(全国版)高考物理一轮复习课时练习选修3-3 第2讲 (含解析)

这是一份(全国版)高考物理一轮复习课时练习选修3-3 第2讲 (含解析)，共25页。试卷主要包含了晶体与非晶体，晶体的微观结构，2 L的空气，0 cm和l2＝12，5 cm⑥，0 cmHg，42 cm⑧等内容，欢迎下载使用。

知识排查
固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构
1.晶体与非晶体
2.晶体的微观结构
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。
3．液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
液体的表面张力现象
1.作用
液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
2．方向
表面张力跟液面相切，且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。
饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 相对湿度
1.饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。
(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。
2．饱和汽压
(1)定义：饱和汽所具有的压强。
(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
3．相对湿度
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。
即：相对湿度＝eq \f(水蒸气的实际压强,同温度水的饱和汽压)。
气体分子运动速率的统计分布
1.气体分子运动的特点和气体压强
2．气体的压强
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
(2)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的密集程度。
气体实验定律 理想气体
1.气体实验定律
2.理想气体状态方程
(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
(2)理想气体状态方程：eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)(质量一定的理想气体)，或eq \f(pV,T)＝C。
小题速练
1．(多选)以下说法正确的是( )
A．金刚石、食盐都有确定的熔点
B．饱和汽的压强与温度无关
C．一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用
D．多晶体的物理性质表现为各向异性
E．当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较小
解析 金刚石、食盐都是晶体，有确定的熔点，选项A正确；饱和汽的压强与温度有关，选项B错误；因为液体表面张力的存在，有些小昆虫能停在水面上，选项C正确；多晶体的物理性质表现为各向同性，选项D错误；在一定温度条件下，相对湿度越小，水蒸发得也就越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项E正确。
答案 ACE
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．液晶不具有液体的流动性
B．液体的表面张力是由表面层液体分子之间的相互排斥引起的
C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大
D．空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度
E．雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力
解析 液晶分子可以自由移动位置，保持了液体的流动性，选项A错误；液体的表面张力是由液体表面层分子之间的相互吸引而引起的，选项B错误。
答案 CDE
3．(多选)下列说法正确的是( )
A．液晶分子有序排列显示各向异性，故从各个方向看都比较整齐
B．升高水的温度，它的饱和汽压随之增大
C．水和酒精混合后的体积小于混合前体积之和，说明分子间存在一定的间隙
D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力
E．水黾漂浮在水面上，主要是因为水黾受到水的表面张力的作用
解析 液晶的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的，A错误；液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，B正确；水和酒精混合后的体积小于混合前体积之和，说明分子间存在一定的间隙，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力是因为篮球内部气体的压强太大，故D错误；水黾漂浮在水面上，主要是因为水黾受到水的表面张力的作用，E正确。
答案 BCE
4．(多选)[2017·全国卷Ⅰ，33(1)]氧气分子在0 ℃和100 ℃ 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图1中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
图1
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
解析 根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示总分子数，所以图中两条曲线下面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子比例较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知100 ℃时的氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比比0 ℃ 时的百分比小，选项E错误。
答案 ABC
5．(多选)如图2质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对一理想气体十分缓慢地加热。设汽缸处在大气中，大气压强恒定。经过一段较长时间后，下列说法正确的是( )
图2
A．汽缸中气体的压强比加热前要大
B．汽缸中气体的压强保持不变
C．汽缸中气体的体积比加热前要大
D．汽缸中气体的内能可能和加热前一样大
E．活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少
解析 汽缸内封闭气体的压强p＝p0＋eq \f(mg,S)，则知加热时封闭气体的压强保持不变，故A错误，B正确；封闭气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律知，温度上升时，气体的体积增大，故C正确；一定质量的理想气体内能只跟温度有关，温度升高，气体的内能增加，故D错误；温度升高，分子的平均动能增大，体积增大，单位时间气体分子数减少，由于气体的压强不变，根据压强的微观含义知活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前减少，故E正确。
答案 BCE
固体和液体的性质
1．晶体和非晶体
