第二章 气体、固体和液体（高效培优·复习讲义）物理人教版选择性必修第三册

第二章 气体、固体和液体 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 温度和温标 1 题型2 气体的等温变化 4 题型3 气体的等压变化和等容变化 11 题型4 固体 17 题型5 液体 21 【能力培优练】 25 【链接高考】 37 【重难题型讲解】 题型1 一、状态参量与平衡态 1、热力学系统和外界 (1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。 (2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。 2、状态参量：用来描述系统状态的物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等。 3、平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态，否则就是非平衡态。 （1）平衡态的特点：当系统处于平衡态时，系统所有状态参量都不随时间变化，我们就能比较准确地描述系统的状态。在中学阶段，我们主要处理平衡态的问题。 (2)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态。 (3)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的；系统处于平衡态时，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。 二、热平衡与温度 1、热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 2、热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3、温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。 4、热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。 5、热平衡定律的意义：热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据，因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。 三、温度计与温标 1、温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标；常用的两种温标是摄氏温标和热力学温标。 （1）摄氏温标表示的温度是摄氏温度，单位是摄氏度，符号为℃。 （2）开尔文温标表示的温度是热力学温度，单位是开尔文，简称开，是国际单位制中七个基本物理量之一，符号是K。 2、确定一个温标的方法 （1）选择一种测温物质。 （2）了解测温物质用以测温的某种性质。 （3）确定温度的零点和分度的方法。 3、热力学温度T与摄氏温度t （1）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃。 （2）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标表示的温度叫热力学温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K。 （3）摄氏温标和热力学温标的关系：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一度的大小相同；△t=△T。 （4）摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K。 【探究归纳】温度是分子平均动能的标志，温标是温度的数值表示方法。 【典例1-1】关于温度与内能，下列说法中正确的有（　　） A．温度高的物体比温度低的物体内能大 B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能 C．某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零 D．一般来说，物体的温度和体积变化时它的内能都会随之改变 【答案】D 【详解】A．内能与物体的温度、质量、状态、物质种类等都有关系。只比较温度，不能确定内能大小。比如一大杯温水的内能可能比一小滴开水的内能大，所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故A错误； B．1g的水变成1g的水蒸气需要吸收热量，吸收热量后内能增加，所以1g水的内能小于1g水蒸气的内能 ，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，0°C时分子依然在做无规则运动，分子平均动能不为零 ，故C错误； D．物体的内能与温度和体积等因素有关，一般情况下，物体温度变化，分子平均动能改变；体积变化，分子势能改变，所以物体的温度和体积变化时它的内能都会随之改变 ，故D正确。 故选D。 【典例1-2】（多选）下列说法正确的是（    ） A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能 C．同一物体中，每个分子的动能总是相同的 D．温度高的物体分子平均速率大于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率 【答案】AD 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同。选项A正确； B．分子动能是指分子做无规则运动所具有的能，选项B错误； C．同一物体中，每个分子的速率不一定相同，其动能也不一定相同，选项C错误； D．若组成物体的物质相同，每个分子质量都相同，温度高的物体分子平均动能较大，则分子平均速率大，选项D正确。 故选AD。 跟踪训练1关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（    ） A．两个分子间相互作用力减小时，分子势能也减小 B．随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大 C．显微镜下观察到墨水中小碳粒的布朗运动，就是碳分子的运动 D．两物体达到热平衡的条件是两物体的内能相等 【答案】B 【详解】A．两个分子间相互作用力减小时，如果分子力表现为引力，则分子距离可能变大，分子引力做负功，分子势能增大，故A错误； B．随着分子间距离的增大，分子力可能先表现为斥力，后表现为引力，则分子力可能先做正功后做负功，分子势能可能先减小后增大，故B正确； C．显微镜下观察到墨水中小碳粒的布朗运动，不是碳分子的运动，故C错误； D．两物体达到热平衡的条件是两物体的温度相等，内能不一定相等，故D错误。 故选B。 跟踪训练2（多选）物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是（  ） A．分子很小，肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到 B．雾霾天气是大量的细微的尘粒悬浮在空中，说明尘粒分子在做无规则运动 C．分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示了宏观现象的微观本质 D．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志 【答案】CD 【详解】A．分子十分微小，它的直径的数量级一般10-10 m，用肉眼不能看到，只有借助电子显微镜才能看到，故A错误； B．尘粒有大量分子组成的，尘粒的运动属于物体的机械运动，不能说明分子在做无规则运动，故B错误； C．分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示了宏观现象的微观本质，故C正确； D．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志，故D正确。 故选CD。 题型2 一、气体的等温变化规律探究 1、等温变化：一定质量的某种气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系叫作气体的等温变化。 2、探究气体等温变化的规律 （1）实验目的：探究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的定量关系，验证玻意耳定律。 （2）实验器材：注射器、铁架台、刻度尺。 （3）实验原理 ①一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，压强p与体积V成反比，即：pV=C（常数，m、T不变）或p∝。 ②空气柱体积V=S∙l（S 为注射器横截面积，l为空气柱长度），可通过刻度尺测量l得到V；压强p由压力表直接读取。 （4）实验方法与步骤 ①实验准备 a用橡胶套封住注射器下端开口，将柱塞推入合适位置，封闭一段一定质量的空气柱。 b将注射器固定在铁架台上，连接好压力表，确保装置气密性良好。 c记录初始状态下空气柱的长度l0和压强p0。 ②控制温度的操作 a缓慢推动或拉动柱塞，避免快速操作导致气体温度明显变化（快速压缩/膨胀会使气体温度升高/降低）。 b操作后等待片刻，待气体温度与环境温度一致后，再读取数据。 c实验过程中保持环境温度稳定，避免手直接长时间接触注射器（防止体温传递改变气体温度）。 ③数据采集 a缓慢向下压柱塞，改变空气柱体积，待稳定后，记录此时空气柱长度l1和压强p1。 b继续缓慢改变柱塞位置（下压或上拉），重复上述操作，采集至少5~6组不同的 (li,pi) 数据。 c计算每组数据对应的体积Vi=S∙li（S为注射器横截面积，可由注射器规格得到）。 （5）数据分析 ①p-V图像分析：以压强p为纵坐标、体积V为横坐标，在坐标纸上描点，绘制p−V曲线。若曲线近似为双曲线，说明p与V可能成反比。 ②p-图像验证：以压强p为纵坐标、体积的倒数为横坐标，重新描点。若各点基本落在过原点的同一条直线上，则证明：p∝⟹ pV=常数；即一定质量的气体在等温变化中，压强与体积成反比。 （6）实验结论：在温度不变、质量一定的条件下，气体的压强p与体积V成反比，满足玻意耳定律： p1V1=p2V2=⋯=pnVn=C 二、玻意耳定律 1、气体压强的特点 （1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略。但大气压强P0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略。 （2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递。 2、封闭气体压强的计算 （1）理论依据 ①液体压强的计算公式 p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p=p0+ρgh ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体） ④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。 （2）计算的方法步骤（液体密封气体） ①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象 ②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程 ③解方程，求得气体压强 3、玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 (1)公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。 (2)适用条件：①气体质量不变、温度不变。②气体温度不太低、压强不太大。 4、气体的等温变化的p­V图像 （1）p—V图像：一定质量的气体的p—V图像为一条双曲线，如图甲所示。 　 甲　　　　　　乙 （2）p—图像：一定质量的气体的p—图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示。 【探究归纳】一定质量的理想气体，温度不变时，压强与体积成反比，即玻意耳定律。 【典例2-1】将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C．若将试管稍上移后放手，试管会静止 D．若将试管稍上移后放手，试管会下沉 【答案】B 【详解】AB．