暑假闯关复习作业11 气体 固体 液体 -2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 该专项以“微观结构-宏观规律-图像应用”为主线，整合固体液体性质、气体实验定律及图像问题，提炼比较法、图像分析法等实用技巧，强化科学思维与物理观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |固体液体性质|5题（晶体判断等）|晶体非晶体比较法、表面张力成因分析|从微观分子排列（晶体规则/非晶体杂乱）到宏观性质（熔点、各向异性）| |气体实验定律|4题（压强计算等）|气体定律公式与图像结合法、状态方程应用|从实验定律（玻意耳/查理定律）推导理想气体状态方程，关联压强微观解释| |气体图像问题|3题（p-T/V-T分析）|图像斜率与状态量关系分析法、过程状态判定|从图像识别（等温/等容/等压）到状态量（p/V/T）比较，建立图像与规律对应|

暑假闯关复习作业11 气体 固体 液体 目录： 学习目标 考点解析和例题 限时训练 学习目标　1.了解固体的微观结构,知道晶体和非晶体的特点,了解液晶的主要性质。 2.了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因。 3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。 4.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图像问题。 考点一　固体、液体的性质　气体分子运动速率分布规律 1.晶体和非晶体的比较 　分类 比较　 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 几何外形 规则 不规则 不规则 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 形成与 转化 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体;同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现;晶体与非晶体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,跟这部分液面的各条分界线垂直。 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,液体能够浸润固体。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。 4.气体分子运动速率分布规律 (1)气体分子的速率分布图像 (2)气体分子运动速率分布规律 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;气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等;气体分子速率呈现“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,分子速率大的分子比例较多,平均速率会增大(但不是每个分子的速率都增大)。 1．（25-26高二下·广东广州·期末）实验发现激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度呈现如图所示双叶分布。据此可判断黑磷（     ） A．具有光学性质各向异性 B．没有规则的几何外形 C．没有确定的熔点 D．是多晶体 【答案】A 【详解】A．激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度不同，说明黑磷在光学性质上表现出各向异性，这是单晶体的特征，故A正确； B．黑磷表现为各向异性，说明它是晶体，晶体通常具有规则的几何外形，故B错误； C．黑磷是晶体，晶体具有确定的熔点，故C错误； D．多晶体由大量取向杂乱的单晶体组成，宏观上表现为各向同性，而黑磷表现出明显的各向异性，因此它是单晶体，故D错误。 故选A。 2．（25-26高二下·广东清远·期末）关于下列四幅插图，以下说法正确的是（     ） A．图a中悬浮在水中的炭微粒的布朗运动反映了炭分子在做无规则热运动 B．图b是氧气分子在不同温度下的速率分布曲线，可知温度T1>T2 C．由图c可知，当分子间的距离r＜r0时，分子间的作用力F>0，即表现为斥力 D．图d中石蜡在云母片上熔化后呈现为椭圆形，说明石蜡是单晶体 【答案】C 【详解】A．图a表示布朗运动。悬浮在水中的炭微粒会做无规则运动，但这种运动的本质原因是：水分子在不停地做无规则热运动，并不断撞击炭微粒，所以布朗运动反映的是液体分子的无规则热运动，不是炭分子的无规则热运动。故A错误； B．图b是氧气分子在不同温度下的速率分布曲线。温度越高，分子的平均速率越大，速率分布曲线会向右移，且峰值降低、分布变宽。图中曲线比更靠右、更平缓，所以。故B错误； C．图c表示分子间作用力随分子间距离r的变化，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为斥力。故C正确； D．图d中，石蜡在云母片上熔化后呈椭圆形，说明云母片沿不同方向导热能力不同，即云母具有各向异性。各向异性是单晶体的重要特征，因此该实验说明的是云母是单晶体，不是说明石蜡是单晶体。故D错误。 故选C。 3．（25-26高二下·河北沧州·期末）下列有关固体和液体的说法正确的是（　　） A．液晶属于液体 B．水会浸润玻璃 C．只有单晶体有固定的熔点 D．所有晶体均具有各向异性 【答案】B 【详解】A．液晶是介于液态和晶态之间的特殊聚集态，既不属于纯晶体也不属于纯液体，故A错误； B．水和玻璃接触时，附着层分子间距小于液体内部分子间距，分子力表现为斥力，附着层有扩张趋势，因此水可以浸润玻璃，故B正确； C．单晶体和多晶体都属于晶体，二者均有固定的熔点，只有非晶体没有固定熔点，故C错误； D．只有单晶体具有各向异性，多晶体由大量杂乱排列的单晶体组成，宏观上表现为各向同性，故D错误。 故选B。 4．（25-26高二下·宁夏银川·期末）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（     ） A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图乙中玻璃容器内水银滴呈椭球形，是因为水银分子之间的相互作用小于玻璃和水银间的相互作用 C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D．