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第33講　固體、液體和氣體
一、固體的微觀結構、晶體和非晶體　液晶的微觀結構
1．晶體與非晶體
　分類 比較　 晶體 非晶體
單晶體 多晶體
外形 規則 不規則
熔點 確定 不確定
物理性質 各向異性 各向同性
原子排列 有規則，但多晶體每個晶體間的排列無規則 無規則
形成與轉化 有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態．同一物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，有些非晶體在一定條件下也可轉化為晶體
典型物質 石英、云母、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香
2.晶體的微觀結構
(1)晶體的微觀結構特點：組成晶體的物質微粒有規則地、周期性地在空間排列。
(2)用晶體的微觀結構解釋晶體的特點
現象 原因
晶體有規則的外形 由于內部微粒有規則的排列
晶體各向異性 由于內部從任一結點出發在不同方向的相同距離上的微粒數不同
晶體的多形性 由于組成晶體的微粒可以形成不同的空間點陣
3.液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性，又可以自由移動位置，保持了液體的流動性。
(2)液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體。
(3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是雜亂無章的。
(4)液晶的物理性質很容易在外界的影響下發生改變。
二、液體的表面張力現象
1．概念
液體表面各部分間互相吸引的力。
2．作用
液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢。
3．方向
表面張力跟液面相切，且跟這部分液面的分界線垂直。
4．大小
液體的溫度越高，表面張力越小；液體中溶有雜質時，表面張力變小；液體的密度越大，表面張力越大。
三、飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓　相對濕度
1．飽和汽與未飽和汽
(1)飽和汽：與液體處于動態平衡的蒸汽。
(2)未飽和汽：沒有達到飽和狀態的蒸汽。
2．飽和汽壓
(1)定義：飽和汽所具有的壓強。
(2)特點：液體的飽和汽壓與溫度有關，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關。
3．相對濕度
空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比。即：相對濕度＝。
四、氣體分子運動速率的統計分布　氣體實驗定律　理想氣體
1．氣體和氣體分子運動的特點
2．氣體的壓強
(1)產生原因：由于氣體分子無規則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產生持續而穩定的壓力。
(2)大小：氣體的壓強在數值上等于氣體作用在單位面積上的壓力。公式：p＝。
(3)常用單位及換算關系：
①國際單位：帕斯卡，符號：Pa,1 Pa＝1 N/m2。
②常用單位：標準大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg)。
③換算關系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa
≈1.0×105Pa。
3.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，體積與熱力學溫度成正比
表達式 p1V1＝p2V2 ＝或＝ ＝或＝
圖象
4.理想氣體的狀態方程
(1)理想氣體
①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。
②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間。
(2)理想氣體的狀態方程
一定質量的理想氣體狀態方程：＝或＝C。
氣體實驗定律可看作一定質量理想氣體狀態方程的特例。
命題點一　固體與液體的性質
1．晶體與非晶體
單晶體 多晶體 非晶體
外形 規則 不規則 不規則
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、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香
形成與 轉化 有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態．同一物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體.
2.液體的表面張力
(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢．
(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．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．
(3)從某個方向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．
（2024 汕頭一模）半導體摻雜對于半導體工業有著舉足輕重的作用，其中一種技術是將摻雜源物質與硅晶體在高溫（800到1250攝氏度）狀態下接觸，摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，溫度越高摻雜效果越顯著，下列說法正確的是（　　）
A．這種滲透過程是自發可逆的
B．硅晶體具有光學上的各向同性
C．這種滲透過程是分子的擴散現象
D．溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，所有分子的熱運動速率都增加
【解答】解：AC、摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，這種滲透過程是分子的擴散現象，該過程為自發過程，其逆過程不能自發進行，故A錯誤，C正確；
B、由于硅晶體的晶格結構，硅晶體具有光學上的各向異性，故B錯誤；
D、溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，分子的平均動能增大，則分子的平均速率增大，并不是所有分子的熱運動速率都增加，故D錯誤。
故選：C。
（多選）（2024 寧波模擬）下列說法正確的是（　　）
A．有些非晶體在一定條件下可能轉化為晶體
B．普朗克首先將量子觀念引入了原子領域
C．霍爾元件可以測量磁場的磁感應強度大小和方向
D．不計分子之間的分子勢能，質量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內能
【解答】解：A、同種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，在一定條件下非晶體可以轉化為晶體，如把晶體硫加熱熔化（溫度超過300℃）再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶硫，再過一段時間又會轉化為晶體硫，故A正確；
B、波爾首先將量子觀念引入了原子領域，故B錯誤；