下移则水压增大，试管内气体压强增大，根据可知，试管内气体收缩，浮力小于重力，试管会下沉，故A错误，B正确； CD．上移则水压减小，试管内气体压强减小，根据可知，试管内气体膨胀，浮力大于重力，试管会上浮，故CD错误。 故选B。 【典例2-2】（多选）如图，上表面水平光洁的物块静止于水平地面上，其上轻放有一导热良好的薄半球形皮碗；初始时，碗内理想气体与物块的接触面积为S，体积为V0，压强为大气压强p0。先用力从碗顶缓慢竖直向下挤压皮碗，松手后当皮碗与物块间再次恢复气密性时，碗内气体体积变为，压强变为，再用力从碗顶缓慢竖直向上提皮碗。设向上提过程中无外界气体进入碗中，碗与物块即将分离时已恢复原状，环境温度不变。则（　　） A．挤出的气体与最初皮碗中气体质量之比为1∶18 B．挤出的气体与最初皮碗中气体质量之比为17∶18 C．皮碗能提起物块的最大重力为 D．皮碗能提起物块的最大重力为 【答案】BC 【详解】AB．对初始时碗内理想气体，由 有 得 则挤出气体的体积为 解得挤出的气体与最初皮碗中气体质量之比为，故A错误，B正确； CD．对向上提的过程，由 有 设碗与物块即将分离时，物块恰好离开地面，分析物块受力 可得 解得 即皮碗能提起物块的最大重力为，故C正确，D错误。 故选BC。 【典例2-3】在一个电梯的轿厢中,一质量，内部横截面积的汽缸由一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在电梯的顶部，电梯以加速度a匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度g取10m/s²。求： (1)图甲静止状态下,汽缸内气体的压强； (2)图乙电梯加速运动时汽缸内气体的压强和加速度a的大小。 【详解】（1）初态静置时，由活塞平衡，有 解得 （2）由玻意耳定律，有 解得 对汽缸由牛顿第二定律，有 解得 跟踪训练1如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，活塞处于平衡状态。现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积不变 【答案】A 【详解】AB．对图甲中活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 对图乙中活塞进行分析有 可知 即与原来相比，气体的压强变大，故A正确，B错误； CD．气体温度不变，根据玻意耳定律有 由于压强增大，则气体体积变小，故CD错误。 故选A。 跟踪训练2（多选）以下为教材中的四幅图，相关叙述正确的是（　　） A．甲图是显微镜下小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度降低，其内能一定减小 C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 D．图丁为分子力与分子间距离关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变大后变小 【答案】BD 【详解】A．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故A错误； B．理想气体的内能只和温度有关，温度降低时，内能一定减小，故B正确； C．作一条竖直的等容线，与两条等温线的交点分别表示为（T1，p1）、（T2，p2），根据， 解得，故C错误； D．丁图为分子力与分子间距离关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变大后变小，故正确。 故选BD。 跟踪训练3如图所示，一根一端封闭粗细均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用高的水银柱封闭了一段长的空气柱。已知外界大气压强为，封闭气体的温度不变，g取。求： (1)玻璃管及水银柱静止时，封闭气体的压强大小； (2)保持玻璃管开口向上以的加速度竖直向上加速运动，稳定后玻璃管中封闭气柱的长度。 【详解】（1）开始时封闭气体的压强大小 （2）向上加速时封闭气柱压强为，对水银柱有 其中 封闭气体的温度不变，得 解得 题型3 一、气体的等压变化 1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。 2、盖—吕萨克定律 （1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。 （2）公式：V＝CT或＝。 （3）适用条件：气体质量一定；气体压强不变。 （4）等压变化的图像：由V＝CT可知在V­T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线。对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同。斜率越小，压强越大，如图所示，p2>p1。 3、在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述 （1）一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增大（或减小）的体积等于它在0℃时体积的；数学表达式为或Vt=V0（1+）。 （2）推论；一定质量的气体，从初状态（V、T）开始，发生等压变化，其体积变化ΔV和温度的变化ΔT间的关系为或。 4、一定质量的某种气体，在等压变化过程中 （1）V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1<p2，即斜率越小，压强越大。 （2）V－t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。 二、气体的等容变化 1、等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。 2、查理定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 （1）公式：p＝CT或＝。 （2）适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变。 （3）查理定律及其推论：由查理定律＝可以推出或。 3、一定质量的某种气体，在等容变化过程中 （1）p－T图像：气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小。 （2）p－t图像：压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。 三、理想气体 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）宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。 （2）微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。 2、理想气体与实际气体：在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理。 3、理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管压强p、体积V、温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保持不变。 (1)表达式：①＝；②＝C。 (2)成立条件：一定质量的理想气体。 (3)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关。 (4)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。 4、理想气体状态方程与气体实验定律 ＝⇒ 四、对气体实验定律的微观解释 1、玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的；体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。 2、盖－吕萨克定律的微观解释：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。 3、查理定律的微观解释：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。 【归纳总结】等压变化：一定质量理想气体压强不变时，体积与热力学温度成正比；等容变化：体积不变时，压强与热力学温度成正比。 【典例3-1】夏季正午，停放在室外的汽车，轮胎内气体温度可以高达40℃，此时胎内气压恰好处于标准值。夜间气温降至25℃，若轮胎密封良好且无漏气（轮胎容积近似不变），这个过程，关于胎内的气体，说法正确的是（　　） A．胎内气体压强低于标准值 B．所有气体分子速度都变小 C．气体分子平均动能增大 D．气体分子平均动能不变 【答案】A 【详解】A．轮胎密封且容积不变，整个过程可以看成等容变化，根据查理定律可得 解得夜间胎内气体的压强为 即胎内气体压强低于标准值。故A正确； B．温度降低时平均速度减小，但并非所有分子速度都变小（个别分子速度可能增大），故B错误； CD．由于夜间温度降低，分子平均动能减小，故CD错误。 故选A。 【典例3-2】（多选）一定质量的理想气体从状态开始，经、、三个过程后回到初始状态，其图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在过程中，气体分子的内能一直在增大 B．在过程中，气体分子的平均动能一直在减小 C．在过程中，气体对外界做功300J D．在一个循环过程中，气体从外界吸收450J热量 【答案】AD 【详解】A．的过程，气体体积不变，压强增大，根据查理定律，可知该过程温度升高，则分子内能增大，故A正确； B．根据，可知的等温曲线为反比例函数图像，根据数学知识可知的过程中，乘积先增大后减小，则温度先增大后减小，即分子平均动能先增大后减小，故B错误； C．状态过程为等压变化，气体体积减小，外界对气体做功，故C错误； D．在一个循环过程中，外界对气体做功 气体内能不变，即，根据热力学第一定律 可得，气体从外界吸收450J热量，故D正确。 故选AD。 【典例3-3】某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水，随后把开水倒掉，用带有细管的橡胶塞把瓶口封住，此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中，固定玻璃瓶，稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h，水的密度，大气压强为，重力加速度为g，忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。 (1)当细管上端恰好有水溢出时，求瓶内气体的温度大小； (2)当细管中的水恰好不再喷出时，水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为，瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。 【详解】（1）当细管中刚好有水溢出来时，瓶内气体的压强为： 等体积变化，根据查理定律得：，解得： （2）当细管中的水恰好不再喷出时，瓶内气体的压强为： 根据理想气体状态方程得：，解得： 故进入瓶内水的体积为： 跟踪训练1如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气（可看作理想气体）。若玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的变化可能是（　　） A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小 【答案】A 【详解】设玻璃泡内压强和大气压强分别为、,水柱与液面高度差为,则有 化简得 玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的体积减小，玻璃泡内压强减小，根据，可知温度降低。 故ABCD均错误。 跟踪训练2（多选）关于理想气体的性质，下列说法正确的是（　　） A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B．理想气体是人为规定的，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C．一定质量的理想气体，分子平均动能增大，其温度一定升高 D．氦气是液化温度最低的气体，任何情况下均可当作理想气体 【答案】ABC 【详解】AB．