第07 讲：分子动理论、气体、固体和液体【十四大考点+十四大题型】-2024-2025学年高二下学期物理期末《考点•题型•密卷》精讲精练高效复习讲义（人教版2019）

第07 讲：分子动理论、气体、固体和液体 【考点归纳】 · 考点一：分子大小的计算 · 考点二：扩散现象和布朗运动 · 考点三：分子运动速率分布规律 · 考点四：分子间的相互作用力 · 考点五：分子动理论 · 考点六：用油膜法估测分子的直径”的实验 · 考点七：固体、液体的基础概念 · 考点八：晶体、非晶体 · 考点九：表面张力、浸润和不浸润 · 考点十：等温变化 · 考点十一：等容变化 · 考点十二：等压变化 · 考点十三：气体的图像问题 · 考点十四：理想气体方程的综合应用 【知识梳理】 知识点一、微观量估算的两种“模型” 1．分子的大小 (1)分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m； (2)分子的质量：数量级为10－26 kg. 2．阿伏加德罗常数 (1)1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取NA＝6.02×1023 mol－1； (2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁． 2．分子的两种模型 (1)球模型：V0＝πd3，得直径d＝(常用于固体和液体)． (2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝(常用于气体)． 3．几个重要关系 (1)一个分子的质量：m0＝. (2)一个分子的体积：V0＝(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间)． (3)1 mol物体的体积：Vmol＝. 知识点二　布朗运动与分子热运动 1．分子热运动：分子做永不停息的无规则运动． 2．扩散现象 (1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象． (2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间． (3)温度越高，扩散越快． 3．布朗运动 (1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动． (2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动． (3)微粒越小，温度越高，布朗运动越明显． 知识点三、分子间作用力、分子势能和内能 1．分子间的作用力 分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快． 2．分子动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能． (2)分子热运动的平均动能 ①所有分子动能的平均值． ②温度是分子热运动的平均动能的标志． 3．分子势能 (1)分子势能的定义 由分子间的相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关． (2)分子势能与分子间距离的关系 分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)． ①当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大． ②当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大． ③当r＝r0时，分子势能最小． 4．物体的内能 (1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (2)决定因素：温度、体积和物质的量． (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关． (4)改变物体内能的两种方式：做功和传热． 5．温度 (1)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度． (2)两种温标 摄氏温标和热力学温标．摄氏温度与热力学温度的关系：T＝t＋273.15 K. 知识点四：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 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的几何形状 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 2.液体 (1)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． (2)浸润和不浸润 ①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固定．反之，液体不浸润固体． ②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降． 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． 知识点五：气体压强的计算 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＋. 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－＝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)． 知识点六．气体分子运动的速率分布图像 当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，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． 知识点七．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数密度． 知识点八：气体实验定律及应用 1．气体实验定律 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 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝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，分子的数密度增大，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，分子的数密度保持不变，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，使分子的数密度减小，才能保持压强不变 图像 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：＝或＝C.(质量一定的理想气体) 知识点九　气体状态变化的图像问题 1．四种图像的比较 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－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 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． 【题型过关】 题型一：分子大小的计算 1．（23-24高二下·宁夏·期中）已知阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量 B．若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数 C．若某种气体的摩尔质量为M，密度为，该气体分子的直径 D．若油酸的摩尔质量为M，密度为，一个油酸分子的直径 【答案】B 【详解】A．分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有一个油酸分子的质量为 A错误； B．某种气体的摩尔体积为，单位体积气体的摩尔数为 则含有气体分子的个数为 B正确； CD．由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有一个油酸分子的体积为 将油酸分子看成立方体形，立方体的边长等于分子直径，则得 代入得 由于气体分子间距很大，所以一个分子的体积 则分子直径 CD错误； 故选B。 2．（22-23高二下·北京大兴·期末）用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为，油膜面积为，油酸的摩尔质量为，阿伏伽德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为 C．油酸的密度为 D．一滴油酸溶液中油酸分子个数 【答案】A 【详解】A．一个油酸分子的质量为 故A正确； BCD．根据题意可知，油酸分子的直径为 则一个油酸分子的体积为 油酸的摩尔体积为 油酸的密度为 一滴油酸溶液中油酸分子个数 故BCD错误。 故选A。 3．（22-23高二下·贵州·期中）某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。设气凝胶的密度为ρ（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．气凝胶的摩尔体积为 B．每个气凝胶分子的体积为 C．a千克气凝胶所含的分子数为 D．每个气凝胶分子的直径为 【答案】B 【详解】A．气凝胶的摩尔体积为 故A错误； B．1mol气凝胶中含有个分子，故每个气凝胶分子的体积为 故B正确； C．a千克气凝胶的摩尔数为 a千克气凝胶所含的分子数为 故C错误； D．设每个气凝胶分子的直径为d，则 联立解得 故D错误。 故选B。 题型二：扩散现象和布朗运动 4．（23-24高二下·广西南宁·期末）人们常用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO），在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　） A．这是次氯酸钠分子扩散的结果 B．这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果 C．如果场所温度降到0℃以下，就闻不到刺鼻的味道了 D．如果场所温度升高，能更慢的闻到刺鼻的味道 【答案】A 【详解】AB．84消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO），在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，这是次氯酸钠分子扩散的结果，故A正确，B错误； C．如果场所温度降到0℃以下，次氯酸钠分子扩散不会消失，仍能闻到刺鼻的味道，故C错误； D．如果场所温度升高，次氯酸钠分子扩散更明显，能更快的闻到刺鼻的味道，故D错误。 故选A。 5．（23-24高二下·北京海淀·期末）关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B．布朗运动反映了悬浮在水中的花粉分子的无规则运动 C．温度相同时，悬浮在水中的微粒越小，其布朗运动越明显 D．当物体温度达到0℃时，物体分子会停止热运动 【答案】C 【详解】A．布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，选项A错误； B．布朗运动是指悬浮在水中的花粉颗粒的无规则运动，反映了水分子的无规则运动，选项B错误； C．温度相同时，悬浮在水中的微粒越小，其布朗运动越明显，选项C正确； D．分子在永不停息的做无规则运动，即使当物体温度达到0℃时，物体分子的热运动也不会停止，选项D错误。 故选C。 6．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列关于布朗运动的说法正确的是（　　） A．布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动 B．布朗运动能够反映液体或气体分子运动的无规则性 C．悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显 D．布朗运动的剧烈程度与温度无关 【答案】B 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，并不单个固体颗粒分子的运动，更不是液体或气体分子的运动，故A错误； B．布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，所以布朗运动的无规则性反映液体分子运动的无规则性，故B正确； CD．温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动也越明显；颗粒越小，受到的冲力越不平衡，布朗运动越明显，故CD错误。 故选B。 题型三：分子运动速率分布规律 7．（24-25高二上·云南昭通·期末）一定质量的气体在0℃和100℃温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标表示分子速率区间，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列判断正确的是（　　） A．图中实线对应的气体温度为100℃ B．图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目 C．任意分子在0℃时的速率一定小于100℃时的速率 D．温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大 【答案】A 【详解】A．题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志可知，图中实线对应的气体温度为100℃，故A正确； B．根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的气体分子数目，故B错误； C．温度升高，分子热运动的平均速率增大，但统计规律仅适用于大量气体分子，并不表示每个分子热运动的速率都增大，即任意分子在0℃时的速率不一定小于100℃时的速率，故C错误； D．温度升高，速率大的区间分子数的占比增大，速率小的区间分子数的占比减小，故D错误。 故选A。 8．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）如图所示为氧气分子在和下的速率分布曲线，由图可知下列说法中正确的是（　　） A．实线对应氧气温度为的情形 B．虚线对应氧气分子平均动能较小的情形 C．时速率在300～400m/s之间的氧气分子最多 D．的氧气中速率大的分子所占的比例比的氧气多 【答案】C 【详解】AB．温度越高，分子平均动能越大，速率大的分子比例越高，所以实线对应的氧气温度为，虚线对应的氧气温度为，虚线对应氧气分子平均动能较大的情形，故AB错误； C．时速率在300～400m/s之间的氧气分子最多，故C正确； D．的氧气中速率大的分子所占的比例比的氧气小，故D错误。 故选C。 9．（23-24高二下·山东聊城·期末）一定质量的氧气在不同温度下分子的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子的速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　） A．