C、置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場的方向會產生一附加的橫向電場，這個現象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發現的，后被稱為霍爾效應。霍爾元件可以測量磁場的磁感應強度大小和方向，故C正確；
D、不計分子之間的分子勢能，氣體內能由分子的平均動能與分子總數共同決定，由于溫度決定了分子的平均動能，即氣體內能由溫度與分子數目共同決定，質量和溫度相同的氫氣和氧氣，分子的平均動能相等，但分子數目不相等，所以質量和溫度相同的氫氣和氧氣內能不相同，故D錯誤。
故選：AC。
（2024 泰州模擬）關于下列各圖所對應現象的描述，正確的是（　　）
A．圖甲中水黽可以停在水面，是因為受到水的浮力作用
B．圖乙中玻璃容器中的小水銀滴呈球形，是因為表面張力的緣故
C．圖丙中插入水中的塑料筆芯內水面下降，說明水浸潤塑料筆芯
D．圖丁中拖拉機鋤松土壤，是為了利用毛細現象將土壤里的水分引上來
【解答】解：A．水黽可以停在水面是因為水的表面張力的緣故，故A錯誤；
B．水銀的表面張力比較大，同時水銀不浸潤玻璃，這就導致了玻璃容器中的小水銀滴，會盡可能地減少表面積，從而形成球狀，故B正確；
C．當一根內徑很細的管垂直插入液體中，浸潤液體在管里上升，而不浸潤液體在管內下降，圖丙中插入水中的塑料筆芯內水面下降，說明水不浸潤塑料筆芯，故C錯誤；
D．拖拉機鋤松土壤，是為了破壞毛細現象減小水分蒸發，故D錯誤。
故選：B。
（2024 泰安一模）我國已經在空間站上開展過四次精彩的太空授課，在億萬中小學生心里播撤下科學的種子。“天宮課堂”的教師們曾經做過兩個有趣實驗：一個是微重力環境下液橋演示實驗。在兩個固體表面之間可形成大尺寸液析，如圖a所示；另一個是微重力環境下液體顯著的“毛細現象”演示，把三根粗細不同的塑料管，同時放入裝滿水的培養皿，水在管內不斷上升，直到管頂，如圖b所示。對于這兩個實驗的原理及其就用的理解，下列說法正確的是（　　）
A．液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌”
B．分子勢能Ep和分子間距離r的關系圖像如圖c所示，能總體上反映水表面層中水分子勢能Ep的是圖中“A”位置
C．農民使用“松土保熵”進行耕作，通過松土形成了在壤毛細管，使得土壤下面的水分更容易被輸送到地表
D．航天員在太空微重力環境中會因為無法吸墨、運墨而寫不成毛筆字
【解答】解：A.由于氣液界面之間存在表面張力，使得液體表面好比有一層很薄的彈性薄膜，使得液橋的表面形貌得以維持，而不會“垮塌”；正常的重力環境下，液橋的尺寸通常只有幾毫米，太空環境下，重力幾近消失，表面張力便能維持建立起很大尺寸的液橋，故A正確；
B.分子勢能Ep和分子間距離r的關系圖像如圖c所示，“B”位置為平衡位置，表面張力表現為引力，因此能總體上反映水表面層中水分子勢能Ep的是圖中“C”位置，故B錯誤；
C.鋤地的核心是“松土保熵”。土壤在過水后會形成通往地表的毛細管，還會在縮水過程中開裂；“松土”，就是切斷毛細管，堵塞裂縫；從而“保熵”，抑制水分沿毛細管上行至地表蒸發和直接經裂縫蒸發。因此“鋤”的核心作用是松動表土，截斷土壤毛細管，減少蒸發，故C錯誤；
D.毛筆書寫過程中，在毛細現象作用下，墨汁與可以被浸潤的毛筆材料發生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛筆材料中，并牢牢“困”在毛筆內部；而當毛筆尖與紙張接觸時，留在毛筆表面的墨汁，同樣在毛細作用下，被吸附到紙上，其間根本無須重力作用，故D錯誤。
故選：A。
命題點二　氣體壓強的產生與計算
1．產生的原因
由于大量分子無規則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強．
2．決定因素
(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密集程度．
3．平衡狀態下氣體壓強的求法
(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側壓強相等方程，求得氣體的壓強．
(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強．
(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等．液體內深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強．
4．加速運動系統中封閉氣體壓強的求法
選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．
（2024 讓胡路區校級開學）在夏天的高溫天氣下，一輛家用轎車的胎壓監測系統（TPMS）顯示一條輪胎的胎壓為3.20atm（1atm是指1個標準大氣壓）、溫度為47℃。由于胎壓過高會影響行車安全，故快速（時間很短）放出了適量氣體，此時胎壓監測系統顯示的胎壓為2.40atm、溫度為27℃，設輪胎內部體積始終保持不變，氣體視為理想氣體，則下列說法不正確的是（　　）
A．氣體溫度快速降低是因為氣體對外界做了功
B．此過程中放出的氣體質量是原有氣體質量的
C．輪胎內的氣體單位時間內撞擊輪胎的次數變少了
D．由于溫度降低輪胎內每個氣體分子的速度都變小了
【解答】解：A、氣體溫度快速降低是因為氣體與外界無熱交換的情況下對外界做了功，則氣體的內能減小，溫度降低，故A正確；
B、根據一定質量理想氣體狀態方程有：，代入數據解得：V2＝1.25V1
則此過程中放出的氣體質量是原有氣體質量的：，故B正確；
C、輪胎內的氣體壓強減小，溫度降低，分子平均速率減小，質量減小，體積不變，分子數密度減小，單位時間內撞擊輪胎的次數變少了，故C正確；
D、溫度降低輪胎內氣體分子的平均速率減小，但不是每個氣體分子的速度都變小，故D錯誤。
本題選擇錯誤的，
故選：D。
（多選）（2024 白云區校級模擬）潛水員在水中呼出的CO2氣泡，從水下幾米深處快速上升到水面，這一過程中氣體與外界未實現熱交換。將氣泡內的CO2氣體視為理想氣體，則在這一過程中，下列說法正確的是（　　）
A．CO2分子的平均動能保持不變
B．單位時間內與氣泡壁碰撞的CO2分子數減少
C．氣泡內CO2分子的密度減小
D．CO2氣體對外做功，壓強減小
【解答】解：AD、設CO2氣泡在水下深度為h，則氣泡壓強為p＝p0+ρgh，可見從水下幾米深處快速上升到水面的過程中，壓強變小。
假設氣體溫度不變，則由玻意耳定律可知：p1V1＝p2V2
則隨著氣泡壓強變小，氣泡體積會增大，氣體對外做功為：W＜0
又因為這一過程中氣體與外界未實現熱交換，由熱力學第一定律可知
ΔU＝W+Q
其中，Q＝0
則ΔU＝W＜0
即氣體內能減小，又因為將氣泡內的CO2氣體視為理想氣體，則內能減小溫度會降低，與假設矛盾，即氣體溫度會降低，則CO2分子的平均動能減小，故A錯誤，D正確；
BC、因為氣體分子平均動能減小且氣體體積增大，則氣泡內CO2分子的密度減小，單位時間內與氣泡壁碰撞的CO2分子數減小，故BC正確。
故選：BCD。
命題點三　氣體實驗定律的應用
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 ＝或 ＝ ＝或 ＝
圖象
2.理想氣體的狀態方程
(1)理想氣體
①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．
②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能．
(2)理想氣體的狀態方程
一定質量的理想氣體狀態方程：＝或＝C.