理想气体是在研究气体的性质过程中建立的一种理想化模型，现实中并不存在，其具备的特性均是人为规定的，故AB正确； C．对于理想气体，分子间不存在相互作用力，也就没有分子势能的变化，其内能的变化即为分子动能的变化，宏观上表现为温度的变化，一定质量的理想气体，分子平均动能增大，其温度一定升高，故C正确； D．实际中不易液化的气体，包括液化温度最低的氦气，只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当作理想气体，在压强很大和温度很低的情形下，分子的大小和分子间的相互作用力就不能忽略，故D错误。 故选ABC。 跟踪训练3山东沿海地区冬季清晨湿冷、中午温度骤升，2025年12月某日地表温度变化达20℃。某车主早晨7:00在气温零下3℃时测得胎压为2.1atm，胎压监测系统设定报警阈值为≤1.9atm或≥2.6atm。忽略轮胎内气体体积变化。 (1)中午地表温度升至17℃，车辆行驶过程中轮胎内气体温度升至47℃，通过计算说明胎压是否触发报警； (2)若汽车行驶过程中一轮胎被异物划破缓慢漏气，当系统报警时，求泄漏气体质量占胎内原有气体质量的百分比（假设漏气过程温度保持47℃不变，结果保留两位有效数字）。 【详解】（1）轮胎容积不变，气体发生等容变化，由查理定律得 初始状态， 末状态 解得 因为不在或范围内，故不触发报警。 （2）漏气过程温度不变，由玻意耳定律得 报警时 初始时， 解得 泄漏的气体体积 同温同压下，气体的密度相同，所以泄露气体质量占比。 题型4 一、晶体和非晶体 1、固体的分类：固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又可以分为单晶体与多晶体。 （1）石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体；玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 （2）熔点：晶体具有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度。 2、非晶体：没有则的外形。 物理性质：没有确定的熔化温度。导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性。 3、晶体：单晶体整个物体就是一个晶体，具有天然的有规则的几何形状，物理性质表现为各向异性；而多晶体是由许许多多的细小的晶体（单晶体）集合而成，没有天然的规则的几何形状，物理性质表现为各向同性。 （1）单晶体：有天然的规则的几何形状。 物理性质：有确定的熔点。导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性。 （2）多晶体：没有规则的几何形状。 物理性质：有确定的熔点；导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性。 （3）熔点：单晶体和多晶体都有一定的熔化温度。 4、对单晶体的各向异性的理解 (1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同。通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。 (2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。 ①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。 ②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。 ③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。 ④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。 二、晶体的微观结构 1、规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 2、变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。 3、单晶体、多晶体及非晶体的异同比较 分类 微观结构 宏观表现 外形 物理性质 晶体 单晶体 组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵 有天然、规则的几何形状 各向异性 有确定的熔点 多晶体 由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成 没有天然、规则的几何形状 各向同性 非晶体 内部物质微粒是无规则排列的 没有确定的熔化温度 4、晶体的微观结构 （1）晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。 （2）用晶体的微观结构解释晶体的特点。 晶体有天然的规则几何形状是由于内部微粒有规则地排列。 晶体表现为各向异性是由于从内部任何一点出发，在不同方向上相等距离内微粒数不同。 晶体的多型性是由于组成晶体的微粒不同的空间排列形成的。 【归纳总结】固体分为晶体和非晶体，晶体有规则结构、固定熔点，非晶体则没有。 【典例4-1】关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．所有的晶体的物理性质都表现为各向异性 B．晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体 C．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 D．所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点 【答案】D 【详解】A．单晶体物理性质各向异性，而多晶体（如金属）表现为各向同性，故A错误； B．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化（如非晶态金属退火形成晶体），故B错误； C．多晶体（如金属）外形不规则，但内部结构仍为晶体，故C错误； D．所有晶体均有固定熔点，非晶体无固定熔点，故D正确。 故选D。 【典例4-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．电磁波调制的方法有调幅、调频和调谐 B．双折射现象表明方解石是光学各向异性的晶体 C．为防止漏电，高压设备中导体的表面应尽量光滑 D．金属热电阻和热敏电阻的阻值均随温度升高而增大 【答案】BC 【详解】A．电磁波调制的方式分为调幅和调频，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，故A错误； B．方解石的双折射现象，说明方解石在光学上有各向异性，则表明方解石是晶体，故B正确； C．高压设备中导体表面应该尽量光滑，是为了避免尖端放电，故C正确； D．一般来说，金属热电阻的阻值均随温度升高而增大，热敏电阻的阻值均随温度升高而减小，故D错误。 故选BC。 跟踪训练1下列与热力学相关的知识，说法正确的是（　　） A．两个分子间距增大时，其分子势能可能减小 B．液体中小颗粒的体积越大，布朗运动就越显著 C．单晶体的所有物理性质都具有各向异性的特征 D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 【答案】A 【详解】A．当分子间距小于平衡位置时，分子力表现为斥力，随着分子间距的增大，分子力做正功，分子势能逐渐减小；当分子间距大于平衡位置时，分子力表现为引力，随着分子间距的增大，分子力做负功，分子势能逐渐增加。所以两个分子间距增大时，其分子势能可能减小，故A正确； B．液体中小颗粒的体积越小，受到液体分子撞击的不平衡性越明显，布朗运动就越显著。故B错误； C．单晶体的物理性质具有各向异性，但并非所有性质（如熔点）都如此，故C错误； D．气体分子间距远大于分子体积，阿伏加德罗常数需用分子占据的空间体积计算，而非分子本身体积，故D错误。 故选A。 跟踪训练2（多选）下列说法正确的是（　　） A．甲图为氧气分子的速率分布图像，状态①的温度比状态②的温度低 B．乙图为一定质量的理想气体状态变化的图像，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变 C．丙图为用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形的图样，则该固体可能为多晶体 D．丁图为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系图像，在r由变到的过程中分子力做正功 【答案】CD 【详解】A．甲图为氧气分子的速率分布图像，状态①中中等速率分子数占据的比例较大，可知状态①的温度比状态②的温度高，A错误； B．乙图为一定质量的理想气体状态变化的图像，气体由状态A变化到B的过程中，因图像上各点的pV乘积先增加后减小，可知气体温度先增加后减小，即气体分子平均动能先增加后减小，B错误； C．丙图为用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形的图样，说明该固体各向同性，则该固体可能为多晶体，C正确； D．丁图为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系图像，在r由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，D正确。 故选CD。 题型5 液体 一、液体的表面张力 1、表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2、分子力的特点：在液体内部，分子间的平均距离略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3、表面张力 （1）定义：液体表面的这种力使液体表面绷紧到最小的力，叫作液体的表面张力。 （2）作用效果：使液体表面具有收缩趋势。 4、液体表面张力的成因分析：液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。 5、表面张力及其作用 (1)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，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 (3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。 二、浸润和不浸润 1、浸润和不浸润 （1）一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫作不浸润。 （2）浸润和不浸润是分子力作用的表现。 2、浸润和不浸润的形成原因 （1）附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层。附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 （2）浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体。 （3）不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体。 3、毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。 （1）毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差越大。 （2）毛细现象的特点：毛细管中，当液体上升到一定的高度时，液体所受重力与液体表面张力形成的向上的拉力平衡时，液面稳定在一定的高度。 （3）毛细现象的成因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。 如图所示，甲是浸润现象，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一个向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润现象，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一个向下的力，因而管内液面比管外低。 三、液晶 1、液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。 2、出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态。 