图丁中冬天农民用拖拉机锄松土壤，是为破坏土壤的毛细现象 【答案】D 【详解】A．水黾停在水面上，主要靠水的表面张力，其腿部压在水面上形成凹坑，表面张力提供向上的支持力，故A错误； B．水银不浸润玻璃，水银分子间内聚力大于水银与玻璃分子间的附着力，因此在玻璃表面收缩成椭球形或球形，故B错误； C．在细管中，液体浸润管壁则液面上升，不浸润则液面下降，笔芯内水面下降说明水不浸润塑料笔芯，故C错误； D．锄松土壤的目的是切断土壤中的毛细管，减少毛细现象，从而减少地下水分向上蒸发，起到保墒作用，故D正确。 故选D。 5．（25-26高二下·四川资阳·期末）下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．图甲中，小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动 B．图乙中，在一杯热水中滴入红墨水，热水很快变红，这是扩散现象 C．图丙中，细管竖直插入水中的情景图证明了水浸润图中细管 D．图丁中，肥皂泡呈球形，是因为受到重力作用 【答案】B 【详解】A．图甲是布朗运动中小炭粒不同时刻的位置连线，布朗运动是悬浮小炭粒的无规则运动，间接反映的是水分子的无规则运动，不是小炭粒分子的运动，故A错误； B．热水中滴入红墨水后，不同物质的分子彼此进入对方，使整杯水很快变红，这是扩散现象，温度越高分子热运动越剧烈，扩散越快，故B正确； C．液体浸润管壁时，会在毛细管中上升；不浸润时会下降。丙图中细管内液面低于管外液面，说明水不浸润该细管，故C错误； D．肥皂泡呈球形是液体表面张力的作用（表面张力使液体表面积收缩到最小，相同体积下球形表面积最小），不是重力的作用，故D错误。 故选B。 考点二　气体实验定律和理想气体状态方程 内容 表达式 图像 玻意耳 定律 一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比 p1V1=p2V2 查理定律 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 = 拓展:Δp=ΔT 盖-吕萨 克定律 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 = 拓展:ΔV=ΔT 理想气体状态方程 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 理想气体状态方程:=或=C(质量一定的理想气体) 6．（25-26高二下·山西吕梁·期末）如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为的水银柱封闭了一段长为的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设玻璃管横截面积为，大气压强，水银柱长，初始气柱长 初态（竖直放置）：气体压强，体积 末态（水平放置）：气体压强，设气柱长，体积 由玻意耳定律 解得 故选B。 7．（25-26高二下·广西钦州·期末）如图甲所示为一款气体温度计的示意图，现将其简化为图乙模型，图乙中玻璃泡a中封闭有一定质量的理想气体，与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高于水槽中液面，且b管中液面高度会随环境温度变化而变化，b管体积相对于玻璃泡a可忽略不计，外界大气压强恒定，则（     ） A．玻璃泡a及b管应选用隔热材料制成 B．玻璃泡a中密闭的理想气体压强大于大气压强 C．气温升高b管中液面下降 D．若想让温度计更灵敏，应换用密度更大的液体 【答案】C 【详解】A．气体温度计需要让封闭气体温度与待测环境温度一致，因此玻璃泡必须选用导热材料才能感应环境温度，故A错误； B．设大气压为，液面高度差为，液体密度为，平衡时满足：封闭气体压强 即，封闭气体压强小于大气压，故B错误； C．气温升高时，封闭气体温度升高，由理想气体状态方程，管体积远小于玻璃泡，近似不变，温度升高则封闭气体压强增大； 结合，增大则高度差减小，即管液面下降，故C正确； D．相同温度变化下，推导得液面高度变化，密度越小，越大，温度计越灵敏，因此要提高灵敏度应换用密度更小的液体，故D错误。 故选 C。 8．（25-26高二下·河南南阳·期末）两小组同学分别设计了两种测温装置，其结构如图所示。甲图，玻璃泡A内封有一定量气体（可认为理想气体），与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。已知水银面以上B管的高度H=24 cm，B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计。在标准大气压（相当于76 cm高的水银柱所产生的压强）下，管内水银面的高度x=16 cm时，对应的温度为27℃。摄氏温度与热力学温度的关系是T=t+273K。乙图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明的吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。则下列说法正确的是（　　 ） A．甲图的测温装置能够测量的最低温度为13℃ B．甲图测温装置的刻度不均匀，乙图的刻度均匀 C．甲图的测温装置如果拿到高山上进行测温，温度计的显示温度高于实际温度 D．乙图中用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会减小 【答案】C 【详解】A．大气压强，温度为27℃时，玻璃泡A内的气体温度 当B管内水银面的高度时，玻璃泡A内的气体压强 当B管内水银面到达管的顶端时，玻璃泡A内的气体压强 此时测得的温度最低，设玻璃泡A内的气体温度为，由题意可知玻璃泡A内的气体做等容变化，由查理定律得 解得 即测得的最低气温为，故A错误； B．根据上述分析可知，当液柱高度为时，玻璃泡A内的气体压强 由查理定律得 代入数据有，化简得 可知温度与x呈线性关系，则甲图测温装置的刻度均匀； 乙图装置为等压变化，设饮料罐及吸管内气体初始体积为，吸管横截面积为，初始温度为，吸管内油柱右移的距离为，由盖-吕萨克定律有 可知与呈线性关系，故乙图测温装置的刻度均匀，故B错误； C．高山上大气压​低于标准大气压，实际温度不变时，A内气体压强p不变，由 得，减小，因此x比标准大气压下同温度的x更小，刻度是按标准大气压标定的，x越小，对应的刻度温度越高，因此显示温度高于实际温度，故C正确； D．