当加热到温度为t2时由静止释放玻璃管并同时快速抽去玻璃片，让玻璃管做自由落体运动，下落过程中玻璃管不发生翻转，发现在玻璃管下落过程中管中的水银柱相对于玻璃管的位置不变，求t2．(玻璃管下落过程中管中气体温度不变)
【解析】 (ⅰ)初状态气体压强
当玻璃管与水平面的夹角为时，根据平衡条件得
气体做等温变化，根据玻意耳定律得，解得
(ⅱ)由题意可知因玻璃管做自由落体运动，水银柱与玻璃管保持相对静止，水银柱处于完全失重状态，故此状态下管内气体的压强和外界大气压强相等，即
气体做等容变化，根据查理定律得，解得T2=360K，t2=87℃
【答案】 (ⅰ)(ⅱ)t2=87℃
42．(2022•安徽省六校第二次联考)如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B之间容积为0.2V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9P0(P0为大气压强)，温度为27°C，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B，求：
①活塞移动到B时，缸内气体温度tB
②在图乙中画出整个过程的P-V图线。
【解析】 ①活塞离开A处前缸内气体发生等容变化，离开A处后发生等压变化
初态： ，，
末态：，
由气态方程可得，解得
②P-V图线如图所示
【答案】 ①；②
43．(2022•重庆市育才中学第五次月考)如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积S＝0.01 m2的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1 000 N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距l0＝0.6 m。已知外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，圆筒内气体温度为t0＝27 ℃。
(1)若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到t＝227 ℃，求此时圆筒内封闭气体的压强；(结果保留3位有效数字)
(2)若保持圆筒内气体温度t0＝27 ℃不变，然后对A施加一水平推力F＝500 N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中活塞A移动的距离。(假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内)
【解析】 (1)设此时气体压强为p，由查理定律可得
T0＝(273＋t0) K＝300 K，T＝(273＋t) K＝500 K
代入数据可得p＝1.67×105 Pa
(2)设再次平衡时封闭气体压强为p′，活塞A、B向左移动的距离分别为x、x′，由于气体温度始终不变，由玻意耳定律可得p0l0S＝p′(l0＋x′－x)S
由平衡条件可知，对活塞A有p′S＝p0S＋F
对活塞B有p0S＋kx′＝p′S
联立解得x＝0.7 m
【答案】 (1)1.67×105Pa；(2)0.7 m
第二节 固体、液体和气体
【要点归纳】
一、热平衡与温度
1．热平衡：两个系统相互接触，它们间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化时，此时的状态叫做热平衡状态，我们说这两个系统达到了热平衡．
2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡．
二、温度计与温标
1．温度计：用来测量物体(系统)温度的仪器叫温度计，温度计的种类很多，如水银温度计、金属电阻温度计、气体温度计、热电偶温度计、双金属温度计等．
2．各种温度计的测温原理
名称
原理
水银温度计
根据水银热胀冷缩的性质来测量温度的
金属电阻温度计
根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的
气体温度计
根据气体压强与温度的关系来测量温度的
热电偶温度计
根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的
双金属温度计
利用热膨胀系数不同的铜和铁制成的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理测温度的
3.温标
(1)温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标．
(2)摄氏温标：规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每一等份就是1 ℃，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫摄氏温度，符号为t，单位为℃.
(3)热力学温标：规定摄氏温度的－273.15 ℃为其零值，它的一度大小等于摄氏温度的一度大小，这种表示温度的方法就是热力学温标，也叫开尔文温标．用这种温标表示的温度叫热力学温度，符号为T，单位为开尔文，简称开，符号为K.1960年，国际计量大会确定了摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温度T的关系是T＝t＋273.15 K.
三、玻意耳定律
1．公式：＝，或p1V1＝p2V2。式中，p1，V1和p2，V2分别表示一定质量的气体在温度不变时处于不同的两个状态中的压强和体积。
2．适用条件
(1)一定质量的气体，且气体保持温度不变。
(2)压强不太大，温度不太低。
四、气体等温变化图象
p－图象
p－V图象
图象特点
物理意义
一定质量的气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与就成正比， 在p－图上的等温线应是过原点的直线
一定质量的气体，在温度不变的情况下p与V成反比，因此等温过程的p－V图象是双曲线的一支
温度高低
直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1
一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T1
1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化．
2．查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比．
(2)公式：①P＝CT或＝C(C是比例常数)．
②＝或＝(式中p1、T1和p2、T2分别表示1、2两个不同状态下的压强和热力学温度)．
(3)适用条件：一定质量的气体，体积不变．
(4)摄氏温标下，查理定律的表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，气体温度每升高(或降低)1 ℃，增大(或减小)的压强等于气体在0 ℃时的压强的.用公式表示为：＝或pt＝p0，其中pt是温度为t ℃时的压强，p0是0 ℃时的压强．
3．等容过程的p— T图象和p —t图象
(1)p —T图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小．
(2)p —t图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是线性函数关系，不是简单的正比例关系．如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴t＝－273.15 ℃点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图象纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强．
(3)p T图中比较体积大小的方法：过横轴上某点作一条平行于p轴的直线分别交V1、V2于A、B两点，如图丙所示．由玻意耳定律知VA＜VB，即V1＜V2.
六、气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的某种气体在压强不变时体积随温度的变化叫做等压变化．
2．盖—吕萨克定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比．
(2)公式：①V＝CT(C是比例常数) ②＝或＝
式中V1、T1和V2、T2分别表示在1、2两个不同状态下的体积和温度．
(3)适用条件：一定质量的气体，压强不变．
(4)在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高(或降低)1 ℃，增大(或减小)的体积等于它在0 ℃时体积的.数学表达式为：＝或Vt＝V0
3．等压线
V —T图象和V— t图象
(1)V —T图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1＜p2，即压强越大，斜率越小．
(2)V —t图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是线性函数关系，不是简单的正比例关系．如图乙所示，图象纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上t＝－273.15 ℃点的倾斜直线，且斜率越大，压强越小．
(3)在V T图中比较压强大小的方法：过纵轴上某点作平行于T轴的直线分别交p1、p2于A、B两点，如图丙所示，由查理定律知pA＜pB，即p1＜p2.