3、液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易具有液晶态。 4、液晶的特点 （1）液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列。 （2）液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。 （3）在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。 【归纳总结】液体由大量分子构成，分子间作用力弱，具有流动性，无固定形状但有固定体积。 【典例5-1】“一壶一茶一世界，一水一景一人生”是以茶为媒介诠释的东方生活哲学，茶叶在水中舒展沉浮，茶香随温度变化消散。下列关于泡茶的物理现象说法正确的是（　　） A．茶叶在沸水中舒展沉浮，茶叶的运动是布朗运动 B．打碎的茶杯不能拼接复原，说明分子间存在排斥力 C．开水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈 D．泡茶过程中洒落在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是不浸润的 【答案】C 【详解】A．布朗运动是微小颗粒（如花粉）受液体分子撞击产生的无规则运动。茶叶体积较大，其运动主要由水的对流和浮力引起，并非布朗运动，故A错误。 B．茶杯破碎后无法复原，是因分子间距超过作用范围，引力极小无法重新结合，并非斥力导致，故B错误。 C．温度升高使分子热运动加剧，扩散速率加快，因此开水更快释放茶香，故C正确。 D．液体被固体快速吸收表明两者浸润。若茶水被茶托吸收，说明浸润，故D错误。 故选C。 【典例5-2】（多选）如图甲所示，是吹肥皂泡游戏的画面，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出在空中做无规则运动的肥皂泡。下列说法正确的是（　　） A．肥皂泡的无规则运动为布朗运动 B．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关 C．固体和液体间的相互作用大于液体分子间的相互作用 D．固体和液体间的相互作用小于液体分子间的相互作用 【答案】BC 【详解】A．肥皂泡的无规则运动是肥皂泡受到的重力、浮力及风力作用的结果，而布朗运动是固体小颗粒受到分子撞击的不平衡引起的，肥皂泡的运动不是布朗运动，故A错误； B．表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，故B正确； CD．由图乙所示可知，肥皂水与玻璃杯壁表现为浸润，玻璃杯附着层内的液体分子由于受到固体分子的吸引，固体和液体间的相互作用大于液体分子间的相互作用，故C正确，D错误。 故选BC。 跟踪训练1夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 【答案】A 【详解】A．液体表面层分子间距比内部大，分布更稀疏。当分子间距大于平衡位置时，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故A正确； B．表面层分子更密集不符合实际，故B错误； C．表面层分子间距大时作用力应为引力而非斥力，故C错误； D．表面层分子不可能更密集且斥力主导，故D错误。 故选A。 跟踪训练2（多选）在不同温度下某物质材料的分子排列如图所示，甲图为结晶态对应的温度为，乙图为液晶态对应的温度为。则（　　） A． B．甲、乙两图中的分子都在做热运动，且甲图中的分子热运动更剧烈 C．若降低乙图液晶态的温度，分子排列会变得更无序 D．乙图液晶态具有流动性，同时具有光学的各项异性 【答案】AD 【详解】A．晶体有固定的熔点，温度低于熔点时为结晶态，液晶是介于结晶态和液态之间的一种形态，温度升高时，结晶态可转变为液晶态 ，所以 故A正确； B．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，因为，故乙图中的分子热运动更剧烈，故B错误； C．降低液晶态温度，分子排列会更有序，逐渐向结晶态转变，而不是更无序，故C错误； D．液晶态具有流动性，同时其分子排列有序，具有光学的各向异性，故D正确。 故选AD。 【能力培优练】 1．将某种液体滴在玻璃板表面，形成扁平球形的液滴，如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中，稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题干中液滴的形态可知，此种液体与玻璃是不浸润的。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A所示。 故选A。 2．下列说法正确的是（　　） A．温度相同的物体内能一定相同 B．液体中液体分子的无规则运动称为布朗运动，布朗运动随温度的升高而更加剧烈 C．一定质量的理想气体，当温度不变、压强增大时，其体积可能增大 D．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁仍有压强 【答案】D 【详解】A. 内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，其大小取决于物体的温度、体积、物态和分子数。温度相同仅表明分子平均动能相同，但内能还可能因其他因素不同而不同，故A错误； B. 布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它是液体分子无规则热运动的反映，而非液体分子本身的运动。液体分子的无规则运动称为热运动。布朗运动随温度升高而加剧，故B错误； C. 根据理想气体状态方程 C为常数，当温度不变、压强增大时，其体积减小，故C错误； D. 气体压强是由气体分子无规则热运动频繁碰撞器壁产生的，与重力无关。在完全失重状态下，分子热运动不受影响，对器壁的碰撞仍会产生压强，故D正确。 故选D。 3．茶道文化起源于中国。关于泡茶中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．热水泡茶更快闻到茶香，说明温度越高，分子热运动越剧烈 B．放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象 C．茶壶煮茶时，沸腾后，会看到壶口出现“白气”，这是扩散现象 D．茶巾材质有强吸水性，说明茶水与茶巾间是不浸润的 【答案】A 【详解】A．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。热水温度高，茶叶中的香气分子热运动更剧烈，能更快地扩散到空气中被人闻到，所以热水泡茶更快闻到茶香，故A正确； B．放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是茶叶中的色素分子在水中的扩散现象，而不是布朗运动现象。布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，故B错误； C．茶壶煮茶时，沸腾后壶口出现的 “白气” 是壶口冒出的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，不是扩散现象，扩散现象是指不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象，故C错误； D．茶巾材质有强吸水性，说明茶水与茶巾间是浸润的，而不是不浸润的。当液体与固体接触时，液体附着在固体表面上的现象叫浸润，故D错误。 故选A。 4．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．图乙中附着层水分子间距较内部要小，附着层水分子间作用力表现为斥力所致 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了固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】B 【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正确； 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错误； 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B。 5．一个体积为2V0的钢瓶中，装有压强为p0的氧气。在恒温状态下用容积为V0的抽气筒抽气，则抽气4次后钢瓶中氧气的压强为（　　） A．p0 B．p0 C．p0 D．p0 【答案】D 【详解】钢瓶的容积为，抽气筒容积为，最初钢瓶内气体压强为，抽气过程气体温度不变，由玻意耳定律，第一次抽气有 第二次抽气有 第三次抽气有 第四次抽气有 联立解得 故选D。 6．如图所示为一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为时，气柱高为（活塞与圆筒间摩擦不计，弹簧始终处于弹性限度内）（　　） A． B． C． D．h 【答案】C 【详解】设弹簧的劲度系数为k，当气柱高为h时，弹簧弹力 设活塞的横截面积为，此时气体的压强为 设温度为时，气柱高为，此时气体的压强为 取封闭的气体为研究对象，由理想气体状态方程 解得 故选C。 7．如图所示，在一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封，吸管中引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计外界大气压的变化，在吸管上标上温度刻度值，就是一个简易的温度计，罐内气体可视为理想气体，则（　　） A．温度升高后罐中气体压强增大 B．增大铝罐体积可增加测温范围 C．在空间站中该温度计不可使用 D．吸管上的温度刻度值左小右大 【答案】D 【详解】A．由于外界大气压不变，对油柱，根据平衡条件可知罐内压强不变，故A错误； B．由于气体压强不变，根据盖吕萨克定律有 则有 可以得到与成正比关系，所以吸管上所标温度的刻度是均匀的，测量范围跟吸管长度有关，与铝罐体积无关，故B错误； C．温度计是利用微观的分子热运动形成等压过程的原理制成，与宏观的超失重现象无关，故在空间站中完全失重的环境下，这个温度计仍可使用，故C错误； D．由于封闭的理想气体发生等压变化，若温度升高，气体体积变大，油柱向右移动，则吸管上的温度刻度值左小右大，故D正确。 故选D。 8．对nmol理想气体，其状态参量p（压强）、V（体积）以及T（绝对温度）之间存在如下关系：（R是一个普适常量）。现有nmol理想气体，其T−V图像如图所示，经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态Q。已知此过程中当时，温度达到最大值。若状态P和Q的温度TP和TQ都等于，则该过程的p−V图为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由T（绝对温度）—V（体积）图可知，最高点坐标为（，），则抛物线方程可表示为 将P点或Q点坐标代入方程可得 因此抛物线方程为 又由于pV=nRT 联立解得 故选D。 9．（多选）关于下列四幅图中物理现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是液体表面张力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是液体表面张力作用的结果 C．丙图中毛细管中浸润液体呈凹液面并低于管外液面，不浸润液体呈凸液面并高于管外液面 D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象 【答案】AB 【详解】A．表面张力表现为引力，甲图中水黾停在水面而不下沉，是液体表面张力作用的结果，故A正确； B．表面张力表现为引力，乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是液体表面张力作用的结果，故B正确； C．丙图中毛细管中浸润液体呈凹液面并高于管外液面，不浸润液体呈凸液面并低于管外液面，故C错误； D．表面张力表现为引力，丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，这是表面张力的结果，故D错误。 故选AB。 10．（多选）茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。关于泡茶中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是扩散现象 B．