①状态的温度比②状态的温度高 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D．速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等 【答案】D 【详解】A．温度升高时，大速率分子数占总分子数的百分比增大，小速率分子数占总分子数的百分比减少，可知，①状态的温度比②状态的温度低，故A错误； B．随着温度的升高，气体分子的平均速率增大，但具体到某一个分子，其分子速率的变化 情况不能够确定，故B错误； C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减少，故C错误； D．由于横轴表示分子速率，纵轴表示单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，可知，图像与横轴所围图像的总面积均等于1，即速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等，故D正确。 故选D。 题型四：分子间的相互作用力 10．（23-24高二下·吉林通化·期末）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A．图甲中分子间距从到，分子间的引力增大，斥力减小 B．分子b运动至和位置时动能可能相等 C．图乙中一定大于图甲中 D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离等于 【答案】B 【详解】A．图甲中分子间距从到，分子间距变大，则分子间的引力和斥力都减小，选项A错误； B．分子b运动至和位置时，先是分子力表现为引力做正功，后是分子表现为斥力做负功，若正功和负功相等，则分子b运动至和位置时动能相等，选项B正确； C．图甲中的分子力表现为零，在此位置分子势能最小，则对应与图乙中的r6位置，则图乙中一定小于图甲中，选项C错误； D．因F-r图像与坐标轴围成的面积等于分子力的功，若图甲中阴影面积，即分子b以某一速度（设为v0）向a运动时的整个过程中，分子力做的正功和负功相等，则分子b到达r1位置时的速度仍为v0，此后两分子间距继续减小，则两分子间最小距离不等于，选项D错误。 故选B。 11．（23-24高二下·陕西渭南·期末）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一个分子固定于原点O，另一个分子从距O点很远处向O点运动，以下说法正确的是（　　） A．当两分子间距时，分子间作用力表现为引力 B．当两分子间距时，分子间作用力表现为斥力 C．当两分子间距时，分子间作用力最小 D．在两分子间距从减小到的过程中分子力一直做负功 【答案】A 【详解】AB．当两分子间距时，分子间作用力表现为引力，当两分子间距时，分子间作用力表现为斥力，故A正确，B错误； C．当两分子间距时，分子间作用力表现为引力，当时，分子间作用力才最小，故C错误； D．在间距从减小到的过程中，分子力体现引力，分子力做正功，分子势能减小，故D错误。 故选A。 12．（23-24高二下·河北石家庄·期末）某物理量随分子间距离变化的规律如图中曲线所示，设无穷远处分子势能为零，下列说法正确的是（    ） A．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子间作用力，时作用力表现为引力 B．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子势能 C．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子间作用力，时作用力表现为斥力 D．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子势能 【答案】D 【详解】AB．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子间作用力，时作用力表现为斥力，故AB错误； CD．若处为分子平衡位置，时作用力表现为斥力，无穷远处分子势能为零，纵轴表示分子势能，故D正确，C错误。 故选D。 题型五：分子动理论 13．（23-24高二下·四川广安·期末）关于热学知识，下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．扩散现象不能在固体间产生，只能在气体或液体间产生 C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 D．当分子间的作用力刚好为零时，分子间的势能达到最大值 【答案】C 【详解】A．布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，故A错误； B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，故B错误； C．当分子力表现为引力时，随着距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故C正确； D．设分子平衡距离为，分子距离为r。当时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当时，分子力为0，分子势能最小，故D错误。 故选C。 14．（23-24高二下·福建莆田·期末）下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，在r由变到的过程中分子力做负功 B．图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小 D．图丁为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线是固体颗粒的运动轨迹 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，在r由变到的过程中，分子势能减小，分子力做正功，故A错误； B．图乙可知，曲线②速率大的分子比例较大，故曲线②对应的温度较高，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； D．图丁中固体颗粒的位置是每隔一定时间记录的，连线的位置不能表示该固体颗粒做布朗运动的轨迹，故D错误。 故选C。 15．（23-24高二下·山东泰安·期末）下列有关热学问题说法正确的是（　　） A．图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，稳定后气体内能减小 B．图乙是理想气体分子速率的分布规律，气体在①状态下的分子平均动能小于②状态下的分子平均动能 C．图丙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的不平衡性表现得越不明显 D．图丁是分子势能Ep与分子间距r的关系示意图，r>r₁时分子力表现为引力 【答案】C 【详解】A．图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，理想气体自由膨胀，没有对外界做功，与外界也没有热量交换。由热力学第一定律可知，稳定后气体内能不变。故A错误； B．图乙是理想气体分子速率的分布规律，气体在①状态下的温度较高，所以分子平均动能大于②状态下的分子平均动能。故B错误； C．图丙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的不平衡性表现得越不明显。故C正确； D．由图丁可知，r2是平衡位置，r>r2时分子力表现为引力。故D错误。 故选C。 题型六：用油膜法估测分子的直径”的实验 16．（21-22高二下·福建福州·期末）(1)下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加 C．一定量的水变成水蒸气，其分子势能增加 D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功 (2)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X。    ①用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为 ；（用符号A、N、V、a、X表示） ②油酸分子直径约为 ；（用符号A、N、V、a、X表示） (3)已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V，求相同体积的水和可视为理想气体的水蒸气中所含的分子数之比为 。（用符号ρ、、M、V表示） 【答案】(1)AC (2) (3) 【详解】（1）A．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体微粒的无规则运动，故A正确； B．温度是分子热运动剧烈程度的反映，气体的温度升高，气体分子的平均速率增加，并不是每个气体分子运动的速率都增加，故B错误； C．一定量的水变成水蒸气，温度不变，分子的平均动能不变，但是该过程是汽化过程，故该过程需要吸收热量，则气体分子的内能增加，即其分子的势能必定增加，故C正确； D．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功而不引起其他变化，故D错误。 故选AC。 （2）①[1]依题意，可得一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为 ②[2]每一滴所形成的油膜的面积为 所以油酸分子的直径为 （3）设二者的体积均为，则水的质量为 水分子个数为 水蒸气分子的个数 故二者的分子个数比为 17．（2023·湖北·模拟预测）（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）； （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是 cm2： ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ， ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字） （3）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为。则下列说法正确的是 。 A．1kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为                        D．油酸分子的直径约为 【答案】 bcad B 【详解】（1）[1]用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。 （2）①[2]图中油膜中大约有个小方格，则油酸膜的面积为 ②[3]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ③[4]油酸分子的直径为 （3）[5] A．1kg油酸所含有分子数为 故A错误； B．油酸所含分子数为 故B正确； C．1个油酸分子的质量为 故C错误； D．设油酸分子的直径为，则有 解得 故D错误。 故选B。 18．（23-24高二下·山东聊城·期末）某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：D （用字母符号表示）。 A．倒入油酸   B．倒入水  C．描绘油膜轮廓 D．记录油酸酒精溶液的滴数   E. 滴入油酸酒精溶液   F.撒爽身粉 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是_______。 A．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径 m。（结果保留一位有效数字） (4)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有_______（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 C．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度，油酸的摩尔质量，取阿伏加德罗常数，，则油酸分子的直径约为 m（结果保留一位有效数字）。 【答案】(1)BFEC (2)B (3)/ (4)AD (5) 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是：DBFEC （2）如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大，不便于测量，油酸可以溶于酒精，故酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用。 故选B。 （3）通过数油膜在纸上的格数可知，共有62个格，则油膜占有的面积约为 S=62×12cm2=62cm2=6.2×10-3m2 一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积 油酸分子的大小 （4）A．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，测得的油膜面积偏小，由可知，测出的分子直径结果偏大，故A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，测的油膜面积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏小，故B错误； C．油酸酒精溶液配制时间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，1滴溶液形成油膜面积变大，得到的分子直径将偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液滴数少计了5滴，测得纯油酸的体积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏大，故D正确。 故选AD。 （5）把油酸分子看作一个个球紧密排列，则有 解得 题型七：固体、液体的基础概念 19．（23-24高二下·北京通州·期末）下列关于固体、液体的说法正确的是（    ） A．晶体没有确定的熔点，非晶体有确定的熔点 B．发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 C．表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大 D．液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态 【答案】D 【详解】A．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。故A错误； B．发生毛细现象时，不浸润液体在细管中会下降。故B错误； C．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。故C错误； D．液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。故D正确。 故选D。 20．（23-24高二下·山东泰安·期末）关于固体、液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．