乙图中，吸管长度固定时，更粗的吸管横截面积S更大，相同温度变化对应的油柱移动距离更小，整个吸管长度可以容纳更大的温度变化，测温范围会增大，故D错误。 故选C。 9．（25-26高二下·内蒙古锡林郭勒·期末）一定质量的理想气体经历状态变化，其图像如图所示，变化顺序为，其中段反向延长线过坐标原点，、段与轴垂直，段与轴垂直。已知理想气体在状态的温度为，求整个过程中理想气体的最高温度（     ）。 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据理想气体状态方程 （常数），可知理想气体的温度与压强和体积的乘积成正比，即 由 图像读取各状态点的坐标 ： 点：，已知温度为 ，则 点：，则 点：，则 点：，则 比较各状态的乘积可知，状态的乘积最大，因此状态的温度最高，根据理想气体状态方程有 代入数据得 解得 。 故选C。 考点三　气体状态变化的图像问题 一定质量的理想气体状态变化的几种图像的比较 等温变化 等容变化 等压变化 图 像 p-V图像 p-图像 p-T图像 V-T图像 特 点 pV=CT(其中C为恒量),即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远 p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高 p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小 V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小 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。 10．（25-26高二下·河北沧州·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，状态①的分子平均动能比状态②的小 B．图乙中，该气体由状态A变化到B的过程中温度先变大后变小 C．图丙中，在时分子力表现为斥力 D．图丁中，由到的过程中分子力做负功 【答案】B 【详解】A．当温度升高时，分子热运动加剧，同时“中间多”的这一高峰向速率大的一方移动，即大量分子的平均速率变大，其分子的平均动能也增大，所以由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，则状态①的分子平均动能比状态②的大，A错误； B．由可知，pV的乘积与温度大小成正比，图乙中，该气体由状态A变化到B的过程中温度先变大后变小，B正确； C．图丙中，表示分子力为零的位置，在时分子力表现为引力，C错误； D．图丁中，由到的过程中分子势能减小，分子力做正功，D错误。 故选B。 11．（25-26高二下·广东东莞·期末）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，p-T图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．a→b过程中，气体温度降低，体积增大 B．b→c过程中，气体温度降低，体积减小 C．c→a过程中，气体压强增大，体积减小 D．c→a过程中，气体温度升高，体积增大 【答案】B 【详解】A．a→b过程中，为等温变化，压强减小，体积增大，故A错误； B．b→c过程中，为等压变化，根据可得气体温度降低，体积减小，故B正确； CD．c→a过程中，由可知为等容变化，气体压强增大，温度升高，故CD错误。 故选B。 12．（25-26高二下·贵州安顺·期末）如图，一定质量的理想气体，状态变化过程如图像中图线所示，由图线可知（　　） A．过程，气体压强增大 B．过程，气体从外界吸收热量 C．过程，分子与单位面积容器壁间的平均作用力变小 D．过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数不变 【答案】C 【详解】A．过程，气体的体积与热力学温度成正比，说明该过程为等压膨胀过程，气体的压强保持不变，故A错误； B．过程，气体的温度保持不变，体积减小 根据热力学第一定律，温度不变则内能不变（），体积减小则外界对气体做功（），因此，即气体向外界放热，故B错误； C．过程，是等压，由可知b点的压强小于c点压强，则得到a点的压强小于c点压强，因此分子与单位面积容器壁间的平均作用力（即气体的压强）减小，故C正确； D．由于体积增大导致分子数密度减小，温度降低导致分子平均速率减小，单位时间内撞击单位面积容器壁的次数会减小，故D错误。 故选C。 限时训练 一、实验题 1．（25-26高二下·广西南宁·期末）某实验小组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 本实验的研究对象是注射器中的空气柱，主要实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器最大位置，将其通过一段橡胶管与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞压缩气体，记录注射器的刻度值V，以及对应的由计算机显示的气体压强值p； ③用图像处理实验数据，得出图线。 (1)本实验中，压强传感器（     ） A．需要调零 B．不需要调零 (2)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应________（填字母）。 A．尽可能保持环境温度不变 B．实验过程中要用手握紧注射器主管 C．实验过程中应缓慢地推动活塞 D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 (3)该组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则图中V0代表的物理含义是________； (4)为了使该组同学在实验中做出的图线是一条过原点的直线，请你提供一条改进建议：____________________________ (5)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，从理论上讲图像可能接近下列哪个图________（填字母）。