(1)单晶体具有各向异性，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。
2．液体表面张力
(1)表面张力的效果：表面张力使液体表面积具有收缩趋势，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。
(2)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系。
【例1】 (多选)[2015·全国卷Ⅰ，33(1)]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，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
解析 晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误。
答案 BCD
1．(多选)(2019·武汉模拟)关于液晶，下列说法中正确的是( )
A．液晶不是液体和晶体的混合物
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质都具有液晶态
E．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
解析 液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，液晶像液体一样具有流动性，液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A、B正确；当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过，不通电时排列混乱，阻止光线通过，所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，液晶并不发光，故C错误；不是所有的物质都有液晶态，故D错误；笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色，E正确。
答案 ABE
2．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图3(a)、(b)、(c)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(d)所示。则由此可判断出甲为________，乙为________，丙为________。(填“单晶体”“多晶体”或“非晶体”)
图3
解析 晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。单晶体的物理性质具有各向异性，多晶体和非晶体的物理性质具有各向同性。
答案 多晶体 非晶体 单晶体
气体的压强
理解气体压强的三个角度
2.常见两种模型
(1)活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体)
平衡时，有pS＝p0S＋mg
(2)连通器模型(用液柱封闭一定质量的气体)
平衡时对气体A有：pA＝p0＋ρgh1
对气体B有：pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1
所以pB＝p0＋ρg(h1－h2)
【例2】 如图4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，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？
图4
解析 题图甲中选活塞为研究对象。
pAS＝p0S＋mg
得pA＝p0＋eq \f(mg,S)
题图乙中选汽缸为研究对象得
pB＝p0－eq \f(Mg,S)。
答案 p0＋eq \f(mg,S) p0－eq \f(Mg,S)
1．(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是( )
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
E．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
解析 单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故选项A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，故选项C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，选项E正确。
答案 ACE
2．若已知大气压强为p0，在图5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。
图5
解析 在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，
由二力平衡知pAS＝－ρghS＋p0S
所以p甲＝pA＝p0－ρgh
在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有：pAS＋ρghS＝p0S，得p乙＝pA＝p0－ρgh
在图丙中，仍以B液面为研究对象，有
pA＋ρghsin 60°＝pB＝p0
所以p丙＝pA＝p0－eq \f(\r(3),2)ρgh
在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得
p丁S＝(p0＋ρgh1)S
所以p丁＝p0＋ρgh1
在戊图中，从开口端开始计算：右端为大气压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)。
答案 甲：p0－ρgh 乙：p0－ρgh 丙：p0－eq \f(\r(3),2)ρgh 丁：p0＋ρgh1 戊：pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3) pb＝p0＋ρg(h2－h1)
气体实验定律和理想气体状态方程的应用
1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(温度不变：p1V1＝p2V2（玻意耳定律）,体积不变：\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)（查理定律）,压强不变：\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)（盖—吕萨克定律）))
2．两个重要的推论
(1)查理定律的推论：Δp＝eq \f(p1,T1)ΔT
(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝eq \f(V1,T1)ΔT
【例3】 [2018·全国卷Ⅰ，33(2)]如图6，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为eq \f(V,8)时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了eq \f(V,6)。不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。
图6
解析 设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，
由玻意耳定律得p0eq \f(V,2)＝p1V1①
p0eq \f(V,2)＝p2V2②
由已知条件得
V1＝eq \f(V,2)＋eq \f(V,6)－eq \f(V,8)＝eq \f(13,24)V③