七、理想气体
1．定义：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体．
2．对理想气体的理解
(1)理解：
①理想气体是为了研究问题方便而提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，实际上并不存在，就像力学中的质点、电学中的点电荷模型一样．
②从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。而在微观意义上，理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体．
(2)特点
①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点．
③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关．
八、理想气体状态方程
1．理想气体遵循的规律：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数．
2．理想气体的状态方程：＝或＝C(常量)
常量C仅由气体的种类和质量决定，与其他参量无关．
适用条件：该方程是在理想气体质量不变的条件下才适用，是一定质量理想气体三个状态参量的关系，与变化过程无关．
3．气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例：
T1＝T2
p1V1＝p2V2(玻意耳定律)
V1＝V2
＝(查理定律)
p1＝p2
＝(盖—吕萨克定律)
(1)理想气体状态方程的分态式
①一定质量理想气体各部分的值之和在状态变化前后保持不变，用公式表示为＋＋…＝＋＋…
②一定质量的理想气体的值，等于其各部分值之和．用公式表示为＝＋＋…＋.
当理想气体发生状态变化时，如伴随着有气体的迁移、分装、混合等各种情况，使用分态式会显得特别方便．
(2)气体密度方程＝
对于一定质量的理想气体，在状态(p1、V1、T1)时密度为ρ1，则ρ1＝.在状态(p2、V2、T2)时密度为ρ2，则ρ2＝.将V1＝、V2＝代入状态方程＝得＝，此方程与质量无关，可解决变质量问题．
(3)克拉珀龙方程
某种理想气体，设质量为m，摩尔质量为M，则其理想气体状态方程为pV＝RT，式中R为摩尔气体常量，在国际单位制中R＝8.31 J/(mol·K)．这就是任意质量的理想气体的状态方程，也叫做克拉珀龙方程．从上式可以看出＝C中的恒量C由理想气体的质量、摩尔质量和摩尔气体常量决定.
九、理想气体状态方程与气体图象
1．一定质量的理想气体的各种图象
特 点
举 例
p V
pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之乘积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p
p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p T
p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
V T
V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
2.理想气体状态方程与一般状态变化图象
基本方法：化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的某种理想气体的状态变化过程A→B→C→A.
在V－T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程pA′
1．固体可分为晶体和非晶体两大类
(1)在外形上，晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有确定的几何形状．
(2)在物理性质上，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．
(3)常见的晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花．
2．单晶体和多晶体
(1)单晶体：具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体，这样的固体叫单晶体，单晶体就是单个的晶体颗粒．
(2)多晶体：由于小晶粒杂乱无章地排列，使得晶体不再具有规则的几何形状，我们把这样的晶体称为多晶体，多晶体就是由许多无规则排列的晶粒构成的晶体，如粘在一起的糖块就是多晶体．
(3)单晶体和多晶体的比较
①相同点：都属于晶体，有固定的熔点．
②不同点：单晶体有天然规则的外形，在某些物理性质上表现为各向异性．多晶体没有天然规则的外形，物理性质表现为各向同性．
3．单晶体的各向异性的理解
在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．
(1)①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体 的物理性能时，测试结果不同．
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．
4．非晶体与多晶体间的比较
(1)相同点：都没有天然规则外形，都具有各向同性的物理性质．
(2)不同点：非晶体没有固定的熔点，多晶体有固定的熔点．
十一、液体的微观结构
1．液体的微观结构特点
(1)分子距离：液体不易被压缩，这说明液体分子间的距离很小．
(2)分子力：液体分子间的相互作用力较大．
(3)分子的热运动：液体分子的移动比固体分子的移动更容易，所以在温度相同的情况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快．
2．液体的宏观特性
(1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性．
(2)一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子聚集在一起，分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积．
(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因．
(4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．
十二、液体的表面张力
1．表面层
(1)定义：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层．
(2)性质：表面层里的分子要比液体内部稀疏些，分子间距要比液体内部大，分子间的相互作用力表现为引力．
2．表面张力及其作用
(1)表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。
(2)表面张力的大小与边界线长度有关，还跟液体的种类、温度有关。
(3)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。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。
十三、浸润和不浸润
1．附着层：液体与固体接触时，在接触的位置形成的一个液体薄层．同一液体对某些固体浸润，对另外一些固体可能不浸润，这取决于附着层中液体分子的受力情况．
2．浸润和不浸润
(1)浸润：液体附着在固体表面上的现象叫做浸润．
(2)不浸润：液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润．
落在洁净玻璃板上的小水银球能在上面滚来滚去而不附着在上面．
落在洁净玻璃板上的小水珠会附在玻璃板上形成薄层．
十四、毛细现象
1．定义：在浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象．
2．理论分析：在浸润的情况下，附着层扩展，表面层收缩使液面升高，最终是表面张力的作用跟液柱因重力而产生的作用相平衡；不浸润的情况下，附着层收缩，表面层收缩使液面下降，最终是表面张力的作用跟毛细管外液体产生的压力作用相平衡．
3．浸润液体在毛细管里上升的高度
如图所示，设毛细管内半径为r，并设液面单位长度上的表面张力为F0.由于毛细管内径很小，可以粗略认为沿着管壁的液面是竖直的．以液柱为研究对象，则：竖直向上作用到液体上的表面张力为：F＝2πrF0.设液面高度为h，液体密度为ρ，则竖直向下作用到液柱上的重力为G＝πr2ρgh.当液柱静止时，有F＝G.