氣體實驗定律可看做一定質量理想氣體狀態方程的特例．
（2024 寧河區校級一模）如圖所示，某種自動洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣。通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。設溫度不變，洗衣缸內水位升高，則細管中被封閉的空氣（　　）
A．體積變大，壓強變小 B．體積變小，壓強變大
C．體積不變，壓強變大 D．體積變小，壓強變小
【解答】解：細管中被封閉的空氣溫度不變，作等溫變化，當水位升高時，細管內氣體壓強增大，由玻意耳定律pV＝C可知氣體的體積減小，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
（2024 長春一模）排球比賽中球內標準氣壓為1.300×105Pa～1.425×105Pa。某次比賽時環境大氣壓強為1.000×105Pa，一排球內氣體壓強為1.100×105Pa，球內氣體體積為5L。為使該排球內的氣壓達到比賽用的標準氣壓，需用充氣筒給排球充氣，已知充氣筒每次能將環境中0.23L的空氣充入排球，充氣過程中排球體積和氣體溫度的變化均可忽略不計，氣體視為理想氣體，則需要充氣的次數至少為（　　）
A．9次 B．7次 C．5次 D．4次
【解答】解：設至少充n次才能使球內氣體的壓強達到p＝1.300×105Pa。
賽前球內氣體壓強為p1＝1.100×105Pa，體積為V0＝5L，每次沖入氣體的壓強為p2＝1.000×105Pa，體積為V＝0.23L。
根據理想氣體狀態方程“分態式”可得
p1V0+np2V＝pV0
代入數據解得：n≈4.35次，所以賽前至少充氣的次數為5次，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
（2024春 天寧區校級期中）某同學用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規律。在實驗中，下列哪些操作不是必需的（　　）
A．用橡膠塞密封注射器的下端
B．用游標卡尺測量柱塞的直徑
C．讀取壓力表上顯示的氣壓值
D．讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度
【解答】解：A、本實驗目的是探究氣體做等溫變化的規律，因此需要保證注射器內氣體質量不變，所以需要用橡膠塞密封注射器的下端，防止漏氣，不符合題意，故A錯誤；
BD、探究氣體做等溫變化的規律需要測量氣體的體積，但注射器的橫截面積不變，注射器內氣體的體積與空氣柱的長度成正比，所以直接從注射器的刻度上讀出空氣柱的長度即可，即活塞的直徑不是必需測量的，符合題意，故B錯誤，D正確；
C、探究氣體做等溫變化的規律需要探究壓強變化與體積變化的關系，所以從壓強計上讀取氣體壓強是必需的，不符合題意，故C錯誤。
故選：B。
（2024 棗莊一模）水肺潛水運動中，潛水員潛水時需要攜帶潛水氧氣瓶，以保障潛水員吸入氣體的壓強跟外界水壓相等。潛水器材準備室中有一待充氣的氧氣瓶，其內部氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，潛水員用氣體壓縮機為其充氣，1s內可將壓強為p0、溫度為t0、體積V0＝700mL的氣體充進氧氣瓶內，充氣完成時氧氣瓶內氣體壓強p＝16atm，溫度t＝47℃。已知外界大氣壓p0＝1atm，外界環境溫度t0＝27℃，氧氣瓶的容積V＝11L，氧氣瓶的導熱性能良好，水溫恒為t0，水中每下降10m深度水壓增加1atm。
（1）求氣體壓縮機對氧氣瓶充氣的時間；
（2）潛水員攜帶氧氣瓶迅速下潛至水面下h1＝10m深處，在該水層活動期間吸入氣體V1＝20L，隨即迅速下潛至水面下h2＝20m深處，在該水層活動期間吸入氣體V2＝16L，求此時氧氣瓶內剩余氣體的壓強。
【解答】解：（1）充氣過程有根據理想氣體狀態方程可得：
代入數據解得：
則充氣時間為：，代入數據解得：t＝220s
（2）當下潛至水面下h1＝10m深處時，為保障潛水員吸入氣體的壓強跟外界水壓相等，
則此時吸入氣體壓強為，代入數據解得：p1＝2atm
此時以吸入氣體和氧氣管內氣體為研究對象，則有
當下潛至水面下h2＝20m深處時，為保障潛水員吸入氣體的壓強跟外界水壓相等，
則此時吸入氣體壓強為：，代入數據解得：p2＝3atm
此時以吸入氣體和氧氣管內氣體為研究對象，則有
代入數據聯立解得：p″＝6atm
答：（1）氣體壓縮機對氧氣瓶充氣的時間為220s；
（2）此時氧氣瓶內剩余氣體的壓強為6atm。
（2024 江蘇模擬）“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”實驗中，三位同學根據實驗數據得到的p﹣V圖像分別如圖線a、b、c所示。若a、b是不重合的兩條雙曲線，c與b相交，則（　　）
A．a、b不重合是由于b氣體質量大
B．a、b不重合是由于b氣體溫度高
C．產生c圖線可能是容器密閉性不好
D．產生c圖線可能是推動活塞過于快速
【解答】解：AB、由理想氣體狀態方程pV＝CT，可知a、b是不重合的兩條雙曲線，即等溫線，當體積V相同時，a圖線對應的壓強較大，pV值較大，溫度較高，可知a、b不重合是由于b氣體溫度低，故AB錯誤；
D、若推動活塞過于快速導致溫度上升，體積減小時，c應與a相交才對，故D錯誤；
C、由理想氣體狀態方程可得：pV＝nRT，c與b相交，可知n減小，即容器密閉性不好漏氣導致，故C正確。
