(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

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

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

双金属温度计

度变化的原理测温度的

3温标

(I)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°C,水的沸点为100C,在0C和100℃

之间均匀分成io。等份，每••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，符号为单位为℃.

(3)热力学温标：规定摄氏温度的-273.15C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，也叫开尔义温标.用这种温标表示的温度

叫热力学温度，符号为丁，单位为开尔文，简称开，符号为K.I960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/

表示，它与热力学温度7的关系是T=/+273.15K.

三、玻意耳定律

1.公式：£=募，或〃Wl=P2V2。式中，pl，■和/2丫2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-牺象〃一V'图象

P

图象

特点

，/_1

~o\

0\AVV

一定质量的气体，温度不变时，〃丫=恒

一定质量的气体，在温度不变的情况下

物理量，〃与V成反比，〃与断成正比，在

〃与V成反比，因此等温过程的p-v

意义

〃一上图上的等温线应是过原点的直线图象是双曲线的一支

一定质量的气体，温度越高，气体压强

温度直线的斜率为〃与V的乘积，斜率越大，

与体积的乘积必然越大，在〃一V图上

高低“V乘积越大，温度就越高，图中7＞八

的等温线就越高，图中/＜72

五、气体的等容变化

1.等容变化：一定质量的某种气体，在体枳不变时，压强随温度的变化叫做等容变化.

2.杳理定律

(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强〃与热力学温度7成正比.

(2)公式：①P=C7＞或与=C(C是比例常数).

②冷粉端邛(式中0、力和〃2、4分别表示1、2两个不同状态卜的压强和热力学

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°C时的乐强的心.用公式表示

为：3含=合或Pr=P()(l+泰)，其中〃，是温度为时的压强，po是0C时的压强.

3.等容过程的p—T图象和p—t图象

(1加一丁图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强〃和热力学温度7的

关系图线是过原点的倾斜直线，如图中所示，且匕〈匕，即体积越大，斜率越小.

(2)p—/图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强〃与摄氏温度，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1=一273.15℃点

的倾斜直线，且斜率越大，体积越小.图象纵轴的截距Po是气体在0C时的压强.

(3)〃丁图中比较体积大小的方法：过横轴上某点作一条平行于〃轴的直线分别交匕、吃

于A、B两点,如图丙所示.由玻意耳定律知即匕＜与.

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.盖一吕萨克定律

(I)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积P与热力学温度7.成正

比.

(2)公式：①V=CT(C是比例常数)②卷=豹哥=微

式中■、71和6、一分别表示在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，盖一吕萨克定律的表述

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℃时体积的募.数学表达式为：匕?=黑或V尸人(1+忌)

3.等压线

u—r图象和V—/图象

(l)V—7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7的

图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且即压强越大，斜率越小.

(2)V—/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，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?是气体在0℃时的体枳,

等压线是一条延长线通过横轴上1=-273.15℃点的倾斜直线，旦斜率越大，压强越小.

（3）在vr图中比较压强大小的方法：过纵轴上某点作平行于r轴的直线分别交打、“2

于A、B两点,如图丙所示，由查理定律知即〃]

七、理想气体

1.定义：在任何温度、任何压强卜.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

⑴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.

⑵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：管=若或半=。（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：

Ti=

〃Wl=P2%（玻意耳定律）

Ti

Vi=弟=%（查理定律）

v2

Pi=

Ti一八（盖一口萨克定律）

“2

（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空值之和在状态变化前后保持不变，用公式表示为华+

P1V1._P\V\P2V2.

T、I•••T],17^），•••

②一定质量的理想气体的华值，等于其各部分空值之和.用公式表示为华=弟+第

_|_必

I•••Ifjp•

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.

⑵气体密度方端=彘

对于一定质量的理想气体，在状态3、％、5）时密度为⑶，则〃产令.在状态3、匕、

乃）时密度为〃，则P2弋.将v尸米、匕=比代入状态方程喈=喈得湍百焉，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〃?，摩尔质量为M,则其理想气体状态方程为/*=常穴7,式

中R为摩尔气体常量，在国际单位制中R=8.3IJ/（mo卜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.从上式可以看出华=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

/W=CT（其中。为恒量），即之乘积越大的等温线

py

温度越高，线离原点越远三A

O72冯V

P

1〃=。通，斜率2=CT,即斜率越大，温度越高/二

0T2>7\1/V

P

p=§T，斜率k=§，即斜率越大，体积越小，不

PT

O"匕T

V

V=^T,斜率仁今即斜率越大，压强越小

VT二

0〃<PI

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

UC—A.

在丫-7图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过4、B、。三点作三条等压线

分别表示三个等压过程p/vp/<pc'，即PA<PKPC，所以A-8压强增大，温度降低，体积缩

小，4-C温度升高，体积减小，压强增大，C-A温度降低，体积增大，压强减小.

十、晶体和非晶体

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、明矶、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•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.