即2πrF0＝πr2ρgh，故h＝。由此式可见，对同一液体(F0、ρ相同，g为常数)
则h∝。所以管子越细，h越大，亦即毛细现象越明显．
十五、液晶
1．定义：有些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，处于这种状态的化合物叫做液晶．
2．特点
(1)液晶具有液体的流动性．
(2)液晶具有晶体的光学各向异性．
(3)液晶的物理性质很容易在外界条件(如电场、压力、光照、温度)的影响下发生改变．
(4)从某个方向上看，液晶分子的排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的．
(5)并不是所有物质都有液晶态．通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态．
【夯实基础练】
1．(多选)(2022•湖南省长沙市第一中学高三第九次月考)下列说法中正确的是( )
A．一定质量的理想气体等温膨胀时，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少
B．温度一定时，当人们逐渐感到潮湿，则此时空气的绝对湿度不一定增大
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间有规则排列
D．在“油膜法估测分子的大小”的实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径
E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
【解析】 A．一定质量的理想气体等温膨胀时，分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，单位体积内的分子数变小，气体分子单位时间内对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少，A正确；
B．温度一定时，当人们逐渐感到潮湿，则此时空气的绝度湿度一定增大，B错误；
C．晶体表现为各向异性，是因为晶体微粒在空间有规则排列，即天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间有规则排列，C正确；
D．在“油膜法估测分子的大小”的实验中，用一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径，D错误；
E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，E正确。故选ACE。
【答案】 ACE
2．(多选)(2022•湖南省长沙市第一中学高三第三次月考)如图所示五幅图分别对应五种说法，其中正确的是__________
A．甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．丙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
E．戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力
【解析】 甲图中微粒运动就是物质颗粒的无规则运动，即布朗运动，是液体分子无规则热运动的表现，选项A错误；
乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表现为零，选项B正确；
丙图中食盐晶体的物理性质表现为各向异性，选项C错误；
丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D正确；
戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力，选项E正确.
【答案】 BDE
3．(2022•重庆市育才中学高三(下)入学考试)下列四幅图对应的说法中正确的有( )
A．图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体不浸润玻璃
B．图乙是干湿泡温度计，若发现两温度计的读数差正在变大，说明空气相对湿度正在变大
C．图丙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体加热后变成晶体
D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因
【解析】 A．图甲玻璃管插入某液体中，如果液体能够浸润器壁，液面呈凹形，A错误；
B．图乙中，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，干湿泡温度计中两只温度计的读数相差越小，B错误；
C．图丙中，玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体，细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变钝，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，C错误；
D．图丁中，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离是液体表面张力产生的原因，D正确。故选D。
【答案】 D
4．(2022•重庆市第一中学高三(下)第一次月考)下列说法正确的是( )
A．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子做无规则运动
B．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是朝湿度较大的缘故
C．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，分子平均动能一定增大
D．用打气筒给自行车打气时需要的力越来越大，这是由于轮胎内气体分子间斥力越来越大
【解析】 A．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，它能够反映出液体分子的无规则运动，故A错误；
B．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故，故B错误；
C．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，根据，可知温度一定增大，则气体分子内能增大，分子平均动能一定增大，故C正确；
D．用打气筒给自行车打气时需要的力越来越大，这是由于轮胎内气体压强不断增大的缘故，故D错误。故选C。
【答案】 C
5．(2022•云南省巴蜀中学第八次月考)下列说法正确的是( )
A．单晶体有确定的熔点，多晶体和非晶体都没有确定的熔点
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中所有水分子的运动速率都会变小
C．毛细现象中，有的液体在细管中上升，有的会下降，这个只跟液体的种类有关
D．同一种物质会形成不同的晶体，是因为组成晶体的微粒按照不同的规则在空间排列
【解析】 A．单晶体和多晶体都有确定的熔点， A错误；
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中水分子的平均动能会变小，而不是所有水分子速率变小，B错误；
C．毛细现象跟液体的种类和固体的材质都有关系，C错误；
D．同一种物质的微粒按照不同的规则在空间排列，可以生成不同的晶体。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。D正确。故选D。
【答案】 D