故選：C。
（2024 聊城一模）布雷頓循環由兩個等壓變化、兩個絕熱過程構成，其壓強p和體積V的關系如圖所示。如果將工作物質看作理想氣體，則下列說法中正確的是（　　）
A．A到B過程，氣體的內能在減小
B．狀態B的溫度低于狀態C的溫度
C．C到D過程，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量
D．經過一個布雷頓循環，氣體吸收的熱量小于放出的熱量
【解答】解：A．根據理想氣體狀態方程
A到B過程，氣體為等壓變化，體積增大，氣體對外界做功，熱力學溫度增加，即內能在增加，故A錯誤；
B．B到C過程，氣體為絕熱過程，氣體的體積增大，對外界做功，根據熱力學第一定律
ΔU＝W+Q
可知氣體內能減小，熱力學溫度降低，所以狀態B的溫度高于狀態C的溫度，故B錯誤；
C．C到D過程，氣體為等壓變化，體積減小，外界對氣體做功，根據理想氣體狀態方程可知熱力學溫度降低，即內能在減小。由熱力學第一定律，可知外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量，故C正確；
D．經過一個布雷頓循環，氣體對外做功而內能不變，根據熱力學第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，即吸收的熱量大于放出的熱量，故D錯誤。
故選：C。
（2024 沈陽二模）如圖（a），某同學將水杯開口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯內，在杯中封閉了一段氣體，簡化模型如圖（b）所示。現緩慢將水杯向上提起一小段高度（杯口始終未露出水面，杯內氣體未漏出）。設環境溫度保持不變，則此過程中杯中封閉氣體（　　）
A．體積變小，壓強變大 B．體積變大，壓強變小
C．體積變小，壓強變小 D．體積變大，壓強變大
【解答】解：假設此過程中杯中液面靜止不動，則封閉氣體體積將變大，根據玻意耳定律，氣體的壓強會變小，則外部的水會進入杯子，杯中液面會上升。故假設不成立，杯中液面實際會上升，內外水面的高度差h變小，根據p氣＝p0+ρgh，可知氣體的壓強變小，再根據玻意耳定律，可知氣體體積變大，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
（2024 齊齊哈爾一模）如圖甲所示，用氣體壓強傳感器“探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系”，并通過計算機作出了如圖乙所示的圖像，下列說法正確的是（　　）
A．推拉活塞時，動作要快，以免氣體進入或漏出
B．活塞移至某位置時，應立即記錄數據
C．圖線與縱軸相交的原因可能是沒有考慮注射器與壓強傳感器連接部位氣體的體積
D．若升高環境溫度，則該圖像斜率變大
【解答】解：A．推拉活塞時，動作快會改變氣體的溫度，動作慢，可以使其溫度與環境溫度保持一致，故A錯誤；
B．活塞移至某位置時，應等狀態穩定后再記錄數據，故B錯誤；
C．圖線與縱軸相交的原因可能是沒有考慮注射器與壓強傳感器連接部分氣體的體積，故C正確；
D．根據理想氣體的狀態方程可知
則溫度升高時，圖像斜率變小，故D錯誤。
故選：C。
（2024 昆明一模）如圖所示，質量相等的同種理想氣體甲和乙分別用絕熱活塞封閉在兩個絕熱氣缸中，兩氣缸固定在同一水平面上，開口分別豎直向上和水平向右，活塞質量不能忽略且可沿氣缸無摩擦滑動。甲、乙兩氣體的體積相等，它們的壓強分別用p甲、p乙表示，溫度分別用T甲、T乙表示。下列關系正確的是（　　）
A．p甲＞p乙，T甲＞T乙 B．p甲＞p乙，T甲＜T乙
C．p甲＜p乙，T甲＞T乙 D．p甲＜p乙，T甲＜T乙
【解答】解：對氣體甲，對活塞進行受力分析，設活塞是面積為S，質量為m，根據平衡條件有
p甲S＝mg+p0S
對氣體乙，根據平衡條件有
p乙S＝p0S
通過比較可得p甲＞p乙
對兩個缸內氣體，質量相等，體積也相等設為V，根據理想氣體的狀態方程有
因為p甲＞p乙，可以得出T甲＞T乙。
故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
（2024 重慶模擬）小明將海邊拾到的漂流瓶豎直放入熱水中（如圖），以便打開瓶塞。瓶塞的質量為m，橫截面積為S，瓶內密閉氣體的壓強等于此時外界大氣壓強p0、溫度為攝氏溫度t1；當瓶子被置于熱水中一段時間后，氣體的溫度為攝氏溫度t2，瓶塞恰好能移動。0℃時的熱力學溫度為T0，重力加速度為g，不考慮瓶子的容積變化。瓶塞所受最大靜摩擦力大小為（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：瓶內初態氣體壓強為p0，加熱后，設瓶子內壓強為p1，瓶內氣體發生等容變化，根據查理定律
解得
對瓶塞恰好能移動時進行受力分析，有
p1S＝mg+f+p0S
解得fp0S﹣mg
故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
（2024 河南模擬）帶有活塞的汽缸內封閉一定量的理想氣體，氣體開始處于狀態A，然后經過過程AB到達狀態B或經過過程AC到達狀態C，B、C狀態溫度相同，如圖所示，設氣體在狀態B和狀態C的體積分別為VB和VC，在過程AB和AC中吸收的熱量分別為QAB和QAC，則（　　）
A．VB＞VC，QAB＞QAC B．VB＞VC，QAB＜QAC