V2＝eq \f(V,2)－eq \f(V,6)＝eq \f(V,3)④
设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得
p2S＝p1S＋mg⑤
联立以上各式得m＝eq \f(15p0S,26g)⑥
答案 eq \f(15p0S,26g)
利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路
1．(2019·广东惠州模拟)如图7所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为14 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 L，气压为1 atm。打气筒活塞每次可以打进气压为1 atm、体积为0.2 L的空气。(不考虑环境温度的变化)
(1)要使药液上方的气体压强增大到5 atm，应打气多少次？
图7
(2)如果药液上方的气体压强达到5 atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，筒内剩下的药液还有多少升？
解析 (1)设应打气n次，则有p1＝1 atm，
V1＝0.2n L＋2 L
p2＝5 atm，V2＝2 L
根据玻意耳定律p1V1＝p2V2
解得n＝40(次)。
(2)当不能再向外喷药时，筒内空气的压强p3＝1 atm。
p2＝5 atm，V2＝2 L
根据玻意耳定律得p2V2＝p3V3
解得V3＝eq \f(p2V2,p3)＝10 L
剩下的药液V＝14 L－10 L＝4 L。
答案 (1)40次 (2)4 L
2．[2018·全国卷Ⅲ，33(2)]在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。
图8
解析 设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气柱长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有
p1＝p2＋ρg(l1－l2)①
式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有
p1l1＝pl1′②
p2l2＝pl2′③
两边气柱长度的变化量大小相等
l1′－l1＝l2－l2′④
由①②③④式和题给条件得
l1′＝22.5 cm⑤
l2′＝7.5 cm⑥
答案 22.5 cm 7.5 cm
3．[2018·全国卷Ⅱ，33(2)]如图9，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。
图9
解析 开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有
eq \f(p0,T0)＝eq \f(p1,T1)①
根据力的平衡条件有
p1S＝p0S＋mg②
联立①②式可得
T1＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(mg,p0S)))T0③
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)④
式中
V1＝SH⑤
V2＝S(H＋h)⑥
联立③④⑤⑥式解得
T2＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(h,H)))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(mg,p0S)))T0⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为
W＝(p0S＋mg)h⑧
答案 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(h,H)))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(mg,p0S)))T0 (p0S＋mg)h
气体状态变化的图象问题
一定质量的气体不同图象的比较
【例4】 (多选)[2018·全国卷Ⅰ，33(1)]如图10所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是( )
图10
A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小
解析 由理想气体状态方程eq \f(paVa,Ta)＝eq \f(pbVb,Tb)可知，pb>pa，即过程①中气体的压强逐渐增大，选项A错误；由于过程②中气体体积增大，所以过程②中气体对外做功，选项B正确；过程④中气体体积不变，气体对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程④中气体放出热量，选项C错误；由于状态c、d的温度相等，理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，选项D正确；由理想气体状态方程eq \f(pdVd,Td)＝eq \f(pbVb,Tb)并结合题图可知，状态d的压强比状态b的压强小，选项E正确。
答案 BDE
气体状态变化的图象的应用技巧
(1)明确点、线的物理意义：气体状态变化的图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。
(2)明确斜率的物理意义：在V－T图象(或p－T图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较表示这两个状态的点与原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
1．(多选)[2016·全国卷Ⅱ，33(1)]一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p－T图象如图11所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是( )
图11
A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
解析 由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C得，p＝eq \f(C,V)T，由图象可知，Va＝Vc，选项A正确；理想气体的内能只由温度决定，而Ta>Tc，故气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，cd过程温度不变，内能不变，则Q＝－W，选项C错误；da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，选项D错误；bc过程和da过程互逆，则做功相同，选项E正确。
答案 ABE
2．(多选)一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p－eq \f(1,V) 图线如图12所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与eq \f(1,V)轴垂直。则( )
图12
A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大
B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小
C．c→d，压强不变、温度降低、体积减小
D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变