虽然金属具有确定的熔点，但金属没有规则的形状，因此金属不属于晶体 B．可根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体 C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，是液体表面张力作用的结果 D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”的诗句，诗中荷叶和露水表现为浸润 【答案】C 【详解】A．区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，金属具有固定的熔点，为晶体，故A错误； B．不可根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体，多晶体与非晶体的物理性质均为各向同性，故B错误； C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故C正确； D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”的诗句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故D错误。 故选C。 21．（23-24高二下·山东东营·期末）下列关于固体、液体和气体的说法正确的是（    ） A．把地表土壤锄松是为了保存土壤中的水分 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间作用力表现为斥力 D．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 【答案】A 【详解】A. 把地表土壤锄松是为了切断上层松土与深层土壤之间的毛细管，阻断深层水分通过毛细管向上流动，同时上层松土对深层土壤有一定的遮阴功能，所以松土可以保存土壤中的水分，故A正确； B. 单晶体有固定的熔点并且有规则几何外形，多晶体有固定的熔点，没有规则的几何外形，故B错误； C. 自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强变大，要想继续把气体打进胎内需要使打气筒气体压强大于胎内气压，打气筒面积不变，压强变大，需要要的力越大，故C错误； D. 布朗运动是花粉小颗粒的无规则运动，它是由于气体分子对花粉颗粒的撞击不均匀所造成的，所以反映的是气体分子的无规则运动。故D错误。 故选A。 题型八：晶体、非晶体 22．（23-24高二下·河北·期末）同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（   ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 【答案】C 【详解】A．由甲图可知，由铁组成的物体为多晶体，一定具有各向同性。故A错误； B．由乙图可知，由铁组成的物体为多晶体，有固定的熔点。故B错误； C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时铁原子之间的距离减小，体积会缩小。故C正确； D．由甲、乙两图可知，由铁和铁的空间结构不同，组成的物体硬度不相同。故D错误。 故选C。 23．（23-24高二下·河南开封·期末）石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨、石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯熔解过程中吸热，碳原子的平均动能不变 C．单层石墨烯的厚度约 D．碳纳米管是管状的纳米级石墨，碳原子之间的化学键属于强相互作用 【答案】B 【详解】A．石墨、石墨烯都是晶体，选项A错误； B．石墨烯是晶体，在熔解过程中吸热，温度不变，故碳原子的平均动能不变，B正确。 C．由题意可知单层的厚度为 选项C错误； D．碳纳米管是管状的纳米级石墨，碳原子之间的化学键属于电磁相互作用，选项D错误。 故选B。 24．（2024·广东·三模）石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯中的碳原子始终静止不动 C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变 D．石墨烯中的碳原子之间只存在引力作用 【答案】C 【详解】A．石墨有规则的形状是晶体，石墨烯是石墨中提取出来的新材料，也有规则的形状是晶体，故A错误； B．石墨中的碳原子是一直运动的，故B错误； C．石墨烯是晶体，在熔解过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，故C正确； D．石墨烯中的碳原子之间同时存在分子引力和分子斥力，故D错误。 故选C。 题型九：表面张力、浸润和不浸润 25．（23-24高二下·山西临汾·期末）下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了液体分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】C 【详解】A．图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故A错误； B．图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，故B错误； C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故C正确； D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，故D错误。 故选C。 26．（23-24高二下·山东聊城·期末）关于液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．钢针能浮在水面上主要是由于水的浮力作用 B．液体的表面张力垂直于液面指向液体的内部 C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是分子表面张力作用的结果 D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润 【答案】C 【详解】A．钢针能浮在水面上主要是由于水的表面张力作用，故A错误； B．液体的表面张力表现为引力效果，方向平行于液面，故B错误； C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，由于烧熔后的液体的表面张力的作用使其尖端变钝，可知，这是分子表面张力作用的结果，故C正确； D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故D错误。 故选C。 27．（23-24高二下·广东广州·期末）如图在中国空间站中，宇航员将两块带有半个水球的板慢慢靠近，直到水球融合在一起，再把两板缓慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，放开双手后，两板吸引到了一起。下列说法正确的是（　　） A．两块板在缓慢拉开的过程中，水分子之间只有引力 B．两块板在缓慢拉开的过程中，水分子总势能减少 C．两板吸引到了一起的过程中，分子力做负功 D．靠近前两板上的水形成半球状是因为水表面存在张力 【答案】D 【详解】A．两块板在缓慢拉开的过程中，水分子之间既有引力，也有斥力，引力大于斥力，A错误； B．两块板在缓慢拉开的过程中，分子力表现为引力，分子引力做负功，水分子总势能增加，B错误； C．两板吸引到了一起的过程中，分子力表现为引力，分子力做正功，C错误； D．靠近前两板上的水形成半球状是因为水表面存在张力，D正确。 故选D。 题型十：等温变化 28．（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为。每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为。已知大气压强为750mmHg，气体温度不变，忽略细管和压强计内的气体体积，则压强计的示数为（　　） A．60mmHg B．90mmHg C．120mmHg D．150mmHg 【答案】D 【详解】设充气前臂带内气体体积为，每次挤压气囊充入气体体积为，充气后臂带内气体体积为，根据玻意耳定律 其中 解得 压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的差值，则压强计的示数为 故选D。 29．（23-24高二下·山东东营·期末）气压开瓶器是第三代红酒开瓶器的代表，这种开瓶器有一个气针，穿透木塞，然后向瓶中打气，依靠空气压力，将瓶塞慢慢推出。某种红酒瓶内的气体体积为，压强为，如图所示，拉压一次开瓶器，可以把体积为压强为的空气打进红酒瓶中，当红酒瓶内的气体压强为时活塞弹出。设打气过程在室温下，红酒瓶与外界之间导热良好且气体温度不变，不考虑红酒对气体的溶解。用开瓶器至少需要打几次气才能使瓶塞弹出。（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】依题意，打气过程中温度保持不变，由玻意耳定律可得 解得 故选B。 30．（23-24高二下·山东潍坊·期末）图甲为桶装纯净水使用压水器供水的示意图，图乙是简化的原理图。当手按下压水器时，压水器中的活塞打开，外界空气压入桶内，放手后，压水器活塞关闭。已知桶底横截面积，容积为20L。现桶内有10L水，初始时出水管竖直部分内外液面相平，出水口与桶内水面的高度差，空气可视为理想气体。出水管的体积与桶内水的体积相比可忽略不计，水的密度，外界大气压强，重力加速度g取。设桶内气体温度不变，压出5L水后，出水管中的液面恰好在出水管顶部，则压入外界空气的体积为（    ） A．5.45L B．5.60L C．5.75L D．6.00L 【答案】B 【详解】设流出5L水后，液面下降Δh，则 此时瓶内气体压强 p2=p0+ρg（h+Δh） 体积 V2=V0+V1=15L 设瓶内气体在外界压强下的体积为V′，则 p2V2=p0V′ 初始状态瓶中气体压强为p0，体积为V0，所以 ΔV=V′-V0 联立解得 ΔV=5.60L 故选B。 题型十一：等容变化 31．（23-24高二下·江苏南通·期末）如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（　　） A．降低环境温度 B．使玻璃管做竖直上抛运动 C．使玻璃管做自由落体运动 D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小 【答案】A 【详解】A．由题意可知，两端封闭的玻璃管，水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，假设A、B两端空气柱的体积分别为、不变，此时环境温度为，当温度降低时，A端空气柱的压强由降到，则有 B端空气柱的压强由降到，则有 由查理定律可得 设水银柱的竖直高度为，因为 所以 可知水银柱相对于玻璃管向B端移动，A正确； BC．使玻璃管做竖直上抛运动或自由落体运动，可知水银柱的加速度向下，水银柱处于失重状态，水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，BC错误； D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小，可知水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，D错误。 故选A。 32．（23-24高二下·黑龙江牡丹江·期末）如图所示，A、B两个大容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞，当左边容器的温度为，右边容器的温度为时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡，两个容器的温度都升高时，下列判断正确的是（　　） A．水银滴将不移动 B．水银滴将向右移动 C．水银滴将向左移动 D．水银滴将向哪个方向移动无法判断 【答案】B 【详解】假定先让两个容器的体积不变，即V1，V2不变，A、B中所装气体温度分别为263K和283K，当温度升高时，容器A的压强由p1增至，则 容器B的压强由p2增至，则 由查理定律得 ， 所以 即水银柱应向右移动。故ACD错误，B正确。 故选B。 33．（23-24高二下·重庆渝中·期末）如图所示，粗细均匀、导热性良好的L形玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB长为50cm，上端封闭，管内用水银柱封闭一段长为25cm的理想气体，水平部分BC右端开口，长为25cm，L形玻璃管内的水银柱总长为30cm。已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K，不计管径对水银柱分布的影响。现将细玻璃管在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动180°，则（　　） A．当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度小于30° B．当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度等于30° C．若转过180°时使AB段中气体温度升高到540K，则其长度与初始状态相同 D．若转过180°时使AB段中气体温度升高到600K，则其长度与初始状态相同 【答案】D 【详解】AB．初始时，有 设玻璃管转过角度θ，水银柱刚好全部进入AB，则 根据玻意耳定律可得 联立解得 所以 故AB错误； CD．若转过180°时，长度与初始状态相同，则 根据查理定律可得 代入数据解得 故C错误，D正确。 故选D。 题型十二：等压变化 34．（23-24高二下·广东广州·期末）如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段长度可以忽略的油柱，不计大气压强的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为25cm，已知此装置能测量的最低温度为27，标准大气压为，以下说法正确的是（　　） A．此温度计的刻度是不均匀的 B．此温度计能够测量的最高温度为37 C．温度每升高1，罐内气体对外做功1J D．温度降低，罐壁单位面积上受到大量气体分子撞击的平均作用力减小 【答案】B 【详解】A．设罐的容积，根据盖—吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即 所以温度的变化量与距离的变化量成正比，则吸管上的温度刻度分布均匀，故A错误； B．根据 即 解得最高可测温度 故B正确； C．根据 可得 故C错误； D．温度降低，气体压强不变，罐壁单位面积上受到大量气体分子撞击的平均作用力不变，故D错误。 故选B。 35．（23-24高二下·山东聊城·期末）有一教室，上午8点的温度为10℃，下午1点的温度为25℃，假定大气压强无变化，则上午8点与下午1点相比较，下列说法正确的是（　　） A．上午8点时，每个空气分子的速率都小 B．空气的分子数密度相同 C．室内空气密度之比为 D．室内空气质量之比为 【答案】C 【详解】A．上午8点时，温度小，分子的平均动能小，平均速率小，某个分子的速率可能变大，也可能变小，也可能不变，故A错误； B．当温度升高时，气体体积将增大，因此房间内的空气质量将减少，空气分子的个数减少，空气的分子数密度减少，故B错误； CD．