新高考物理一轮复习重难点练习专题34 固体、液体和气体（2份打包，原卷版+解析版）

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1.了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，了解液晶的主要性质.
2.了解表面张力现象和毛细现象，知道它们的产生原因.
3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释.
4.能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图像问题．
考点一 固体和液体性质的理解
1．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)晶体和非晶体的比较
2.液体
液体的表面张力
①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小．
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形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力．
3．液晶
(1)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．
(2)液晶的微观结构
从某个方向上看，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．
【典例1】（2022·北京海淀·模拟预测）下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（ ）
A．图甲说明晶体都有确定熔点，且熔化过程分子平均动能变大
B．图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力
C．图丙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的
D．图丁中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润
【答案】D
【解析】A．晶体都有确定熔点，晶体熔化时吸收热量但温度不变，所以熔化过程分子平均动能不变，故A错误；
B．水黾可以在水面自由活动，是因为水的表面张力，故B错误；
C．液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C错误；
D．从图中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），故D正确。
故选D。
【典例2】（2022·山东潍坊·二模）在2021年12月9日的“天宫课堂”上，王亚平在叶光富的帮助下，把一个带柄圆环伸入水袋中，再小心翼翼地拉出来时，圆环上就附着了一层水膜。当王亚平继续向水膜上加水时，水膜逐渐变厚，最后变成了一个球，王亚平往水球中间轻轻注入一些气体，水球中间就出现了一个气池（气体球）。如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）
A．气泡会“浮出”水面
B．气泡处于平衡状态
C．水球表面水分子间作用力表现为引力
D．通过水球和气泡看到的都是王亚平倒立的像
【答案】C
【解析】A．空间站中的物体都处于完全失重状态，液体中的物体没有浮力，气泡在水中没有浮力，不会“浮出”水面，A错误；
B．气泡跟着空间站在绕着地球做匀速圆周运动，处于非平衡状态，B错误；
C．水球表面水分子间作用力表现为引力，C正确；
D．水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，当物体在两倍焦距以外时成倒立，缩小的实像。中间的气泡和周围的水，组成了一个凹透镜，凹透镜成正立缩小的虚像，D错误。
故选C。
考点二 气体压强的计算及微观解释
1．气体压强的计算
(1)活塞模型
如图所示是最常见的封闭气体的两种方式．
求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程．
图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，
则气体的压强为p＝p0＋eq \f(mg,S).
图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S，
则气体压强为p＝p0－eq \f(mg,S)＝p0－ρ液gh.
(2)连通器模型
如图所示，U形管竖直放置．同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来．则有pB＋ρgh2＝pA，
而pA＝p0＋ρgh1，
所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)．
2．气体分子运动的速率分布图像
气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示．
3．气体压强的微观解释
(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(一定质量的某种理想气体)
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．
【典例3】（2021·上海市进才中学高三期中）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分，已知上部分气体压强等于大气压强。若水银柱所在玻璃管处开一个小孔，则短时间内（ ）
A．上部气体体积减小
B．下部分气体压强增大
C．上端水银面下降，下端水银面上升
D．上端水银面下降，下端水银面下降
【答案】C
【解析】设开孔处上方水银柱高度为h1，下方水银柱高度为h2，则开始时下部分气体的压强为
SKIPIF 1 < 0 ①
开孔后，孔上方水银在孔处的压强为
SKIPIF 1 < 0 ②
孔下方水银在孔处的压强为
SKIPIF 1 < 0 ③
所以在短时间内孔上下方的水银都将从孔中溢出，即上端水银面下降，上部分气体体积增大，下端水银面上升。设末状态时孔下方剩余的水银柱高度为h2′，则此时下部分气体压强为
SKIPIF 1 < 0 ④
根据①④两式可知下部分气体压强减小，综上所述可知ABD错误，C正确。
故选C。
