資源簡介

(共75張PPT)
第2講
目標
要求
1.了解固體的微觀結構，知道晶體和非晶體的特點，了解液晶的主要性質.2.了解表面張力現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象，知道它們的產生原因.3.掌握氣體壓強的計算方法及氣體壓強的微觀解釋.4.能用氣體實驗定律解決實際問題，并會分析氣體圖像問題.
固體、液體和氣體
內容索引
考點一　固體和液體性質的理解
考點二　氣體壓強的計算
考點三　氣體實驗定律及應用
課時精練
考點四　氣體狀態(tài)變化的圖像問題
考點一
固體和液體性質的理解
1.固體
(1)分類：固體分為 和 兩類.晶體又分為 和 .
(2)晶體和非晶體的比較
梳理
必備知識
分類 比較 晶體 非晶體
單晶體 多晶體
外形 有規(guī)則的幾何形狀 無確定的幾何形狀 無確定的幾何外形
熔點 確定 _____ 不確定
物理性質 各向異性 _________ 各向同性
典型物質 石英、云母、明礬、食鹽 各種金屬 玻璃、橡膠、蜂蠟、松香、瀝青
轉化 晶體和非晶體在一定條件下可以相互______
晶體
非晶體
單晶體
多晶體
確定
各向同性
轉化
2.液體
(1)液體的表面張力
①作用效果：液體的表面張力使液面具有 的趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下， 形表面積最小.
②方向：表面張力跟液面 ，跟這部分液面的分界線 .
③形成原因：表面層中分子間距離比液體內部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為 .
(2)浸潤和不浸潤
①當液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強時，液體能夠浸潤固定.反之，液體不浸潤固體.
②毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中 ，不浸潤液體在細管中 .
收縮
球
相切
垂直
引力
上升
下降
3.液晶
(1)液晶的物理性質
①具有液體的 .
②具有晶體的 .
(2)液晶的微觀結構
從某個方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的.
流動性
光學各向異性
1.晶體的所有物理性質都是各向異性的.(　　)
2.液晶是液體和晶體的混合物.(　　)
3.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體.(　　)
4.在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標準的球形是因為液體表面張力的作用.(　　)
×
×
×
√
例1　在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點，石蠟熔化區(qū)域的形狀如圖甲、乙、丙所示.甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系如圖丁所示，則下列說法中正確的是
A.甲一定是單晶體
B.乙可能是金屬薄片
C.丙在一定條件下可能轉化成乙
D.甲內部的微粒排列是規(guī)則的，丙內部的微粒排列是不規(guī)則的
考向1　晶體和非晶體
√
例2　關于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是
A.甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果
B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的　　
　結果
C.丙圖液晶顯示器是利用液晶光學性質具有各向同性的特點制成的
D.丁圖中的醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤
考向2　液體
√
因為液體表面張力的存在，水黽才能在水面上行走自如，故A錯誤；
將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果，故B正確；
液晶顯示器是利用液晶光學性質具有各向異性的特點制成的，故C錯誤；
從題圖丁中可以看出醬油與左邊材料浸潤，與右邊材料不浸潤(不浸潤液滴會因為表面張力呈球形)，故D錯誤.
考點二
氣體壓強的計算
1.氣體壓強的計算
(1)活塞模型
如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式.
求氣體壓強的基本方法：先對活塞進行受力分
析，然后根據平衡條件或牛頓第二定律列方程.
圖甲中活塞的質量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0.由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以p0S＋mg＝pS，則氣體的壓強為p＝p0＋ 　.
圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S，
則氣體壓強為p＝p0－ ?。絧0－ρ液gh.
(2)連通器模型
如圖所示，U形管豎直放置.同一液體中的相同高度處壓強一定相等，所以氣體B和A的壓強關系可由圖中虛線聯(lián)系起來.
則有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1，
所以氣體B的壓強為pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2).
2.氣體分子運動的速率分布圖像
當氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍時，分子間作用力十分微弱，可忽略不計；分子沿各個方向運動的機會均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布，且這個分布狀態(tài)與溫度有關，溫度升高時，平均速率會增大，如圖所示.
3.氣體壓強的微觀解釋
(1)產生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力.
(2)決定因素(一定質量的某種理想氣體)
①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.
②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的數(shù)密度.
例3　(2022·江蘇卷·6)自主學習活動中，同學們對密閉容器中的氫氣性質進行討論，下列說法中正確的是
A.體積增大時，氫氣分子的密集程度保持不變
B.壓強增大是因為氫氣分子之間斥力增大
C.因為氫氣分子很小，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體
D.溫度變化時，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的
　百分比會變化
√
密閉容器中的氫氣質量不變，分子個數(shù)N0不變，根據n＝ 可知，當體積增大時，單位體積的分子個數(shù)n變少，氫氣分子的密集程度變小，故A錯誤；
氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對容器壁進行持續(xù)的、無規(guī)則的撞擊，壓強增大并不是因為分子間斥力增大，故B錯誤；
普通氣體在溫度不太低、壓強不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯誤；
溫度是氣體分子平均動能的標志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，溫度變化時，大量分子的平均速率會變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化，故D正確.
例4　求汽缸中氣體的壓強.(大氣壓強為p0，重力加速度為g，活塞的質量為m，橫截面積為S，汽缸、物塊的質量均為M，活塞與汽缸間均無摩擦，均處于平衡狀態(tài))
甲_________　乙________　丙______________
題圖甲中選活塞為研究對象，受力分析如圖(a)所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg，得pA＝p0＋　 ；
題圖乙中選汽缸為研究對象，受力分析如圖(b)所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg，得pB＝p0－ 　?。?br/>題圖丙中選活塞為研究對象，受力分析如圖(c)所示，pCS下sin α＝p0S上＋FN＋mg，F(xiàn)N＝Mg，S下sin α＝S上，S上＝S，由以上可得pC＝p0＋ 　　　.
