第15章 第37讲 固体、液体和气体-【衡中学案】2025年高考物理一轮总复习学案（新教材）

【跟踪训练】 A.当r=3时，释放两个分子，它们将开始远离 (分子力、分子势能与分子间距离的关系)(2023· B.当r=「2时，释放两个分子，它们将相互靠近 海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确 C.当r=r,时，释放两个分子，r=2时它们的速度 的是 ( 最大 0-. 0 D.当r=r,时，释放两个分子，它们的加速度先增大 A分子间距离大于。时，分子间表现为斥力 后减小 B.分子从无限远靠近到距离。处过程中分子势能 (物体的内能)（多选）下列说法正确的是( 变大 A.0℃的水比0℃的冰的内能大 C.分子势能在。处最小 D.分子间距离小于。且减小时，分子势能在减小 B.温度高的物体不一定比温度低的物体的内能大 (E。-r图像)分子势能E。E C.温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均 随分子间距离，变化的图像 动能大 (取r趋近于无穷大时E。为零)， D.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等 如图所示。将两分子从相距「处 由静止释放，仅考虑这两个分子间 追馨提示：复习至此，请完成练業[73 的作用，则下列说法正确的是 第37讲 固体、液体和气体 知识梳理·易错鞯析 2.液体表面张力 「知识毓理 靶 一、固体 形成 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大， 1,分类：固体分为 和 两类。晶 原因 分子间的相互作用力表现为引力 习 体又分为 和 物 2.晶体与非晶体的比较 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体 表面 理 品体 特性 表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内 比较 非品体 部的分子势能 单品体 多品体 有确定的儿 外形 无确定的几 方向 和液面相切，垂直于液面上的分界线 无确定的几何外形 何外形 何外形 熔点 确定 不确定 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋 效果 于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小 物理性质 各向异性 各向同性 注意：表面张力使液体的表面趋于最小，体积相同 典型物质 右英，云母，明矾、食盐 玻璃，橡胶 的情况下，球形的表面积最小。 转化 品体和非品体在一定条件下可以 3.浸润和不浸润毛细现象 注意：单晶体物理性质具有各向异性，但不是在各 (1)浸润和不浸润 种物理性质上都表现出各向异性。 ①一种液体会 某种周体并 在固 二、液体.液晶 体的表面上，这种现象叫作 ；一种液体不会润 1,液体的微观结构特点 湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种 (1)分子间的距离很小：在液体内部分子间的距现象叫作 离在10-m左右。 ②附着层：当液体与 接触时，接触的位置 (2)液体分子间的相互作用力很大，但比固体分形成一个液体薄层，叫作附着层。 子间的作用力要小。 ③浸润和不浸润是 作用的表现。 (3)分子的热运动特点表现为振动与移动相结合。 (2)毛细现象 ②常用单位： (atm):厘米汞柱(cmHg)。 ①毛细现象：浸润液体在细管中 的现象， ③换算关系：1alm= cmHg=1.013× 以及不浸润液体在细管中 的现象，称为毛细10Pa=1.0×103Pa。 现象。 四、气体实验定律及微观解释 ②毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有 1.气体实验定律 关，毛细管的内径越小，高度差 名称 盖一昌萨克 4.液晶的物理性质 玻意耳定律 查理定律 项目 定律 (1)具有」 的流动性。 (2)具有品体的光学各向 成立 质量一定， 质量一定， 质量一定， 不变 (3)在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从 条件 不变 不变 另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。 PV=p:V2 三.气体的性质及气体压强的计算 P 长层 公式 1,气体分子运动的特点 或 pV=C(常量》 卡=C(常量) 或号=C(常量 (1)气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子 间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满 图像 (2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时时 变化，大量分子的速率按“ ”的规 272 律分布。 