上午8点的热力学温度 下午1点的热力学温度 上午8点时教室内空气的质量为，体积为，选上午8点时教室内空气为研究对象，由盖-吕萨克定律 下午1点教室内的气体质量与上午8点气体质量比值 因上午8点和下午1点教室内的体积相同，故密度之比等于质量之比 故C正确，D错误。 故选C。 36．（23-24高二下·山东聊城·期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为2h，当气体从外界吸收热量10mgh后，活塞缓慢上升h后再次平衡，重力加速度为g。此过程中（　　） A．单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变多 B．气体的温度升高了 C．气体对外做的功为4mgh D．密闭气体的内能增加量为14mgh 【答案】C 【详解】A．取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变少，故A错误； B．由盖-吕萨克定律有 即 得 气体的温度升高了 故B错误； C．气体对外做的功为 故C正确； D．密闭气体的内能增加量为 故D错误。 故选C。 题型十三：气体的图像问题 37．（23-24高二下·云南昭通·期末）一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　） A．过程气体不放热也不吸热 B．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加 C．过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功 D．过程气体体积减小 【答案】D 【详解】AD．过程由图可知为等温变化，气体内能不变，根据玻意耳定律可知，当压强p增大时，体积V减小，可知外界对气体做功，根据热力学第一定律，由于内能不变，可知过程气体放出热量，故A错误，D正确； B．由图可知气体压强不变，气体温度升高，则气体分子平均动能增大，根据压强微观意义可知，气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故B错误； C．由图可知为等容变化，即a、c两个状态体积相同，则过程气体体积的变化量大小与过程气体体积的变化量大小相等，而过程气体压强不变，过程气体压强增大，根据可知，过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功，故C错误。 故选D。 38．（23-24高二下·河南南阳·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程、B→C、、回到原状态，其图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体从外界吸热 B． B→C过程，气体的内能增加 C．过程，所有气体分子运动速率均变小 D．过程，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少 【答案】A 【详解】A．过程，压强不变，体积变大，气体对外做功，温度升高，内能增加，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，选项A正确； B．B→C过程，气体压强减小，体积不变，根据 则温度降低，可知气体的内能减小，选项B错误； C．过程，压强不变，体积减小，根据 则温度降低，气体分子平均速率减小，但不是所有气体分子运动速率均变小，选项C错误； D．过程，气体温度不变，分子平均速率不变，体积减小，分子数密度变大，压强变大，则容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数增加，选项D错误。 故选A。 39．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）一定量的理想气体从状态a经状态b、c再回到状态a的循环过程中，其压强p与体积V的变化关系如图所示。关于该循环过程，下列说法中正确的是（　　） A．状态a时气体的温度最高 B．a→b过程中气体从外界吸热 C．b→c过程中气体从外界吸收的热量为 D．c→a过程中外界对气体做功为 【答案】D 【详解】A．根据理想气体状态方程 可知，值越大，温度越高，由图可知，状态a时值不是最大，所以状态a时气体的温度不是最高，故A错误； B．过程，气体体积不变，即气体做功为零。气体压强减小，即温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B错误； C．过程，气体体积增大，对外做功为 值增大，气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知 所以气体从外界吸收的热量大于，故C错误； D．过程中，气体体积减小，外界对气体做功，图线与横轴围成的面积表示做功，所以做功为，故D正确。 故选D。 40．（23-24高二下·河北承德·期末）一定质量的理想气体，从状态A到状态B，再到状态C，最后回到状态A，如图所示，图中、均为已知量，气体在状态A时的热力学温度为，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的热力学温度为 B．气体在状态C时的热力学温度为 C．在A→B过程中，外界对气体做的总功为 D．在A→B→C→A的循环中，气体向外界放出的热量为 【答案】D 【详解】A．气体从状态A到状态B，根据理想气体状态方程有 解得气体在状态B时的热力学温度为 故A错误； B．气体从状态B到状态C为等压变化，由盖-吕萨克定律得 解得气体在状态C时的热力学温度为 故B错误； CD．在p-V图像中，气体做功为图像的面积，从状态A到状态B，气体被压缩，外界对气体做的功为 从状态B到状态C，气体膨胀，外界对气体做功为 从状态C到状态A，气体体积不变，外界对气体做功为0；在这个循环中，外界对气体做的总功为 理想气体从A态出发经循环回到A态，温度不变，故 由热力学第一定律可得 解得气体吸收的热量为 故气体向外界放出热量。故C错误，D正确。 故选D。 题型十四：理想气体方程的综合应用 41．（24-25高三下·江西·期末）如图所示，一粗细均匀、竖直放置的U形管，其左端封闭右端开口，管内水银柱将一部分理想气体封闭在左管中。当封闭气体的温度为时，左管内气柱长度，右管中水银面比左管中水银面高，大气压强。 (1)若缓慢降低封闭气体的温度，当温度为多少时，左右两管中的水银面等高？ (2)若保持封闭气体温度不变，从右管开口处缓慢注入水银，当左管中水银面上升了1 cm时，注入水银柱的长度是多少厘米？（结果保留1位小数） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）以左管中封闭气体为研究对象，设温度为T时，左右两管中的水银柱等高，则有，，， 根据理想气体状态方程有 解得 （2）左管中水银面上升了1cm时，左管中气体体积，根据玻意尔定律有 解得 此时，水银面高度差 解得 故注入水银柱的长度 42．（24-25高三上·山西阳泉·期末）如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一导热良好的钢制罐体，罐体的容积为，两端分别焊接了支撑轴和摇柄。在（1个标准大气压）的气压，的干燥环境下打开阀门向罐体内放入的谷物，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，谷物内部分水分汽化成高压水蒸气与罐内空气形成混合气体（可视为理想气体）。当罐内混合气体温度为、压强达5atm时，打开阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。忽略谷物间隙气体的体积和在罐体内加热过程中谷物体积的变化。已知绝对零度为。求： (1)从开始加热到压强变为5atm时，罐体内水蒸气的分压强。（已知混合气体的压强等于在同温度同体积条件下组成混合气体的各成分单独存在时的分压强之和） (2)打开阀门后的混合气体迅速膨胀对外做功使得谷物全部喷出，当混合气体温度为，罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比。 【答案】(1) (2)40% 【详解】（1）对原有空气，根据查理定律 其中， 联立解得 代入数据得 从开始加热到压强变为时，罐体内水蒸气的分压强为 （2）设罐体的体积为，对混合气体分析，由理想气体状态方程可得 其中 可得 则有罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比为 43．（23-24高二下·江西吉安·期末）如图所示，粗细均匀的玻璃管放置在水平面上，右端开口左端封闭，一段理想气体被水银柱封闭在左端左上方，稳定时理想气体的温度为，左右液面的高度差为，理想气体的高度也为，已知大气压强为，求： （1）若缓慢的升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为多少？ （2）若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为，则添加的水银柱的高度为多少？ 【答案】（1）600K；（2）28.5cm 【详解】（1）对于封闭气体，初始状态，设U形玻璃管横截面积为S 温度升高到两液面恰相平时，末状态 根据 得 （2）右管缓慢注入水银，左右两玻璃管水银面恰相平时，此时 根据玻意耳定律有 所需要加入的水银柱的长度为 解得 44．（23-24高二下·辽宁大连·期末）山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，求； （3）若在第（2）问的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求（结果保留分数）。 【答案】（1）；（2）300K；（3） 【详解】（1）对汽缸进行分析，根据平衡条件有 解得 （2）加热过程中，当汽缸与底部挡板之间没有弹力作用 ，对活塞与汽缸整体进行分析有 解得 即此时，弹簧的长度不变，则汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，气体体积为，结合上述，此过程气体压强不变，根据盖吕萨克定律有 解得 （3）弹簧恰好恢复原长时，，对活塞分析 ，根据平衡条件有 解得 根据理想气体状态方程有 解得 【专题强化】 一、单选题 1．（23-24高二下·陕西西安·期末）下列说法正确的是（　　） A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比 B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动 C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D．布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 【答案】C 【详解】A．由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比，故A错误； B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是小炭粒的运动，小炭粒中很多的分子组成，所以不是分子的运动，故B错误； C．当分子间表现为斥力时，分子间距增大时，分子力由斥力变为引力，则分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故C正确； D．布朗运动是固体小颗粒的运动，它间接说明分子永不停息地做无规则运动，故D错误。 故选C。 2．（2025高三·全国·专题练习）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B．图乙说明固体间也能发生扩散现象 C．由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功 D．图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小 【答案】B 【详解】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误； B．图乙中，说明固体间也能发生扩散现象，故B正确； C．由图丙可知，在由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误； D．图丙中分子间距为时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大，故D错误。 故选B。 3．（23-24高二下·江苏南京·期末）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用 C．图丙中，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受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用 D．图丁为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图丁可知状态③的温度最高 【答案】D 【详解】A．图甲中，由气体的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的质量，用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子占据的空间体积，而不是分子的体积，故A错误； B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故B错误； C．图丙中，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分子引力，故C错误； D．图丁中，温度越高，速率大的分子占比越大，则状态③的温度最高，故D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·山东威海·期末）下列说法正确的是（　　） A．单晶体所有的物理性质都是各向异性 B．多晶体没有确定的熔点 C．表面张力的方向跟液面相切 D．液晶具有光学各向同性 【答案】C 【详解】A．单晶体不是所有的物理性质都是各向异性，例如单晶钨的弹性力学性能就几乎是各向同性的，A错误； B．多晶体有确定的熔点，B错误； C．表面张力的方向跟液面相切，C正确； D．液晶具有光学各向异性，D错误。 故选C。 5．（23-24高二下·河南南阳·期末）如图所示，a、b是航天员在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡。a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则（　　） A．该水球内的水分子之间只有引力 B．水球呈球形是表面张力作用的结果 C．a内气体的分子平均动能比b的小 D．a、b两气泡的内能相等 【答案】B 【详解】A．分子之间同时存在引力和斥力，故A错误； B．液体表面张力是分子间相互作用的结果。就水来说，内部的水分子处于其他水分子的包围之中，各个方向分子的引力会相互抵消。但是表层水分子受到的内部水分子引力远大于外部空气分子的引力。所以，表面的水分子永远受到指向液体内部的力，总是趋向内部移动。这样，液体总是会力图缩小其表面积。而同样体积的物体，球体的表面积最小，所以水球呈球形是表面张力作用的结果，故B正确； CD．