例5　若已知大氣壓強為p0，液體密度均為ρ，重力加速度為g，圖中各裝置均處于靜止狀態(tài)，求各裝置中被封閉氣體的壓強.
答案　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－　 ρgh　?。簆0＋ρgh1　
戊：pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)　pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)
題圖甲中，以高為h的液柱為研究對象，由平衡條件有p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
題圖乙中，以B液面為研究對象，
由平衡條件有p乙S＋ρghS＝p0S
p乙＝p0－ρgh
題圖丙中，以B液面為研究對象，由平衡條件有
p丙S＋ρghsin 60°·S＝p0S
題圖丁中，以A液面為研究對象，
由平衡條件有p丁S＝p0S＋ρgh1S
所以p?。絧0＋ρgh1
題圖戊中，從開口端開始計算，右端大氣壓強為p0，同種液體同一水平面上的壓強相同，
所以b氣柱的壓強為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，
故a氣柱的壓強為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3).
考點三
氣體實驗定律及應用
1.氣體實驗定律
梳理
必備知識
玻意耳定律 查理定律 蓋—呂薩克定律
內容 一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成_____ 一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成_____ 一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成_____
表達式 p1V1＝______ 拓展：Δp＝
拓展：ΔV＝
反比
正比
正比
p2V2
微觀 解釋 一定質量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能 .體積減小時，分子的數(shù)密度 ，氣體的壓強______ 一定質量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的數(shù)密度___ _______，溫度升高時，分子的平均動能 ，氣體的壓強_____ 一定質量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能 .只有氣體的體積同時增大，使分子的數(shù)密度 ，才能保持壓強不變
圖像
不變
增大
保
持不變
增大
增大
增大
減小
增大
2.理想氣體狀態(tài)方程
(1)理想氣體：在任何溫度、任何 下都遵從氣體實驗定律的氣體.
①在壓強不太大、溫度不太低時，實際氣體可以看作理想氣體.
②理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用，一定質量的某種理想氣體的內能僅由 決定.
壓強
溫度
1.壓強極大的實際氣體不遵從氣體實驗定律.(　　)
2.一定質量的理想氣體，當溫度升高時，壓強一定增大.(　　)
3.一定質量的理想氣體，溫度升高，氣體的內能一定增大.(　　)
√
×
√
1.解題基本思路
提升
關鍵能力
2.分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點
(1)弄清一個物理過程分為哪幾個階段.
(2)找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的.
(3)明確哪個階段應遵循什么實驗定律.
例6　(2023·河南安陽市模擬)上端開口、橫截面積為S且導熱性能良好的汽缸放置在水平面上，大氣壓強為p0.汽缸內有一卡子，橫截面積為S的輕質活塞上面放置一個質量為m的重物，活塞下面密封一定質量的理想氣體.當氣體溫度為T1時，活塞靜止，此位置活塞與卡子距離為活塞與汽
缸底部距離的 .現(xiàn)緩慢降低汽缸溫度，活塞被卡子托住后，繼續(xù)降溫，直到缸內氣體壓強為 p0.已知重力加速度為g，活塞厚度、汽缸壁厚度及活塞與汽缸壁之間的摩擦均不計.求：
(1)活塞剛接觸卡子瞬間，缸內氣體的溫度；
活塞被卡子托住前，氣體經歷等壓變化，設活塞剛剛接觸卡子時氣體的溫度為T2，
式中V1＝SL1，V2＝SL2
(2)缸內氣體壓強為 p0時氣體的溫度.
活塞被卡子托住后，再降低溫度，氣體經歷等容變化，
例7　如圖所示，一粗細均勻的“山”形管豎直放置，A管上端封閉一定質量的理想氣體，B管上端與大氣相通，C管內裝有帶柄的活塞，活塞下方直接與水銀接觸.A管上端的理想氣體柱長度L＝10 cm，溫度t1＝27 ℃；B管水銀面比A管中高出h＝4 cm.已知大氣壓強p0＝76 cmHg.為了使A、B管中的水銀面等高，可以用以下兩種方法：
(1)固定C管中的活塞，改變A管中氣體的溫度，使A、B管中的水銀面等高，求此時A管中氣體的熱力學溫度T2；
答案　228 K
設“山”形管的橫截面積為S，對A管上端氣體，初態(tài)有p1＝76 cmHg＋4 cmHg＝80 cmHg，T1＝300 K
末態(tài)有p2＝76 cmHg
氣柱長度為L1＝L＝10 cm，L2＝8 cm
(2)在溫度不變的條件下，向上抽動活塞，使A、B管中的水銀面等高，求活塞上移的距離ΔL.(結果保留一位小數(shù))
答案　5.1 cm
由于T不變，對A管上端氣體根據玻意耳定律可得p1V1＝p3V3，p3＝p0，即有p1L1S＝p0L3S
解得L3≈10.53 cm
所以C管中水銀長度的增加量為
ΔL＝4 cm＋0.53 cm＋0.53 cm≈5.1 cm
即活塞上移的距離為5.1 cm.
考點四
氣體狀態(tài)變化的圖像問題
類別 特點(其中C為常量) 舉例
p－V pV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠
p－ p＝CT ，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高
p－T p＝ T，斜率k＝ ，即斜率越大，體積越小
V－T V＝ T，斜率k＝ ，即斜率越大，壓強越小
1.四種圖像的比較
2.處理氣體狀態(tài)變化的圖像問題的技巧
(1)首先應明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個狀態(tài)，它對應著三個狀態(tài)量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程.看此過程屬于等溫、等容還是等壓變化，然后用相應規(guī)律求解.
(2)在V－T圖像(或p－T圖像)中，比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)時，可比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小，斜率越大，壓強(或體積)越??；斜率越小，壓強(或體積)越大.