【典例4】（2021·江苏·高三专题练习）如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（ ）
A．状态a→b，理想气体的内能减小
B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少
C．状态b→c，外界对理想气体做正功
D．状态c→a，理想气体的密度增大
【答案】C
【解析】A．状态a→b为等温变化，所以理想气体内能不变，所以A错误；
BC．状态b→c为等压变化，且体积减小，外界对气体做正功，分子数密度增大，则单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变大，所以B错误，C正确；
D．状态c→a为等容变化，即体积不变，由
SKIPIF 1 < 0
可知，一定质量的理想气体的密度不变，所以D错误。
故选C。
考点三 气体实验定律及应用
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．
①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体．
②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定．
(2)理想气体状态方程：eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)或eq \f(pV,T)＝C.(质量一定的理想气体)
1．解题基本思路
2．分析气体状态变化的问题要抓住三点
(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段．
(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的．
(3)明确哪个阶段应遵循什么实验定律．
【典例5】（2022·江苏泰州·模拟预测）如图所示，圆柱形汽缸开口向上，活塞和汽缸中间的固定隔板将汽缸分为两个体积相等的气室，分别密封等质量的同种气体甲、乙。已知汽缸、活塞绝热，隔板导热良好，活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞处于静止状态。现将一重物放在活塞上，一段时间后活塞达到新的平衡。则（ ）
A．活塞达到新的平衡过程中，甲气体吸热
B．活塞达到新的平衡后，甲的压强比乙大
C．活塞达到新的平衡过程中，甲内能减小
D．活塞达到新的平衡后，甲内能比乙小
【答案】B
【解析】ACD．活塞气缸绝热，与外界没有热交换，放上物体后，气体被压缩，外界对气体做功，内能增大，温度升高，热量从甲传向乙，最终甲乙温度相同，内能相等，ACD错误；
B．由理想气态状态方程可知
SKIPIF 1 < 0
最终甲乙温度相等，乙的体积大，压强小，甲的体积小，压强大，B正确。
故选B。
【典例6】（2022·重庆·模拟预测）一定质量的理想气体从状态a开始经 SKIPIF 1 < 0 ，其 SKIPIF 1 < 0 图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 。则下列说法正确的是（ ）
A．状态a与状态b的温度之比为2：1
B．状态c与状态b的温度之比为1：3
C．a→b过程，内能先减小后增大
D．b→c过程，气体吸收热量，对外做功，内能增大
【答案】D
【解析】AB．根据理想气体方程
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
故AB错误；
C．作出a、b两点的等温线，温度先增大后减小，所以内能先增大后减小，故C错误；
D．b→c过程，温度升高，则内能增大，又由于体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律
SKIPIF 1 < 0
可知，气体吸收热量，故D正确。
故选D。
考点四 气体状态变化的图像问题
1．四种图像的比较
2．处理气体状态变化的图像问题的技巧
(1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像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．看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解．
(2)在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大．
【典例7】（2022·山东聊城·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B，C、D后再回到状态A。其中AB和CD为等温过程，BC为等压过程，DA为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．AB过程中，气体吸收热量
B．BC过程中，气体分子的平均动能不变
C．CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．若气体在BC过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中外界对气体做的功为5kJ
【答案】C
【解析】A．AB过程中，气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，选项A错误；
B．BC过程中，压强不变，体积增大，则气体温度升高，则气体分子的平均动能增加，选项B错误；
C．CD过程中，气体温度不变，压强减小，体积变大，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，选项C正确；
D．根据热力学第一定律，若气体在BC过程中气体内能增加，数值为2kJ，气体体积变大，对外做功，则气体吸收热量，若吸收的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ，选项D错误。
故选C。
【典例8】（2022·上海浦东新·模拟预测）如图，封有空气的玻璃瓶开口向下静置于恒温水中。将其缓慢往下压了一小段距离，此过程中气体的质量保持不变。不考虑气体分子间的相互作用，则能反映瓶内气体状态变化的图像是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】由题意可知气体经历等温变化，且压强增大，体积减小，根据玻意耳定律可知p与V的乘积不变，即p-V图像应为双曲线的一支， SKIPIF 1 < 0 图像应为过原点的倾斜直线，故ABD错误，C正确。