温度是分子平均动能的标志，a、b两气泡温度相同，则a内气体的分子平均动能与b的相等，内能是指所有分子的动能与势能之和，气体只考虑分子动能，但是由于气泡体积不同，所以分子数目不同，故内能不同，故CD错误。 故选B。 6．（23-24高二下·山东烟台·期末）如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设U形管的横截面积为S，根据题意可知小车静止时，左侧封闭气体的压强 左管中的气体由玻意耳定律得 可得小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，左侧封闭气体的压强 设水平部分的长度为，水平管内长为的水银为研究对象，由牛顿第二定律得 联立解得 故选B。 7．（23-24高二下·山东济南·期末）二氧化碳海洋封存技术能将二氧化碳封存在海底。研究发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会变成近似固体的硬胶体。标准状况下二氧化碳气体的密度为，二氧化碳的摩尔质量为M，表示阿伏伽德罗常数，二氧化碳分子可近似看作直径为D的球体。则标准状况下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后的体积为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】标准状况下体积为V的二氧化碳气体的质量 二氧化碳的分子数为 二氧化碳气体变成硬胶体后，硬胶体的体积为 解得 故选D。 8．（23-24高二下·四川泸州·期末）某小组利用高L、横截面积S的导热汽缸测量不规则物体的体积，气罐上方放置一个质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，活塞正好在汽缸的顶部，如图所示。在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，测量活塞与缸底的间距为0.9L，环境温度保持不变，外界压强保持不变，则不规则物体的体积的大小为（    ） A．0.2LS B．0.5LS C．0.6LS D．0.8LS 【答案】B 【详解】在活塞上放置物体前，设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得 解得 在活塞上放置物体后，设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得 解得 根据玻意耳定律可得 解得 故选B。 二、多选题 9．（23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末）如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上。甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示。现把乙分子从处由静止释放，下列说法正确的是（    ） A．乙分子在时分子势能为0 B．乙分子从到过程中一直加速 C．乙分子从到过程中，分子斥力始终增大 D．乙分子从到过程中，分子势能先减小后增大 【答案】BC 【详解】A．乙分子在时分子力为0，分子势能不一定为0，故A错误； BD．乙分子从到过程中，乙分子所受分子力表现为分子引力，分子力做正功，分子势能一直减小，动能一直增大，则乙分子从到过程中一直加速，故B正确，D错误； C．乙分子从到过程中，分子间距一直减小，分子斥力始终增大，故C正确。 故选BC。 10．（23-24高二下·河北·期末）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0℃和100℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（    ） A．各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 B．图中虚线对应氧气分子在100℃时的情形 C．0℃和100℃对应的曲线与横轴围成的面积相等 D．在100℃时，氧气分子平均动能更大 【答案】CD 【详解】A．由图可知，在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小，故A错误。 B．由图可知，实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均速率较大，则图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，故B错误； C．两曲线与横轴围成的面积的意义为单位1。由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即图中两条曲线与横轴围成的面积相等，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故D正确。 故选CD。 11．（24-25高二下·全国·期末）关于液体表面现象的说法中错误的是（    ） A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，而且受到液体的浮力 B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力 C．经过高温烧熔的玻璃滴入水中，会变成蝌蚪状，这是表面张力的作用 D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴有各向同性 【答案】AD 【详解】A．由于液体表面张力的作用可以使针浮在水面上，故A错误； BCD．由于液体表面张力有使液体的表面积收缩到最小的趋势，因此宇宙飞船中的水银会呈球状、烧熔的玻璃滴入水中变成蝌蚪状、漂浮在菜汤中的油滴偏圆形，故BC正确，D错误。 本题选错误的，故选AD。 12．（23-24高二下·云南昭通·期末）如图所示的家庭小型喷壶总容积为，打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比为 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 【答案】ABC 【详解】A．为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有 其中 解得 选项A正确； B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气次，则有 其中 则 根据公式 由于壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比 B正确； CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有 解得 C正确，D错误。 故选ABC。 13．（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，圆柱形光滑汽缸顶部开一小孔，用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线悬挂在天花板上。开始时活塞与汽缸顶部接触，气体的温度为2T0。现让气体的温度缓慢降低，当活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体的温度为T0。已知汽缸的质量为M、横截面积为S，外界大气压强为p0，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 B．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 C．开始时气体的压强为 D．开始时气体的压强为 【答案】AC 【详解】AB．当汽缸顶部与活塞分离到活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体为等压降温过程，则有 解得 故A正确，B错误； CD．气体从活塞与汽缸顶部接触到汽缸顶部与活塞分离，气体的体积不变，温度降低，压强减小，则 对汽缸，有 联立解得 故C正确，D错误。 故选AC。 14．（23-24高二下·吉林松原·期末）一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（    ） A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 B．被封闭气体的压强为 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】AC 【详解】B．设玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律有 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律 其中 解得被封闭气体的压强 故B错误； A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，被封闭气体的压强 被封闭气体做等温变化，则 解得封闭气体的长度 故A正确； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，被封闭气体的压强 气体做等容变化，则 可得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律 其中 被封闭气体做等温变化，则 解得 ， 故D错误。 故选AC。 三、实验题 15．（23-24高二下·宁夏银川·期末）在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是_____； A．将油酸分子视为球形 B．油膜中分子沿直线排列 C．将油膜看成单分子层 D．油酸分子紧密排列无间隙 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。 (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于_____。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 (4)在实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，方格纸每格边长是0.5cm，根据以上信息估测油酸分子的大小 m。（结果保留一位有效数字） 【答案】(1)B (2)DACB (3)D (4) 【详解】（1）该实验中的理想化假设是：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；不需要考虑分子间隙，把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子；将油酸分子视为球体模型。 故选B。 （2）实验中先在浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积，故合理的顺序是DACB。 （3）A．油酸未完全散开，测量面积偏小，则分子直径的计算结果偏大，故A不符合题意； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，测量面积偏小，则分子直径的计算结果偏大，故B不符合题意； C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴，测量体积偏大，则分子直径的计算结果偏大，故C不符合题意； D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多导致油酸浓度增大，因此油膜面积偏大，则测得的分子直径将偏小，故D符合题意。 故选D。 （4）根据题意1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为 数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的计一个），约为140格，油膜轮廓的面积为 油酸分子的大小为 16．（23-24高二下·江苏南京·期末）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是________。 A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。则 ①造成这一结果的原因是 ； ②图中代表的物理含义是 ； (3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________。 A． B． C． D． (4)另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是________。 A． B． C． D． 【答案】(1)A (2) 胶管内存在气体 胶管内气体体积 (3)B (4)D 【详解】（1）A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以保证封闭气体的气密性，A正确； B．手握住注射器，会使气体的温度升高，不符合实验要求，B错误； C．实验时应缓慢推拉柱塞和读取数据，C错误； D．压强传感器只能采集气体的压强，D错误。 故选A。 （2）[1][2]根据等温过程有 可得 可知图线不通过坐标原点的原因是胶管内存在气体，是胶管内气体体积。 （3）根据等温过程有 可得 当很小时，即很大，则有 可知几乎是一条过原点的倾斜直线； 当较大时，即较小时，根据 可知图像上点与原点连线的斜率随着的增大而减小。 故图像选B。 （4）测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积未计入，纵轴存在截距，软管脱落后，气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标偏大，但左侧的延长线与纵轴的交点仍为，故前后两条线相交在此处。 故选D。 四、解答题 17．（2024·云南大理·一模）一气象探测气球在充有压强为、温度为的氦气时，体积为。在上升至某一海拔高度的过程中，气球内部因启动一加热装置而维持其温度不变，气球内氦气压强逐渐减小为。此后停止加热，且气球内氦气的压强保持不变，气球内的氦气温度逐渐减小到此高度处的气温，假设气球内充的氦气为理想气体。求： (1)气球在停止加热时的体积； (2)停止加热后，氦气温度逐渐减小至时，气球的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在气球上升至这一海拔高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程，根据玻意耳定律 解得 （2）在停止加热后，氦气的温度逐渐从下降到。这是一等压过程，根据盖—吕萨克定律 解得 18．（23-24高二下·青海·期末）如图所示，在一根长度、下端封闭上端开口、粗细均匀的玻璃管中，用长为的水银柱封闭一部分空气，玻璃管竖直放置，管内空气柱的长度。已知大气压强保持不变，初始时封闭气体和环境的热力学温度。 (1)若缓慢转动玻璃管，使得玻璃管开口向下竖直放置，水银没有溢出，求水银柱稳定后空气柱的长度； (2)若缓慢加热封闭气体，使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度； (3)若缓慢转动玻璃管使其水平放置，同时使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度。