C．VB＜VC，QAB＞QAC D．VB＜VC，QAB＜QAC
【解答】解：由圖可知，氣體在狀態B體積大于狀態C體積，即
VB＞VC
B、C狀態溫度相同，故過程AB和AC的內能變化量ΔU相等，氣體從狀態A到狀態B，溫度升高，體積增大，氣體對外做功，即W為負值；氣體從狀態A到狀態C，體積不變，對外不做功，即W為零，根據熱力學第一定律
ΔU＝Q+W
可知，氣體從狀態A到狀態C過程吸收的熱量多，即
QAB＞QAC，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
（2024 長沙模擬）某同學自制了一個氣溫計，他將一根透明玻璃管插入一個薄玻璃瓶，接口處密封。將加熱后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入裝有紅墨水的水槽中，固定好整個裝置，如圖所示。當瓶內氣體溫度降至室溫T時，管內外水面的高度差為h1。設紅墨水的密度為ρ，重力加速度為g，管內氣體的體積與瓶的容積相比可忽略不計，室內氣壓保持p0不變，以下操作過程中，玻璃管內水面一直在水槽水面之上。下列說法正確的是（　　）
A．若室溫降低，玻璃瓶中的氣體將發生等壓變化
B．若室溫升高，管內外水面的高度差將增大
C．當管內外水面的高度差為h2時，室溫為
D．將裝置帶至溫度恒定的低壓艙，艙內氣壓越低，管內外水面的高度差越大
【解答】解：A、管內氣體的體積與瓶的容積相比可忽略不計，室溫降低，玻璃瓶中的氣體將發生等容變化，故A錯誤；
B、玻璃管內水面一直在水槽水面之上，玻璃瓶中的氣體將發生等容變化，室溫升高，玻璃瓶中的氣體壓強增大，管內外水面的高度差將減小，故B錯誤；
C、室溫為T時，玻璃瓶中的氣體壓強：p1＝p0﹣ρgh1
當管內外水面的高度差為h2時，玻璃瓶中的氣體壓強：p2＝p0﹣ρgh2；玻璃瓶中的氣體將發生等容變化，則有：
所以當管內外水面的高度差為h2時，室溫為：T2，故C正確；
D、根據p1＝p0﹣ρgh1可得：h1；玻璃管內水面一直在水槽水面之上，將裝置帶至溫度恒定的低壓艙，艙內氣壓越低，管內外水面的高度差越小，故D錯誤。
故選：C。
（2024 南通模擬）如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐中插入一根粗細均勻透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內引入一小段油柱（長度可忽略）。如果不計大氣壓的變化，該裝置就是一支簡易的氣溫計，則（　　）
A．吸管上的氣溫計刻度是均勻的
B．溫度升高后，罐中氣體壓強增大
C．用更粗的透明吸管，其余條件不變，則測溫范圍會減小
D．用更小的飲料罐，其余條件不變，可提高該氣溫計的測溫靈敏度
【解答】解：A、設初始溫度為T0，罐內空氣體積為V0，吸管內空氣柱長為L0，其橫截面積為S，溫度變化后溫度為T1，罐內空氣體積不變，吸管內空氣柱長變為L1。其橫截面積不變，在溫度變化時氣體發生等壓變化，則
可知，
故溫度變化量與距離的變化量成正比，故A正確；
B、罐內氣體壓強始終等于大氣壓，即罐內氣體壓強始終不變，故B錯誤；
C、根據題意及A選項的分析可知，油柱距離的變化與溫度變化量關系為：
可知，若更換更粗的透明吸管，其余條件不變，即在溫度變化相同的條件下，吸管中的油柱左右移動距離會變小，則測量范圍會變大，故C錯誤；
D、根據
可得：
若用更小的飲料罐，其余條件不變，即在溫度變化相同的條件下，吸管中的油柱左右移動距離會變小，即該氣溫計的測溫靈敏度會降低，故D錯誤；
故選：A。
（2024 廣州二模）如圖為某同學根據“馬德堡半球模型”設計的實驗。兩個底面積相同的輕質圓筒，開口端緊密對接，圓筒內封閉氣體的總體積為V0＝28mL，其壓強與大氣壓強相等，均為p0＝1.0×105Pa，將注射器活塞推至針筒底部，通過細管與氣閥連通；打開氣閥，然后緩慢拉動活塞，當注射器內氣體體積為ΔV＝12mL時停止拉動。已知圓筒的底面積S＝6×10﹣4m2，裝置氣密性良好，圓筒形狀與氣體溫度全程不變。
（1）求停止拉動活塞時圓筒內氣體的壓強p；
（2）關閉氣閥，撤去注射器，求將兩個圓筒沿軸線拉開的最小拉力F。
【解答】解：（1）拉動活塞時，氣體發生等溫變化，根據玻意耳定律得：
p0V0＝p（V0+ΔV）
解得：p＝7×104Pa
（2）對其中一個圓筒受力分析，根據平衡條件得：
F+pS＝p0S
解得：F＝18N
答：（1）停止拉動活塞時圓筒內氣體的壓強為7×104Pa；
（2）將兩個圓筒沿軸線拉開的最小拉力為18N。
（2024 新泰市校級一模）如圖所示，橫截面積均為S的兩導熱氣缸A、B中裝有同種氣體，通過一段體積可忽略的細管相連接，在細管中間安裝有一個閥門D，兩氣缸中各有一個質量為m的活塞，氣缸B中的活塞與一個輕彈簧相連接。閥門D關閉時，輕彈簧處于原長，氣缸B中氣柱長度為L，氣缸A中的活塞處于靜止狀態，氣柱長度為3L。將一個質量為2m的重物C輕輕地放到氣缸A中的活塞上，穩定后A中氣柱長度變為2L。打開閥門D，保持環境溫度不變，待系統穩定后，關閉閥門D。已知彈簧的勁度系數，重力加速度為g，活塞可在氣缸內無摩擦滑動且不漏氣。求：
（1）此時彈簧的形變量；
（2）最后關閉閥門時氣缸A中氣體與打開閥門前相比減少的百分比。
【解答】解：（1）未放重物C時，根據平衡條件可求氣缸A中氣體的壓強：pA1＝（p0），
放上重物C后，同理可求A中氣體壓強變為：pA2＝p0
由于氣缸導熱，對A中氣體，根據玻意耳定律有：pA1×3L＝pA2×2L
聯立解得：p0