故选C。
【典例9】（2022·江苏扬州·模拟预测）图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，bc与横轴平行，cd与纵轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．气体从 SKIPIF 1 < 0 的过程，气体体积不变
B．气体从 SKIPIF 1 < 0 的过程，气体体积先增大后减小
C．气体从 SKIPIF 1 < 0 的过程，气体分子的数密度增大
D．气体从 SKIPIF 1 < 0 的过程，气体从外界吸热
【答案】A
【解析】A．ab的延长线过原点，所以 SKIPIF 1 < 0 是等容过程，体积不变，故A正确；
B．p-T图像的斜率与体积成反比，气体从 SKIPIF 1 < 0 的过程中，各点与原点连线的斜率不断减小，所以体积不断增大，故B错误；
C．从 SKIPIF 1 < 0 的过程中，气体体积增大，气体分子的数密度减小，故C错误；
D．气体从 SKIPIF 1 < 0 的过程，体积减小，外界对气体做功， SKIPIF 1 < 0 ，气体温度降低，内能减小， SKIPIF 1 < 0 ，根据热力学第一定律 SKIPIF 1 < 0 知
SKIPIF 1 < 0
所以气体放热，故D错误；
故选A。
【典例10】（2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测）如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是（ ）
A．从状态c到状态d，压强减小
B．从状态d到状态e，压强增大
C．从状态e到状态a，压强增大
D．从状态a到状态b，压强不变
【答案】A
【解析】在 SKIPIF 1 < 0 图像中等压线是过坐标原点的直线。由理想气体的状态方程知
SKIPIF 1 < 0
可见当压强增大时，等压线的斜率
SKIPIF 1 < 0
变小，由图可确定
pa故选A。
单选题
1．（2022·全国·高三课时练习）下列说法正确的是（ ）
A．晶体不能转化为非晶体
B．液晶都是人工合成的物质，在低温时液晶会凝固成结晶态
C．由于水的表面张力作用，即使雨伞上有很多细小的孔，伞也能达到遮雨的效果
D．水银对所有固体都是不浸润的
【答案】C
【解析】A．天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固形成的石英玻璃是非晶体，故A错误；
B．天然存在液晶，例如人体组织中也存在液晶结构，故B错误；
C．雨伞上的孔较小，由于水的表面张力作用，雨水不会从细孔中流下，故C正确；
D．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，水银浸润铅，故D错误。
故选C。
2．（2022·北京海淀·模拟预测）对下列现象的成因解释正确的是（ ）
A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用
B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
C．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果
D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠，这是表面张力作用使其表面具有扩张趋势引起的结果
【答案】A
【解析】A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷人水中靠的是液体表面的张力作用，A正确；
B．小木块能够浮于水面上是浮力与其重力平衡的结果，B错误；
C．缝衣针浮在水面上不下沉是液体表面张力和重力平衡的结果，C错误；
D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用使其表面具有收缩趋势引起的结果，D错误。
故选A。
3．（2022·全国·高三专题练习）关于表面张力，下列说法中正确的是（ ）
A．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面垂直
B．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面平行
C．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直
D．表面张力就是表面层分子间的斥力
【答案】C
【解析】AB．表面张力产生在液体表面层，是引力，在液体的表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切，AB错误；
C．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直，分界线两侧的分子会对对方分子产生引力，C正确；
D．在液体的表面，分子比较稀疏，分子间的作用表现为相互吸引，因此表面张力就是表面层分子间的引力，D错误。
故选C。
4．（2022·全国·高三专题练习）将冰块放在烧杯中，冰块慢慢熔化成水，再逐渐蒸发。以下说法正确的是（ ）
A．几何形状不规则的冰块不是晶体
B．冰熔化成水的过程中，水分子的平均动能增加
C．冰块的所有物理性质一定是各向同性的，冰晶的所有物理性质一定是各向异性的
D．水变成水蒸气，分子间距增大，分子势能增大
【答案】D
【解析】A．单晶体有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的外形，几何形状不规则的冰块具有确定的熔点，属于多晶体，A错误；
B．温度是分子热运动的平均动能的标志，冰熔化成水的过程中，温度不变，水分子的平均动能不变，B错误；
C．冰块是多晶体，其所有物理性质一定是各向同性的，冰晶是单晶体，其某些物理性质可能是各向异性的，但并非所有性质都具有各向异性，C错误；
D．水变成水蒸气，分子间距从r0增大到约10r0，分子间作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，D正确。
故选D。
5．（2021·重庆市第十一中学校高三阶段练习）对于下列四幅教材插图的说法，正确的是（ ）
A．甲图中分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能也为零
B．乙图中欲使玻璃板离开水面，绳子对玻璃板的拉力大于玻璃板的重力