（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）管内封闭气体做等温变化，则有 解得 （2）管内封闭气体做等压变化，则有 解得 （3）对管内封闭气体，根据一定质量的理想气体状态方程有 解得 19．（23-24高二下·宁夏银川·期末）如图所示，一内壁光滑的导热圆柱形汽缸静止在地面上。汽缸内部有卡环，卡环上方放有一质量的活塞和一个质量的物块，汽缸的横截面积为，汽缸内封闭有体积为的一定质量的理想气体，气体的温度为时，卡环对活塞的支持力为，（大气压强，重力加速度），求 (1)此时汽缸内气体压强为多少？ (2)现对汽缸缓慢加热，当缸内气体温度上升到多少K时，活塞恰好离开卡环？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意，对活塞和物块整体受力分析，由平衡条件有 代入数据解得 （2）高温度，活塞恰好离开卡环，由平衡条件有 解得 汽缸内气体发生等容变化，根据查理定律可得 代入数据，解得 20．（23-24高二下·安徽淮北·期末）某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度=-33，大气压强取。求： (1)在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。 (2)充进该轮胎的空气体积。 【答案】(1) (2)9L 【详解】（1）由查理定律可得 其中，， 代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为 （2）由玻意耳定律 代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为 V=9L 21．（23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，两高度均为H的导热气缸内径相同，底部用细管连通（细管容积忽略不计），左侧气缸顶端封闭，右侧气缸开口。将一厚度不计、质量为m的活塞从右侧气缸顶端放入，活塞稳定时，距底部的高度。现将一物体放置在活塞上，待稳定后，测得活塞到底部的高度为。已知环境温度为T，活塞与气缸壁密封良好且无摩擦，大气压强恒定。 （1）求放置在活塞上物体的质量M； （2）若环境温度升高后保持不变，求稳定后活塞离气缸底部的距离。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）活塞从缸口处到活塞稳定的过程中，设活塞横截面积为S，根据玻意耳定律有 当放上被测物体以后，根据玻意耳定律有 解得 （2）环境温度变化时，活塞封闭的气体做等容变化 解得 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第07 讲：分子动理论、气体、固体和液体 【考点归纳】 · 考点一：分子大小的计算 · 考点二：扩散现象和布朗运动 · 考点三：分子运动速率分布规律 · 考点四：分子间的相互作用力 · 考点五：分子动理论 · 考点六：用油膜法估测分子的直径”的实验 · 考点七：固体、液体的基础概念 · 考点八：晶体、非晶体 · 考点九：表面张力、浸润和不浸润 · 考点十：等温变化 · 考点十一：等容变化 · 考点十二：等压变化 · 考点十三：气体的图像问题 · 考点十四：理想气体方程的综合应用 【知识梳理】 知识点一、微观量估算的两种“模型” 1．分子的大小 (1)分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m； (2)分子的质量：数量级为10－26 kg. 2．阿伏加德罗常数 (1)1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取NA＝6.02×1023 mol－1； (2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁． 2．分子的两种模型 (1)球模型：V0＝πd3，得直径d＝(常用于固体和液体)． (2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝(常用于气体)． 3．几个重要关系 (1)一个分子的质量：m0＝. (2)一个分子的体积：V0＝(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间)． (3)1 mol物体的体积：Vmol＝. 知识点二　布朗运动与分子热运动 1．分子热运动：分子做永不停息的无规则运动． 2．扩散现象 (1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象． (2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间． (3)温度越高，扩散越快． 3．布朗运动 (1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动． (2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动． (3)微粒越小，温度越高，布朗运动越明显． 知识点三、分子间作用力、分子势能和内能 1．分子间的作用力 分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快． 2．分子动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能． (2)分子热运动的平均动能 ①所有分子动能的平均值． ②温度是分子热运动的平均动能的标志． 3．分子势能 (1)分子势能的定义 由分子间的相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关． (2)分子势能与分子间距离的关系 分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)． ①当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大． ②当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大． ③当r＝r0时，分子势能最小． 4．物体的内能 (1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (2)决定因素：温度、体积和物质的量． (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关． (4)改变物体内能的两种方式：做功和传热． 5．温度 (1)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度． (2)两种温标 摄氏温标和热力学温标．摄氏温度与热力学温度的关系：T＝t＋273.15 K. 知识点四：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 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的几何形状 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 2.液体 (1)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． (2)浸润和不浸润 ①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固定．反之，液体不浸润固体． ②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降． 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． 知识点五：气体压强的计算 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＋. 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－＝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)． 知识点六．气体分子运动的速率分布图像 当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，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． 知识点七．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数密度． 知识点八：气体实验定律及应用 1．气体实验定律 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 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝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，分子的数密度增大，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，分子的数密度保持不变，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，使分子的数密度减小，才能保持压强不变 图像 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：＝或＝C.(质量一定的理想气体) 知识点九　气体状态变化的图像问题 1．四种图像的比较 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－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 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． 【题型过关】 题型一：分子大小的计算 1．（23-24高二下·宁夏·期中）已知阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量 B．若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数 C．若某种气体的摩尔质量为M，密度为，该气体分子的直径 D．若油酸的摩尔质量为M，密度为，一个油酸分子的直径 2．（22-23高二下·北京大兴·期末）用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为，油膜面积为，油酸的摩尔质量为，阿伏伽德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为 C．油酸的密度为 D．一滴油酸溶液中油酸分子个数 3．（22-23高二下·贵州·期中）某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。设气凝胶的密度为ρ（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．气凝胶的摩尔体积为 B．每个气凝胶分子的体积为 C．a千克气凝胶所含的分子数为 D．每个气凝胶分子的直径为 题型二：扩散现象和布朗运动 4．（23-24高二下·广西南宁·期末）人们常用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO），在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　） A．这是次氯酸钠分子扩散的结果 B．这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果 C．如果场所温度降到0℃以下，就闻不到刺鼻的味道了 D．如果场所温度升高，能更慢的闻到刺鼻的味道 5．（23-24高二下·北京海淀·期末）关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B．布朗运动反映了悬浮在水中的花粉分子的无规则运动 C．温度相同时，悬浮在水中的微粒越小，其布朗运动越明显 D．当物体温度达到0℃时，物体分子会停止热运动 6．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列关于布朗运动的说法正确的是（　　） A．布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动 B．布朗运动能够反映液体或气体分子运动的无规则性 C．悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显 D．布朗运动的剧烈程度与温度无关 题型三：分子运动速率分布规律 7．（24-25高二上·云南昭通·期末）一定质量的气体在0℃和100℃温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标表示分子速率区间，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列判断正确的是（　　） A．图中实线对应的气体温度为100℃ B．图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目 C．任意分子在0℃时的速率一定小于100℃时的速率 D．温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大 8．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）如图所示为氧气分子在和下的速率分布曲线，由图可知下列说法中正确的是（　　） A．实线对应氧气温度为的情形 B．虚线对应氧气分子平均动能较小的情形 C．时速率在300～400m/s之间的氧气分子最多 D．的氧气中速率大的分子所占的比例比的氧气多 9．（23-24高二下·山东聊城·期末）一定质量的氧气在不同温度下分子的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子的速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　） A．①状态的温度比②状态的温度高 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D．速率分布曲线①、②与横轴围成图形的面积相等 题型四：分子间的相互作用力 10．（23-24高二下·吉林通化·期末）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A．图甲中分子间距从到，分子间的引力增大，斥力减小 B．分子b运动至和位置时动能可能相等 C．图乙中一定大于图甲中 D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离等于 11．（23-24高二下·陕西渭南·期末）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一个分子固定于原点O，另一个分子从距O点很远处向O点运动，以下说法正确的是（　　） A．当两分子间距时，分子间作用力表现为引力 B．当两分子间距时，分子间作用力表现为斥力 C．当两分子间距时，分子间作用力最小 D．在两分子间距从减小到的过程中分子力一直做负功 12．（23-24高二下·河北石家庄·期末）某物理量随分子间距离变化的规律如图中曲线所示，设无穷远处分子势能为零，下列说法正确的是（    ） A．