打碎的茶杯不能拼接复原，说明分子间不存在作用力 C．泡茶时，开水比冷水更能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈 D．泡茶过程中洒漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是浸润的 【答案】ACD 【详解】A．放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是扩散现象，故A正确； B．打碎的茶杯不能拼接复原，是因为分子间距离太大，分子间作用力可以忽略不计，并不是分子间不存在作用力，故B错误； C．泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈，故C正确； D．泡茶过程中洒漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是浸润的，故D正确。 故选ACD。 11．（多选）潜水钟是一种沉放到水下研究水底情况的装置。如图所示，一潜水钟（可近似看作长方体）高，横截面积，从水面上方开口向下缓慢沉入水中，最终到达水平河床，进入钟内的水深。已知该过程钟内封闭气体温度保持不变，大气压强，水的密度，重力加速度，不考虑钟壁厚度，下潜过程中钟内气体不泄漏，下列说法正确的是（　　） A．到达河床后钟内的气体压强 B．到达河床后钟内的气体压强 C．水的深度 D．水的深度 【答案】BC 【详解】AB．根据题意可知，潜水钟未放入水中时，钟内气体压强为，体积为，沉到水底后体积为 根据玻意耳定律 解得，故A错误，B正确； CD．沉到河床上，压强 解得，故C正确，D错误。 故选BC。 12．（多选）如图所示粗细相同、导热良好的薄壁形管竖直放置，左管开口，右管封闭。管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是（　　） A．活塞向下移动的距离为 B．左管内水银面向下移动的距离为 C．稳定后右管中气体的压强为 D．稳定后固定活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐低于右管 【答案】AC 【详解】B．因为左管内水银面比右管内水银面高，则液面相平时，左侧下降6cm，右侧会上升，故B错误； C．初态右管内气体压强 液面相平后气体发生等温变化 其中 可求得变化后右侧压强为，故C正确； A．变化前左侧气体压强为大气压强，变化后压强与右侧相同，有 可得到 活塞下降的距离为，故A正确； D．假设两侧都发生等容变化，则有 由于两侧压强是相等的，变化相同的温度时压强依然相等，液面没有高度差，故D错误。 故选AC。 13．有一组同学对温度计进行探究。他们通过查阅资料得知，17世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一麦秆粗细的玻璃管，一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管吸入一段水柱。根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了探究“伽利略温度计”，同学们根据资料中的描述自制了如图所示的测温装置，图中A为一个小塑料瓶，B为一吸管，通过软木塞与A连通，管的下端竖直插在大水槽中，使管内、外水面有一高度差h。然后进行实验探究：在不同温度下分别测出对应的水柱高度h，记录的实验数据如表所示。 温度 17 19 21 23 25 27 30.0 24.9 19.7 14.6 9.4 4.2 5.1 _____ _____ _____ _____ 根据表中数据计算出相邻两次测量水柱的高度差，并填在表中的空格中。由此可得出结论： （1）当温度升高时，管内水柱高度h将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）水柱高度h随温度的变化情况是________（选填“均匀”或“不均匀”）变化的，理由：________________。 【答案】 5.2 5.1 5.2 5.2 变小 均匀 从相邻温度差对应的高度差来看，温度变化相同，水柱高度变化近似相等（吸管较细，由于水柱的上下移动对气体体积的变化影响很小），因此h随温度均匀变化 【详解】[1][2][3][4]根据表中数据可得高度差分别为：5.2、5.1、5.2、5.2。 （1）[5]根据表中数据可知，当温度升高时，管内水柱高度h将变小； （2）[6][7]水柱高度h随温度的变化情况是均匀变化的，理由：从相邻温度差对应的高度差来看，温度变化相同，水柱高度变化近似相等（吸管较细，由于水柱的上下移动对气体体积的变化影响很小），因此h随温度均匀变化。 14．如图所示，水下减压帐篷是一种潜水装置，可为深潜运动员提供干燥的减压恢复空间。下潜前气体充满整个帐篷，封闭气体的体积为、压强等于大气压强，温度为。现将帐篷快速下潜至作业深度，帐篷内气体体积被压缩至。已知帐篷内的封闭气体可视为理想气体，下潜过程中气体温度保持不变，海水的密度，重力加速度大小。 (1)求帐篷作业深度H； (2)若保持作业深度不变，足够长时间后帐篷内气体体积被压缩至，求此时作业深度处的水温。 【详解】（1）深度处压强为 由等温变化可得 联立解得 （2）保持深度不变，气体做等压变化，有 解得 15．某氧气瓶容积，启用前瓶内温度，压强，瓶内氧气可视为理想气体。 (1)若瓶内的压强超过会报警，求报警时瓶内的最低温度； (2)某医院使用该氧气瓶为病房供氧，氧气以每分钟的流量输出，输出氧气的压强稳定为1atm、温度为27℃，瓶内压强降至时停止输出，瓶内温度保持不变。求： ①供氧时间； ②氧气瓶内最终剩余氧气与启用前氧气的质量之比。 【详解】（1）由题意可知，氧气的体积不变，根据查理定理可得 代入数据，解得 （2）①假设氧气的温度不变，即等温膨胀，则设此过程下该氧气瓶为病房供氧总体积为，根据玻意耳定律可得 解得 输出氧气的温度为 设输出氧气的压强为，体积为，根据理想气体状态方程可得 解得 所以，供氧时间为 ②氧气瓶内最终剩余氧气与启用前氧气的质量之比 16．如图所示，上、下端均开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒足够长且筒中各有一个厚度不计且导热性良好的光滑活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为4S、质量为5m。两活塞用长为L的刚性细杆连接，两活塞间封闭一定质量的气体，在距离大圆筒底端处有一水平小卡栓。开始时，位于大圆筒底端右侧的阀门K处于关闭状态，两活塞处于静止状态，活塞A与卡栓间的距离为，现将阀门K打开，抽气装置缓慢抽气，当杆对B的作用力恰好为零时关闭K。已知重力加速度为g，外界大气压强恒为，且，抽气管、卡栓和细杆体积不计，环境温度保持不变，两活塞间封闭气体始终可视为理想气体。求： (1)抽气前杆对A活塞的作用力大小和方向； (2)抽气装置抽出气体的质量与原先封闭气体的质量之比。 【详解】（1）设开始时封闭气体压强为，杆对A的作用力为F 对A、B整体有 对A有 解得，方向竖直向下 （2）设原先封闭气体的质量为，抽气装置缓慢抽气过程，活塞A缓慢向下移动，该过程中杆的作用力保持3mg不变； 气体压强保持不变，直至A移动至卡栓处，设杆的作用力为零时，封闭气体压强为 活塞A刚移动至卡栓位置时，封闭气体的质量为 对B有 将质量为、压强为、体积为的封闭气体等温降为压强为，设此时气体体积为，则有 则关闭K后封闭气体的质量为 解得 【链接高考】 1．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（　　） A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏 B．该装置所测温度不高于31.5℃ C．该装置所测温度不低于23.5℃ D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大 【答案】B 【详解】A．由盖—吕萨克定律得 其中 ，， 代入解得 根据可知 故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A错误； BC．当时，该装置所测的温度最高，代入解得 故该装置所测温度不高于，当时，该装置所测的温度最低，代入解得 故该装置所测温度不低于，故B正确，C错误； D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误。 故选B。 2．（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 3．（2025·全国卷·高考真题）如图，一定量的理想气体先后处于图上三个状态，三个状态下气体的压强分别为，则（   ） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】根据理想气体的状态方程有 变形有 则V—T图线上的点与坐标原点连线的斜率代表 则由题图可知pc > pb = pa 故选AD。 4．（2025·海南·高考真题）如图，竖直放置的汽缸内有一横截面积的活塞，活塞质量忽略不计，活塞与汽缸无摩擦且密封良好。若活塞保持静止，气缸内密封一定质量的理想气体，气体温度，气体体积。设大气压强，重力加速度 。 (1)若加热气体，使活塞缓慢上升，当气体体积变为，求气体温度； (2)若往活塞上轻放质量为的重物，且活塞下降过程中气体温度T0不变，求稳定后的气体体积。 【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律 代入数值解得 （2）设稳定后气体的压强为，根据平衡条件有 分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为，整个过程根据玻意耳定律 联立解得 5．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 气体、固体和液体 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 温度和温标 1 题型2 气体的等温变化 3 题型3 气体的等压变化和等容变化 8 题型4 固体 12 题型5 液体 15 【能力培优练】 18 【链接高考】 24 【重难题型讲解】 题型1 一、状态参量与平衡态 1、热力学系统和外界 (1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。 (2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。 2、状态参量：用来描述系统状态的物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等。 3、平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态，否则就是非平衡态。 （1）平衡态的特点：当系统处于平衡态时，系统所有状态参量都不随时间变化，我们就能比较准确地描述系统的状态。在中学阶段，我们主要处理平衡态的问题。 (2)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态。 (3)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的；系统处于平衡态时，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。 二、热平衡与温度 1、热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 2、热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3、温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。 4、热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。 5、热平衡定律的意义：热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据，因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。 三、温度计与温标 1、温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标；常用的两种温标是摄氏温标和热力学温标。 （1）摄氏温标表示的温度是摄氏温度，单位是摄氏度，符号为℃。 （2）开尔文温标表示的温度是热力学温度，单位是开尔文，简称开，是国际单位制中七个基本物理量之一，符号是K。 2、确定一个温标的方法 （1）选择一种测温物质。 （2）了解测温物质用以测温的某种性质。 （3）确定温度的零点和分度的方法。 3、热力学温度T与摄氏温度t （1）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃。 （2）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标表示的温度叫热力学温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K。 （3）摄氏温标和热力学温标的关系：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一度的大小相同；△t=△T。 （4）摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K。 【探究归纳】温度是分子平均动能的标志，温标是温度的数值表示方法。 【典例1-1】关于温度与内能，下列说法中正确的有（　　） A．温度高的物体比温度低的物体内能大 B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能 C．某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零 D．一般来说，物体的温度和体积变化时它的内能都会随之改变 【典例1-2】（多选）下列说法正确的是（    ） A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能 C．同一物体中，每个分子的动能总是相同的 D．温度高的物体分子平均速率大于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率 跟踪训练1关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（    ） A．两个分子间相互作用力减小时，分子势能也减小 B．随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大 C．显微镜下观察到墨水中小碳粒的布朗运动，就是碳分子的运动 D．两物体达到热平衡的条件是两物体的内能相等 跟踪训练2（多选）物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是（  ） A．分子很小，肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到 B．雾霾天气是大量的细微的尘粒悬浮在空中，说明尘粒分子在做无规则运动 C．分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示了宏观现象的微观本质 D．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志 题型2 一、气体的等温变化规律探究 1、等温变化：一定质量的某种气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系叫作气体的等温变化。 2、探究气体等温变化的规律 （1）实验目的：探究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的定量关系，验证玻意耳定律。 （2）实验器材：注射器、铁架台、刻度尺。 （3）实验原理 ①一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，压强p与体积V成反比，即：pV=C（常数，m、T不变）或p∝。 ②空气柱体积V=S∙l（S 为注射器横截面积，l为空气柱长度），可通过刻度尺测量l得到V；压强p由压力表直接读取。 （4）实验方法与步骤 ①实验准备 a用橡胶套封住注射器下端开口，将柱塞推入合适位置，封闭一段一定质量的空气柱。 b将注射器固定在铁架台上，连接好压力表，确保装置气密性良好。 c记录初始状态下空气柱的长度l0和压强p0。 ②控制温度的操作 a缓慢推动或拉动柱塞，避免快速操作导致气体温度明显变化（快速压缩/膨胀会使气体温度升高/降低）。 b操作后等待片刻，待气体温度与环境温度一致后，再读取数据。 c实验过程中保持环境温度稳定，避免手直接长时间接触注射器（防止体温传递改变气体温度）。 ③数据采集 a缓慢向下压柱塞，改变空气柱体积，待稳定后，记录此时空气柱长度l1和压强p1。 b继续缓慢改变柱塞位置（下压或上拉），重复上述操作，采集至少5~6组不同的 (li,pi) 数据。 c计算每组数据对应的体积Vi=S∙li（S为注射器横截面积，可由注射器规格得到）。 （5）数据分析 ①p-V图像分析：以压强p为纵坐标、体积V为横坐标，在坐标纸上描点，绘制p−V曲线。若曲线近似为双曲线，说明p与V可能成反比。 ②p-图像验证：以压强p为纵坐标、体积的倒数为横坐标，重新描点。若各点基本落在过原点的同一条直线上，则证明：p∝⟹ pV=常数；即一定质量的气体在等温变化中，压强与体积成反比。 （6）实验结论：在温度不变、质量一定的条件下，气体的压强p与体积V成反比，满足玻意耳定律： p1V1=p2V2=⋯=pnVn=C 二、玻意耳定律 1、气体压强的特点 （1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略。但大气压强P0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略。 （2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递。 2、封闭气体压强的计算 （1）理论依据 ①液体压强的计算公式 p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p=p0+ρgh ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体） ④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。 （2）计算的方法步骤（液体密封气体） ①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象 ②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程 ③解方程，求得气体压强 3、玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 (1)公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。 (2)适用条件：①气体质量不变、温度不变。②气体温度不太低、压强不太大。 4、气体的等温变化的p­V图像 （1）p—V图像：一定质量的气体的p—V图像为一条双曲线，如图甲所示。 　 甲　　　　　　乙 （2）p—图像：一定质量的气体的p—图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示。 【探究归纳】一定质量的理想气体，温度不变时，压强与体积成反比，即玻意耳定律。 【典例2-1】将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C．若将试管稍上移后放手，试管会静止 D．若将试管稍上移后放手，试管会下沉 【典例2-2】（多选）如图，上表面水平光洁的物块静止于水平地面上，其上轻放有一导热良好的薄半球形皮碗；初始时，碗内理想气体与物块的接触面积为S，体积为V0，压强为大气压强p0。先用力从碗顶缓慢竖直向下挤压皮碗，松手后当皮碗与物块间再次恢复气密性时，碗内气体体积变为，压强变为，再用力从碗顶缓慢竖直向上提皮碗。设向上提过程中无外界气体进入碗中，碗与物块即将分离时已恢复原状，环境温度不变。则（　　） A．挤出的气体与最初皮碗中气体质量之比为1∶18 B．挤出的气体与最初皮碗中气体质量之比为17∶18 C．皮碗能提起物块的最大重力为 D．皮碗能提起物块的最大重力为 【典例2-3】在一个电梯的轿厢中,一质量，内部横截面积的汽缸由一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在电梯的顶部，电梯以加速度a匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度g取10m/s²。求： (1)图甲静止状态下,汽缸内气体的压强； (2)图乙电梯加速运动时汽缸内气体的压强和加速度a的大小。 跟踪训练1如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，活塞处于平衡状态。现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积不变 跟踪训练2（多选）以下为教材中的四幅图，相关叙述正确的是（　　） A．甲图是显微镜下小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度降低，其内能一定减小 C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 D．图丁为分子力与分子间距离关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变大后变小 跟踪训练3如图所示，一根一端封闭粗细均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用高的水银柱封闭了一段长的空气柱。已知外界大气压强为，封闭气体的温度不变，g取。求： (1)玻璃管及水银柱静止时，封闭气体的压强大小； (2)保持玻璃管开口向上以的加速度竖直向上加速运动，稳定后玻璃管中封闭气柱的长度。 题型3 一、气体的等压变化 1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。 2、盖—吕萨克定律 （1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。 （2）公式：V＝CT或＝。 （3）适用条件：气体质量一定；气体压强不变。 （4）等压变化的图像：由V＝CT可知在V­T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线。对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同。斜率越小，压强越大，如图所示，p2>p1。 3、在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述 （1）一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增大（或减小）的体积等于它在0℃时体积的；数学表达式为或Vt=V0（1+）。 （2）推论；一定质量的气体，从初状态（V、T）开始，发生等压变化，其体积变化ΔV和温度的变化ΔT间的关系为或。 4、一定质量的某种气体，在等压变化过程中 （1）V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1<p2，即斜率越小，压强越大。 （2）V－t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。 二、气体的等容变化 1、等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。 2、查理定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 （1）公式：p＝CT或＝。 （2）适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变。 （3）查理定律及其推论：由查理定律＝可以推出或。 3、一定质量的某种气体，在等容变化过程中 （1）p－T图像：气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小。 （2）p－t图像：压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。 三、理想气体 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）宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。 （2）微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。 2、理想气体与实际气体：在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理。 