C．丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力
D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小时，分子力间斥力会增大。
【答案】B
【解析】A．甲图中分子间距离为r0时，分子间斥力、引力都不为零，但是合力为零，分子势能最小，分子势能的大小与零势能的规定有关，因为没有规定零势能，所以此位置的分子势能不一定为零，故A错误；
B．图乙由于玻璃板与液体间存在分子引力，故玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力，故B正确；
C．图丙为液体的结构的示意图，由图可知，液体表面层的分子距离较大，但分子间的引力和斥力都比液体内部的小，只是分子斥力减小得更快，故表现出来的是引力。故C错误；
D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中阻力增大，是气体压强逐渐变大的缘故，故D错误。
故选B。
6．（2022·北京·牛栏山一中高三开学考试）将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能不变B．气体的压强不变
C．气体分子的平均动能减小D．气体与外界无热交换
【答案】A
【解析】AC．理想气体温度保持不变，则气体内能不变，分子的平均动能不变，故A 正确，C错误；
B．理想气体经历等温压缩过程，根据玻意耳定律可知气体的压强增大，故B错误；
D．气体被压缩过程中，外界对气体做功，而气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，故D错误。
故选A。
7．（2021·上海市民办瑞虹中学高三期中）如图为质量一定的某种气体状态变化的p﹣T图线。在a、b、c、d四个状态中，体积最大的状态是（ ）
A．a状态B．b状态
C．c状态D．d状态
【答案】D
【解析】如图为p﹣T图线，与原点连线的斜率反映体积的倒数，所以与原点连线的斜率越小，体积越大，即d状态的体积最大，故ABC错误，D正确。
故选D。
8．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，则（ ）
A．由状态B变到状态C过程中，气体对外放热，内能不变
B．气体在D状态和在A状态时的单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数相等
C．C状态时气体的压强小于D状态时气体的压强
D．在D状态与A状态时相等时间内气体分子对单位面积器壁的冲量相等
【答案】D
【解析】A．由状态B变到状态C过程中，温度不变，内能不变
SKIPIF 1 < 0
体积变大，气体对外界做功
SKIPIF 1 < 0
根据热力学第一定律，可得
SKIPIF 1 < 0
易知
SKIPIF 1 < 0
气体从外界吸收热量。故A错误；
B．依题意，O、A、D三点在同一直线上，说明气体在D状态和在A状态时压强相等，在D状态体积较大，分子的密集程度小，温度较高，分子的平均动能较大，所以单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较少。故B错误；
C．气体从C状态到D状态为等容变化，根据查理定律，可得
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．根据冲量的定义可知
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
联立，可得
SKIPIF 1 < 0
根据上面选项分析可知，气体在D状态和在A状态时压强相等，所以相等时间内气体分子对单位面积器壁的冲量相等。故D正确。
故选D。
9．（2022·全国·高三专题练习）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功B．压强保持不变C．向外界放热D．内能减少
【答案】A
【解析】A．理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确；
B．由题图可知
V = V0 + kT
根据理想气体的状态方程有
SKIPIF 1 < 0
联立有
SKIPIF 1 < 0
可看出T增大，p增大，B错误；
D．理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；
C．理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误。
故选A。
10．（2022·北京·日坛中学模拟预测）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 过程中气体分子在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B． SKIPIF 1 < 0 过程中气体的压强减小，气体分子的数密度也减小
C． SKIPIF 1 < 0 过程中分子的平均动能减小
D． SKIPIF 1 < 0 过程中气体对外做的功大于 SKIPIF 1 < 0 过程中外界对气体做的功
【答案】D
【解析】A． SKIPIF 1 < 0 过程为等压变化，体积增大，温度升高，分子平均动能增大，则气体分子在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误；
B． SKIPIF 1 < 0 过程为等容过程，温度降低，则压强减小，体积不变，则气体分子的数密度不变，故B错误；
C． SKIPIF 1 < 0 过程为等温过程，则分子平均动能不变，故C错误；
D．A→B过程中气体体积变化等于C→A过程中气体体积变化，C→A过程中气体平均压强小于A→B过程中的平均压强，根据W=pΔV可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D正确。
故选D。
填空题
11．（2022·全国·高三课时练习）若已知大气压强为p0，如图所示各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，重力加速度为g，则各图中被封闭气体的压强分别为p甲气＝________；p乙气＝________；p丙气＝________；p丁气＝________。
【答案】 p0－ρgh p0－ρgh p0－ SKIPIF 1 < 0 ρgh p0＋ρgh1