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子间作用力，时作用力表现为引力 B．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子势能 C．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子间作用力，时作用力表现为斥力 D．若处为分子平衡位置，纵轴表示分子势能 题型五：分子动理论 13．（23-24高二下·四川广安·期末）关于热学知识，下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．扩散现象不能在固体间产生，只能在气体或液体间产生 C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 D．当分子间的作用力刚好为零时，分子间的势能达到最大值 14．（23-24高二下·福建莆田·期末）下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，在r由变到的过程中分子力做负功 B．图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小 D．图丁为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线是固体颗粒的运动轨迹 15．（23-24高二下·山东泰安·期末）下列有关热学问题说法正确的是（　　） A．图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，稳定后气体内能减小 B．图乙是理想气体分子速率的分布规律，气体在①状态下的分子平均动能小于②状态下的分子平均动能 C．图丙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的不平衡性表现得越不明显 D．图丁是分子势能Ep与分子间距r的关系示意图，r>r₁时分子力表现为引力 题型六：用油膜法估测分子的直径”的实验 16．（21-22高二下·福建福州·期末）(1)下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加 C．一定量的水变成水蒸气，其分子势能增加 D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功 (2)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X。    ①用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为 ；（用符号A、N、V、a、X表示） ②油酸分子直径约为 ；（用符号A、N、V、a、X表示） (3)已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V，求相同体积的水和可视为理想气体的水蒸气中所含的分子数之比为 。（用符号ρ、、M、V表示） 17．（2023·湖北·模拟预测）（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）； （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是 cm2： ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ， ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字） （3）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为。则下列说法正确的是 。 A．1kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为                        D．油酸分子的直径约为 18．（23-24高二下·山东聊城·期末）某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：D （用字母符号表示）。 A．倒入油酸   B．倒入水  C．描绘油膜轮廓 D．记录油酸酒精溶液的滴数   E. 滴入油酸酒精溶液   F.撒爽身粉 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是_______。 A．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径 m。（结果保留一位有效数字） (4)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有_______（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 C．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度，油酸的摩尔质量，取阿伏加德罗常数，，则油酸分子的直径约为 m（结果保留一位有效数字）。 题型七：固体、液体的基础概念 19．（23-24高二下·北京通州·期末）下列关于固体、液体的说法正确的是（    ） A．晶体没有确定的熔点，非晶体有确定的熔点 B．发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 C．表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大 D．液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态 20．（23-24高二下·山东泰安·期末）关于固体、液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．虽然金属具有确定的熔点，但金属没有规则的形状，因此金属不属于晶体 B．可根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体 C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，是液体表面张力作用的结果 D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”的诗句，诗中荷叶和露水表现为浸润 21．（23-24高二下·山东东营·期末）下列关于固体、液体和气体的说法正确的是（    ） A．把地表土壤锄松是为了保存土壤中的水分 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间作用力表现为斥力 D．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 题型八：晶体、非晶体 22．（23-24高二下·河北·期末）同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（   ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 23．（23-24高二下·河南开封·期末）石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨、石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯熔解过程中吸热，碳原子的平均动能不变 C．单层石墨烯的厚度约 D．碳纳米管是管状的纳米级石墨，碳原子之间的化学键属于强相互作用 24．（2024·广东·三模）石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯中的碳原子始终静止不动 C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变 D．石墨烯中的碳原子之间只存在引力作用 题型九：表面张力、浸润和不浸润 25．（23-24高二下·山西临汾·期末）下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了液体分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 26．（23-24高二下·山东聊城·期末）关于液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．钢针能浮在水面上主要是由于水的浮力作用 B．液体的表面张力垂直于液面指向液体的内部 C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是分子表面张力作用的结果 D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润 27．（23-24高二下·广东广州·期末）如图在中国空间站中，宇航员将两块带有半个水球的板慢慢靠近，直到水球融合在一起，再把两板缓慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，放开双手后，两板吸引到了一起。下列说法正确的是（　　） A．两块板在缓慢拉开的过程中，水分子之间只有引力 B．两块板在缓慢拉开的过程中，水分子总势能减少 C．两板吸引到了一起的过程中，分子力做负功 D．靠近前两板上的水形成半球状是因为水表面存在张力 题型十：等温变化 28．（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为。每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为。已知大气压强为750mmHg，气体温度不变，忽略细管和压强计内的气体体积，则压强计的示数为（　　） A．60mmHg B．90mmHg C．120mmHg D．150mmHg 29．（23-24高二下·山东东营·期末）气压开瓶器是第三代红酒开瓶器的代表，这种开瓶器有一个气针，穿透木塞，然后向瓶中打气，依靠空气压力，将瓶塞慢慢推出。某种红酒瓶内的气体体积为，压强为，如图所示，拉压一次开瓶器，可以把体积为压强为的空气打进红酒瓶中，当红酒瓶内的气体压强为时活塞弹出。设打气过程在室温下，红酒瓶与外界之间导热良好且气体温度不变，不考虑红酒对气体的溶解。用开瓶器至少需要打几次气才能使瓶塞弹出。（    ） A． B． C． D． 30．（23-24高二下·山东潍坊·期末）图甲为桶装纯净水使用压水器供水的示意图，图乙是简化的原理图。当手按下压水器时，压水器中的活塞打开，外界空气压入桶内，放手后，压水器活塞关闭。已知桶底横截面积，容积为20L。现桶内有10L水，初始时出水管竖直部分内外液面相平，出水口与桶内水面的高度差，空气可视为理想气体。出水管的体积与桶内水的体积相比可忽略不计，水的密度，外界大气压强，重力加速度g取。设桶内气体温度不变，压出5L水后，出水管中的液面恰好在出水管顶部，则压入外界空气的体积为（    ） A．5.45L B．5.60L C．5.75L D．6.00L 题型十一：等容变化 31．（23-24高二下·江苏南通·期末）如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（　　） A．降低环境温度 B．使玻璃管做竖直上抛运动 C．使玻璃管做自由落体运动 D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小 32．（23-24高二下·黑龙江牡丹江·期末）如图所示，A、B两个大容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞，当左边容器的温度为，右边容器的温度为时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡，两个容器的温度都升高时，下列判断正确的是（　　） A．水银滴将不移动 B．水银滴将向右移动 C．水银滴将向左移动 D．水银滴将向哪个方向移动无法判断 33．（23-24高二下·重庆渝中·期末）如图所示，粗细均匀、导热性良好的L形玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB长为50cm，上端封闭，管内用水银柱封闭一段长为25cm的理想气体，水平部分BC右端开口，长为25cm，L形玻璃管内的水银柱总长为30cm。已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K，不计管径对水银柱分布的影响。现将细玻璃管在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动180°，则（　　） A．当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度小于30° B．当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度等于30° C．若转过180°时使AB段中气体温度升高到540K，则其长度与初始状态相同 D．若转过180°时使AB段中气体温度升高到600K，则其长度与初始状态相同 题型十二：等压变化 34．（23-24高二下·广东广州·期末）如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段长度可以忽略的油柱，不计大气压强的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为25cm，已知此装置能测量的最低温度为27，标准大气压为，以下说法正确的是（　　） A．此温度计的刻度是不均匀的 B．此温度计能够测量的最高温度为37 C．温度每升高1，罐内气体对外做功1J D．温度降低，罐壁单位面积上受到大量气体分子撞击的平均作用力减小 35．（23-24高二下·山东聊城·期末）有一教室，上午8点的温度为10℃，下午1点的温度为25℃，假定大气压强无变化，则上午8点与下午1点相比较，下列说法正确的是（　　） A．上午8点时，每个空气分子的速率都小 B．空气的分子数密度相同 C．室内空气密度之比为 D．室内空气质量之比为 36．（23-24高二下·山东聊城·期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为2h，当气体从外界吸收热量10mgh后，活塞缓慢上升h后再次平衡，重力加速度为g。此过程中（　　） A．单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变多 B．气体的温度升高了 C．气体对外做的功为4mgh D．密闭气体的内能增加量为14mgh 题型十三：气体的图像问题 37．（23-24高二下·云南昭通·期末）一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　） A．过程气体不放热也不吸热 B．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加 C．过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功 D．过程气体体积减小 38．（23-24高二下·河南南阳·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程、B→C、、回到原状态，其图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体从外界吸热 B． B→C过程，气体的内能增加 C．