6．(2022•陕西省西安中学高三(上)期中)雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象．为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力，小玲同学将一圆柱形水杯置于院中，测得10分钟内杯中雨水上升了15mm，查询得知，当时雨滴落地速度约为10m/s，设雨滴撞击芭蕉后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3，据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为
A．0.25N B．0.5N C．1.5N D．2.5N
【解析】 由于是估算压强，所以不计雨滴的重力．设雨滴受到支持面的平均作用力为F．设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由v=10m/s减为零．以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：F△t=0-(-△mv)=△mv．得：F=；设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在△t时间内水面上升△h，则有：△m=ρS△h；F=ρSv．压强为：，故A正确，BCD错误．
【答案】 A
7．(多选)(2022•鹤岗市第一中学高三(上)期末)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是( )
A．沿A→B→C变化，气体温度不变
B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高
C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低
D．从A→B，气体压强减小，温度升高
E．从B→C，气体密度减小，温度降低
【解析】 由理想气体状态方程，可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小。故选BDE。
【答案】 BDE
8．(多选)(2022•哈尔滨师范大学附属中学高三(上)期末)下列说法正确的是( )
A．单晶体和多晶体都有固定的熔点
B．浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
C．水的饱和汽压随温度的升高而增大，且增大得越来越快
D．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
E．熔化热与物质的种类、质量都有关
【解析】 A．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A正确；
B．浸润现象中，附着层液体分子比液体内部密集，表现为斥力，有扩张趋势，故B错误；
C．高温时，饱和水汽压大，空气中所能容纳的水汽含量增多，因而能使原来已处于饱和状态的蒸发面会因为温度升高而变得不饱和，蒸发重新出现，直至达到新的饱和状态，且随温度的升高增大得越来越快，所以C正确；
D．在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水气蒸发也就越快，人就感受到越干燥，故D正确；
E．熔化热指的是单位质量的晶体，在熔化成同温度的液体时所吸收的热量，故熔化热与物质的质量无关，只与物质的种类有关，E错误。故选ACD。
【答案】 ACD
9．(多选)(2022•黑龙江省哈六中五模)下列说法中正确的是( )
A．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动，这些微粒的运动不是布朗运动
B．在装有水的密闭容器中，液体水与水蒸气达到动态平衡后，液体水中不再有水分子逸出液体表面，也没有水蒸气分子回到液体水中
C．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉
D．液晶具有光学各向异性
E．一定质量的理想气体体积增大，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数一定减少
【解析】 A．能用肉眼直接看到的微粒是很大的颗粒，其运动是空气对流和重力作用的结果，不是布朗运动，A正确；
B．在装有水的密闭容器中，液体水与水蒸气达到动态平衡后，液体水中仍有水分子逸出液体表面，也会有水蒸气分子回到液体水中，逸出水面的水分子和回到液体水中的水蒸气分子数目相等，B错误；
C．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，从而保存地下的水分，C正确；
D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D正确；
E．因不明确温度的变化，所以不知道分子的平均速率的变化，所以无法判断气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数变化情况，E错误。故选ACD。
【答案】 ACD
10．(2022•北京市牛栏山第一中学高三(下)入学考试)下列说法正确的是( )
A．液晶是一种晶体
B．所有的晶体都表现为各向异性
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0
D．毛细管越细，产生的毛细现象就越显著
【解析】 A．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，液晶分子的空间排列是不稳定的，但具有各向异性，故A错误；
B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误；
C．在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r＞r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势。故C错误；
D．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润的液体在细管中下降的现象，内径越细现象越明显，故D正确。故选D。
【答案】 D
11．(2022•四川外国语学校一模)唐诗《观荷叶露珠》中“靠微晓露成珠颗”中的荷叶和露水表现为________(填“不浸润”或“浸润”)，小草、树叶上的小露珠常呈球形，主要是__________的作用。晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏空间点阵，分子势能_________(填“增加”“减少”或“保持不变”)，分子平均动能________(“增加”“减少”或“保持不变”)，所以晶体有固定的熔点。
【解析】 [1]诗中的荷叶和露水表现为不浸润。
[2]由于液体表面张力的作用总是想使露珠的表面积减小，而体积相同的情况下球的表面积最小，所以露珠呈球形。
[3][4]晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，晶体熔化过程中温度保持不变，则分子平均动能保持不变。
【答案】 ①不浸润 ②液体表面张力 ③增加 ④保持不变
12．(2022•高考湖南卷)如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积的导热汽缸下接一圆管，用质量、横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离，外界大气压强，重力加速度取，环境温度保持不变，求：
(1)活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强；
(2)活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