【解析】[1]在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件知
p甲气S＋ρghS＝p0S
所以
p甲气＝p0－ρgh
[2]在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程
F上＝F下
有
p乙气S＋ρghS＝p0S
所以
p乙气＝p0－ρgh
[3]在图丙中，以B液面为研究对象，有
p丙气S＋ρghSsin60°＝p0S
所以
p丙气＝p0－ SKIPIF 1 < 0 ρgh
[4]在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得
p丁气S＝（p0＋ρgh1）S
所以
p丁气＝p0＋ρgh1
12．（2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测）一定质量理想气体先后经历A→B、B→C、C→A三个阶段，其 SKIPIF 1 < 0 图像如图所示。已知状态A的温度为 SKIPIF 1 < 0 ，则状态B的气体温度为___________°C，在C→A的过程中气体内能的变化趋势为___________（填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”），在A→B→C过程中气体___________（填“吸收”或“放出”）的热量为___________J，在C→A的过程中气体对外界所做的功为___________J。
【答案】 727 先增大后减小 放出 2000 1200
【解析】[1]根据题意，由图可知，从状态 SKIPIF 1 < 0 到状态 SKIPIF 1 < 0 ，气体做等容变化，则有
SKIPIF 1 < 0
代入图中数据解得
SKIPIF 1 < 0
则状态B的气体温度为
SKIPIF 1 < 0
[2]由图像可知，在C→A的过程中， SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的关系式为
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
可知， SKIPIF 1 < 0 的乘积先增大后减小，由理想气体状态方程可知，理想气体的温度为先增大后减小，则气体内能的变化趋势为先增大后减小。
[3][4]由理想气体状态方程有
SKIPIF 1 < 0
代入数据可得
SKIPIF 1 < 0
则气体在状态A的内能等于状态C的内能，在A→B→C过程中， SKIPIF 1 < 0 图像中图线与横轴围成的面积等于气体做的功，整个过程，外界对气体做功为
SKIPIF 1 < 0
由热力学第一定律有
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0
即在A→B→C过程中气体放出的热量为 SKIPIF 1 < 0 。
[5] SKIPIF 1 < 0 图像中图线与横轴围成的面积等于气体做的功，由图可知，气体体积增大，气体对外界做功为
SKIPIF 1 < 0
13．（2022·河北·模拟预测）吃饭时先喝汤是很多人的饮食习惯之一，喝汤时发现漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，这是由于液体表面张力的缘故。液体的表面张力使液面具有_________（填“收缩”或“扩张”）的趋势，这是因为液体跟空气接触的表面层里，分子间的距离要比液体内部的大，分子间的相互作用表现为_________（填“引力”或“斥力”）。
【答案】 收缩 引力
【解析】[1]液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。
[2]这是因为液体跟空气接触的表面层里，分子间的距离要比液体内部的大，分子间的相互作用表现为引力。
14．（2022·河北衡水·二模）把一层蜂蜡薄薄地涂在玻璃片上，用烧热的缝衣针针尖接触玻璃片，观察到蜂蜡熔化的区域如图甲所示，_______（填“能”或“不能”）根据此现象说明玻璃是非晶体；将一滴水银滴到玻璃片上，现象如图乙所示，发现水银不能浸润玻璃，原因是由于水银和玻璃接触的附着层内水银分子的间距_______（填“大于”“等于”或“小于”）水银内部分子间距。
【答案】 不能 大于
【解析】[1]根据此现象说明玻璃片的导热性能是各向同性的，但玻璃的其他方面得性能各向情况不知，故不能确定玻璃就是非晶体；
[2]将一滴水银滴到玻璃片上，现象如图乙所示，发现水银不能浸润玻璃，原因是由于水银和玻璃接触的附着层内水银分子的间距大于水银内部分子间距。
三、解答题
15．（2022·山东·模拟预测）可视为质点的鱼在进食时经常会吐泡泡，可通过泡泡的大小判断出鱼的位置。假设鱼在水面下某深度处吐出一个泡泡，泡泡的体积 SKIPIF 1 < 0 ，此处水的热力学温度 SKIPIF 1 < 0 ，当泡泡缓慢上升至水面时，泡泡的体积 SKIPIF 1 < 0 ，已知水面的热力学温度 SKIPIF 1 < 0 ，大气压强恒为 SKIPIF 1 < 0 ，水的密度 SKIPIF 1 < 0 ，取重力加速度大小 SKIPIF 1 < 0 ，泡泡内的气体视为理想气体。
（1）简要说明该泡泡在上升的过程中是向外界放热还是从外界吸热；
（2）求鱼到水面的距离 SKIPIF 1 < 0 。
【答案】（1）从外界吸热；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）根据热力学第一定律有
SKIPIF 1 < 0
由于泡泡内的气体温度升高，故
SKIPIF 1 < 0
泡泡内的气体对外做功，故
SKIPIF 1 < 0
可知
SKIPIF 1 < 0
故泡泡在上升的过程中，是从外界吸热。
（2）根据理想气体状态方程有
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
16．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1 m，因上部混入少量空气，使其读数不准。当气温为300 K，标准气压计读数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg。
（1）在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68 cmHg，则实际气压应为多少？
（2）若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压为多少？
【答案】（1）73.6 cmHg；（2）75.4 cmHg