例8　一定質量的理想氣體經歷一系列狀態(tài)變化，其p－ 圖像如圖所示，變化順序為a→b→c→d→a，圖中ab線段延長線過坐標原點，cd線段與p軸垂直，da線段與 軸垂直.氣體在此狀態(tài)變化過程中
A.a→b過程，壓強減小，溫度不變，體積增大
B.b→c過程，壓強增大，溫度降低，體積減小
C.c→d過程，壓強不變，溫度升高，體積減小
D.d→a過程，壓強減小，溫度升高，體積不變
√
由題圖可知，a→b過程，氣體發(fā)生等溫變化，氣體壓強減小，體積增大，故A正確；
例9　(2021·全國甲卷·33(1))如圖，一定量的理想氣體經歷的兩個不同過程，分別由體積－溫度(V－t)圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0＝－273.15 ℃；a為直線Ⅰ上的一點.由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強
之比 ?。絖___；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比　 ＝_____.
1
由體積－溫度(V－t)圖像可知，直線Ⅰ為等壓線，
t＝0 ℃時，當氣體體積為V1時，設其壓強為p1，當氣體體積為V2時，設其壓強為p2，溫度相等，
由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
由于直線Ⅰ和Ⅱ為兩條等壓線，則有p1＝pb，p2＝pc
五
課時精練
1.(2023·山西省榆次一中模擬)中國最早的農學論文《呂氏春秋·任地》論述到：“人耨必以旱，使地肥而土緩”.農諺“鋤板底下有水”、“鋤頭自有三寸澤”，這都是對松土保墑功能的生動總結.關于農業(yè)生產中的松土保墑環(huán)節(jié)蘊含的科學原理，下列說法正確的是
A.松土是把地面的土壤鋤松，目的是破壞這些土壤里的毛細管，保存水分
B.松土是為了讓土壤里的毛細管變得更細，保護土壤里的水分
C.松土保墑利用了浸潤液體在細管中下降，不浸潤液體在細管中上升的科學
　原理
D.松土除了保墑、刈草外，還可促進蒸發(fā)、降低地溫，“多鋤地發(fā)暖”這句
　農諺沒有科學道理
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基礎落實練
√
松土是把地面的土壤鋤松，目的是破壞這些土壤里的毛細管，防止發(fā)生浸潤現(xiàn)象，可有效減少水分蒸發(fā)，保存水分，A正確，B錯誤；
水對土壤是浸潤液體，松土保墑是利用了浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降的原理，C錯誤；
松土除了保墑、刈草外，還減少土壤下水分蒸發(fā)，提高地溫，D錯誤.
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2.下列說法中正確的是
A.液晶的分子排列會因所加電壓的變化而變化，由此引起光學性質的改變
B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會呈球狀，這是因為液體
　內分子間有相互吸引力
C.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，
　這是因為油脂使水的表面張力增大
D.當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃
　板拉開，這是由于水膜具有表面張力
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液晶的分子排列會因所加電壓的變化而變化，由此引起光學性質的改變，A正確；
在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會成球狀，是表面張力原因，B錯誤；
水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤的結果，而在干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤的結果，C錯誤；
玻璃板很難被拉開是由于分子引力和大氣壓的作用，D錯誤.
3.(多選)玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體，下列關于玻璃的說法正確的是
A.沒有固定的熔點
B.天然具有規(guī)則的幾何形狀
C.沿不同方向的導熱性能相同
D.分子在空間上周期性排列
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玻璃是非晶體，根據非晶體的特點可知，非晶體是指組成物質的分子(或原子、離子)在空間上不呈周期性排列的固體，它沒有一定規(guī)則的外形，它的物理性質在各個方向上都是相同的，叫各向同性，它沒有固定的熔點，故A、C正確，B、D錯誤.
4.(2023·福建龍巖市模擬)某地某天的氣溫變化趨勢如圖甲所示，細顆粒物(PM2.5)的污染程度為中度，出現(xiàn)了大范圍的霧霾.在11：00和14：00的空氣分子速率分布曲線如圖乙所示，橫坐標v表示分子速率，縱坐標表示單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.下列說法正確的是
A.細顆粒物在大氣中的移動是由于細顆粒物分子的
　熱運動
B.圖乙中實線表示11：00時的空氣分子速率分布曲線
C.細顆粒物的無規(guī)則運動11：00時比14：00時更劇烈
D.單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數(shù)
　14：00時比12：00時多
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細顆粒物在大氣中的移動是由于空氣分子的熱運動與氣流的作用，A錯誤；
由題圖乙可知實線中速率大的分子占的比例大，對應的氣體分子溫度較高，所以題圖乙中實線表示14：00時的空氣分子速率分布曲線，B錯誤；
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溫度越高，細顆粒物的無規(guī)則運動越劇烈，所以細顆粒物的無規(guī)則運動14：00時比11：00時更劇烈，C錯誤；
14：00時的氣溫高于12：00時的氣溫，空氣分子的平均動能較大，單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數(shù)較多，D正確.
5.(2023·福建省名校聯(lián)盟測試)負壓病房是收治傳染性極強的呼吸道疾病病人所用的醫(yī)療設施，可以大大減少醫(yī)務人員被感染的概率，病房中氣壓小于外界環(huán)境的大氣壓.若負壓病房的溫度和外界溫度相同，負壓病房內氣體和外界環(huán)境中氣體都可以看成理想氣體，則以下說法正確的是
A.負壓病房內氣體分子的平均動能小于外界環(huán)境中氣體分子的平均動能
B.負壓病房內每個氣體分子的運動速率都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運
　動速率
C.負壓病房內單位體積氣體分子的個數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的
　個數(shù)
D.相同面積負壓病房內壁受到的氣體壓力等于外壁受到的氣體壓力
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因為負壓病房的溫度和外界溫度相同，而溫度是分子平均動能的標志，則負壓病房內氣體分子的平均動能等于外界環(huán)境中氣體分子的平均動能，負壓病房內每個氣體分子的運動速率不一定都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運動速率，A、B錯誤；
負壓病房內的壓強較小，溫度與外界相同，則分子的數(shù)密度較小，即負壓病房內單位體積氣體分子的個數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個數(shù)，C正確；
負壓病房內的壓強較小，根據F＝pS可知，相同面積負壓病房內壁受到的氣體壓力小于外壁受到的氣體壓力，D錯誤.