(I)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一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.

H^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，这说明液体分了•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

(I)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

近于厂°,相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位苴附近做微小振动，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

(I)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。

⑶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了•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.

细管里卜升毛细管里下降

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立生的作用相平衡；不浸润的恃况下，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.上的表面张力为凡.由于毛斑管内

径很小，可以粗略认为沿着管壁的液面是啜直的.以液柱为研究对象，则：联直向上作用到

液体上的表面张力为：”=2”圆设液面高度为心液体密度为p，则竖直向下作用到液柱上

的重力为G=7/必火当液柱静止时，有F=G.

即ZTcrFonji/pg/?,故〃=万辰。由此式可见，对同一液体（凡）、p相同，g为常数）

则人所以管子越细，力越大，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

（I）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）的影响卜.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

利川分子的扩散来完成

【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，体枳增

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•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

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小时，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ro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（）

甲乙丙T

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了•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炬上烧

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.用打气筒给自行主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，根据匕=匕，可知温度一定增大，则

ZT2

气体分子内能增大，分子平均动能一定增大，故C正确；

D.用打气筒给自行左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.••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lxlO3kg/m\据此估算芭蕉叶面单位面积上的平

均受力约为

A.0.25NB.0.5NC.1.5ND,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//时间内有质量为/小的雨水的速度由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：FAt=O-（-Amv）=Amv.得：?=巴上；设水杯横截面枳为S,对水

杯里的雨水，在21/时间内水面上升Ah,则有：Am=pSAh；F=pSv—.压强为：

315x1022

p=—=pv±^=lxlOxlOxN/m=0.25N/m,故A正确,BCD错误.

SN10x60

【答案】A

7.（多选）（2022•鹤岗市第一中学高.三（上）期末汝II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ATBTC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ATB,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半=。，可知，B状态的“V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BDEo

【答案】BDE

8.（多选）（2022•哈尔滨师范大学附属中学高三（上）期末）卜冽说法正确的是（）

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里的晶体，在熔化成同温度的液体时所吸收的热旱，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给农田松上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—＞八），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.毛细现象是指浸涧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「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。一个容积匕=9.9L

的导热汽缸下接一圆管，用质量町=90g、横截面积S=10cm2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加2=10g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0=10cm,外界大气压强

5

po=l.OlxlOPa,重力加速度取lOm/s2,环境温度保持不变,求:

U形金屈丝待测液体

(I)活塞处于人位置时，汽缸中的气体压强Pl;

⑵活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力厂的大小。

【解析】(1)将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有p0S=pQ+(〃q+，%)g

代入数据解得p=10,Pa

(2)当活塞在8位置时,汽缸内压强为则有PM=P2(%+S置

代入数据解得〃2=9.9x104Pa

将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有〃oS=〃2S+(叫+m2必+厂

联立解得/=1N

【答案】(1)^=105?3；(2)F=1N

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80mL水装入容积为380mL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230mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体

不泄漏且温度不变。大气玉强P。取l.Oxl()5pa,重力加速度g取lOm/sz,水的密度「取

1.0xl03kg/求水底的压强〃和水的深度h。

卜潜后液面

下潜前液面

【解析】对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知Po%=pv

即1.0X1o'X(380-80)=pX(380-230),解得〃=2.0x105Pa

根据p=Po+pgh，解得根10m

【答案】p=2.OxlO5Pa；10m

14.(2022•高考全国甲卷)如图，容积均为匕、缸壁可导热的A、8两汽缸放置在压强为

P。、温度为1)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、1【、III、IV四部分，其中第II、【H部分的体积分别

为:匕和;匕、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3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27；),然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求4汽

缸中的活塞到达汽缸底部后，8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8中的活塞刚到达汽缸底部时，

由盖吕萨克定律可得I二%，解得7=

7；T30

(2)设当4中的活塞到达汽缸底部时HI中气体的压强为p,则此时IV内的气体压强也等于

〃，设此时iv内的气体的体积为匕贝IJn、in两部分气体被压缩的体积为％・匕

〃・翌

则对气体IV：二^-二巫

21)

对ii、in两部分气体：一—生-=上」一乙

20

联立解得V=%,〃=

JI

49

【答案】（I）T=Q7；；（2）〃=i〃o

JI

15.（2022•辽宁省沈阳市笫二中学高三（下）四模）生活中吸盘挂钩的使用分三步操作。笫

一步：先将吸盘自然扣在墙面上，此时盘内气体体积为匕）；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0.2〃。、体积为0.4%：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0.8%。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:

图乙

（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葭

【解析】⑴设第三步后吸盘内气体压强为p,由等温变化得O.2〃OXO.4%=〃XQ.8%

所以，压强为p=O.lpo

（2）设原有气体在压强为0.2p°下的体积为匕由等温变化得P（M）=0-2〃（V，所以，体

枳为丫=5匕

则第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质昂:比值为左=网=匕丝%,即

mV

23

k=—=0.92

25

【答案】（l）O.lpo：（2）0.92

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•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h=2L,压强pi=5.0xl(rPa,温度4=27℃。

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%=2.5L,温度变为

t2=-3℃,求此时航天服内气体压强P2；

(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

4

p3=3.OxlOPa11假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为匕=2.5L,求

航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质晟比。

【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r=300K、72=270K,

根据理想气体状态方程有处二处公，解得〃2=0.36x10’Pa

ZT?