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2)AC (3)橡胶管内气体的体积 (4)取橡胶管内和注射器内的气体作为研究对象，想办法测出橡胶管内的气体体积 (5)D 【详解】（1）在探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系实验中，压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值，不需要调零，故选B； （2）A．为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应保证环境温度不变，故A正确； B．若实验过程中用手握紧注射器推拉活塞，则气体温度将升高，故B错误； C．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故C正确； D．在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，不能保证温度不变，故D错误。 故选AC。 （3）设橡胶管中的气体体积为V0，则有 整理得 可知图像的纵轴截距大小V0代表的物理含义是橡胶管中的气体体积。 （4）由上述分析可知，若要使做出的图线是一条过原点的直线，则取橡胶管内和注射器内的气体作为研究对象，想办法测出橡胶管内的气体体积。 （5）根据 可得 则随体积V的减小，即随的增加，图像的斜率变小，则图像向下弯曲。 故选D。 2．（25-26高二下·山东泰安·期末）某实验小组设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。实验小组在某不变大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度标注，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示： 环境温度t（℃） -27 0 27 54 81 100 汞柱高x（cm） 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4 温度刻度t（℃） -27 0 27 54 81 100 实验小组根据上表中的数据，绘制出x-T图像，T=t+273 K，如上图。 (1)在标注刻度时，20℃应标在距水银面高______cm处； (2)根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值p0=______cmHg； (3)晴朗天气比阴天大气压高0.5 cmHg。用该装置来测量温度、晴天比阴天的温度______（选填“偏高”或“偏低”）______℃（填温差绝对值）。 【答案】(1)16.4 (2)75 (3) 偏低 2.5 【详解】（1）[1] 由图像或表中数据可知，随均匀减小，斜率大小为= 故与满足，其中单位为、单位为 对应 代入得 （2）[2] 水银柱平衡时，泡内气体压强与大气压强满足 若用作压强单位，则 玻璃泡内气体体积不变，由查理定律有= 所以 图像中当 时，直线外推得 此时 故 （3）[3][4] 晴天大气压强变为 同一实际温度下泡内气体压强不变，水银柱高度应满足，即水银柱高度比原刻度对应高度大。 由 可知，水银柱高度越大，刻度读数对应温度越低，故晴天测量温度偏低；水银柱高度每增大，读数温度降低，所以温差绝对值为= 二、解答题 3．（25-26高二下·山东德州·期末）某工业设备采用竖直导热汽缸作为安全温控单元，汽缸顶端开通气孔与大气连通，内置超温报警探头；底部左侧装有密封充气阀，用于气体充装调试。汽缸内壁距底部处设有a、b限位挡块，活塞厚度不计，活塞横截面积，封闭一定质量的理想气体。初始调试状态：关闭充气阀，活塞静止在限位挡块上，封闭的气体压强等于大气压强，均为，温度，活塞距缸底高度即为挡块高度。缓慢升温测试：温度升至时，活塞恰好离开限位挡块；温度升至时，活塞触碰报警探头触发停机报警。外界大气压恒定，不计活塞与汽缸摩擦，重力加速度。 (1)求活塞的质量； (2)通过充气阀充入同种理想气体，使报警温度调整为，求充入气体质量与原有气体质量的比值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）以缸内气体为研究对象，温度升至时，活塞恰好离开限位挡块，此时气体压强为，由查理定律可得 解得 此时以活塞为研究对象：     解得活塞的质量     （2）设汽缸总高度为，在活塞缓慢升至汽缸顶部的过程，由盖吕萨克定律得     解得 设充入汽缸内的气体压强为，温度为，体积为，则     充入气体质量与原有气体质量的比值为     解得 4．（25-26高二下·广西河池·期末）在中国，汽车已普及千家万户，出行时安全非常重要，其行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故。已知某型号汽车轮胎容积是，正常行驶时胎压应在2.0 atm至2.8 atm之间，低于2.0 atm或超过2.8 atm会发出警报声。行车前，仪表显示的左前轮胎压为2.6 atm，右前轮胎压为2.0 atm，两后轮胎压为2.3 atm，此时环境气温为，（设轮胎容积不变，胎内气体看成理想气体）。求： (1)行驶一段时间后，左前轮胎内气温达到了，此时其胎压是多少？报警器是否会报警？ (2)若行车前使右前轮轮胎压强变为2.3 atm，需用打气机（充气泵）给该轮胎充多少立方米压强为1 atm的气体进去？（设充气过程温度不变） 【答案】(1)，会发生报警 (2) 【详解】（1）对左前轮胎内气体由等容规律有 其中，， 解得 由于，胎压报警器会发生报警。 （2）设要充进的气体体积为，其压强为，由理想气体等温变化规律有 其中 代入数据解得 5．（25-26高二下·河南·阶段检测）如图所示为车载气垫床，图中是充气后的情景。若未充气时，气垫床内部气体压强为，体积为，早晨，用充气筒给气垫床充气，使其内部气体压强增加到，体积增加到，充气筒每次充入压强为、体积为的气体。设充气过程中气体温度恒为，充好气后气垫床静置在车内，气垫床内气体的质量和体积不再变化，至中午时气垫床内部气体温度升高到，气垫床内部气体看成理想气体。求： (1)早晨用充气筒充气的次数； (2)中午时气垫床内部气体的压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）充气过程中气体温度不变，对原气体和充入气体整体为研究对象。设充气次数为，初态总压强为，总体积为；末态压强为，体积为 根据玻意耳定律可得 解得 （2）充气后体积不变，气体做等容变化。初态压强为，温度为；末态温度为，设压强为 根据查理定律可得 解得 6．