6.一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在
A.ab過程中不斷減小 　　B.bc過程中保持不變
C.cd過程中不斷增大 　　D.da過程中保持不變
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因為bc的延長線通過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不變，B正確；
ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A錯誤；
cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；
連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因為Vd7.(多選)(2023·福建龍巖市模擬)如圖是某同學用手持式打氣筒對一只籃球打氣的情景.打氣前籃球內氣壓等于1.1 atm，每次打入的氣體的壓強為1.0 atm、體積為籃球容積的0.05，假設整個過程中籃球沒有變形，不計氣體的溫度變化，球內氣體可視為理想氣體
A.打氣后，球內每個氣體分子對球內壁的作用力增大
B.打氣后，球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作
　用力增大
C.打氣6次后，球內氣體的壓強為1.4 atm
D.打氣6次后，球內氣體的壓強為1.7 atm
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能力綜合練
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打氣后，由于氣體的溫度不變，分子平均動能不變，球內氣體分子對球壁的平均作用力不變，球內每個氣體分子對球內壁的作用力不一定增大，A錯誤；
打氣后，球內氣體的壓強變大，即球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作用力增大，B正確；
打氣6次后，由玻意耳定律有p1V0＋p0×6×0.05V0＝pV0，解得p＝1.4 atm，即球內氣體的壓強為1.4 atm，C正確，D錯誤.
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8.(2023·福建福州市模擬)如圖，左側豎直玻璃管固定，下端與汞壓強計相連，上端封有一定質量的氣體.開始壓強計的U形管兩臂內汞面一樣高，氣柱長為10 cm、溫度為7 ℃.當氣體溫度升為27 ℃時：如需保持氣體壓強不變，則應向_____(選填“上”或“下”)適當移動右管；如需保持氣
下
體體積不變，則兩側玻璃管內的液面高度差應調整為______cm(小數(shù)點后保留兩位).(大氣壓強相當于76 cm汞柱產生的壓強)
5.43
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若需保持氣體壓強不變，根據蓋—呂薩克定律可知氣體溫度升高，則體積增大，所以左側汞面下降，而汞的總體積不變，且末狀態(tài)下左、右汞面應仍保持在同一高度，則末狀態(tài)下右側汞面應更加靠近管口，所以應向下適當移動右管.
開始時封閉氣體的壓強和溫度分別為p0＝76 cmHg，T0＝280 K，末狀態(tài)下氣體溫度為T1＝300 K
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根據平衡條件可知p1＝p0＋Δp，解得兩側玻璃管中液面高度差對應的壓強為Δp＝5.43 cmHg，
即兩側玻璃管內的液面高度差應調整為5.43 cm.
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9.(2022·重慶卷·15(2))某同學探究一封閉汽缸內理想氣體的狀態(tài)變化特性，得到壓強p隨溫度t的變化如圖所示.已知圖線Ⅰ描述的是體積為V1的等容過程，當溫度為t1時氣體的壓強為p1；圖線Ⅱ描述的是壓強為p2的等壓過程.取0 ℃為273 K，求：
(1)等容過程中，溫度為0 ℃時氣體的壓強；
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在等容過程中，設0 ℃時氣體壓強為p0，
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(2)等壓過程中，溫度為0 ℃時氣體的體積.
當壓強為p2，溫度為0 ℃時，設此時體積為V2，
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10.(2021·廣東卷·15(2))為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9 mL，內裝有0.5 mL的藥液，瓶內氣體壓強為1.0×105 Pa，護士把注射器內橫截面積為0.3 cm2、長度為0.4 cm、壓強為1.0×105 Pa的氣體注入藥瓶，若瓶內外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內氣體的壓強.
答案　1.3×105 Pa
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以注入后的所有氣體為研究對象，由題意可知瓶內氣體發(fā)生等溫變化，設瓶內氣體體積為V1，有V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL＝0.4 cm3
注射器內氣體體積為V2，
有V2＝0.3×0.4 cm3＝0.12 cm3
根據玻意耳定律有p0(V1＋V2)＝p1V1
代入數(shù)據解得p1＝1.3×105 Pa.
11.(2023·廣東深圳市調研)“手掌提杯”實驗可反映大氣壓的存在.先將熱水加入不計壁厚的玻璃杯中，杯子升溫后將水倒掉，再迅速用手蓋住杯口，待杯中密封氣體緩慢冷卻至室溫，手掌豎直向上提起，杯子跟著手掌被提起而不脫落(杯內氣體各處溫度相等).