E．d→a，压强减小、温度降低、体积不变
解析 由图象可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知eq \f(p,\f(1,V))＝CT，由题图可知，连接Ob的直线的斜率小，所以b对应的温度低，b→c过程温度升高，由图象可知，同时压强增大，且体积也增大，故B错误；由图象可知，c→d过程，气体压强p不变而体积V变小，由理想气体状态方程 eq \f(pV,T)＝C可知气体温度降低，故C正确；由图象可知，d→a过程，气体体积V不变，压强p变小，由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，气体温度降低，故D错误，E正确。
答案 ACE
课时作业
(时间：40分钟)
基础巩固练
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
解析 水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，选项A错误；正是表面张力使空中雨滴呈球形，选项B正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，选项C正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，选项D错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，选项E项正确。
答案 BCE
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器的压强为零
D．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这跟表面张力无关
E．石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂
答案 ABE
3．(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是( )
A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关
B．增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽
C．降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽
D．空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大
E．干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大
解析 饱和汽压的大小取决于物质的性质和温度，而与体积无关，故选项A正确；饱和汽压与压强无关，故选项B错误；降低温度不一定使未饱和汽变成饱和汽，故选项C错误；空气的湿度是指相对湿度，空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大，相对湿度不一定越大，故选项D正确；干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越小，说明空气越潮湿，相对湿度越大，故选项E正确。
答案 ADE
4．(多选)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是( )
A．分子并不是球形，但可以当作球形处理，这是一种估算方法
B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
C．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
D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
E．0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
解析 A图是油膜法估测分子的大小，图中分子并不是球形，但可以当作球形处理，这是一种估算方法，选项A正确；B图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故选项B错误；C图中，当两个相邻的分子间距离为r0时，分子力为零，此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故选项C正确；D图中，分子的速率不是完全相等的，所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等，故选项D错误；E图是麦克斯韦速率分布规律的图解，0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故选项E正确。
答案 ACE
5．(多选)下列说法正确的是( )
A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离
B．同一种液体，在一定温度下，其饱和汽压与饱和汽所占的体积无关
C．密闭容器中某种蒸汽开始时是不饱和的，若保持温度不变，只减小容器的容积时仍是不饱和的
D．在同等温度下，干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越大，说明该环境越干燥
E．液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在液体浸润固体的附着层
解析 液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，A正确；饱和汽压是指饱和汽所具有的压强，其特点是与温度有关，温度越高，同一种液体的饱和汽压越大，与饱和汽的体积无关，B正确；密闭容器中某种蒸汽开始时是不饱和的，若保持温度不变，只减小容器的容积时最终可能是饱和的，C错误；因为纱布中水蒸气蒸发吸热，在同等温度下，干、湿两支温度计示数差越大，说明该环境越干燥，D正确；液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在液体不浸润固体的附着层，E错误。
答案 ABD
6．(多选)如图1所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的V－t图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的是 ( )
图1
A．气体的内能增大
B．气体的内能不变
C．气体的压强减小
D．气体的压强不变
E．气体对外做功，同时从外界吸收能量
解析 由题图可知，理想气体从状态A到状态B的过程中，温度升高，内能增大，故A正确，B错误；在V－t图象中等压线是延长线过－273.15 ℃ 的直线，斜率越大，压强越小，如图所示，气体从状态A到状态B的过程中，压强减小，故C正确，D错误；从状态A到状态B，体积增大，气体对外做功，W<0，温度升高，内能增大，ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q>0，即气体从外界吸收热量，故E正确。
答案 ACE
综合提能练
7．如图2所示，上端开口的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量为m的导热性能良好的活塞A和质量也为m的绝热活塞B分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体P和Q，两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置，两部分气体初始状态温度均为T0，汽缸的截面积为S，外界大气压强为eq \f(mg,S)且不变，g为重力加速度，现对气体Q缓慢加热。