打開閥門，A中有氣體進入B中，但對A，由于發生等壓變化，所以氣缸B中活塞平衡時：p0S+kx＝pA2S
代入解得數據解得：打開閥門時彈簧的壓縮量
（2）取氣缸B中氣體為研究對象，將其看成等溫變化，當被壓縮到壓強為pA2時，設其壓縮后的長度為x′，則根據玻意耳定律有：p0LS＝pA2x′S
代入數據得：
可知進入B中的氣缸A中的氣體體積減少部分為：ΔV＝（L+x﹣x′）S
減少量占比：
答：（1）時彈簧的形變量；
（2）最后關閉閥門時氣缸A中氣體與打開閥門前相比減少的百分比為50%。第33講　固體、液體和氣體
一、固體的微觀結構、晶體和非晶體　液晶的微觀結構
1．晶體與非晶體
　分類 比較　 晶體 非晶體
單晶體 多晶體
外形 規則 不規則
熔點 確定 不確定
物理性質 各向異性 各向同性
原子排列 有規則，但多晶體每個晶體間的排列無規則 無規則
形成與轉化 有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態．同一物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，有些非晶體在一定條件下也可轉化為晶體
典型物質 石英、云母、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香
2.晶體的微觀結構
(1)晶體的微觀結構特點：組成晶體的物質微粒有規則地、周期性地在空間排列。
(2)用晶體的微觀結構解釋晶體的特點
現象 原因
晶體有規則的外形 由于內部微粒有規則的排列
晶體各向異性 由于內部從任一結點出發在不同方向的相同距離上的微粒數不同
晶體的多形性 由于組成晶體的微粒可以形成不同的空間點陣
3.液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性，又可以自由移動位置，保持了液體的流動性。
(2)液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體。
(3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是雜亂無章的。
(4)液晶的物理性質很容易在外界的影響下發生改變。
二、液體的表面張力現象
1．概念
液體表面各部分間互相吸引的力。
2．作用
液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢。
3．方向
表面張力跟液面相切，且跟這部分液面的分界線垂直。
4．大小
液體的溫度越高，表面張力越小；液體中溶有雜質時，表面張力變小；液體的密度越大，表面張力越大。
三、飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓　相對濕度
1．飽和汽與未飽和汽
(1)飽和汽：與液體處于動態平衡的蒸汽。
(2)未飽和汽：沒有達到飽和狀態的蒸汽。
2．飽和汽壓
(1)定義：飽和汽所具有的壓強。
(2)特點：液體的飽和汽壓與溫度有關，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關。
3．相對濕度
空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比。即：相對濕度＝。
四、氣體分子運動速率的統計分布　氣體實驗定律　理想氣體
1．氣體和氣體分子運動的特點
2．氣體的壓強
(1)產生原因：由于氣體分子無規則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產生持續而穩定的壓力。
(2)大小：氣體的壓強在數值上等于氣體作用在單位面積上的壓力。公式：p＝。
(3)常用單位及換算關系：
①國際單位：帕斯卡，符號：Pa,1 Pa＝1 N/m2。
②常用單位：標準大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg)。
③換算關系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa
≈1.0×105Pa。
3.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，體積與熱力學溫度成正比
表達式 p1V1＝p2V2 ＝或＝ ＝或＝
圖象
4.理想氣體的狀態方程
(1)理想氣體
①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。
②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間。
(2)理想氣體的狀態方程
一定質量的理想氣體狀態方程：＝或＝C。
氣體實驗定律可看作一定質量理想氣體狀態方程的特例。
命題點一　固體與液體的性質
1．晶體與非晶體
單晶體 多晶體 非晶體
外形 規則 不規則 不規則
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、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香
形成與 轉化 有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態．同一物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體.