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素養(yǎng)提升練
(1)杯口橫截面積為S，手掌剛蓋上時，杯內氣體溫度為T1，冷卻后溫度為T2，大氣壓強為p0，忽略杯內氣體體積變化，則能提起的杯子最大重力G為多少？
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由杯子受力平衡可知杯子重力最大值為
(2)若杯口橫截面積S＝40 cm2，p0＝1.00×105 Pa，冷卻后杯內氣體溫度為17 ℃，杯內氣體體積減為原來的 　，將杯子固定，需要用F＝25 N豎直向上的力才能將手掌和杯子分開(不計拉開過程中杯內氣體體積變化的影響)，則剛封閉時杯內氣體溫度約為多少攝氏度？
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答案　47 ℃
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根據手受力平衡可知降溫后杯內氣體壓強為
解得T0＝320 K，則t0＝47 ℃.第2講　固體、液體和氣體
目標要求　1.了解固體的微觀結構，知道晶體和非晶體的特點，了解液晶的主要性質.2.了解表面張力現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象，知道它們的產生原因.3.掌握氣體壓強的計算方法及氣體壓強的微觀解釋.4.能用氣體實驗定律解決實際問題，并會分析氣體圖像問題．
考點一　固體和液體性質的理解
1．固體
(1)分類：固體分為晶體和非晶體兩類．晶體又分為單晶體和多晶體．
(2)晶體和非晶體的比較
分類 比較 晶體 非晶體
單晶體 多晶體
外形 有規(guī)則的幾何形狀 無確定的幾何形狀 無確定的幾何外形
熔點 確定 確定 不確定
物理性質 各向異性 各向同性 各向同性
典型物質 石英、云母、明礬、食鹽 各種金屬 玻璃、橡膠、蜂蠟、松香、瀝青
轉化 晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化
2.液體
(1)液體的表面張力
①作用效果：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最?。?br/>②方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．
③形成原因：表面層中分子間距離比液體內部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力．
(2)浸潤和不浸潤
①當液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強時，液體能夠浸潤固定．反之，液體不浸潤固體．
②毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降．
3．液晶
(1)液晶的物理性質
①具有液體的流動性．
②具有晶體的光學各向異性．
(2)液晶的微觀結構
從某個方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．
1．晶體的所有物理性質都是各向異性的．(　×　)
2．液晶是液體和晶體的混合物．(　×　)
3．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體．(　×　)
4．在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標準的球形是因為液體表面張力的作用．(　√　)
考向1　晶體和非晶體
例1　在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點，石蠟熔化區(qū)域的形狀如圖甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系如圖丁所示，則下列說法中正確的是(　　)
A．甲一定是單晶體
B．乙可能是金屬薄片
C．丙在一定條件下可能轉化成乙
D．甲內部的微粒排列是規(guī)則的，丙內部的微粒排列是不規(guī)則的
答案　C
考向2　液體
例2　關于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是(　　)
A．甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果
B．乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果
C．丙圖液晶顯示器是利用液晶光學性質具有各向同性的特點制成的
D．丁圖中的醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤
答案　B
解析　因為液體表面張力的存在，水黽才能在水面上行走自如，故A錯誤；將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果，故B正確；液晶顯示器是利用液晶光學性質具有各向異性的特點制成的，故C錯誤；從題圖丁中可以看出醬油與左邊材料浸潤，與右邊材料不浸潤(不浸潤液滴會因為表面張力呈球形)，故D錯誤．
考點二　氣體壓強的計算
1．氣體壓強的計算
(1)活塞模型
如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式．
求氣體壓強的基本方法：先對活塞進行受力分析，然后根據平衡條件或牛頓第二定律列方程．
圖甲中活塞的質量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0.由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以p0S＋mg＝pS，則氣體的壓強為p＝p0＋.
圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S，
則氣體壓強為p＝p0－＝p0－ρ液gh.
(2)連通器模型
如圖所示，U形管豎直放置．同一液體中的相同高度處壓強一定相等，所以氣體B和A的壓強關系可由圖中虛線聯(lián)系起來．則有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1，
所以氣體B的壓強為pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2)．
2．氣體分子運動的速率分布圖像
當氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍時，分子間作用力十分微弱，可忽略不計；分子沿各個方向運動的機會均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布，且這個分布狀態(tài)與溫度有關，溫度升高時，平均速率會增大，如圖所示．
3．氣體壓強的微觀解釋
(1)產生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力．
(2)決定因素(一定質量的某種理想氣體)
①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積．
②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的數(shù)密度．
例3　(2022·江蘇卷·6)自主學習活動中，同學們對密閉容器中的氫氣性質進行討論，下列說法中正確的是(　　)
A．體積增大時，氫氣分子的密集程度保持不變
B．壓強增大是因為氫氣分子之間斥力增大
C．因為氫氣分子很小，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體
D．溫度變化時，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化
答案　D
解析　密閉容器中的氫氣質量不變，分子個數(shù)N0不變，根據n＝可知，當體積增大時，單位體積的分子個數(shù)n變少，氫氣分子的密集程度變小，故A錯誤；氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對容器壁進行持續(xù)的、無規(guī)則的撞擊，壓強增大并不是因為分子間斥力增大，故B錯誤；普通氣體在溫度不太低、壓強不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯誤；溫度是氣體分子平均動能的標志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，溫度變化時，大量分子的平均速率會變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化，故D正確．
例4　求汽缸中氣體的壓強．(大氣壓強為p0，重力加速度為g，活塞的質量為m，橫截面積為S，汽缸、物塊的質量均為M，活塞與汽缸間均無摩擦，均處于平衡狀態(tài))
甲________　乙________　丙________
答案　p0＋　p0－　p0＋
解析　題圖甲中選活塞為研究對象，受力分析如圖(a)所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg，得pA＝p0＋；
　
題圖乙中選汽缸為研究對象，受力分析如圖(b)所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg，得pB＝p0－；
題圖丙中選活塞為研究對象，受力分析如圖(c)所示，pCS下sin α＝p0S上＋FN＋mg，F(xiàn)N＝Mg，S下sin α＝S上，S上＝S，由以上可得pC＝p0＋.