2.气体实验定律的微观解释 (3)温度升高时，速率小的分子数 ,速率 (1)玻意耳定律的微观解释 2p25 大的分子数 ,分子的平均速率将 ,但 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子 年 速率分布规律不变。 的平均动能 。在这种情况下，体积减小时，分 度 (4)气体分子运动的速率分布图像 子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的 新 答速病区间的分子数 分子数就多，气体的压强 计 占总分子数的分比 (2)盖一吕萨克定律的微观解释 20 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平 -·-·温度为0 学 均动能 :只有气体的体积同时增大，使分子的 温度为00口 数密度诚小，才能保持压强 0 流 70 清茶 分子的速*m.5 (3)查理定律的微观解释 20 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子 2.气体的压强 的数密度 。 在这种情况下，温度升高时，分子 (1)产生原因 的平均动能增大，气体的压强 由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对 五.理想气体状态方程 器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁 上的 1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从 压力叫作气体的压强。 的气体 (2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在 (1)理想气体是经过科学抽象而建立的 上的压力。公式p=号 ,实际上并不存在。 (2)理想气体不考虑分子间作用力，不存在 (3)决定因素 ,内能只与 有关，与体积无关。 ①宏观上：决定于气体的 和 (3)实际气体（特别是不易液化的气体）在压强不 ②微观上：决定于分子的 花 太大，温度不太低时可看作理想气体。 (4)常用单位及换算关系 ①国际单位制单位： ,符号：Pa,1Pa= 2.理想气体状态方程：-，或少 T T, T 1N/m2。 :5.有无确定的熔点是区分晶体和非晶体比较准确的 易错辨析 方法。 1.大块晶体粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即一个 6.液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向 单晶体。 异性。 () 2.单品体的所有物理性质都是各向异性的。 7.船浮于水而上不是由于液体的表面张力。( 3.单晶体有天然规则的几何形状，是因为单晶体的物 8.压强极大的气体不再遵从气体实验定律。( 质微粒是规则排列的。 4.气体的压强是由气体的自身重力产生的。 核心考点·重点突破 喜点1固体和液体 【跟踪训练】 (晶体与非晶体)在甲，乙、丙三种固体薄片上涂 (基础考点·自主探究) 上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点， 1,对晶体和非晶体的理解 石蜡熔化区域的形状分别如图(a)、(b)、(c)所示。 (1)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之， 甲，乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变 必是非品体。 化的关系如图(d)所示，则下列说法中正确的是 (2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是 单品体。 ◆部皮 (3)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性 丙 质上都表现出各向异性。 加热时商 (4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 a (b) 2.晶体的微观结构 A.甲一定是单晶体 (1)品体的微观结构特点：组成品体的物质微粒 B.乙可能是金属薄片 轮总 有规则地、周期性地在空间排列。 C.丙在一定条件下可能转化成乙 (2)用晶体的微观结构特点解释品体的特点 习 D.甲内部的微粒排列是规则的.丙内部的微粒排列 物 现象 原因 是不规则的 理 品体有确定的 (表面引力)（多选）下列说法中正确的是( 内部微粒有规则地排列 几何外形 273 品体物理性质 内部从任一结点出发在不同方向的微粒 各向异性 的分布情况不同 组成品体的微粒可以形成不同的空间 A.图甲所示，雨水没有透过布雨伞是因为液体表面 品体的多形性 点阵 存在张力 3.浸润和不浸润的产生原因 B.