2.液體的表面張力
(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢．
(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．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．
(3)從某個方向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．
（2024 汕頭一模）半導體摻雜對于半導體工業有著舉足輕重的作用，其中一種技術是將摻雜源物質與硅晶體在高溫（800到1250攝氏度）狀態下接觸，摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，溫度越高摻雜效果越顯著，下列說法正確的是（　　）
A．這種滲透過程是自發可逆的
B．硅晶體具有光學上的各向同性
C．這種滲透過程是分子的擴散現象
D．溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，所有分子的熱運動速率都增加
（多選）（2024 寧波模擬）下列說法正確的是（　　）
A．有些非晶體在一定條件下可能轉化為晶體
B．普朗克首先將量子觀念引入了原子領域
C．霍爾元件可以測量磁場的磁感應強度大小和方向
D．不計分子之間的分子勢能，質量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內能
（2024 泰州模擬）關于下列各圖所對應現象的描述，正確的是（　　）
A．圖甲中水黽可以停在水面，是因為受到水的浮力作用
B．圖乙中玻璃容器中的小水銀滴呈球形，是因為表面張力的緣故
C．圖丙中插入水中的塑料筆芯內水面下降，說明水浸潤塑料筆芯
D．圖丁中拖拉機鋤松土壤，是為了利用毛細現象將土壤里的水分引上來
（2024 泰安一模）我國已經在空間站上開展過四次精彩的太空授課，在億萬中小學生心里播撤下科學的種子。“天宮課堂”的教師們曾經做過兩個有趣實驗：一個是微重力環境下液橋演示實驗。在兩個固體表面之間可形成大尺寸液析，如圖a所示；另一個是微重力環境下液體顯著的“毛細現象”演示，把三根粗細不同的塑料管，同時放入裝滿水的培養皿，水在管內不斷上升，直到管頂，如圖b所示。對于這兩個實驗的原理及其就用的理解，下列說法正確的是（　　）
A．液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌”
B．分子勢能Ep和分子間距離r的關系圖像如圖c所示，能總體上反映水表面層中水分子勢能Ep的是圖中“A”位置
C．農民使用“松土保熵”進行耕作，通過松土形成了在壤毛細管，使得土壤下面的水分更容易被輸送到地表
D．航天員在太空微重力環境中會因為無法吸墨、運墨而寫不成毛筆字
命題點二　氣體壓強的產生與計算
1．產生的原因
由于大量分子無規則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強．
2．決定因素
(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密集程度．
3．平衡狀態下氣體壓強的求法
(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側壓強相等方程，求得氣體的壓強．
(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強．
(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等．液體內深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強．
4．加速運動系統中封閉氣體壓強的求法
選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．
（2024 讓胡路區校級開學）在夏天的高溫天氣下，一輛家用轎車的胎壓監測系統（TPMS）顯示一條輪胎的胎壓為3.20atm（1atm是指1個標準大氣壓）、溫度為47℃。由于胎壓過高會影響行車安全，故快速（時間很短）放出了適量氣體，此時胎壓監測系統顯示的胎壓為2.40atm、溫度為27℃，設輪胎內部體積始終保持不變，氣體視為理想氣體，則下列說法不正確的是（　　）
A．氣體溫度快速降低是因為氣體對外界做了功
B．此過程中放出的氣體質量是原有氣體質量的
C．輪胎內的氣體單位時間內撞擊輪胎的次數變少了
D．由于溫度降低輪胎內每個氣體分子的速度都變小了
（多選）（2024 白云區校級模擬）潛水員在水中呼出的CO2氣泡，從水下幾米深處快速上升到水面，這一過程中氣體與外界未實現熱交換。將氣泡內的CO2氣體視為理想氣體，則在這一過程中，下列說法正確的是（　　）
A．CO2分子的平均動能保持不變
B．單位時間內與氣泡壁碰撞的CO2分子數減少
C．氣泡內CO2分子的密度減小
D．CO2氣體對外做功，壓強減小
命題點三　氣體實驗定律的應用
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 ＝或 ＝ ＝或 ＝
圖象
2.理想氣體的狀態方程
(1)理想氣體
①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．
②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能．
(2)理想氣體的狀態方程
一定質量的理想氣體狀態方程：＝或＝C.
氣體實驗定律可看做一定質量理想氣體狀態方程的特例．
（2024 寧河區校級一模）如圖所示，某種自動洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣。通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。設溫度不變，洗衣缸內水位升高，則細管中被封閉的空氣（　　）
A．體積變大，壓強變小 B．體積變小，壓強變大
C．體積不變，壓強變大 D．體積變小，壓強變小
（2024 長春一模）排球比賽中球內標準氣壓為1.300×105Pa～1.425×105Pa。某次比賽時環境大氣壓強為1.000×105Pa，一排球內氣體壓強為1.100×105Pa，球內氣體體積為5L。為使該排球內的氣壓達到比賽用的標準氣壓，需用充氣筒給排球充氣，已知充氣筒每次能將環境中0.23L的空氣充入排球，充氣過程中排球體積和氣體溫度的變化均可忽略不計，氣體視為理想氣體，則需要充氣的次數至少為（　　）
A．9次 B．7次 C．5次 D．4次
（2024春 天寧區校級期中）某同學用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規律。在實驗中，下列哪些操作不是必需的（　　）
A．用橡膠塞密封注射器的下端
B．用游標卡尺測量柱塞的直徑
C．讀取壓力表上顯示的氣壓值
D．讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度