（25-26高二下·山东泰安·期末）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强p0=1.0×105 Pa，外面大气温度t1=27℃，铸型室底面积s1=0.5 m2，高度h=0.4 m，底面与注气前气室内金属液面高度差H=0.2 m，柱状气室底面积s2=1.0 m2，注气前气室内气体压强为p0，温度为t2=927℃。金属液的密度ρ=5.0×103 kg/m3，重力加速度g=10 m/s2，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。热力学温度T=273+t K。金属液刚好充满铸型室时，求 (1)气室内气体的压强； (2)若注气过程中气室内温度不变，需从进气口注入的室外空气的体积。 【答案】(1)1.4×105 Pa (2)0.09 m3 【详解】（1）上方增加的液体与下方减少的液体体积相等S1h=S2h′  解得下方液面下降高度h′=0.2 m 此时下方气体的压强p2=p0+ρg（h+H+h′） 得p2=1.4×105 Pa （2）注入气体前，气室内气体体积V1=s2H   解得V0=0.05 m3 金属液刚好充满铸型室时，气室内气体体积V2=s2（h′+H） V2=0.4 m3 设注入气体体积ΔV，对气室内的气体 解得ΔV=0.09 m3 7．（25-26高二下·山东青岛·期末）某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一水平拉伸的轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为F的力。已知环境温度保持不变，大气压始终为，活塞A、B的横截面积分别为，初始时拉力，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。 (1)当拉力缓慢增大到时，求活塞A与汽缸连接处的距离x； (2)保持拉力不变，改变环境温度，使汽缸内气体温度由300K缓慢上升到360K，求该过程中汽缸内气体对外界做的功。 【答案】(1) (2)12J 【详解】（1）初始时，拉力，系统处于平衡状态 整理可得 因为，所以初始时汽缸内气体压强 封闭气体的体积 当拉力缓慢增大到时，根据平衡条件 解得 根据玻意耳定律 解得 因为活塞A和B通过刚性轻杆连接，它们之间的距离始终为2L，所以此时活塞B与汽缸连接处的距离为，此时气体的总体积 解得 （2）根据盖-吕萨克定律 解得 气体对外界做的功为恒定压强与体积变化量的乘积 8．（25-26高二下·贵州安顺·期末）下暴雨时，路面井盖上的排气孔会被堵塞，可能会造成安全隐患。如图所示是某排水管道的侧面剖视图，井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为。初始时水面与井盖之间的距离为，井内密闭气体的压强为大气压强。井内气体可视为理想气体，且温度保持不变，重力加速度为。 (1)当井内密闭气体的压强为时井盖恰好被气体顶起，求井盖的质量； (2)雨停一小段时间后，水面下降了（水面仍在圆柱形竖直井内），求密闭气体对井盖的作用力。 【答案】(1) (2)，方向竖直向上。 【详解】（1）以井盖为研究对象，当井盖恰好被顶起时，对井盖有 解得 （2）以水位和井盖之间的气体为研究对象，依题意气体温度保持不变，根据玻意耳定律有 解得 又因密闭气体对井盖的作用力 联立解得 方向竖直向上。 9．（25-26高二下·河南洛阳·期末）如图所示，粗细均匀且导热性能良好的足够长玻璃管内，用水银柱封闭着一定质量的理想气体，固定在倾角为的光滑斜面上。已知水银柱的长度，被封闭的气柱长，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计一切摩擦，不考虑温度的变化。求： (1)固定时封闭气体的压强； (2)若解除固定，让玻璃管沿斜面自由下滑，稳定时封闭气体的长度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设玻璃管的横截面积为，以水银柱为研究对象，对水银柱受力分析，如图所示 由平衡条件有 可得 因此   解得   （2）若解除固定，玻璃管沿斜面加速下滑，设下滑的加速度为，则由牛顿第二定律有 可得   以水银柱为研究对象，由牛顿第二定律有   可得 解得   根据玻意耳定律有   解得 10．（25-26高二下·北京大兴·期末）如图所示，水平放置的固定气缸中用活塞封闭一定质量的气体，缸内封闭的气体可视为理想气体，初始时体积为V0，压强等于大气压强，活塞可在气缸内无摩擦滑动。活塞横截面积为S，质量为M，已知大气压强恒定为P0，假设缸内气体温度始终保持不变。 (1)请从微观角度分析：向右缓慢拉动活塞过程中缸内气体压强的变化情况及原因； (2)用水平拉力F将活塞缓慢向右移动，推导拉力F的大小与移动距离x的关系式； (3)在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动的周期为。将活塞缓慢向右拉开微小位移x（满足）时撤去拉力，请论证撤去拉力后活塞将做简谐运动；并类比弹簧振子做简谐运动的周期公式写出活塞的振动周期T。 【答案】(1)见解析 (2) (3) 论证见解析， 【详解】（1）气体压强的微观本质，是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的平均作用力，其大小与分子平均动能和单位体积内的分子数两个因素直接相关。 在向右缓慢拉动活塞的等温过程中，温度不变则分子平均动能不变，单个分子每次碰撞器壁的平均冲量不变；气体体积增大，而气体分子总数不变，则单位体积内的分子数减少，单位时间内，撞击活塞单位面积的分子数减少，导致单位时间内的总冲量减小，宏观上表现为气体压强降低。 （2）设活塞所受的水平拉力大小为F 等温过程由玻意耳定律得                     解得缸内气体压强 对活塞，根据受力平衡有                         解得 （3）设向右方向为正方向，将活塞向右拉动微小位移x时撤去拉力，活塞所受的合力为，可得 当时,有 即活塞所受的回复力与位移的大小成正比，方向相反，活塞的运动可视为简谐运动。 此时，活塞质量为M，将二者代入水平弹簧振子的周期公式，可得活塞的运动周期公式为 11．（25-26高二下·广东汕尾·期末）如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积，活塞的质量，厚度不计。在两处设有限制装置，使活塞只能在之间运动，下方汽缸的容积，之间的容积为。