【解析】（1）设玻璃管的横截面积为S，实际气压为p，取封闭在玻璃管中的气体为研究对象，
初态：p1=(76-70） cmHg=6 cmHg
V1=(100-70） cm·S=30 cm·S
末态：p2=p-68 cmHg
V2=(100-68） cm·S=32 cm·S
气体温度不变，由玻意耳定律有
p1V1=p2V2
代入数据解得
p≈73.6 cmHg
（2）设实际气压为p′，取封闭在玻璃管中的气体为研究对象，
初态：p1=6 cmHg，V1=30 cm·S，T1=300 K；
末态：p2′=p′-70 cmHg，
V2′=(100-70） cm·S=30 cm·S
T2′=270 K
由理想气体的状态方程有
SKIPIF 1 < 0
代入数据解得
p′=75.4 cmHg
17．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）一定质量的理想气体，在初始状态A时，体积为V0，压强为 SKIPIF 1 < 0 ，温度为 SKIPIF 1 < 0 。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终返回到原来状态A，其变化过程的 SKIPIF 1 < 0 图，如图所示。其中CA延长线过坐标原点，B、A点在同一竖直线上。求：
（1）画出图甲中理想气体从状态A经由一系列变化得 SKIPIF 1 < 0 图；
（2）该理想气体从状态B经由状态C回到状态A的过程中，气体向外界放出的热量。
【答案】（1）；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）根据题意，由图甲可知，B、A点在同一竖直线上，则气体由状态A到状态B为等温变化，由玻意耳定律有
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0
气体由状态B到状态C为等容变化，由查理定律有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
由于CA延长线过坐标原点，气体由状态C到状态A为等压变化，综上所述，理想气体从状态A经由一系列变化得 SKIPIF 1 < 0 图，如图所示
（2）由图线知从状态B到状态C为等容过程，外界对气体不做功，从状态C到状态A，等压变化过程，外界对气体做功为
SKIPIF 1 < 0
对状态B经状态C回到状态A，温度不变，则内能增加量为
SKIPIF 1 < 0
由热力学第一定律
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
即气体对外界放出热量为 SKIPIF 1 < 0 。
18．（2022·河北保定·二模）如图所示，“ SKIPIF 1 < 0 ”形管的左管 SKIPIF 1 < 0 开口竖直向上，右管 SKIPIF 1 < 0 封闭， SKIPIF 1 < 0 管的横截面积是 SKIPIF 1 < 0 管的横截面积的2倍。管中装有水银（图中阴影部分）， SKIPIF 1 < 0 管的液面到管口的距离 SKIPIF 1 < 0 ，且比 SKIPIF 1 < 0 管的液面低 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 管内空气柱的长度 SKIPIF 1 < 0 。已知大气压强恒为 SKIPIF 1 < 0 ，环境的热力学温度恒为 SKIPIF 1 < 0 。现用活塞（厚度不计）将 SKIPIF 1 < 0 管口封住，对 SKIPIF 1 < 0 管内的空气缓慢加热， SKIPIF 1 < 0 管内的空气的温度保持不变，当左、右液面相平时立即停止加热。将管内的空气视为理想气体。求：
（1）停止加热时， SKIPIF 1 < 0 管内空气的压强 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）停止加热时， SKIPIF 1 < 0 管内空气的热力学温度 SKIPIF 1 < 0 （结果保留三位有效数字）。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）设B管的横截面积为 SKIPIF 1 < 0 ，在加热过程中，A管水银面上升 SKIPIF 1 < 0 ，B管水银面下降 SKIPIF 1 < 0 ，则有
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
根据玻意耳定律有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
（2）加热前，B管内空气的压强为
SKIPIF 1 < 0
对B管内的空气，根据理想气体的状态方程有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
分类
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
有规则的形状
无确定的几何形状
无确定的几何外形
熔点
确定
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、明矾、食盐
各种金属
玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青
转化
晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
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，其体积与热力学温度成正比
表达式
p1V1＝p2V2
eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)
拓展：Δp＝eq \f(p1,T1)ΔT
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
拓展：ΔV＝eq \f(V1,T1)ΔT
微观解释
一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变
图像
类别
特点(其中C为常量)
举例
p－V
pV＝CT，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
p－T
p＝eq \f(C,V)T，斜率k＝eq \f(C,V)，即斜率越大，体积越小
V－T
V＝eq \f(C,p)T，斜率k＝eq \f(C,p)，即斜率越大，压强越小