（2024 棗莊一模）水肺潛水運動中，潛水員潛水時需要攜帶潛水氧氣瓶，以保障潛水員吸入氣體的壓強跟外界水壓相等。潛水器材準備室中有一待充氣的氧氣瓶，其內部氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，潛水員用氣體壓縮機為其充氣，1s內可將壓強為p0、溫度為t0、體積V0＝700mL的氣體充進氧氣瓶內，充氣完成時氧氣瓶內氣體壓強p＝16atm，溫度t＝47℃。已知外界大氣壓p0＝1atm，外界環境溫度t0＝27℃，氧氣瓶的容積V＝11L，氧氣瓶的導熱性能良好，水溫恒為t0，水中每下降10m深度水壓增加1atm。
（1）求氣體壓縮機對氧氣瓶充氣的時間；
（2）潛水員攜帶氧氣瓶迅速下潛至水面下h1＝10m深處，在該水層活動期間吸入氣體V1＝20L，隨即迅速下潛至水面下h2＝20m深處，在該水層活動期間吸入氣體V2＝16L，求此時氧氣瓶內剩余氣體的壓強。
（2024 江蘇模擬）“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”實驗中，三位同學根據實驗數據得到的p﹣V圖像分別如圖線a、b、c所示。若a、b是不重合的兩條雙曲線，c與b相交，則（　　）
A．a、b不重合是由于b氣體質量大
B．a、b不重合是由于b氣體溫度高
C．產生c圖線可能是容器密閉性不好
D．產生c圖線可能是推動活塞過于快速
（2024 聊城一模）布雷頓循環由兩個等壓變化、兩個絕熱過程構成，其壓強p和體積V的關系如圖所示。如果將工作物質看作理想氣體，則下列說法中正確的是（　　）
A．A到B過程，氣體的內能在減小
B．狀態B的溫度低于狀態C的溫度
C．C到D過程，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量
D．經過一個布雷頓循環，氣體吸收的熱量小于放出的熱量
（2024 沈陽二模）如圖（a），某同學將水杯開口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯內，在杯中封閉了一段氣體，簡化模型如圖（b）所示。現緩慢將水杯向上提起一小段高度（杯口始終未露出水面，杯內氣體未漏出）。設環境溫度保持不變，則此過程中杯中封閉氣體（　　）
A．體積變小，壓強變大 B．體積變大，壓強變小
C．體積變小，壓強變小 D．體積變大，壓強變大
（2024 齊齊哈爾一模）如圖甲所示，用氣體壓強傳感器“探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系”，并通過計算機作出了如圖乙所示的圖像，下列說法正確的是（　　）
A．推拉活塞時，動作要快，以免氣體進入或漏出
B．活塞移至某位置時，應立即記錄數據
C．圖線與縱軸相交的原因可能是沒有考慮注射器與壓強傳感器連接部位氣體的體積
D．若升高環境溫度，則該圖像斜率變大
（2024 昆明一模）如圖所示，質量相等的同種理想氣體甲和乙分別用絕熱活塞封閉在兩個絕熱氣缸中，兩氣缸固定在同一水平面上，開口分別豎直向上和水平向右，活塞質量不能忽略且可沿氣缸無摩擦滑動。甲、乙兩氣體的體積相等，它們的壓強分別用p甲、p乙表示，溫度分別用T甲、T乙表示。下列關系正確的是（　　）
A．p甲＞p乙，T甲＞T乙 B．p甲＞p乙，T甲＜T乙
C．p甲＜p乙，T甲＞T乙 D．p甲＜p乙，T甲＜T乙
（2024 重慶模擬）小明將海邊拾到的漂流瓶豎直放入熱水中（如圖），以便打開瓶塞。瓶塞的質量為m，橫截面積為S，瓶內密閉氣體的壓強等于此時外界大氣壓強p0、溫度為攝氏溫度t1；當瓶子被置于熱水中一段時間后，氣體的溫度為攝氏溫度t2，瓶塞恰好能移動。0℃時的熱力學溫度為T0，重力加速度為g，不考慮瓶子的容積變化。瓶塞所受最大靜摩擦力大小為（　　）
A． B．
C． D．
（2024 河南模擬）帶有活塞的汽缸內封閉一定量的理想氣體，氣體開始處于狀態A，然后經過過程AB到達狀態B或經過過程AC到達狀態C，B、C狀態溫度相同，如圖所示，設氣體在狀態B和狀態C的體積分別為VB和VC，在過程AB和AC中吸收的熱量分別為QAB和QAC，則（　　）
A．VB＞VC，QAB＞QAC B．VB＞VC，QAB＜QAC
C．VB＜VC，QAB＞QAC D．VB＜VC，QAB＜QAC
（2024 長沙模擬）某同學自制了一個氣溫計，他將一根透明玻璃管插入一個薄玻璃瓶，接口處密封。將加熱后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入裝有紅墨水的水槽中，固定好整個裝置，如圖所示。當瓶內氣體溫度降至室溫T時，管內外水面的高度差為h1。設紅墨水的密度為ρ，重力加速度為g，管內氣體的體積與瓶的容積相比可忽略不計，室內氣壓保持p0不變，以下操作過程中，玻璃管內水面一直在水槽水面之上。下列說法正確的是（　　）
A．若室溫降低，玻璃瓶中的氣體將發生等壓變化
B．若室溫升高，管內外水面的高度差將增大
C．當管內外水面的高度差為h2時，室溫為
D．將裝置帶至溫度恒定的低壓艙，艙內氣壓越低，管內外水面的高度差越大
（2024 南通模擬）如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐中插入一根粗細均勻透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內引入一小段油柱（長度可忽略）。如果不計大氣壓的變化，該裝置就是一支簡易的氣溫計，則（　　）
A．吸管上的氣溫計刻度是均勻的
B．溫度升高后，罐中氣體壓強增大
C．用更粗的透明吸管，其余條件不變，則測溫范圍會減小
D．用更小的飲料罐，其余條件不變，可提高該氣溫計的測溫靈敏度
（2024 廣州二模）如圖為某同學根據“馬德堡半球模型”設計的實驗。兩個底面積相同的輕質圓筒，開口端緊密對接，圓筒內封閉氣體的總體積為V0＝28mL，其壓強與大氣壓強相等，均為p0＝1.0×105Pa，將注射器活塞推至針筒底部，通過細管與氣閥連通；打開氣閥，然后緩慢拉動活塞，當注射器內氣體體積為ΔV＝12mL時停止拉動。已知圓筒的底面積S＝6×10﹣4m2，裝置氣密性良好，圓筒形狀與氣體溫度全程不變。
（1）求停止拉動活塞時圓筒內氣體的壓強p；
（2）關閉氣閥，撤去注射器，求將兩個圓筒沿軸線拉開的最小拉力F。
（2024 新泰市校級一模）如圖所示，橫截面積均為S的兩導熱氣缸A、B中裝有同種氣體，通過一段體積可忽略的細管相連接，在細管中間安裝有一個閥門D，兩氣缸中各有一個質量為m的活塞，氣缸B中的活塞與一個輕彈簧相連接。閥門D關閉時，輕彈簧處于原長，氣缸B中氣柱長度為L，氣缸A中的活塞處于靜止狀態，氣柱長度為3L。將一個質量為2m的重物C輕輕地放到氣缸A中的活塞上，穩定后A中氣柱長度變為2L。打開閥門D，保持環境溫度不變，待系統穩定后，關閉閥門D。已知彈簧的勁度系數，重力加速度為g，活塞可在氣缸內無摩擦滑動且不漏氣。求：
（1）此時彈簧的形變量；
（2）最后關閉閥門時氣缸A中氣體與打開閥門前相比減少的百分比。

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