【解析】 (1)将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有
代入数据解得
(2)当活塞在B位置时，汽缸内压强为p2，则有
代入数据解得
将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有
联立解得
【答案】 (1)；(2)
13．(2022•高考广东卷)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。
【解析】 对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知
即，解得
根据，解得h=10m
【答案】 ；10m
14．(2022•高考全国甲卷)如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
(1)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
(2)将环境温度缓慢改变至，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
【解析】 (1)因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，
由盖吕萨克定律可得，解得
(2)设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V0-V，
则对气体Ⅳ：
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体：
联立解得，
【答案】 (1)；(2)
15．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)四模)生活中吸盘挂钩的使用分三步操作｡第一步：先将吸盘自然扣在墙面上，此时盘内气体体积为；第二步：按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲)，吸盘中的空气被挤出一部分，松手稳定后，不再有气体从吸盘中逸出，剩余气体的压强为、体积为；第三步：将锁扣扳下(如图乙)，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，能使吸盘内气体体积恢复到。三步完成后吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上｡假设气体可视为理想气体，忽略整个过程气体温度的变化，大气压为，求：
(1)第三步后吸盘内气体的压强；
(2)第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质量比值k。
【解析】 (1)设第三步后吸盘内气体压强为p，由等温变化得
所以，压强为
(2)设原有气体在压强为下的体积为V，由等温变化得，所以，体积为
则第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质量比值为，即
【答案】 (1)；(2)
16．(2022•重庆市第八中学高三(下)冲刺四)2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服有一定伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压。王亚平先在节点舱(出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服，航天服内密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。
(1)若节点舱气压降低到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到，温度变为，求此时航天服内气体压强；
(2)为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到。假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为，求航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量比。
【解析】 (1)由题意可知密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=300K、T2=270K，
根据理想气体状态方程有，解得
(2)设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV，
根据玻意耳定律有，解得
则放出的气体与原来气体的质量比为
【答案】 (1)；(2)
17．(2022•四川省石室中学高三(下)第五次专家联测卷)如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S = 50 cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k= 2800 N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14 kg的物块B。开始时。缸内气体的温度t1 =27 °C ，活塞到缸底的距离L1 = 120 cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求∶
(1)当B刚要离开桌面时，汽缸内封闭气体的温度；
(2)气体的温度冷却到-93°C时，B离桌面的高度H。
【解析】 (1)当B刚要离开桌面时，弹簧的拉力为，解得
由活塞受力平衡可得，解得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
所以当B刚要离开桌面时，缸内气体的温度
(2)由(1)可知，当温度降至之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，
由盖-吕萨克定律有
代入数据解得
【答案】 (1)；(2)
18．(2022•辽宁省高三(下)高考联合模拟考试)负压病房是指病房内的气体压强略低于病房外的标准大气压的一种病房，即新鲜空气可以流进病房，而被污染的空气不会自行向外排出，必须由抽气系统抽出进行消毒处理，是WHO规定抢救新冠肺炎病人时的一个重要设施。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为V0，室内外气温均为-3℃，疫情期间，为了收治新冠肺炎病人，首先将室内空气封闭并加热至27℃。(加热前室内空气的压强为标准大气压为p0，空气视为理想气体)
(1)此时病房内的气压为多少？
(2)为了使负压病房的气压达到，在使用前先要抽掉一部分空气。求需抽出的空气质量与原来空气质量的百分比以及抽出的空气排到室外降温后的体积。(保留三位有效数字)
【解析】 (1)病房内气体发生等容变化，由查理定律可得，解得
此时病房内的气压为
(2)抽气过程可看成等温变化，由玻意耳定律可得，解得
需要抽掉的体积为
需抽取出气体的质量与原来气体质量的百分比为
对抽出的气体，由理想气体状态方程可得，解得
至少要抽掉的空气排到室外降温后的体积为
【答案】 (1)；(2)；
19．(2022•湖南省长沙市第一中学高三第二次月考)如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。求：
(1)缸内气体的压强p1；
(2)缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？
【解析】 (1)以缸体为对象(不包括活塞)列缸体受力平衡方程：
解之得：
(2)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为,压强为 此时仍有
则缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由盖.吕萨克定律得：
所以
故气体的温度是：
【答案】 (1)3×105Pa；(2)
20．(2022•东北师范大学附属中学七测)如图(a)所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强p0＝1.0×105Pa.现将气缸竖直放置，如图(b)所示，取g＝10m/s2.求：
(1)活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
(2)加热到525K时封闭气体的压强。
【解析】 (1)气缸水平放置时，，，
当气缸竖直放置时，，
根据理想气体状态方程有，解得
所以活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm
(2)假设加热到时，恰好到达卡环处，
根据理想气体状态方程有，解得
所以加热到525K时，活塞还没有到达卡环处；故此时封闭气体的压强为
【答案】 (1)；(2)
21．(2022•云南省昆明市第一中学高三(下)第八次适应性训练)如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的汽缸竖直放置，一面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，汽缸上端封闭且留有抽气孔。活塞上方气体的压强为p0，活塞下方气体的体积为V0，温度为T0。将活塞上方抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变，当活塞上方抽成真空后，活塞下方气体的体积为2V0。然后将活塞下方的气体缓慢加热，活塞体积忽略不计，重力加速度为g，求：
(1)活塞的质量m；
(2)气体缓慢加热到温度4T0时气体的压强。
【解析】 (1)活塞上方没有抽真空时，下方气体的压强
活塞上方抽真空时，下方气体的压强
根据玻意耳定律可知，解得
(2)若气体等压变化，则，
所以气体先做等压変化，在做等容变化，最终体积为3V0设温度升到4T0时，压强为p3，
则，解得
【答案】 (1)；(2)
22．(2022•四川省成都市第七中学高三(下)第七次测试)常用的医用氧气瓶容积V1=200 L，在t1=27°C的室内测得瓶内氧气的压强p1=3×10 6Pa，已知当钢瓶内外无气压差时供气停止。
(1)求在温度t1=27° C、压强p0=1×105 Pa时，可放出该状态下氧气的体积V；
(2)若将该氧气瓶移至t2= -23 °C的环境中，瓶内氧气压强变为p2=2×106 Pa，试判断钢瓶是否漏气。如漏气，请计算漏掉的氧气的质量与原有的氧气的质量之比。(用百分比表示)
【解析】 (1)根据玻意耳定律可知，解得V2=6000L
则放出的氧气在该状态下的体积
(2)根据理想气体状态方程可知其中T1=300K，T2=250K，V3=250L
因为V3>V1，所以钢瓶漏气，漏掉氧气的比例，解得η=20%
【答案】 (1)5800L；(2)20%
23．(2022•重庆外国语学校一模)2021年11月7日，王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，成为中国首位出舱行走的女航天员，标志着中国女航天员首次实现“太空漫步”．同时，新舱外航天服也在太空中首次亮相．假如在天和核心舱内航天服内气压为，气体体积为，出舱进入太空后由于外部气压低，航天服内气体体积变为，设航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统，其内部气体视为理想气体．
①求此时航天服内气体的压强；
②若开启航天服的充气阀门，向航天服内充入同种气体，保持航天服内气体体积为，使航天服内的气压缓慢恢复到，则需补充压强为的等温气体多少升？
【解析】 ①设初始时，航天服内气压为
体积，进入太空后气体体积
设此时气压为，气体做等温变化，解得
②设补充的气体的压强为
体积为，补充后航天服内的气压变为，总体积仍为
气体做等温变化，解得
【答案】 ①；②
24．(2022•西南大学附属中学校第六次月考)如图所示，竖直放置的圆柱形气缸横截面积为。一活塞将气缸分成上下两部分，上面部分与抽气机相连接，活塞放在卡扣(大小不计)上。初始时上下两部分均充有理想气体，气体压强均为，且上面部分气体物质的量为。现用抽气机将上面气体缓慢抽出直到当活塞刚离开卡扣。已知活塞的质量为，重力加速度为，活塞与气缸之间摩擦不计，两部分气体温度始终不变。求：
(1)此时上面气体的压强；
(2)抽出的气体的物质的量。
【解析】 (1)令此时上部分气体压强为，则由平衡条件可得
解得
(2)令上面部分气体初始体积为，保持气体质量不变而压强变成时的体积为，
则有，解得
抽出气体的物质的量为，解得
【答案】 (1) ；(2)
25．(2022•重庆市西南大学附属中学高三(下)全真一)如图是容积为的气压式浇花喷水壶，现向喷水壶内装入一定质量的水，通过打气使壶内气压达到，浇花时打开喷嘴开关就有水雾喷出，当壶内气压降为，壶内的水刚好全部喷出，已知水的密度为，细管和喷嘴的容积可忽略，求装入壶内水的质量。
【解析】 设水壶体积为V，装入壶内水的质量为m，则喷水前打入的空气体积
根据理想气体状态方程，解得
【答案】 0.98kg
26．(2022•四川外国语学校一模)有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡内封有一定量气体，与相连的管插在水银槽中，管内水银面的高度即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出。设管的体积与泡的体积相比可略去不计。
(1)在标准大气压下对管进行温度刻度(标准大气压相当于高的水银柱所产生的压强)。当温度为时，管内水银面高度为，此高度即为的刻度线。问为的刻度线在为多少厘米处？
(2)如果对以上管标注刻度线时，环境真实压强比标准大气压小(例如在高山上实验)，但实验者当成了标准大气压来设计。若此温度计显示为“”，则显示温度比实际温度高还是低？为什么？认为环境大气压没有随温度变化。
【解析】 选玻璃瓶A内的气体为研究对象，温度变化时，A内气体经历了一个等容过程，
根据题意可知，初态温度T1为300K，压强p1相当于(76-16)cm水银柱产生的压强；
末态温度T2为270K，设压强为p2。则根据查理定理有
代入数据，解得p2相当于54cm水银柱产生的压强，所以有
(2)若此温度计显示为“”，则显示温度比实际温度高，由于实际压强小，根据查理定理可知实际温度低，所以显示温度比实际温度高。
【答案】 (1)22cm；(2)高，见解析
27．(2022•云南省巴蜀中学第八次月考)如图为一款户外野营充气床垫。该床垫充气阀门打开未充气时，里面有气体。使用手动充气泵往里面打气，充好后床垫内气体。床垫充好气后关闭充气阀门，人躺在床垫上，床垫内气体体积减小10%，压强为。已知大气压强为，充气泵每次打入压强为的气体5L，床垫内气体温度始终不变且可视为理想气体，求：
(1)床垫充好气未负重时气体的压强；
(2)床垫要充好充气泵需要打气的次数。
【解析】 (1)设床垫充好气未负重时气体压强为p2，
对床垫内气体有，则
故床垫充好气未负重时气体的压强为
(2)设床垫要充好充气泵需要的打气次数为n，
对充好气后床垫内所有气体有，解得
故床垫要充好充气泵需要打气的次数为250次。
【答案】 (1)；(2)250
28．(2022•云南省昆明市第一中学第七次仿真模拟)高中毕业典礼时要放飞氢气球，两名毕业生用容积为0.3 m3的氢气罐给气球充气,罐中氢气的压强为20个大气压。充满氢气后的气球内部压强为1.1个大气压，体积为0.008 m3。若充气过程中，氢气的温度保持不变，且漏掉的氢气为原来罐内总量的10%，则这罐氢气最多能充满几个氢气球?
【解析】 根据题意得
根据等温方程，解得
故最多能充气球个数(个)