3、理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管压强p、体积V、温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保持不变。 (1)表达式：①＝；②＝C。 (2)成立条件：一定质量的理想气体。 (3)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关。 (4)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。 4、理想气体状态方程与气体实验定律 ＝⇒ 四、对气体实验定律的微观解释 1、玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的；体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。 2、盖－吕萨克定律的微观解释：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。 3、查理定律的微观解释：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。 【归纳总结】等压变化：一定质量理想气体压强不变时，体积与热力学温度成正比；等容变化：体积不变时，压强与热力学温度成正比。 【典例3-1】夏季正午，停放在室外的汽车，轮胎内气体温度可以高达40℃，此时胎内气压恰好处于标准值。夜间气温降至25℃，若轮胎密封良好且无漏气（轮胎容积近似不变），这个过程，关于胎内的气体，说法正确的是（　　） A．胎内气体压强低于标准值 B．所有气体分子速度都变小 C．气体分子平均动能增大 D．气体分子平均动能不变 【典例3-2】（多选）一定质量的理想气体从状态开始，经、、三个过程后回到初始状态，其图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在过程中，气体分子的内能一直在增大 B．在过程中，气体分子的平均动能一直在减小 C．在过程中，气体对外界做功300J D．在一个循环过程中，气体从外界吸收450J热量 【典例3-3】某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水，随后把开水倒掉，用带有细管的橡胶塞把瓶口封住，此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中，固定玻璃瓶，稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h，水的密度，大气压强为，重力加速度为g，忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。 (1)当细管上端恰好有水溢出时，求瓶内气体的温度大小； (2)当细管中的水恰好不再喷出时，水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为，瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。 跟踪训练1如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气（可看作理想气体）。若玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的变化可能是（　　） A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小 跟踪训练2（多选）关于理想气体的性质，下列说法正确的是（　　） A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B．理想气体是人为规定的，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C．一定质量的理想气体，分子平均动能增大，其温度一定升高 D．氦气是液化温度最低的气体，任何情况下均可当作理想气体 跟踪训练3山东沿海地区冬季清晨湿冷、中午温度骤升，2025年12月某日地表温度变化达20℃。某车主早晨7:00在气温零下3℃时测得胎压为2.1atm，胎压监测系统设定报警阈值为≤1.9atm或≥2.6atm。忽略轮胎内气体体积变化。 (1)中午地表温度升至17℃，车辆行驶过程中轮胎内气体温度升至47℃，通过计算说明胎压是否触发报警； (2)若汽车行驶过程中一轮胎被异物划破缓慢漏气，当系统报警时，求泄漏气体质量占胎内原有气体质量的百分比（假设漏气过程温度保持47℃不变，结果保留两位有效数字）。 题型4 一、晶体和非晶体 1、固体的分类：固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又可以分为单晶体与多晶体。 （1）石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体；玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 （2）熔点：晶体具有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度。 2、非晶体：没有则的外形。 物理性质：没有确定的熔化温度。导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性。 3、晶体：单晶体整个物体就是一个晶体，具有天然的有规则的几何形状，物理性质表现为各向异性；而多晶体是由许许多多的细小的晶体（单晶体）集合而成，没有天然的规则的几何形状，物理性质表现为各向同性。 （1）单晶体：有天然的规则的几何形状。 物理性质：有确定的熔点。导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性。 （2）多晶体：没有规则的几何形状。 物理性质：有确定的熔点；导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性。 （3）熔点：单晶体和多晶体都有一定的熔化温度。 4、对单晶体的各向异性的理解 (1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同。通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。 (2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。 ①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。 ②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。 ③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。 ④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。 二、晶体的微观结构 1、规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 2、变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。 3、单晶体、多晶体及非晶体的异同比较 分类 微观结构 宏观表现 外形 物理性质 晶体 单晶体 组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵 有天然、规则的几何形状 各向异性 有确定的熔点 多晶体 由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成 没有天然、规则的几何形状 各向同性 非晶体 内部物质微粒是无规则排列的 没有确定的熔化温度 4、晶体的微观结构 （1）晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。 （2）用晶体的微观结构解释晶体的特点。 晶体有天然的规则几何形状是由于内部微粒有规则地排列。 晶体表现为各向异性是由于从内部任何一点出发，在不同方向上相等距离内微粒数不同。 晶体的多型性是由于组成晶体的微粒不同的空间排列形成的。 【归纳总结】固体分为晶体和非晶体，晶体有规则结构、固定熔点，非晶体则没有。 【典例4-1】关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．所有的晶体的物理性质都表现为各向异性 B．晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体 C．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 D．所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点 【典例4-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．电磁波调制的方法有调幅、调频和调谐 B．双折射现象表明方解石是光学各向异性的晶体 C．为防止漏电，高压设备中导体的表面应尽量光滑 D．金属热电阻和热敏电阻的阻值均随温度升高而增大 跟踪训练1下列与热力学相关的知识，说法正确的是（　　） A．两个分子间距增大时，其分子势能可能减小 B．液体中小颗粒的体积越大，布朗运动就越显著 C．单晶体的所有物理性质都具有各向异性的特征 D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 跟踪训练2（多选）下列说法正确的是（　　） A．甲图为氧气分子的速率分布图像，状态①的温度比状态②的温度低 B．乙图为一定质量的理想气体状态变化的图像，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变 C．丙图为用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形的图样，则该固体可能为多晶体 D．丁图为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系图像，在r由变到的过程中分子力做正功 题型5 液体 一、液体的表面张力 1、表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2、分子力的特点：在液体内部，分子间的平均距离略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3、表面张力 （1）定义：液体表面的这种力使液体表面绷紧到最小的力，叫作液体的表面张力。 （2）作用效果：使液体表面具有收缩趋势。 4、液体表面张力的成因分析：液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。 5、表面张力及其作用 (1)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，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 (3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。 二、浸润和不浸润 1、浸润和不浸润 （1）一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫作不浸润。 （2）浸润和不浸润是分子力作用的表现。 2、浸润和不浸润的形成原因 （1）附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层。附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 （2）浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体。 （3）不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体。 3、毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。 （1）毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差越大。 （2）毛细现象的特点：毛细管中，当液体上升到一定的高度时，液体所受重力与液体表面张力形成的向上的拉力平衡时，液面稳定在一定的高度。 （3）毛细现象的成因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。 