图乙所示，夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体 (1)不浸润产生原因：固体分子对附着层内分子 表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故 C.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置 的引力小于液体分子对附着层内分子的引力，附着层 D.图丙所示，小木块能够浮于水面上是液体表面张 的液体分子比液体内部的分子稀疏，也就是说，附着层 力与其重力平衡的结果 内液体分子间的距离大于分子力平衡的距离。，附着 (液晶的特点)（多选）关于液晶，下列说法中正 层内分子间的作用表现为引力，附着层有收缩的趋势 确的是 就像液体表面张力的作用一样。 A.液晶不是液体和晶体的混合物 (2)浸润产生原因：周体分子对附着层内分子的 B.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 引力大于液体分子对附着层内分子的引力，附若层内 C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够 分子间的距离小于液体内部分子间的距离，附着层内 发光 分子之间的作用表现为斥力，附若层有扩展的趋势。 D.所有物质都具有液晶态 (表面张力产生的原因)2021年12月9日中国 (2)如图丁、戊中两个汽缸质量均为M,内部横截 空间站首次太空授课活动中，航天员王亚平做了面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止 一个“水球开花”实验。她将用纸做的小花轻轻放在在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。 水球表面，纸花迅速绽放。下列说法正确的是( 两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压 为P%,求封闭气体A、B的压强： LBEEFA2121A1K31361113 VCA101KL03133000 A.纸花绽放过程中水面对小花做正功 B.水球表面上水分子间的作用力表现为斥力 (3)如图己所示，光滑水平面上放 C.表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均 有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一 距离小 质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的 D.水分子间存在相互作用的引力和斥力，当分子间活塞，活塞面积为S。现用水平恒力F 距增大时，引力变化的快 向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此 营点2 气体压强的计算和微观解释 时缸内封闭气体的压强P。(已知外界大气压为P,)】 (能力考点·深度研析) 1.活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 274 225 年 【跟踪训练】 度 创 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析， (连通器模型气体压强 新 然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。图甲中活 的计算)如图为一注水 计 塞的质量为m,活塞横截面积为$，外界大气压强为 的玻璃装置，玻璃管D、E上 P。由于活塞处于平衡状态，所以aS+mg=pS,则气端与大气相通，利用玻璃管C 体的压强为P=A+学。图乙中的液柱也可以看成使A,B两球上部相通，D.C、 =1.5m 中 学 E三管与两球接口处紧密封 “活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以S+mg=PoS, 接。当A、B、D的水面高度差 则气体压强为P=一 =Pu-P镜gh。 如图所示时.E管内水相对B 2.连通器模型 中水面的高度差应等于 如图所示，U形管竖直放置，同 A.0.6m B.0.8m 一液体中的相同高度处压强一定相 C.1.2m D.1.5m 等，所以气体B和A的压强关系可 (活塞模型气体压强的计算)如图所示，汽缸由 由图中虚线联系起来。则有Pg+ 两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻 Pgh2=P,而P=P0+Pgh,所以气 质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分 体B的压强为Ps=P%+pg(h, 别为m=12kg、mg=8.0kg,横截面积分别为Sa= h2)。 4.0×102m2、Sm=2.0×102m2,一定质量的理想气 例P()若已知大气压强为，图甲，乙，丙中各装置 体被封闭在两活塞之间，活塞外侧与大气相通，大气压 均处于静止状态，图中液体密度均为p,求被封强，=1.0×10Pa」 闭气体的压强： (1)汽缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态，求 2.