【答案】 576个
29．(2022•云南省昆明市第一中学高三(上)第四次联考)如图所示，开口向上深度H =20cm的导热汽缸缸体质量M=5kg，汽缸横截面积为S =10cm2。汽缸内用活塞封闭了一定量的理想气体，活塞用竖直轻杆固定于电梯内的天花板上的O点。开始时电梯处于静止状态，此时活塞和静止的汽缸底部之间相距l=18cm。之后电梯开始向上做匀加速运动，稳定后发现活塞刚好位于汽缸开口处(未漏气)，不计活塞的厚度，不计一切摩擦，取g=10m/s2，大气压强p0=1.0×105Pa，电梯内空气温度T=300K，求：
(1)电梯的加速度；
(2)电梯加速运动中为了使活塞回到初始位置，应使电梯内温度变为多少。
【解析】 (1)根据平衡条件，解得
根据玻意耳定律，解得
根据牛顿第二定律，解得
(2)根据盖·吕萨克定律，解得
【答案】 (1) ；(2)
30．(2022•四省区八校高三(下)开学考试)小军想测量室内外的温差。他将一横截面面积为0.01m2的薄壁导热玻璃管竖直放在室外的支架上，如图所示，玻璃管下端封闭、上端开口，管内用质量为0.01kg的水银柱密封长为10cm的空气柱(视为理想气体)，环境的热力学温度为300K。接着，小军把装置移到室内，测得水银柱下降了0.2cm。重力加速度大小为10m/s2，大气压强恒为76cmHg。求：
(1)在室外时，管内空气的压强p相当于多少cmHg；
(2)室外与室内的温差ΔT。
【解析】 (1)由于水银柱处于平衡状态可知，可得
(2)气体发生等圧変化，根据，代入数据可得
室外与室内的温差
【答案】 (1)；(2)
31．(2022•西北工业大学附属中学高三(上)第四次适应性训练)如图所示，上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管，管长L=100cm，其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中。当管竖直放置时，封闭气柱A的长度LA=50cm。现把开口端向下插入水银槽中，直至A气柱长时为止，这时系统处于静止状态。已知大气压强p0=75cmHg，整个过程中温度保持不变，求槽内的水银进入管内的长度Δh。(保留1位小数)
【解析】 开始时气柱A、B的压强分别为，
气柱B的长度为
设末状态时A、B的压强分别为、，
对气柱A根据玻意耳定律有，解得，则
对气柱B根据玻意耳定律有，解得，所以
【答案】
32．(2022•陕西省西安中学高三(上)期中)如图所示，开口竖直向上的细玻璃管内有一段长为L2=15cm的水银柱，封闭了一段长度为L1=20cm的气体，此时封闭气体温度为300K，水银柱的上端距离管口的距离为L3=5cm，已知大气压强为p0=75cmHg。现把玻璃管缓慢旋转90°至水平位置保持不动，然后对玻璃管缓慢加热到水银柱刚好没流出管口，求：
①玻璃管旋转90°时，封闭气体的长度为多少？
②水银柱刚好没流出管口时，此时玻璃管中封闭气体的温度为多少K？
【解析】 ①初态，
玻璃管旋转90°时，，
等温变化，解得气体长度为
②水平升温前，升温后
等压变化，解得
【答案】 ①24cm；②312.5K
33．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)二模)负压救护车，又被称为“最强口罩”，是救护车的一种，主要用于危重感染患者的转运与抢救，利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，所以带病毒的空气只能由车外流向车内，经过无害化处理后再排出，从而限制病毒传播，最大程度减少交叉感染。一般负压值(车外与车内气压差)为时效果比较理想。假设有一负压救护车，开放状态时，车内外的气压均为，车内温度为280K；正常工作时，车内温度为300K，负压值为。空气可视为理想气体，车外环境保持不变。求：
(1)若车在处于开放状态时，使车内密闭，将车内温度升高到300K，求此时车内气体的压强(保留三位有效数字)；
(2)车内由开放状态变为正常工作状态，需抽取出的气体质量与原来气体质量的百分比为多少(保留两位有效数字)。
【解析】 (1)若车内密闭，仅将车内温度升高到300K，设升温后车内的气压为p1，
车内的气体发生等容变化，根据查理定律有，解得
(2)设车内的体积为V1。假设体积为V1、温度为280K、压强为p0的气体变为温度为300K、压强为p2时的体积为V2，由题意可知
根据理想气体状态方程有
需抽取出的气体质量与原来气体质量的百分比为，联立解得
【答案】 (1)；(2)
34．(2022•湖南省雅礼中学高三(上)第五次月考)按照行业标准，汽车轮胎正常胎压为2.4atm。某汽车轮胎的正常容积为，某次启动该汽车后，电子系统正常工作并报警，胎压如图所示。为使汽车正常行驶，用充气泵给左前轮充气，每秒钟充入压强为1atm 的气体，充气12s，左前轮胎压恢复正常。若胎内气体可视为理想气体，充气过程胎内气体温度无明显变化，轮胎无明显漏气。
(1)求充气前左前轮内气体的体积；
(2)充气后，汽车长时间行驶，胎压显示为2.6atm，温度显示出现故障，一直显示27℃未变，请计算胎内气体的实际温度(假设行驶时，轮胎的容积不变) 。
【解析】 (1)正常情况下轮胎p0=2.4atm，，左前轮p1=1.8atm，设其体积为V1。
每秒钟充入气体p'=1atm，，
充气时间t=12s，充气过程中温度不变，则
带入数据解得
(2)T0= 300K， p2 = 2.6atm，行驶时，体积不变，则，解得T2 = 325K = 52°C
【答案】 (1)；(2)52°C
35．(2022•湖南省衡阳市第八中学高三(下)开学考试)新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批钢瓶氧气(如图)，每个钢瓶内体积为40 L，在北方时测得钢瓶内氧气压强为，温度为7℃，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为。在方舱医院实际使用过程中，先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为10 L，分装后每个小钢瓶内氧气压强为，要求大钢瓶内压强降到时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求：
(1)在武汉检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度？
(2)一大钢瓶可分装多少小瓶供病人使用？
【解析】 (1)钢瓶的容积一定，从北方到武汉对钢瓶内气体，有，得
(2)在武汉时，设大瓶内氧气由等温变化为不分装时的状态，
则，，
根据，得
可用于分装小瓶的氧气，
分装成小钢瓶的氧气，
其中小钢瓶体积为
根据，得，即一大钢瓶氧气可分装124小瓶。
【答案】 (1)；(2)124
36．(2022•哈尔滨市第六中学高三(上)期末)如图所示，在两端封闭的均匀半圆管道内封闭有理想气体，管内有不计质量可自由移动的活塞P，将管内气体分成两部分，其中OP与管道的水平直径的夹角θ=45°．两部分气体的温度均为T0=300K，压强均为P0=1.0×105 Pa．现对管道左侧气体缓慢加热，管道右侧气体温度保持不变，当可动活塞P缓慢移动到管道最低点时(不计摩擦)，求：
①管道右侧气体的压强；
②管道左侧气体的温度．
【解析】 ①对于管道右侧气体，由于气体做等温变化，则有：p0V1=p2V2，V2=V1，解得 p2＝1.5×105pa
②对于管道左侧气体，根据理想气体状态方程，有，，当活塞P移动到最低点时，对活塞P受力分析可得出两部分气体的压强p2′=p2，解得 T=900 K
【答案】 ①管道右侧气体的压强为 ②管道左侧气体的温度为900K
37．(2022•黑龙江省大庆中学高三(上)期中)如图所示，粗细均匀竖直放置的U形玻璃管左端封闭，右端开口且足够长。两管内水银面等高，左管内封闭的理想气体气柱长，现给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气柱长度变为。已知大气压强为。