例5　若已知大氣壓強為p0，液體密度均為ρ，重力加速度為g，圖中各裝置均處于靜止狀態(tài)，求各裝置中被封閉氣體的壓強．
答案　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh
丙：p0－ρgh
丁：p0＋ρgh1　戊：pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)　pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)
解析　題圖甲中，以高為h的液柱為研究對象，由平衡條件有p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
題圖乙中，以B液面為研究對象，由平衡條件有
p乙S＋ρghS＝p0S
p乙＝p0－ρgh
題圖丙中，以B液面為研究對象，由平衡條件有
p丙S＋ρghsin 60°·S＝p0S
所以p丙＝p0－ρgh
題圖丁中，以A液面為研究對象，由平衡條件有
p丁S＝p0S＋ρgh1S
所以p丁＝p0＋ρgh1
題圖戊中，從開口端開始計算，右端大氣壓強為p0，同種液體同一水平面上的壓強相同，
所以b氣柱的壓強為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，
故a氣柱的壓強為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)．
考點三　氣體實驗定律及應用
1．氣體實驗定律
玻意耳定律 查理定律 蓋—呂薩克定律
內容 一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比 一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比 一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比
表達式 p1V1＝p2V2 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝ΔT
微觀 解釋 一定質量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變．體積減小時，分子的數(shù)密度增大，氣體的壓強增大 一定質量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的數(shù)密度保持不變，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強增大 一定質量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大．只有氣體的體積同時增大，使分子的數(shù)密度減小，才能保持壓強不變
圖像
2.理想氣體狀態(tài)方程
(1)理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體．
①在壓強不太大、溫度不太低時，實際氣體可以看作理想氣體．
②理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用，一定質量的某種理想氣體的內能僅由溫度決定．
(2)理想氣體狀態(tài)方程：＝或＝C.(質量一定的理想氣體)
1．壓強極大的實際氣體不遵從氣體實驗定律．(　√　)
2．一定質量的理想氣體，當溫度升高時，壓強一定增大．(　×　)
3．一定質量的理想氣體，溫度升高，氣體的內能一定增大．(　√　)
1．解題基本思路
2．分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點
(1)弄清一個物理過程分為哪幾個階段．
(2)找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的．
(3)明確哪個階段應遵循什么實驗定律．
例6　(2023·河南安陽市模擬)上端開口、橫截面積為S且導熱性能良好的汽缸放置在水平面上，大氣壓強為p0.汽缸內有一卡子，橫截面積為S的輕質活塞上面放置一個質量為m的重物，活塞下面密封一定質量的理想氣體．當氣體溫度為T1時，活塞靜止，此位置活塞與卡子距離為活塞與汽缸底部距離的.現(xiàn)緩慢降低汽缸溫度，活塞被卡子托住后，繼續(xù)降溫，直到缸內氣體壓強為p0.已知重力加速度為g，活塞厚度、汽缸壁厚度及活塞與汽缸壁之間的摩擦均不計．求：
(1)活塞剛接觸卡子瞬間，缸內氣體的溫度；
(2)缸內氣體壓強為p0時氣體的溫度．
答案　(1)T1　(2)
解析　(1)活塞被卡子托住前，氣體經歷等壓變化，設活塞剛剛接觸卡子時氣體的溫度為T2，根據蓋—呂薩克定律有＝
式中V1＝SL1，V2＝SL2
根據題意L2＝L1＝L1
聯(lián)立解得T2＝T1
(2)活塞被卡子托住后，再降低溫度，氣體經歷等容變化，根據查理定律有＝，式中p3＝p0
根據力的平衡條件有p2＝p1＝p0＋
聯(lián)立可得T3＝.
例7　如圖所示，一粗細均勻的“山”形管豎直放置，A管上端封閉一定質量的理想氣體，B管上端與大氣相通，C管內裝有帶柄的活塞，活塞下方直接與水銀接觸．A管上端的理想氣體柱長度L＝10 cm，溫度t1＝27 ℃；B管水銀面比A管中高出h＝4 cm.已知大氣壓強p0＝76 cmHg.為了使A、B管中的水銀面等高，可以用以下兩種方法：
(1)固定C管中的活塞，改變A管中氣體的溫度，使A、B管中的水銀面等高，求此時A管中氣體的熱力學溫度T2；
(2)在溫度不變的條件下，向上抽動活塞，使A、B管中的水銀面等高，求活塞上移的距離ΔL.(結果保留一位小數(shù))
答案　(1)228 K　(2)5.1 cm
解析　(1)設“山”形管的橫截面積為S，對A管上端氣體，初態(tài)有p1＝76 cmHg＋4 cmHg＝80 cmHg，T1＝300 K
末態(tài)有p2＝76 cmHg
氣柱長度為L1＝L＝10 cm，L2＝8 cm
根據理想氣體狀態(tài)方程有＝
故有＝，解得T2＝228 K
(2) 由于T不變，對A管上端氣體根據玻意耳定律可得p1V1＝p3V3，p3＝p0，即有p1L1S＝p0L3S
解得L3≈10.53 cm
所以C管中水銀長度的增加量為
ΔL＝4 cm＋0.53 cm＋0.53 cm≈5.1 cm
即活塞上移的距離為5.1 cm.
考點四　氣體狀態(tài)變化的圖像問題
1．四種圖像的比較
類別 特點(其中C為常量) 舉例
p－V pV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠
p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高
p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，體積越小
V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，壓強越小
2.處理氣體狀態(tài)變化的圖像問題的技巧
(1)首先應明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個狀態(tài)，它對應著三個狀態(tài)量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程．看此過程屬于等溫、等容還是等壓變化，然后用相應規(guī)律求解．
(2)在V－T圖像(或p－T圖像)中，比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)時，可比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小，斜率越大，壓強(或體積)越?。恍甭试叫。瑝簭?或體積)越大．
例8　一定質量的理想氣體經歷一系列狀態(tài)變化，其p－圖像如圖所示，變化順序為a→b→c→d→a，圖中ab線段延長線過坐標原點，cd線段與p軸垂直，da線段與 軸垂直．氣體在此狀態(tài)變化過程中(　　)
A．a→b過程，壓強減小，溫度不變，體積增大
B．b→c過程，壓強增大，溫度降低，體積減小
C．c→d過程，壓強不變，溫度升高，體積減小
D．d→a過程，壓強減小，溫度升高，體積不變
答案　A
解析　由題圖可知，a→b過程，氣體發(fā)生等溫變化，氣體壓強減小，體積增大，故A正確；由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知p＝CT，斜率k＝CT，連接O、b的直線比連接O、c的直線的斜率小，所以b的溫度低，b→c過程，溫度升高，壓強增大，且體積也增大，故B錯誤；c→d過程，氣體壓強不變，體積變小，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，氣體溫度降
低，故C錯誤；d→a過程，氣體體積不變，壓強變小，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，氣體溫度降低，故D錯誤．
例9　(2021·全國甲卷·33(1))如圖，一定量的理想氣體經歷的兩個不同過程，分別由體積－溫度(V－t)圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0＝－273.15 ℃；a為直線Ⅰ上的一點．由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比＝______；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比＝________.