(2)设航天服需要放出的气体在压强为〃3状态下的体积为△匕

根据玻意耳定律有化K=〃3(K+AV),解得AVMOSL

则放出的气体与原来气体的质量比为3^•二,

匕+AV6

【答案】(DO.36xlO5Pa；⑵L

6

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=50cm2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，另一端挎过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,人

下端系有一质量m=14kg的物块从开始时。缸内气体的温度九二27°C,活塞到缸底的距

离4=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为所1.0x105pa,取重力加

速度g=10m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求：

⑴当8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-93OC时，B离桌面的高度Z/o

【解析】(1)当6m要离开桌面时,，弹簧的拉力为3=，咫，解得百=超=0.05。］

K

由活塞受力平衡可得p2s=PoS一5，解得p2=Po-些=7.2xl()」Pa

s

根据理想气体状态方程有久至=Plkf)s

ZT2

代入数据解得《=207K

所以当B刚要离开桌面时，缸内气体的温度”=-66℃

(2)由(1)可知，当温度降至一66C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8一%)s4-23)s

T2T3

代入数据解得H=15cm

【答案】(l)-66℃；(2)H=15cm

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Vo,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27C。(加热

前室内空气的压强为标准大气压为/加空气视为理想气体)

(I)此时病房内的气压为多少？

(2)为了使负压病房的气压达到〃=二98〃0,在使用前先要抽掉一部分空气。求需推出的

99

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，由查理定律可得以二且，解得P1二W〃o

"49

此时病房内的气压为7p()

(2)抽气过程可看成等温变化，由玻意耳定律可得=解得％=||%

需要抽掉的体积为匕=匕—%

需抽取出气体的质量与原来气体质量的百分比为〃二羡b10.9%

对抽出的气体，由理想气体状态方程可得牛二竽，解得V==0.109%)

至少要抽掉的空气排到室外降温后的体积为9匕)(，=().1()9%)

55

【答案】⑴与外：⑵10.9%：孩匕(0.109%)

19.(2022•湖南省长沙市第叶学高三第一次月考)如图所示，透热的气缸内封有•定质

量的理想气体，缸体质量M=200kg,活塞质显〃―10kg,活塞面积SWOOcm?活塞与,(缸壁

无摩擦且不漏气。此时，丸内气体的温度为27。。活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。

已知大气压恒为Po=1.0xl05Pa,重力加速度为g=1Om/s2。求：

(1)缸内气体的压强pi:

(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IIA4处？

【解析】(1)以缸体为对象(不包括活塞)列缸体受力平衡方程：p、S=Mg+p0S

解之得：p,=3xlO5Pa

(2)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为心，压强为巴此时仍有

P2s=Mg+PoS

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：

5x0.5/_Sxl

T,=~

所以《=27；=600K

故气休的温度是：(600-273)℃=327℃

【答案】(l)3xlO5Pa；(2)327℃

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S=2xlO-3m?、质量为〃?=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k环，气体的温度为300K,大气玉强传)=1.0x10'Pa.现将气缸竖直放

置，如图(b)所示，取g=10m/s2.求：

(b)

(1)活塞与气缸固定连接k环之间的距离;

(2)加热到525K时封闭气体的压强。

【解析】⑴气缸水平放置时，Pi=p()=1x10、pa，7；=300K,

V；=24cmx5=4.8xl0-4m5

当气缸竖直放置时p.=%+巡=1.2x105pa,7；=7；=300K,V、=HS

s

根据理想气体状态方程有生二垩，解得H=20cm

IT2

所以活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm

=12xl5

⑵假设加热到看时，恰好到达卡环处P3=P2=Po+—-Opa,

-43

Vx=36cmxS=7.2xl0m

根据理想气体状态方程有义二生

,解得工=540K

T21

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吕二1.2'10汨@

【答案】(l)16cm(2)i.2xlO5pa

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3%)、

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外，活塞下方气体的体积为Vo,温度为

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2%。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；

抽气孔

⑴活塞的质量〃】：

⑵气体缓慢加热到温度4介时气体的压强。

【解析】(1)活塞上方没有抽真空时，下方气体的压强P1=Po+丝

活塞上方抽真空时,卜.方，:体的压强p=

2~S~

根据玻意耳定律可知pM)=〃,2%,解得〃?='苴

g

⑵若气体等压变化，则奉=奈，％=4%

，o4I。

所以气体先做等压变化，在做等容变化，最终体积为3