开始时活塞停在处，缸内气体的压强，温度，现缓慢加热缸内的气体至温度为，在此过程中活塞缓慢移动到处。已知外界大气压强，取重力加速度。 (1)求活塞刚离开处时气体的温度； (2)求缸内气体最后的压强； (3)在图乙中画出整个过程的图线（用箭头表示变化方向）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）从初始至活塞刚离开处，气体体积不变，由查理定律，有    活塞刚离开处时，受力平衡，有    又 代入数据，联立解得 （2）从初始至温度为，由理想气体状态方程，有    代入数据解得 （3）如图所示 学科网（北京）股份有限公司 $ 暑假闯关复习作业11 气体 固体 液体 目录： 学习目标 考点解析和例题 限时训练 学习目标　1.了解固体的微观结构,知道晶体和非晶体的特点,了解液晶的主要性质。 2.了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因。 3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。 4.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图像问题。 考点一　固体、液体的性质　气体分子运动速率分布规律 1.晶体和非晶体的比较 　分类 比较　 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 几何外形 规则 不规则 不规则 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 形成与 转化 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体;同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现;晶体与非晶体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,跟这部分液面的各条分界线垂直。 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,液体能够浸润固体。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。 4.气体分子运动速率分布规律 (1)气体分子的速率分布图像 (2)气体分子运动速率分布规律 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;气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等;气体分子速率呈现“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,分子速率大的分子比例较多,平均速率会增大(但不是每个分子的速率都增大)。 1．（25-26高二下·广东广州·期末）实验发现激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度呈现如图所示双叶分布。据此可判断黑磷（     ） A．具有光学性质各向异性 B．没有规则的几何外形 C．没有确定的熔点 D．是多晶体 2．（25-26高二下·广东清远·期末）关于下列四幅插图，以下说法正确的是（     ） A．图a中悬浮在水中的炭微粒的布朗运动反映了炭分子在做无规则热运动 B．图b是氧气分子在不同温度下的速率分布曲线，可知温度T1>T2 C．由图c可知，当分子间的距离r＜r0时，分子间的作用力F>0，即表现为斥力 D．图d中石蜡在云母片上熔化后呈现为椭圆形，说明石蜡是单晶体 3．（25-26高二下·河北沧州·期末）下列有关固体和液体的说法正确的是（　　） A．液晶属于液体 B．水会浸润玻璃 C．只有单晶体有固定的熔点 D．所有晶体均具有各向异性 4．（25-26高二下·宁夏银川·期末）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（     ） A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图乙中玻璃容器内水银滴呈椭球形，是因为水银分子之间的相互作用小于玻璃和水银间的相互作用 C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D．图丁中冬天农民用拖拉机锄松土壤，是为破坏土壤的毛细现象 5．（25-26高二下·四川资阳·期末）下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．图甲中，小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动 B．图乙中，在一杯热水中滴入红墨水，热水很快变红，这是扩散现象 C．图丙中，细管竖直插入水中的情景图证明了水浸润图中细管 D．图丁中，肥皂泡呈球形，是因为受到重力作用 考点二　气体实验定律和理想气体状态方程 内容 表达式 图像 玻意耳 定律 一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比 p1V1=p2V2 查理定律 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 = 拓展:Δp=ΔT 盖-吕萨 克定律 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 = 拓展:ΔV=ΔT 理想气体状态方程 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 理想气体状态方程:=或=C(质量一定的理想气体) 6．（25-26高二下·山西吕梁·期末）如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为的水银柱封闭了一段长为的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为）（　　） A． B． C． D． 7．（25-26高二下·广西钦州·期末）如图甲所示为一款气体温度计的示意图，现将其简化为图乙模型，图乙中玻璃泡a中封闭有一定质量的理想气体，与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高于水槽中液面，且b管中液面高度会随环境温度变化而变化，b管体积相对于玻璃泡a可忽略不计，外界大气压强恒定，则（     ） A．