(1)求加热后封闭气体的压强；
(2)保持加热后的温度不变，为使封闭气柱长度恢复为，求从开口端注入的水银柱长度。
【解析】 (1)给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气体气柱长度变为，
则左右两管水银面的高度差为
加热后封闭气体的压强为
代入数据解得
(2)设该状态封闭气体的压强为，由玻意耳定律有
代入数据解得
从右端再次注入的水银柱长度为
【答案】 (1)；(2)
38．(2022•广东省名校高三(下)开学测试)如图所示，热气球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等。球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使热气球可以上升或下降。设热气球的总体积(忽略球壳体积)，除球内空气外，热气球质量。已知地球表面大气温度，密度，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化，那么为使热气球从地面升起，球内气温最低要加热到多少？
【解析】 设气球刚好从地面飘起时气球内的气体温度为，密度为，则气球升起时，浮力等于气球和内部气体的总重力即
由于气球内的气体温度升高时，压强并没有变化，那么原来的气体温度升高后体积设为，根据质量相等，则有
原来的气体温度升高后，压强不变，体积从变为，根据理想气体状态方程则有
整理可得
【答案】 400K
39．(2022•华南师范大学附中、广东实验中学等四校联考)现阶段新冠肺炎疫情仍未结束，医院需要充足的氧气瓶储备，还要定期检查与保养。某医院有一容积为80L氧气钢瓶，在夏季某天，已知环境温度为27℃，测得瓶内的氧气(可视为理想气体)压强为1.2107Pa，此时氧气刚好达标；由于长时间未用，某天测得该氧气瓶内的压强为9106Pa，这天环境的温度为。
(1)通过计算判断该氧气瓶是否漏气；
(2)若某日温度为时，测得该氧气瓶内氧气的压强为8106Pa，为了使该瓶内氧气达标，求需要对其充入温度为7℃、压强为1105Pa的氧气多少升。
【解析】 (1)假设没有漏气，气体做等容变化，气体初状态压强
初状态温度
设气体末状态的压强是p2，末状态温度
根据查理定律得，代入数据解得，说明氧气瓶已经漏气。
(2)将氧气瓶里的气体和即将充入的气体作为一个整体，且两部分温度相同，
氧气瓶内气体压强为，将充入的气体压强
气体温度不变，根据玻意耳定律得，其中V=80L
代入数据解得V充=2560L
【答案】 (1)漏气；(2)2560L
40．(2022•广东省执信中学高三(下)月考)便携式氧气钢瓶体积4L，在温度为27℃的室温下，里面密封有氧气，气压表显示瓶内氧气的压强为Pa。现把氧气瓶运送到温度为-3℃山区对氧气袋充氧气。已知氧气袋容积为1L，原来袋中没有气体，充满后氧气的压强为Pa，当充完了6袋氧气后，氧气钢瓶上的气压表显示瓶内氧气压强变为Pa。请你通过计算判断，钢瓶充气给氧气袋的过程中是否漏气？
【解析】 假设充气过程中不漏气，可以充氧气袋的体积总共为，根据气体状态方程
可得，即，解得
由此可以判断在钢瓶对氧气袋充气过程中，有氧气漏出。
【答案】 有氧气漏出
41．(2022•安徽师范大学附属中学第五次综合测试)如图所示，一长L=37cm的导热细玻璃管AB水平放置，B端密闭，A端开口．在玻璃管内用一段长L1=25cm的水银柱密闭一段长L2=10cm的理想气体．已知大气压强p0=75cmHg，气体初始温度为t1=27℃，热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K．
(ⅰ)若将玻璃管绕A端沿逆时针方向缓慢旋转，当玻璃管与水平面的夹角为多少时水银柱的下端刚好到达A端？
(ⅱ)当玻璃管转到与水平面成角时，用一薄玻璃片将A端盖住以防止管中水银流出并对管中气体加热．当加热到温度为t2时由静止释放玻璃管并同时快速抽去玻璃片，让玻璃管做自由落体运动，下落过程中玻璃管不发生翻转，发现在玻璃管下落过程中管中的水银柱相对于玻璃管的位置不变，求t2．(玻璃管下落过程中管中气体温度不变)
【解析】 (ⅰ)初状态气体压强
当玻璃管与水平面的夹角为时，根据平衡条件得
气体做等温变化，根据玻意耳定律得，解得
(ⅱ)由题意可知因玻璃管做自由落体运动，水银柱与玻璃管保持相对静止，水银柱处于完全失重状态，故此状态下管内气体的压强和外界大气压强相等，即
气体做等容变化，根据查理定律得，解得T2=360K，t2=87℃
【答案】 (ⅰ)(ⅱ)t2=87℃
42．(2022•安徽省六校第二次联考)如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B之间容积为0.2V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9P0(P0为大气压强)，温度为27°C，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B，求：
①活塞移动到B时，缸内气体温度tB
②在图乙中画出整个过程的P-V图线。
【解析】 ①活塞离开A处前缸内气体发生等容变化，离开A处后发生等压变化
初态： ，，
末态：，
由气态方程可得，解得
②P-V图线如图所示
【答案】 ①；②
43．(2022•重庆市育才中学第五次月考)如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积S＝0.01 m2的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1 000 N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距l0＝0.6 m。已知外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，圆筒内气体温度为t0＝27 ℃。
(1)若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到t＝227 ℃，求此时圆筒内封闭气体的压强；(结果保留3位有效数字)
(2)若保持圆筒内气体温度t0＝27 ℃不变，然后对A施加一水平推力F＝500 N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中活塞A移动的距离。(假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内)
【解析】 (1)设此时气体压强为p，由查理定律可得
T0＝(273＋t0) K＝300 K，T＝(273＋t) K＝500 K
代入数据可得p＝1.67×105 Pa
(2)设再次平衡时封闭气体压强为p′，活塞A、B向左移动的距离分别为x、x′，由于气体温度始终不变，由玻意耳定律可得p0l0S＝p′(l0＋x′－x)S
由平衡条件可知，对活塞A有p′S＝p0S＋F
对活塞B有p0S＋kx′＝p′S
联立解得x＝0.7 m
【答案】 (1)1.67×105Pa；(2)0.7 m
相关试卷
(要点归纳+夯实基础练) 第二节 圆周运动的应用-2023年高考物理一轮系统复习学思用： 这是一份(要点归纳+夯实基础练) 第二节 圆周运动的应用-2023年高考物理一轮系统复习学思用，共20页。
(要点归纳+夯实基础练) 第二节 抛体运动的规律-2023年高考物理一轮系统复习学思用： 这是一份(要点归纳+夯实基础练) 第二节 抛体运动的规律-2023年高考物理一轮系统复习学思用，共19页。
(要点归纳+夯实基础练) 第二节 力的合成和分解-2023年高考物理一轮系统复习学思用： 这是一份(要点归纳+夯实基础练) 第二节 力的合成和分解-2023年高考物理一轮系统复习学思用，共22页。