两个重要的推论 气体的压强P1; (1)查理定律的推论：△= T (2)将汽缸竖直放置，达到平衡，如图乙所示，求气 T 体的压强P2。 (2)盖-昌萨克定律的雅论：4V-宁7 ·考向1“玻璃管液封”模型 求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对 象分析受力、列平衡方程求解，要注意： (1)液体因重力产生的压强为p=Pgh(其中h为 液体的竖直高度)： (2)不要漏掉大气压强，同时又要平衡掉某些气 体产生的压力： (气体压强的微观解释)（多选）对于一定质量的 (3)有时注意应用连通器原理一连通器内静止 理想气体，下列论述正确的是 的液体，同一液体在同一水平面上各处压强相等： A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共 (4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位 同决定 “cmHg”,使计算过程简捷。 B.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧 例0(2024·安徽芜湖高三期未)如 时，压强可能不变 图所示，一端封闭粗细均匀的U C.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分 形导热玻璃管竖直放置，封闭端空气 子个数一定增加 柱的长度L=50cm,管两侧水银面的 D.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分 高度差为h=19cm,大气压强恒为 子个数可能不变 76cmHg。 (气体分子运动的速率分布图像)如图1所示， (1)若初始环境温度为27℃，给 个内壁光滑的绝热汽缸，汽缸内用轻质绝热活塞 封闭气体缓慢加热，当管两侧水银面齐平时，求封闭气 封闭一定质量理想气体。现向活塞上表面缓慢倒人细体的温度： 总 砂，如图2为倒人过程中气体先后出现的分子速率分 (2)若保持环境温度27℃不变，缓慢向开口端注 布图像，则 入水银，当管两侧水银面平齐时，求注人水银柱的长 各速率区间的分子数 度xa 物 占总分数的百分比 理 275 分予的速率 图1 图2 A.曲线②先出现，此时气体内能比曲线①时大 B.曲线①先出现，此时气体内能比曲线②时小 C,曲线②和曲线①下方的面积不等 D.曲线②出现时气体分子单位时间对缸壁单位面 积撞击次数比曲线①时少 反思提外 用气体定律的解题思路 雪点3气体实验定律和理想气体状态方程的应用 (能力考点·深度研析) 选付象· 根据画意，选山所研究的某一部分一定质 量'（休 1.气态方程与气体实验定律的关系 分别找山这部分气林状态发生变化前后的 温度不变：PV,=P2V2玻意耳定律 伐参量 P、V,T数何或表达式，山的确定是关圈 认过产 认诗变化过社，止确选州将理我神 :~体积不变：号-异在理定律 T 列打程 进州某实脸定冲列式求斜，有时势论铅 T 果的价埋性 压强不变：行-云盖一吕萨克定律 ●考向2“汽缸活塞类”模型 活塞无重力，由于内 28 例置的大内货有本 避光滑，所以初态气 积分别为S、2S.由体积可忽略的细管在底部连通。两 体压强为大气压强 汽缸中各有轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左 为 侧汽缸底部与活满用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸 初态气体体积为二 内封闭气柱的高度均为I、弹簧长度恰好为原长。现往 （H5+H·2S)=3H5 右侧活塞上表面缓慢添加定质量的沙子，有至石侧活 →末态气体的体积为 寨下降红.左侧活塞上升号H。已知人气乐强为玖·重 4=号H-25t是H5= 对左钳活室 力加速度大不为g,汽足够长，汽缸内气体温度始终不 5州 变，弹簧始终在弹性限度内。求：)由于温度不变，根据城急 6 5tk.号=RS (1)最终汽内气体的压强： 可以求冬下 耳定律p=P:可以求A 对右侧活蜜丹·2S+mg (2)弹簧的剑度系数利添加的沙子质量 =P·25可以求出m 276 225 【跟踪训练】 (2022·全国乙卷)如图，一竖直放 年 (2023·河北卷)如图，某实验小 10 置的汽缸由两个粗细不同的圆柱 度 25 组为测量一个葫芦的容积，在葫 形筒组成，汽缸中活塞I和活塞Ⅱ之间 新 芦开口处竖直插入一根两端开口、内 水制 封闭有一定量的理想气体，两活塞用一 计 部横截面积为0.1cm?的均匀透明长 轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活 塑料管，密封好接口，用氨气排空内部 塞Ⅱ不能通过连接处。活塞I、Ⅱ的质 接口处 中 气体，并用一小段水柱封闭氮气。外 量分别为2m、m,面积分别为2S、S,弹簧 界温度为300K时，气柱长度1为 原长为。