玻璃泡a及b管应选用隔热材料制成 B．玻璃泡a中密闭的理想气体压强大于大气压强 C．气温升高b管中液面下降 D．若想让温度计更灵敏，应换用密度更大的液体 8．（25-26高二下·河南南阳·期末）两小组同学分别设计了两种测温装置，其结构如图所示。甲图，玻璃泡A内封有一定量气体（可认为理想气体），与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。已知水银面以上B管的高度H=24 cm，B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计。在标准大气压（相当于76 cm高的水银柱所产生的压强）下，管内水银面的高度x=16 cm时，对应的温度为27℃。摄氏温度与热力学温度的关系是T=t+273K。乙图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明的吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。则下列说法正确的是（　　 ） A．甲图的测温装置能够测量的最低温度为13℃ B．甲图测温装置的刻度不均匀，乙图的刻度均匀 C．甲图的测温装置如果拿到高山上进行测温，温度计的显示温度高于实际温度 D．乙图中用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会减小 9．（25-26高二下·内蒙古锡林郭勒·期末）一定质量的理想气体经历状态变化，其图像如图所示，变化顺序为，其中段反向延长线过坐标原点，、段与轴垂直，段与轴垂直。已知理想气体在状态的温度为，求整个过程中理想气体的最高温度（     ）。 A． B． C． D． 考点三　气体状态变化的图像问题 一定质量的理想气体状态变化的几种图像的比较 等温变化 等容变化 等压变化 图 像 p-V图像 p-图像 p-T图像 V-T图像 特 点 pV=CT(其中C为恒量),即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远 p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高 p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小 V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小 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。 10．（25-26高二下·河北沧州·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，状态①的分子平均动能比状态②的小 B．图乙中，该气体由状态A变化到B的过程中温度先变大后变小 C．图丙中，在时分子力表现为斥力 D．图丁中，由到的过程中分子力做负功 11．（25-26高二下·广东东莞·期末）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，p-T图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．a→b过程中，气体温度降低，体积增大 B．b→c过程中，气体温度降低，体积减小 C．c→a过程中，气体压强增大，体积减小 D．c→a过程中，气体温度升高，体积增大 12．（25-26高二下·贵州安顺·期末）如图，一定质量的理想气体，状态变化过程如图像中图线所示，由图线可知（　　） A．过程，气体压强增大 B．过程，气体从外界吸收热量 C．过程，分子与单位面积容器壁间的平均作用力变小 D．过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数不变 限时训练 一、实验题 1．（25-26高二下·广西南宁·期末）某实验小组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 本实验的研究对象是注射器中的空气柱，主要实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器最大位置，将其通过一段橡胶管与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞压缩气体，记录注射器的刻度值V，以及对应的由计算机显示的气体压强值p； ③用图像处理实验数据，得出图线。 (1)本实验中，压强传感器（     ） A．需要调零 B．不需要调零 (2)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应________（填字母）。 A．尽可能保持环境温度不变 B．实验过程中要用手握紧注射器主管 C．实验过程中应缓慢地推动活塞 D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 (3)该组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则图中V0代表的物理含义是________； (4)为了使该组同学在实验中做出的图线是一条过原点的直线，请你提供一条改进建议：____________________________ (5)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，从理论上讲图像可能接近下列哪个图________（填字母）。 A． B． C． D． 2．（25-26高二下·山东泰安·期末）某实验小组设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。实验小组在某不变大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度标注，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示： 环境温度t（℃） -27 0 27 54 81 100 汞柱高x（cm） 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4 温度刻度t（℃） -27 0 27 54 81 100 实验小组根据上表中的数据，绘制出x-T图像，T=t+273 K，如上图。 (1)在标注刻度时，20℃应标在距水银面高______cm处； (2)根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值p0=______cmHg； (3)晴朗天气比阴天大气压高0.5 cmHg。用该装置来测量温度、晴天比阴天的温度______（选填“偏高”或“偏低”）______℃（填温差绝对值）。 二、解答题 3．（25-26高二下·山东德州·期末）某工业设备采用竖直导热汽缸作为安全温控单元，汽缸顶端开通气孔与大气连通，内置超温报警探头；底部左侧装有密封充气阀，用于气体充装调试。汽缸内壁距底部处设有a、b限位挡块，活塞厚度不计，活塞横截面积，封闭一定质量的理想气体。初始调试状态：关闭充气阀，活塞静止在限位挡块上，封闭的气体压强等于大气压强，均为，温度，活塞距缸底高度即为挡块高度。缓慢升温测试：温度升至时，活塞恰好离开限位挡块；温度升至时，活塞触碰报警探头触发停机报警。外界大气压恒定，不计活塞与汽缸摩擦，重力加速度。 (1)求活塞的质量； (2)通过充气阀充入同种理想气体，使报警温度调整为，求充入气体质量与原有气体质量的比值。 4．（25-26高二下·广西河池·期末）在中国，汽车已普及千家万户，出行时安全非常重要，其行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故。已知某型号汽车轮胎容积是，正常行驶时胎压应在2.0 atm至2.8 atm之间，低于2.0 atm或超过2.8 atm会发出警报声。行车前，仪表显示的左前轮胎压为2.6 atm，右前轮胎压为2.0 atm，两后轮胎压为2.3 atm，此时环境气温为，（设轮胎容积不变，胎内气体看成理想气体）。求： (1)行驶一段时间后，左前轮胎内气温达到了，此时其胎压是多少？报警器是否会报警？ (2)若行车前使右前轮轮胎压强变为2.3 atm，需用打气机（充气泵）给该轮胎充多少立方米压强为1 atm的气体进去？（设充气过程温度不变） 5．（25-26高二下·河南·阶段检测）如图所示为车载气垫床，图中是充气后的情景。若未充气时，气垫床内部气体压强为，体积为，早晨，用充气筒给气垫床充气，使其内部气体压强增加到，体积增加到，充气筒每次充入压强为、体积为的气体。设充气过程中气体温度恒为，充好气后气垫床静置在车内，气垫床内气体的质量和体积不再变化，至中午时气垫床内部气体温度升高到，气垫床内部气体看成理想气体。求： (1)早晨用充气筒充气的次数； (2)中午时气垫床内部气体的压强。 6．（25-26高二下·山东泰安·期末）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强p0=1.0×105 Pa，外面大气温度t1=27℃，铸型室底面积s1=0.5 m2，高度h=0.4 m，底面与注气前气室内金属液面高度差H=0.2 m，柱状气室底面积s2=1.0 m2，注气前气室内气体压强为p0，温度为t2=927℃。金属液的密度ρ=5.0×103 kg/m3，重力加速度g=10 m/s2，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。热力学温度T=273+t K。金属液刚好充满铸型室时，求 (1)气室内气体的压强； (2)若注气过程中气室内温度不变，需从进气口注入的室外空气的体积。 7．（25-26高二下·山东青岛·期末）某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一水平拉伸的轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为F的力。已知环境温度保持不变，大气压始终为，活塞A、B的横截面积分别为，初始时拉力，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。 (1)当拉力缓慢增大到时，求活塞A与汽缸连接处的距离x； (2)保持拉力不变，改变环境温度，使汽缸内气体温度由300K缓慢上升到360K，求该过程中汽缸内气体对外界做的功。 8．（25-26高二下·贵州安顺·期末）下暴雨时，路面井盖上的排气孔会被堵塞，可能会造成安全隐患。如图所示是某排水管道的侧面剖视图，井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为。初始时水面与井盖之间的距离为，井内密闭气体的压强为大气压强。井内气体可视为理想气体，且温度保持不变，重力加速度为。 (1)当井内密闭气体的压强为时井盖恰好被气体顶起，求井盖的质量； (2)雨停一小段时间后，水面下降了（水面仍在圆柱形竖直井内），求密闭气体对井盖的作用力。 9．（25-26高二下·河南洛阳·期末）如图所示，粗细均匀且导热性能良好的足够长玻璃管内，用水银柱封闭着一定质量的理想气体，固定在倾角为的光滑斜面上。已知水银柱的长度，被封闭的气柱长，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计一切摩擦，不考虑温度的变化。求： (1)固定时封闭气体的压强； (2)若解除固定，让玻璃管沿斜面自由下滑，稳定时封闭气体的长度。 10．（25-26高二下·北京大兴·期末）如图所示，水平放置的固定气缸中用活塞封闭一定质量的气体，缸内封闭的气体可视为理想气体，初始时体积为V0，压强等于大气压强，活塞可在气缸内无摩擦滑动。活塞横截面积为S，质量为M，已知大气压强恒定为P0，假设缸内气体温度始终保持不变。 (1)请从微观角度分析：向右缓慢拉动活塞过程中缸内气体压强的变化情况及原因； (2)用水平拉力F将活塞缓慢向右移动，推导拉力F的大小与移动距离x的关系式； (3)在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动的周期为。将活塞缓慢向右拉开微小位移x（满足）时撤去拉力，请论证撤去拉力后活塞将做简谐运动；并类比弹簧振子做简谐运动的周期公式写出活塞的振动周期T。 11．（25-26高二下·广东汕尾·期末）如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积，活塞的质量，厚度不计。在两处设有限制装置，使活塞只能在之间运动，下方汽缸的容积，之间的容积为。开始时活塞停在处，缸内气体的压强，温度，现缓慢加热缸内的气体至温度为，在此过程中活塞缓慢移动到处。已知外界大气压强，取重力加速度。 (1)求活塞刚离开处时气体的温度； (2)求缸内气体最后的压强； (3)在图乙中画出整个过程的图线（用箭头表示变化方向）。 学科网（北京）股份有限公司 $