图2
(ⅰ)当活塞A恰好到达汽缸上端时，求气体Q的温度；
(ⅱ)在活塞A上放一个质量为m的物块C，继续给气体Q加热，当活塞A再次到达汽缸上端时，求气体Q的温度。
解析 (ⅰ)设Q开始的体积为V1，活塞A移动至恰好到达汽缸上端的过程中气体Q做等压变化，体积变为2V1
有eq \f(V1,T0)＝eq \f(2V1,T1)
得气体Q的温度为T1＝2T0
(ⅱ)设放上C后，活塞A再次到达汽缸上端时P的体积为V2，气体P做等温变化
(p0＋eq \f(mg,S))V1＝(p0＋eq \f(2mg,S))V2
而p0＝eq \f(mg,S)
得V2＝eq \f(2,3)V1
此时Q的体积V3＝3V1－eq \f(2,3)V1＝eq \f(7,3)V1
由理想气体状态方程得
eq \f(（p0＋\f(2mg,S)）·V1,T0)＝eq \f(（p0＋\f(3mg,S)）·\f(7,3)V1,T′)
得此时气体Q的温度为T′＝eq \f(28,9)T0
答案 (ⅰ)2T0 (ⅱ)eq \f(28,9)T0
8．[2016·全国卷Ⅲ，33(2)]一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图3所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg。环境温度不变。
图3
解析 设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′。以cmHg为压强单位。由题给条件得
p1＝p0＋(20.0－5.00) cmHg＝90 cmHg
l1＝20.0 cm①
l1′＝(20.0－eq \f(20.0－5.00,2)) cm＝12.5 cm②
由玻意耳定律得
p1l1S＝p1′l1′S③
联立①②③式和题给条件得
p1′＝144 cmHg④
依题意
p2′＝p1′⑤
l2′＝4.00 cm＋eq \f(20.0－5.00,2) cm－h＝11.5 cm－h⑥
由玻意耳定律得
p2l2S＝p2′l2′S⑦
联立④⑤⑥⑦式和题给条件得
h＝9.42 cm⑧
答案 144 cmHg 9.42 cm
9．(2019·吉林省实验中学一模)如图4所示，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB＝90 cm，BC＝40 cm，CD＝60 cm，竖直段CD内有一长10 cm 的水银柱。在环境温度为300 K时，保持BC段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10 cm，此时CD段中的水银柱上端距C点10 cm。已知大气压为75 cmHg且保持不变。
图4
(1)环境温度缓慢升高，求温度升高到多少时，CD段中水银柱下端刚刚接触D点；
(2)环境温度在(1)问的基础上再缓慢升高，求温度升高到多少时，CD段中水银柱刚好全部进入水平管DE。(计算结果保留3位有效数字)
解析 (1)由题意知，在没有升温前，AB管内槽中水银面以上的水银柱高度为10 cm，封闭气体的长度为L1＝(90－10－10) cm＋40 cm＋10 cm＝120 cm，压强为p1＝75 cmHg－10 cmHg＝65 cmHg，温度为T1＝300 K；在升温后让CD段中水银柱下端刚刚接触D点，气体做等压变化，气体的长度为L2＝(90－10－10) cm＋40 cm＋(60－10) cm＝160 cm，设温度为T2，玻璃管横截面积为S，由盖—吕萨克定律得eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)，解得T2＝eq \f(V2,V1)T1＝eq \f(160S,120S)×300 K＝400 K；
(2)CD段中水银柱刚好全部进入水平管DE时，压强为p3＝75 cmHg，气体的长度为L3＝(90－10) cm＋40 cm＋60 cm＝180 cm，设温度为T3，由理想气体状态方程得eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p3V3,T3)，解得T3＝eq \f(p3V3,p1V1)T1＝eq \f(75×180S,65×120S)×300 K＝519 K。
答案 (1)400 K (2)519 K
10．[2017·全国卷Ⅰ，33(2)]如图5，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃，汽缸导热。
图5
(ⅰ)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
(ⅱ)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；
(ⅲ)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。
解析 (ⅰ)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得
p0V＝p1V1①
(3p0)V＝p1(2V－V1)②
联立①②式得
V1＝eq \f(V,2)③
p1＝2p0④
(ⅱ)打开K3后，由④式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时，活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得
(3p0)V＝p2V2⑤
由⑤式得
p2＝eq \f(3V,V2)p0⑥
由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2′＝eq \f(3,2)p0
(ⅲ)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容过程中，由查理定律得
eq \f(p2′,T1)＝eq \f(p3,T2)⑦
将有关数据代入⑦式得
p3＝1.6p0⑧
答案 (ⅰ) eq \f(V,2) 2p0 (ⅱ )顶部 (ⅲ)1.6p0
比较
分类
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
原子排列
有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则
无规则
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比
一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比
表达式
p1V1＝p2V2
eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
图象
产生
原因
气体分子对容器壁频繁地碰撞产生的
决定
因素
宏观上
取决于气体的温度和体积
微观上
取决于分子的平均动能和分子的密集程度
计算
方法
a＝0
力的平衡条件
a≠0
牛顿第二定律
过程
图线类别
图象特点
图象示例
等温
过程
p－V
pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－eq \f(1,V)
p＝CTeq \f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
等容
过程
p－T
p＝eq \f(C,V)T，斜率k＝eq \f(C,V)，即斜率越大，体积越小
等压
过程
V－T
V＝eq \f(C,p)T，斜率k＝eq \f(C,p)，即斜率越大，压强越小