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长 10cm;当外界温度缓慢升高到310K 量为0.1l,活塞1、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活 时，气柱长度变为50cm。已知外界大 塞间气体的温度为T。已知活塞外大气压强为P,忽 气压恒为1.0×10Pa,水柱长度不计。 略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体 (1)求温度变化过程中氮气对外界 积。（重力加速度常量g) 做的功： (1)求弹簧的劲度系数： (2)求葫芦的容积： (2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动 (3)试估算被封闭氨气分子的个数（保留2位有效 到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。 数字)。已知1mol氮气在1.0×10Pa、273K 状态下的体积约为22.4L,阿伏伽德罗常数N, 取6.0×10mo1。 温馨提示：复习至此，请完成练案[74触面的水分子对玻璃板有吸引力作用,在两玻璃板靠近过程中 和摩尔质量,可以得到摩尔体积,除以阿伏加德罗常数,可以 分子力做正功,故D正确 算出分子间的平均距离,但由于气体空隙较大,不能估算出分 8.AC 根据定义,物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总 子直径,故D项错误 和,叫作物体的内能,所以,物体的内能与物质的量、温度、体积 第37讲 固体、液体和气体 有关,甲、乙比较,温度相同,乙的物质的量多,乙的内能大于甲 的内能,乙与丙比较,物质的量相同,但丙的温度高,所以丙的 1 知识梳理·易错辨析 内能大,三者比较,丙的内能最大,甲的内能最少,A正确,B错 昔知识梳理 误;分子的平均动能与温度有关,丙的温度最高,丙的平均动能 一、1.品体 非品体 单品体 多品体 最大,C正确;甲、乙的温度相同,分子平均动能相同.D错误 2.确定 各向同性 转化 二3.(1)润湿 附着 浸润 不浸润 固体 分子力 (2)上升 下降越大 4.(1)液体(2)异性 三、1.(1)整个空间 (2)中间多 两头少 (3)减少 增多 直径d= 增大 10.AD 综合题设及题图信息可知,分子势能选择了无穷远处或 2.(1)单位面积(2)单位面积(3)温度 体积 平均动能 大于10r.处为零势能参考点,故A正确;图甲阴影部分面积表 分子数密度(4)帕斯卡 标准大气压 76 示分子势能差值,势能差值与零势能点的选取无关,所以B错 四、1.温度 体积 压强 误;分子势能与分子间距图像中,图线切线的斜率的大小表示 2.(1)不变 增大(2)增大 不变(3)不变 增大 分子间作用力大小,所以C错误,D正确。 五、1.气体实验定律(1)理想化模型(2)分子势能 温度 2.C(常量) 易错耕析 3,所以分子的半径,(),分子的最大截面^ 1.x 2.x 3. 4.x 5.V 6.V 7.V 8. 核心考点·重点突破 跟踪训练1:C 丙上面的石蜡熔化的区域为糖圆形,导热上表现 为各向异性,则丙为单晶体,根据温度随加热时间变化关系可 知,甲是晶体,乙是非晶体,金属属于晶体,故乙不可能是金属 薄片,甲在导热上具有各向同性,从题中不能确定甲在其他性 #()故代正确。 质上是否具有各向异性,因此甲可能是单晶体,也可能是多晶 体,故A、B错误;一定条件下,品体和非晶体可以相互转化,故 12.AC 当甲、乙两分子间距离最小时,两者都处于静止状态,当 C正确;甲和丙都是晶体,所以其内部的微粒排列都是规则的, 乙分子运动到分子力的作用范围之外时,乙分子不再受力,此 故D错误。 时速度为v.故在此过程中乙分子的动能变化量为-m”,故A 跟踪训练2:ABC 雨水不能透过布雨伞,是因为液体表面存在张 力,故A正确;荷叶上小水珠呈球状,是由于液体表面张力使其 正确;在此过程中,分子斥力做正功,分子引力做负功,即W。 表面积具有收缩到最小趋势的缘故,故B正确;液体具有流动 =W-W.=AF.,由动能定理得W -W.-1mr”,故分子力 性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定,液体分子可以 在液体中移动,故C正确;小木块浮于水面上时,木块的下部实 表现为斥力时比表现为引力时多做的功为-mr{,故B错误,C 际上已经陷入水中(排开一部分水),受到水的浮力作用,是浮 正确;分子力对乙分子做的功等于乙分子动能的变化量,即W 力与重力平衡的结果,而非液体表面张力的作用,故D错误。 -mu,故D错误。 跟踪训练3:AB 液晶并不是指液体和晶体的混合物,面是一种特 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 13.AC 将冰分子看成球体,且一个挨一个紧密排列,冰的摩尔体 些品体相似,具有各向异性,故A、B两项正确;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 /6M 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 得冰分子直径d= V,将冰分子的摩尔质量M=-18x 液晶并不发光,故C项错误;不是所有的物质都有液晶态,故D $0 kg/mol./.=6. 0x 10*}mol *和p=0.9x10kg/m代入 项错误。 跟踪训练4:A 在水球表面分子力表现为引力,纸花绽放的过程 上式,可得d-4x10”m,故A项正确;布朗运动是悬浮在液 中,分子力与移动方向相同,可知水面对小花做正功,故A正 体中固体小颗粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则运 确;液体表面层由于蒸发等原因导致分子数较少,则表面层水 动,故B项错误;泄漏的原油体积V-_-9x10 D0.9x10m= 分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大,故水球表面上 10m,面分子直径数量级a=10”m.所以污染海洋面积S= 水分子间的作用力表现为引力,故B.C错误;水分子间存在相 V10 互作用的引力和斥力,分子间距增大时,斥力变化的快,故D 错误。 -630- 出现,此时气体内能比曲线②时小.A错误,B正确;因为分子总 (3)~( 数一定,所以两曲线与横轴所围成的面积应相等,C错误;曲线 ②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大,即曲线②的 温度较高,内能较大,因此曲线②出现时气体分子单位时间对 [解析](1)在题图甲中,以高为h的波柱为研究对象, 缸壁单位面积撞击次数比曲线①时多,D错误。 由二力平衡知p。S+pghS=poS 例2:(1)203 C (2)44em 所以p=P-ogh [解析](1)封闭气体初状态压强 在题图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F.=F-有 P.=P-P=(76-19)emHg=57 cmHg P. S+pghS=Pos 设玻璃管的横截面积为S.体积V=LS=505 P=P-pgh 温度7.=(273+27)K=300K 在题图丙中,仍以B液面为研究对象,有 封闭气体末状态压强p=P=76cmHg Pn+pghsin 60=Po 体积V=+)s=(50+)s=59.5s 对封闭气体,由理想气体状态方程得 (2)题图丁中选活塞为研究对象,受力分析如图1所示,由二力 VpV 平衡知p.S=pS+mg 7=7 得pn_po 代入数据解得7.=476K 即温度为203C。 题图茂中选汽赶为研究对象,受力分析如图2所示. (2)设注入水银后空气桂的长度为,对气体,由玻意耳定律得 由二力平衡知,pS=pS+Mg P.V.=p.Hs 代入数据解得=37.5cm 注入水银杜的长度 #2 # x=2(L-H)+h=2x(50-37.5)cm+19 cm=44 m =17g 2_$ 2 罔! [解析](1)对左右气缸内所封的气体,初态压强p.=P 末恋压强p”:休积V-5-+-125-17s 体积V =SH+2SH=3SH (3)选取汽缸和活塞整体为研究对象,相对静止时有F三(M+ m)a 再选活塞为研究对象,根据牛顿第二定律有pS-pS=m 根据玻意耳定律可得p.V.=p.V 解得p=Po+s(M+m) nF 解得p:-170 跟踪训练5:D 利用破璃管C使A、B两球上部相通,可得p: (2)对右边活塞受力分析可知 P,根据压强关系p.=P+pgh,P=P+pgh,联立可得h=h mg+P。·2S=p.·2s =1.5m,故选D 跟踪训练6:(1)1.0x10*Pa (2)1.1x10*Pa [解析](1)汽缸处于题图甲所示位置时,汽缸内气体压强为 对左侧活塞受力分析可知 P.,对干活塞和杆。 #os.=p:s 由力的平衡条件得poS.+pS.=p.S.+PSs 解得=17 2p_s 解得p=1.0x10Pa。 (2)汽缸处于题图乙所示位置时,汽缸内气体压强为P,对于活 跟踪训练9:(1)0.4](2)119em(3)2.9x10} 塞和杆,由力的平衡条件得pS.+pS+(m,+m)g=P$ [解析](1)由于水柱的长度不计,故封闭气体的压强始终等 +p 于大气压强。设大气压强为限,塑料管的横截面积为S,初、末 解得p.=1.1x10Pa。 态气柱的长度分别为LL,气体对外做的功为W。根据功的定 跟踪训练7:AC 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子 义有W=pS(1.-1) 个数共同决定,故A正确;单位体积内分子个数不变,当分子热 解得W-0.4J. 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, (2)设葫芦的容积为V,封闭气体的初、末态温度分别为T.、T。. 因此这时气体压强一定增大,故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C正确,D错误。 