答案　1　
解析　由體積－溫度(V－t)圖像可知，直線Ⅰ為等壓線，則a、b兩點壓強相等，則有＝1；
t＝0 ℃時，當氣體體積為V1時，設其壓強為p1，當氣體體積為V2時，設其壓強為p2，溫度相等，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
由于直線Ⅰ和Ⅱ為兩條等壓線，則有p1＝pb，p2＝pc
聯(lián)立解得＝＝.
課時精練
1．(2023·山西省榆次一中模擬)中國最早的農學論文《呂氏春秋·任地》論述到：“人耨必以旱，使地肥而土緩”．農諺“鋤板底下有水”、“鋤頭自有三寸澤”，這都是對松土保墑功能的生動總結．關于農業(yè)生產中的松土保墑環(huán)節(jié)蘊含的科學原理，下列說法正確的是(　　)
A．松土是把地面的土壤鋤松，目的是破壞這些土壤里的毛細管，保存水分
B．松土是為了讓土壤里的毛細管變得更細，保護土壤里的水分
C．松土保墑利用了浸潤液體在細管中下降，不浸潤液體在細管中上升的科學原理
D．松土除了保墑、刈草外，還可促進蒸發(fā)、降低地溫，“多鋤地發(fā)暖”這句農諺沒有科學道理
答案　A
解析　松土是把地面的土壤鋤松，目的是破壞這些土壤里的毛細管，防止發(fā)生浸潤現(xiàn)象，可有效減少水分蒸發(fā)，保存水分，A正確，B錯誤；水對土壤是浸潤液體，松土保墑是利用了浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降的原理，C錯誤；松土除了保墑、刈草外，還減少土壤下水分蒸發(fā)，提高地溫，D錯誤．
2．下列說法中正確的是(　　)
A．液晶的分子排列會因所加電壓的變化而變化，由此引起光學性質的改變
B．在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會呈球狀，這是因為液體內分子間有相互吸引力
C．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因為油脂使水的表面張力增大
D．當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力
答案　A
解析　液晶的分子排列會因所加電壓的變化而變化，由此引起光學性質的改變，A正確；在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會成球狀，是表面張力原因，B錯誤；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤的結果，而在干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤的結果，C錯誤；玻璃板很難被拉開是由于分子引力和大氣壓的作用，D錯誤．
3．(多選)玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體，下列關于玻璃的說法正確的是(　　)
A．沒有固定的熔點
B．天然具有規(guī)則的幾何形狀
C．沿不同方向的導熱性能相同
D．分子在空間上周期性排列
答案　AC
解析　玻璃是非晶體，根據非晶體的特點可知，非晶體是指組成物質的分子(或原子、離子)在空間上不呈周期性排列的固體，它沒有一定規(guī)則的外形，它的物理性質在各個方向上都是相同的，叫各向同性，它沒有固定的熔點，故A、C正確，B、D錯誤．
4．(2023·福建龍巖市模擬)某地某天的氣溫變化趨勢如圖甲所示，細顆粒物(PM2.5)的污染程度為中度，出現(xiàn)了大范圍的霧霾．在11：00和14：00的空氣分子速率分布曲線如圖乙所示，橫坐標v表示分子速率，縱坐標表示單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比．下列說法正確的是(　　)
A．細顆粒物在大氣中的移動是由于細顆粒物分子的熱運動
B．圖乙中實線表示11：00時的空氣分子速率分布曲線
C．細顆粒物的無規(guī)則運動11：00時比14：00時更劇烈
D．單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數(shù)14：00時比12：00時多
答案　D
解析　細顆粒物在大氣中的移動是由于空氣分子的熱運動與氣流的作用，A錯誤；由題圖乙可知實線中速率大的分子占的比例大，對應的氣體分子溫度較高，所以題圖乙中實線表示14：00時的空氣分子速率分布曲線，B錯誤；溫度越高，細顆粒物的無規(guī)則運動越劇烈，所以細顆粒物的無規(guī)則運動14：00時比11：00時更劇烈，C錯誤；14：00時的氣溫高于12：00時的氣溫，空氣分子的平均動能較大，單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數(shù)較多，D正確．
5．(2023·福建省名校聯(lián)盟測試)負壓病房是收治傳染性極強的呼吸道疾病病人所用的醫(yī)療設施，可以大大減少醫(yī)務人員被感染的概率，病房中氣壓小于外界環(huán)境的大氣壓．若負壓病房的溫度和外界溫度相同，負壓病房內氣體和外界環(huán)境中氣體都可以看成理想氣體，則以下說法正確的是(　　)
A．負壓病房內氣體分子的平均動能小于外界環(huán)境中氣體分子的平均動能
B．負壓病房內每個氣體分子的運動速率都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運動速率
C．負壓病房內單位體積氣體分子的個數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個數(shù)
D．相同面積負壓病房內壁受到的氣體壓力等于外壁受到的氣體壓力
答案　C
解析　因為負壓病房的溫度和外界溫度相同，而溫度是分子平均動能的標志，則負壓病房內氣體分子的平均動能等于外界環(huán)境中氣體分子的平均動能，負壓病房內每個氣體分子的運動速率不一定都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運動速率，A、B錯誤；負壓病房內的壓強較小，溫度與外界相同，則分子的數(shù)密度較小，即負壓病房內單位體積氣體分子的個數(shù)小于外界環(huán)境中單位體積氣體分子的個數(shù)，C正確；負壓病房內的壓強較小，根據F＝pS可知，相同面積負壓病房內壁受到的氣體壓力小于外壁受到的氣體壓力，D錯誤．