过程，所有气体分子运动速率均变小 D．过程，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少 39．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）一定量的理想气体从状态a经状态b、c再回到状态a的循环过程中，其压强p与体积V的变化关系如图所示。关于该循环过程，下列说法中正确的是（　　） A．状态a时气体的温度最高 B．a→b过程中气体从外界吸热 C．b→c过程中气体从外界吸收的热量为 D．c→a过程中外界对气体做功为 40．（23-24高二下·河北承德·期末）一定质量的理想气体，从状态A到状态B，再到状态C，最后回到状态A，如图所示，图中、均为已知量，气体在状态A时的热力学温度为，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的热力学温度为 B．气体在状态C时的热力学温度为 C．在A→B过程中，外界对气体做的总功为 D．在A→B→C→A的循环中，气体向外界放出的热量为 题型十四：理想气体方程的综合应用 41．（24-25高三下·江西·期末）如图所示，一粗细均匀、竖直放置的U形管，其左端封闭右端开口，管内水银柱将一部分理想气体封闭在左管中。当封闭气体的温度为时，左管内气柱长度，右管中水银面比左管中水银面高，大气压强。 (1)若缓慢降低封闭气体的温度，当温度为多少时，左右两管中的水银面等高？ (2)若保持封闭气体温度不变，从右管开口处缓慢注入水银，当左管中水银面上升了1 cm时，注入水银柱的长度是多少厘米？（结果保留1位小数） 42．（24-25高三上·山西阳泉·期末）如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一导热良好的钢制罐体，罐体的容积为，两端分别焊接了支撑轴和摇柄。在（1个标准大气压）的气压，的干燥环境下打开阀门向罐体内放入的谷物，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，谷物内部分水分汽化成高压水蒸气与罐内空气形成混合气体（可视为理想气体）。当罐内混合气体温度为、压强达5atm时，打开阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。忽略谷物间隙气体的体积和在罐体内加热过程中谷物体积的变化。已知绝对零度为。求： (1)从开始加热到压强变为5atm时，罐体内水蒸气的分压强。（已知混合气体的压强等于在同温度同体积条件下组成混合气体的各成分单独存在时的分压强之和） (2)打开阀门后的混合气体迅速膨胀对外做功使得谷物全部喷出，当混合气体温度为，罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比。 43．（23-24高二下·江西吉安·期末）如图所示，粗细均匀的玻璃管放置在水平面上，右端开口左端封闭，一段理想气体被水银柱封闭在左端左上方，稳定时理想气体的温度为，左右液面的高度差为，理想气体的高度也为，已知大气压强为，求： （1）若缓慢的升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为多少？ （2）若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为，则添加的水银柱的高度为多少？ 44．（23-24高二下·辽宁大连·期末）山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，求； （3）若在第（2）问的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求（结果保留分数）。 【专题强化】 一、单选题 1．（23-24高二下·陕西西安·期末）下列说法正确的是（　　） A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比 B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动 C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D．布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 2．（2025高三·全国·专题练习）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B．图乙说明固体间也能发生扩散现象 C．由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功 D．图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小 3．（23-24高二下·江苏南京·期末）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用 C．图丙中，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受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用 D．图丁为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图丁可知状态③的温度最高 4．（23-24高二下·山东威海·期末）下列说法正确的是（　　） A．单晶体所有的物理性质都是各向异性 B．多晶体没有确定的熔点 C．表面张力的方向跟液面相切 D．液晶具有光学各向同性 5．（23-24高二下·河南南阳·期末）如图所示，a、b是航天员在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡。a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则（　　） A．该水球内的水分子之间只有引力 B．水球呈球形是表面张力作用的结果 C．a内气体的分子平均动能比b的小 D．a、b两气泡的内能相等 6．（23-24高二下·山东烟台·期末）如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为（    ） A． B． C． D． 7．（23-24高二下·山东济南·期末）二氧化碳海洋封存技术能将二氧化碳封存在海底。研究发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会变成近似固体的硬胶体。标准状况下二氧化碳气体的密度为，二氧化碳的摩尔质量为M，表示阿伏伽德罗常数，二氧化碳分子可近似看作直径为D的球体。则标准状况下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后的体积为（　　） A． B． C． D． 8．（23-24高二下·四川泸州·期末）某小组利用高L、横截面积S的导热汽缸测量不规则物体的体积，气罐上方放置一个质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，活塞正好在汽缸的顶部，如图所示。在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，测量活塞与缸底的间距为0.9L，环境温度保持不变，外界压强保持不变，则不规则物体的体积的大小为（    ） A．0.2LS B．0.5LS C．0.6LS D．0.8LS 二、多选题 9．（23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末）如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上。甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示。现把乙分子从处由静止释放，下列说法正确的是（    ） A．乙分子在时分子势能为0 B．乙分子从到过程中一直加速 C．乙分子从到过程中，分子斥力始终增大 D．乙分子从到过程中，分子势能先减小后增大 10．（23-24高二下·河北·期末）研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0℃和100℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是（    ） A．各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少、两头多”的分布规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 B．图中虚线对应氧气分子在100℃时的情形 C．0℃和100℃对应的曲线与横轴围成的面积相等 D．在100℃时，氧气分子平均动能更大 11．（24-25高二下·全国·期末）关于液体表面现象的说法中错误的是（    ） A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，而且受到液体的浮力 B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力 C．经过高温烧熔的玻璃滴入水中，会变成蝌蚪状，这是表面张力的作用 D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴有各向同性 12．（23-24高二下·云南昭通·期末）如图所示的家庭小型喷壶总容积为，打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比为 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 13．（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，圆柱形光滑汽缸顶部开一小孔，用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线悬挂在天花板上。开始时活塞与汽缸顶部接触，气体的温度为2T0。现让气体的温度缓慢降低，当活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体的温度为T0。已知汽缸的质量为M、横截面积为S，外界大气压强为p0，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 B．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 C．开始时气体的压强为 D．开始时气体的压强为 14．（23-24高二下·吉林松原·期末）一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（    ） A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 B．被封闭气体的压强为 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 三、实验题 15．（23-24高二下·宁夏银川·期末）在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是_____； A．将油酸分子视为球形 B．油膜中分子沿直线排列 C．将油膜看成单分子层 D．油酸分子紧密排列无间隙 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。 (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于_____。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 (4)在实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，方格纸每格边长是0.5cm，根据以上信息估测油酸分子的大小 m。（结果保留一位有效数字） 16．（23-24高二下·江苏南京·期末）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是________。 A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。则 ①造成这一结果的原因是 ； ②图中代表的物理含义是 ； (3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________。 A． B． C． D． (4)另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是________。 A． B． C． D． 四、解答题 17．（2024·云南大理·一模）一气象探测气球在充有压强为、温度为的氦气时，体积为。在上升至某一海拔高度的过程中，气球内部因启动一加热装置而维持其温度不变，气球内氦气压强逐渐减小为。此后停止加热，且气球内氦气的压强保持不变，气球内的氦气温度逐渐减小到此高度处的气温，假设气球内充的氦气为理想气体。求： (1)气球在停止加热时的体积； (2)停止加热后，氦气温度逐渐减小至时，气球的体积。 18．（23-24高二下·青海·期末）如图所示，在一根长度、下端封闭上端开口、粗细均匀的玻璃管中，用长为的水银柱封闭一部分空气，玻璃管竖直放置，管内空气柱的长度。已知大气压强保持不变，初始时封闭气体和环境的热力学温度。 (1)若缓慢转动玻璃管，使得玻璃管开口向下竖直放置，水银没有溢出，求水银柱稳定后空气柱的长度； (2)若缓慢加热封闭气体，使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度； (3)若缓慢转动玻璃管使其水平放置，同时使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度。（结果保留一位小数） 19．（23-24高二下·宁夏银川·期末）如图所示，一内壁光滑的导热圆柱形汽缸静止在地面上。汽缸内部有卡环，卡环上方放有一质量的活塞和一个质量的物块，汽缸的横截面积为，汽缸内封闭有体积为的一定质量的理想气体，气体的温度为时，卡环对活塞的支持力为，（大气压强，重力加速度），求 (1)此时汽缸内气体压强为多少？ (2)现对汽缸缓慢加热，当缸内气体温度上升到多少K时，活塞恰好离开卡环？ 20．（23-24高二下·安徽淮北·期末）某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度=-33，大气压强取。求： (1)在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。 (2)充进该轮胎的空气体积。 21．（23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，两高度均为H的导热气缸内径相同，底部用细管连通（细管容积忽略不计），左侧气缸顶端封闭，右侧气缸开口。将一厚度不计、质量为m的活塞从右侧气缸顶端放入，活塞稳定时，距底部的高度。现将一物体放置在活塞上，待稳定后，测得活塞到底部的高度为。已知环境温度为T，活塞与气缸壁密封良好且无摩擦，大气压强恒定。 （1）求放置在活塞上物体的质量M； （2）若环境温度升高后保持不变，求稳定后活塞离气缸底部的距离。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$