V =V+S 跟踪训练8:B 向活塞上表面缓慢倒入细,重力逐渐增大,活塞 V=V+SL。 压缩气体,外界对气体做功,处在绝热汽缸中的气体,内能增 联立以上各式并代入题给数据得V=119cm。 大.温度升高,由图中曲线可知,曲线②中分子速率大的分子数 (3)设在1.0x10Pa、273K状态下,1mol氮气的体积为V、温 占总分子数百分比较大,即曲线②的温度较高,所以曲线①先 度为T。,封闭气体的体积为V,被封闭氛气的分子个数为n。 -631一 稍向上提,因为p.V.=p、V.则瓶内气体压强?减小.瓶内空气 体积V增大,则V.增大,mg<pgV..放手后瓶子会加速上 共中-#v 升,C错误,D正确。 6.(1)1. 085x 10’ Pa (2)0. 97 联立以上各式并代入题给数据得n=2.9x10} 跟踪训练10:(1)40g(2)p+3g 4-r。 [解析] (1)瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为 T=$2 7+$ 73)=300$T=37+$ 73)=3 0 [解析](1)设封闭气体的压强为p.,对两活塞和弹黄的整体 温度变化过程中体积不变,故由查理定律有号一长 受力分析,由寻衡条件有 解得p'=1.085x10*Pa mg+p·2$+2mg+p.S=pS+p ·25 (2)保持温度不变,挤压气体,等温变化过程,由玻意耳定律有 解得pp30ng s pV=p'V 对活塞I由平衡条件有 解得V~0.97V 2mg+p·2$+k·0. 11=p.2$ 解得弹赞的助度系数为&-40mg [解析](1)活塞被卡子托住前,气体经历等压变化,设活塞刚 (2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞II刚运动到汽缸连接处 时,对两活塞和弹餐的整体由平衡条件可知,气体的压强不变 依然为p:-p:-p。32 - 即封团气体发生等压过程,初求状态的体积分别为 12-V-128 式中V=SL.V=SL 根据题意。-(1-)_--4 由气体的压强不变,则弹黄的弹力也不变,故有L。=1.1 联立解得7:-2r。 (2)活塞被卡子托住后,再降低温度,气体经历等容变化 解得7。-4r。 根据理定律有 练案[74] 中7。 1.D 多晶体具有各向同性,A项错误;单品体和多品体有固定的 熔点,非晶体没有固定的熔化温度,B项错误;品体熔化时吸收 联立可得T,-3(p$+ng){ 执量,但是温度不变,则分子平均动能不变,C项错误;天然存在 P$T 的液品并不多,多数液品是人工合成的,D项正确 2.B 因为液体表面张力的存在,水邑才能在水面上行走自如,故 8.(1)80 cmHg (2)369 K (3)16 cm A错误;将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力 [解析](1)初始状态封闭的气体温度T.=(273+57)K= 作用的结果,故B正确;液品显示器是利用液晶光学性质具有 330K 各向异性的特点制成的,故C错误;从题图丁中可以看出酱油 体积V.=LS.-44cm. 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 由图像可知,此时气体压强p.=80cmHg。 张力呈球形),故D错误。 (2)当水银全部进入细管后,气体将做等压变化,故从图乙可知 3.B 根据题意知,合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是 当本银全部进入细管内时,其封闭的气体压强p=82cmHg.体 不浸润的,题图所示水没有浸润口罩内侧,所以图片中的口罩 积V=48 cm”;由理想气体状态方程PVV. 为合格产品,故A错误;如题图所示,小水滴为球形是由于液体 7 表面张力造成的,题图中附着层内水分子比水滴内部分子稿 代入数据解得7.=369K 疏,故B正确,C错误;浸润与不浸润现象是相对的,故D错误 (3)当温度升高至T.=492K时,水银已经全部在细管内,封闭 4.B 把罐扣在皮肤上,罐内空气的体积等于火罐的容积,体积不 气体做等压变化,设此时气体的体积为V,由盖一吕严克定律 变,气体经过热传递,温度不断降低,气体发生等容变化,由查 理定律可知,气体压强减小,小于大气压,火罐在内外气体压力 差作用下,“吸”在皮肤上,故A.C错误,B正确;因为体积不变 解得V.=64em,气体体积V.=V.+S.h. 火罐内气体单位体积分子数不变,温度降低,压强减小,故D 代入数据解得h.=16cm。 错误。 9.(1)600K或327C (2)1.5kg 0.4m 5.BD 瓶在水面下5m深处恰能保持静止,根据平衡条件有7mg [解析](1)初始状态,对B受力分析可得细绳的拉力F:=mg =PsgV。,由玻意耳定律可以知道,将瓶稍向下按后,因为p.V. 对活塞受力分析pS+mg=F.+p.5 =pV,所以瓶内气体压强p增大而气体的体积V减小,则V。 解得p,"p。 减小,mg pkgV。.故放手后加速下沉,A错误,B正确;将瓶子 则封闭气体初始时的参量p.=p.T.=300K.V.=1.$ -632-