6.一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(　　)
A．ab過程中不斷減小 B．bc過程中保持不變
C．cd過程中不斷增大 D．da過程中保持不變
答案　B
解析　因為bc的延長線通過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A錯誤；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因為Vd7.(多選)(2023·福建龍巖市模擬)如圖是某同學用手持式打氣筒對一只籃球打氣的情景．打氣前籃球內氣壓等于1.1 atm，每次打入的氣體的壓強為1.0 atm、體積為籃球容積的0.05，假設整個過程中籃球沒有變形，不計氣體的溫度變化，球內氣體可視為理想氣體(　　)
A．打氣后，球內每個氣體分子對球內壁的作用力增大
B．打氣后，球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作用力增大
C．打氣6次后，球內氣體的壓強為1.4 atm
D．打氣6次后，球內氣體的壓強為1.7 atm
答案　BC
解析　打氣后，由于氣體的溫度不變，分子平均動能不變，球內氣體分子對球壁的平均作用力不變，球內每個氣體分子對球內壁的作用力不一定增大，A錯誤；打氣后，球內氣體的壓強變大，即球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作用力增大，B正確；打氣6次后，由玻意耳定律有p1V0＋p0×6×0.05V0＝pV0，解得p＝1.4 atm，即球內氣體的壓強為1.4 atm，C正確，D錯誤．
8.(2023·福建福州市模擬)如圖，左側豎直玻璃管固定，下端與汞壓強計相連，上端封有一定質量的氣體．開始壓強計的U形管兩臂內汞面一樣高，氣柱長為10 cm、溫度為7 ℃.當氣體溫度升為27 ℃時：如需保持氣體壓強不變，則應向________(選填“上”或“下”)適當移動右管；如需保持氣體體積不變，則兩側玻璃管內的液面高度差應調整為________cm(小數(shù)點后保留兩位)．(大氣壓強相當于76 cm汞柱產生的壓強)
答案　下　5.43
解析　若需保持氣體壓強不變，根據蓋—呂薩克定律可知氣體溫度升高，則體積增大，所以左側汞面下降，而汞的總體積不變，且末狀態(tài)下左、右汞面應仍保持在同一高度，則末狀態(tài)下右側汞面應更加靠近管口，所以應向下適當移動右管．
開始時封閉氣體的壓強和溫度分別為p0＝76 cmHg，T0＝280 K，末狀態(tài)下氣體溫度為T1＝300 K
如需保持氣體體積不變，設末狀態(tài)下氣體壓強為p1，根據查理定律有＝，解得p1≈81.43 cmHg
根據平衡條件可知p1＝p0＋Δp，解得兩側玻璃管中液面高度差對應的壓強為Δp＝5.43 cmHg，
即兩側玻璃管內的液面高度差應調整為5.43 cm.
9．(2022·重慶卷·15(2))某同學探究一封閉汽缸內理想氣體的狀態(tài)變化特性，得到壓強p隨溫度t的變化如圖所示．已知圖線Ⅰ描述的是體積為V1的等容過程，當溫度為t1時氣體的壓強為p1；圖線Ⅱ描述的是壓強為p2的等壓過程．取0 ℃為273 K，求：
(1)等容過程中，溫度為0 ℃時氣體的壓強；
(2)等壓過程中，溫度為0 ℃時氣體的體積．
答案　(1)　(2)
解析　(1)在等容過程中，設0 ℃時氣體壓強為p0，根據查理定律有＝，
解得p0＝
(2)當壓強為p2，溫度為0 ℃時，設此時體積為V2，則根據理想氣體狀態(tài)方程有＝
解得V2＝.
10．(2021·廣東卷·15(2))為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9 mL，內裝有0.5 mL的藥液，瓶內氣體壓強為1.0×105 Pa，護士把注射器內橫截面積為0.3 cm2、長度為0.4 cm、壓強為1.0×105 Pa的氣體注入藥瓶，若瓶內外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內氣體的壓強．
答案　1.3×105 Pa
解析　以注入后的所有氣體為研究對象，由題意可知瓶內氣體發(fā)生等溫變化，設瓶內氣體體積為V1，有V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL＝0.4 cm3
注射器內氣體體積為V2，
有V2＝0.3×0.4 cm3＝0.12 cm3
根據玻意耳定律有p0(V1＋V2)＝p1V1
代入數(shù)據解得p1＝1.3×105 Pa.
11.(2023·廣東深圳市調研)“手掌提杯”實驗可反映大氣壓的存在．先將熱水加入不計壁厚的玻璃杯中，杯子升溫后將水倒掉，再迅速用手蓋住杯口，待杯中密封氣體緩慢冷卻至室溫，手掌豎直向上提起，杯子跟著手掌被提起而不脫落(杯內氣體各處溫度相等)．
(1)杯口橫截面積為S，手掌剛蓋上時，杯內氣體溫度為T1，冷卻后溫度為T2，大氣壓強為p0，忽略杯內氣體體積變化，則能提起的杯子最大重力G為多少？
(2)若杯口橫截面積S＝40 cm2，p0＝1.00×105 Pa，冷卻后杯內氣體溫度為17 ℃，杯內氣體體積減為原來的，將杯子固定，需要用F＝25 N豎直向上
的力才能將手掌和杯子分開(不計拉開過程中杯內氣體體積變化的影響)，則剛封閉時杯內氣體溫度約為多少攝氏度？
答案　(1)p0S　(2)47 ℃
解析　(1)氣體的體積不變，根據查理定律有
＝，得降溫后杯內氣體壓強為p2＝p0
由杯子受力平衡可知杯子重力最大值為
G＝(p0－p2)S＝p0S.
(2)根據手受力平衡可知降溫后杯內氣體壓強為
p3＝p0－＝9.375×104 Pa
根據理想氣體狀態(tài)方程有＝
其中T3＝(273＋17) K＝290 K，V3＝V0
解得T0＝320 K，則t0＝47 ℃.

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