如图所示，甲是浸润现象，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一个向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润现象，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一个向下的力，因而管内液面比管外低。 三、液晶 1、液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。 2、出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态。 3、液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易具有液晶态。 4、液晶的特点 （1）液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列。 （2）液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。 （3）在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。 【归纳总结】液体由大量分子构成，分子间作用力弱，具有流动性，无固定形状但有固定体积。 【典例5-1】“一壶一茶一世界，一水一景一人生”是以茶为媒介诠释的东方生活哲学，茶叶在水中舒展沉浮，茶香随温度变化消散。下列关于泡茶的物理现象说法正确的是（　　） A．茶叶在沸水中舒展沉浮，茶叶的运动是布朗运动 B．打碎的茶杯不能拼接复原，说明分子间存在排斥力 C．开水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈 D．泡茶过程中洒落在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是不浸润的 【典例5-2】（多选）如图甲所示，是吹肥皂泡游戏的画面，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出在空中做无规则运动的肥皂泡。下列说法正确的是（ ） A．肥皂泡的无规则运动为布朗运动 B．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关 C．固体和液体间的相互作用大于液体分子间的相互作用 D．固体和液体间的相互作用小于液体分子间的相互作用 跟踪训练1夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 跟踪训练2（多选）在不同温度下某物质材料的分子排列如图所示，甲图为结晶态对应的温度为，乙图为液晶态对应的温度为。则（　　） A． B．甲、乙两图中的分子都在做热运动，且甲图中的分子热运动更剧烈 C．若降低乙图液晶态的温度，分子排列会变得更无序 D．乙图液晶态具有流动性，同时具有光学的各项异性 【能力培优练】 1．将某种液体滴在玻璃板表面，形成扁平球形的液滴，如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中，稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．下列说法正确的是（　　） A．温度相同的物体内能一定相同 B．液体中液体分子的无规则运动称为布朗运动，布朗运动随温度的升高而更加剧烈 C．一定质量的理想气体，当温度不变、压强增大时，其体积可能增大 D．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁仍有压强 3．茶道文化起源于中国。关于泡茶中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．热水泡茶更快闻到茶香，说明温度越高，分子热运动越剧烈 B．放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象 C．茶壶煮茶时，沸腾后，会看到壶口出现“白气”，这是扩散现象 D．茶巾材质有强吸水性，说明茶水与茶巾间是不浸润的 4．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．图乙中附着层水分子间距较内部要小，附着层水分子间作用力表现为斥力所致 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了固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 5．一个体积为2V0的钢瓶中，装有压强为p0的氧气。在恒温状态下用容积为V0的抽气筒抽气，则抽气4次后钢瓶中氧气的压强为（　　） A．p0 B．p0 C．p0 D．p0 6．如图所示为一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为时，气柱高为（活塞与圆筒间摩擦不计，弹簧始终处于弹性限度内）（　　） A． B． C． D．h 7．如图所示，在一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封，吸管中引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计外界大气压的变化，在吸管上标上温度刻度值，就是一个简易的温度计，罐内气体可视为理想气体，则（　　） A．温度升高后罐中气体压强增大 B．增大铝罐体积可增加测温范围 C．在空间站中该温度计不可使用 D．吸管上的温度刻度值左小右大 8．对nmol理想气体，其状态参量p（压强）、V（体积）以及T（绝对温度）之间存在如下关系：（R是一个普适常量）。现有nmol理想气体，其T−V图像如图所示，经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态Q。已知此过程中当时，温度达到最大值。若状态P和Q的温度TP和TQ都等于，则该过程的p−V图为（　　） A． B． C． D． 9．（多选）关于下列四幅图中物理现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是液体表面张力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是液体表面张力作用的结果 C．丙图中毛细管中浸润液体呈凹液面并低于管外液面，不浸润液体呈凸液面并高于管外液面 D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象 10．（多选）茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。关于泡茶中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是扩散现象 B．打碎的茶杯不能拼接复原，说明分子间不存在作用力 C．泡茶时，开水比冷水更能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈 D．泡茶过程中洒漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是浸润的 11．（多选）潜水钟是一种沉放到水下研究水底情况的装置。如图所示，一潜水钟（可近似看作长方体）高，横截面积，从水面上方开口向下缓慢沉入水中，最终到达水平河床，进入钟内的水深。已知该过程钟内封闭气体温度保持不变，大气压强，水的密度，重力加速度，不考虑钟壁厚度，下潜过程中钟内气体不泄漏，下列说法正确的是（　　） A．到达河床后钟内的气体压强 B．到达河床后钟内的气体压强 C．水的深度 D．水的深度 12．（多选）如图所示粗细相同、导热良好的薄壁形管竖直放置，左管开口，右管封闭。管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是（　　） A．活塞向下移动的距离为 B．左管内水银面向下移动的距离为 C．稳定后右管中气体的压强为 D．稳定后固定活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐低于右管 13．有一组同学对温度计进行探究。他们通过查阅资料得知，17世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一麦秆粗细的玻璃管，一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管吸入一段水柱。根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了探究“伽利略温度计”，同学们根据资料中的描述自制了如图所示的测温装置，图中A为一个小塑料瓶，B为一吸管，通过软木塞与A连通，管的下端竖直插在大水槽中，使管内、外水面有一高度差h。然后进行实验探究：在不同温度下分别测出对应的水柱高度h，记录的实验数据如表所示。 温度 17 19 21 23 25 27 30.0 24.9 19.7 14.6 9.4 4.2 5.1 _____ _____ _____ _____ 根据表中数据计算出相邻两次测量水柱的高度差，并填在表中的空格中。由此可得出结论： （1）当温度升高时，管内水柱高度h将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）水柱高度h随温度的变化情况是________（选填“均匀”或“不均匀”）变化的，理由：________________。 14．如图所示，水下减压帐篷是一种潜水装置，可为深潜运动员提供干燥的减压恢复空间。下潜前气体充满整个帐篷，封闭气体的体积为、压强等于大气压强，温度为。现将帐篷快速下潜至作业深度，帐篷内气体体积被压缩至。已知帐篷内的封闭气体可视为理想气体，下潜过程中气体温度保持不变，海水的密度，重力加速度大小。 (1)求帐篷作业深度H； (2)若保持作业深度不变，足够长时间后帐篷内气体体积被压缩至，求此时作业深度处的水温。 15．某氧气瓶容积，启用前瓶内温度，压强，瓶内氧气可视为理想气体。 (1)若瓶内的压强超过会报警，求报警时瓶内的最低温度； (2)某医院使用该氧气瓶为病房供氧，氧气以每分钟的流量输出，输出氧气的压强稳定为1atm、温度为27℃，瓶内压强降至时停止输出，瓶内温度保持不变。求： ①供氧时间； ②氧气瓶内最终剩余氧气与启用前氧气的质量之比。 16．如图所示，上、下端均开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒足够长且筒中各有一个厚度不计且导热性良好的光滑活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为4S、质量为5m。两活塞用长为L的刚性细杆连接，两活塞间封闭一定质量的气体，在距离大圆筒底端处有一水平小卡栓。开始时，位于大圆筒底端右侧的阀门K处于关闭状态，两活塞处于静止状态，活塞A与卡栓间的距离为，现将阀门K打开，抽气装置缓慢抽气，当杆对B的作用力恰好为零时关闭K。已知重力加速度为g，外界大气压强恒为，且，抽气管、卡栓和细杆体积不计，环境温度保持不变，两活塞间封闭气体始终可视为理想气体。求： (1)抽气前杆对A活塞的作用力大小和方向； (2)抽气装置抽出气体的质量与原先封闭气体的质量之比。 【链接高考】 1．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（　　） A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏 B．该装置所测温度不高于31.5℃ C．该装置所测温度不低于23.5℃ D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大 2．（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 3．（2025·全国卷·高考真题）如图，一定量的理想气体先后处于图上三个状态，三个状态下气体的压强分别为，则（   ） A． B． C． D． 4．（2025·海南·高考真题）如图，竖直放置的汽缸内有一横截面积的活塞，活塞质量忽略不计，活塞与汽缸无摩擦且密封良好。若活塞保持静止，气缸内密封一定质量的理想气体，气体温度，气体体积。设大气压强，重力加速度 。 (1)若加热气体，使活塞缓慢上升，当气体体积变为，求气体温度； (2)若往活塞上轻放质量为的重物，且活塞下降过程中气体温度T0不变，求稳定后的气体体积。 5．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $