2013年高考物理二轮复习精品学案专题二十八：物态变化和气体定律
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| 名称 | 2013年高考物理二轮复习精品学案专题二十八：物态变化和气体定律 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 211.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 新人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-01-20 12:50:20 | ||
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文档简介
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2013高考二轮复习专题精品学案
高考二轮专题复习精品学案专题
专题二十八、物态变化和气体定律
【重点知识解读】
固体、液体和物态变化
1.固体和液体都是自然界存在的物质形态。固体分晶体和非晶体，晶体分单晶体和多晶体。晶体具有确定的熔点，单晶体具有规则的几何形状和各向异性。非晶体没有规则的几何形状和熔点，各向同性。
2.液体的宏观表现：
（1）液体没有固定的形状，能够流动。液体分子之间的相互作用力比固体小，液体扩散速度比固体快。
（2）液体与气体接触的一层液体薄层叫做表面层，由于分子的热运动，表面层中液体分子比液体内部稀疏，分子之间表现为相互吸引——表面张力。表面张力的作用使液体表面有收缩趋势。
（3）.液体有浸润和不浸润现象、毛细现象。
（i）一种液体会浸润某种固体而附着在固体表面的现象叫做浸润；一种液体不会浸润某种固体也就不会附着在固体表面的现象叫做不浸润；一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的。例如水浸润玻璃，但不浸润石蜡。浸润和不浸润现象产生原因：当水与玻璃接触，接触处形成一个附着层，附着层中水分子之间的吸引力小于水分子和玻璃分子之间的吸引力，形成浸润现象；当水与石蜡接触，接触处形成一个附着层，附着层中水分子之间的吸引力大于水分子和石蜡分子之间的吸引力，形成不浸润现象。
（ii）浸润液体在毛细管中上升形成凸面、不浸润液体在毛细管中下降形成凹面的现象叫做毛细现象。毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，内径越小，高度差越大。
3.液晶具有液体的流动性，而其光学性质与某些晶体类似，具有各向异性。
4.与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽，而未达到饱和状态的蒸汽叫做为饱和汽。在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的；饱和汽的密度随温度的升高而增大。饱和汽所具有的压强叫做这种液体的饱和汽压，用ps表示。饱和汽压随温度的升高而增大，与液体的种类有关，与体积无关。未饱和汽所具有的压强叫做这种液体的未饱和汽压，未饱和汽压小于饱和汽压。
5.空气的湿度可通俗理解为空气的潮湿程度。
空气的绝对湿度：指空气中所含水蒸气的压强。
空气的相对湿度：表示空气中的水蒸气离饱和状态远近的物理量。某温度时空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压强之比叫做这时空气的相对湿度，即相对湿度=×100%。
气体
1.理想气体的内能只与温度有关。气体的压强宏观上与温度和体积有关，微观上单位体积内的分子数、分子平均速率有关。对于一定质量的理想气体，单位体积内的分子数越多、分子平均速率越大，则单位时间内对单位面积器壁的撞击次数越多、每次的撞击力也越大，压强越大。
2.气体实验定律包括一定质量的气体等温变化遵循的玻意耳定律pV=常量、等容变化遵循的查理定律p/T=常量、等压变化遵循的盖·吕萨克定律V/T=常量。理想气体是在任何温度、任何压强下都遵循实验定律的气体。理想气体状态方程pV/T=恒量。
【高考命题动态】
固体、液体、气体是物质存在的重要形态，物态变化是自然界的常见变化，气体实验定律是气体遵循的重要规律。理想气体状态方程是处理气体变化问题的重要规律，也是高考考查重点。
【最新高考题分析】
典例1.（2012·江苏物理）下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 _________.
(A) 水黾可以停在水面上
(B) 叶面上的露珠呈球形
(C) 滴入水中的红墨水很快散开
(D) 悬浮在水中的花粉做无规则运动
【答案】AB
【解析】滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，说明液体分子的热运动。
针对训练题1. （2012江苏盐城二模）下列说法正确的是
A．空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力
B．布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈
C．由能的转化和守恒定律知道，能源是不会减少的
D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性.
答案：．AD
解析：空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力，选项A正确；布朗运动表明了微粒越小，布朗微粒运动越剧烈，选项B错误；由能的转化和守恒定律知道，自然界总能量不会减少的，但人类可以利用的能源是会减少的，选项C错误；液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，选项D正确。
典例2.（2012·山东理综）以下说法正确的是 。
a．水的饱和汽压随温度的升高而增大
b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
【答案】ab
【解析】水的饱和汽压随温度的升高而增大，扩散现象表明，分子在永不停息地运动，选项ab正确；当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力减小，选项c错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，选项d错误。
针对训练题2（2011海南物理卷17题（1））关于空气湿度，下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【答案】BC【解析】当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项A错误B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比，选项C正确D错误。
典例3。（2012·新课标理综）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）
（ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。
【解析】（i）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有 ①
式中Δp=60mmHg，打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意，有②
玻璃泡A和B中气体的体积为V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得p1VB=pBV2④
联立①②③④式，并代入题给数据得pC=△p=180mmHg 。 ⑤
（ii）当右侧水槽的水温加热至时，U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为 ⑥
玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定理得⑦
联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得T’=364K ⑧
针对训练题3（10分）（2012江西重点中学协作体第二次联考）某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3m3．往桶内倒入4.2×10－3m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进2.5×10－4m3的空气，要使喷雾器内空气的压强达到4标准大气压应打气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为1标准大气压，整个过程中温度不变）
.解析：由波意耳定律，npV0+pV=4pV，V=5.7×10－3m3-4.2×10－3m =1.5×10－3m，解得n=18.
当药液全部喷完，V’=5.7×10－3m3．由p’V’=4pV解得p’=1.05p，大于大气压，所以能使喷雾器内的药液全部喷完。
典例4.（2012·山东理综）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm。（环境温度不变，大气压强p0=75cmHg）
①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）
②此过程中左管内的气体对外界 （填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将 （填“吸热”或放热“）。
【答案】①p=50cmHg。②做正功；吸热
【解析】①设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
p1V1= p2V2
p1= p0
p2=p+ ph
V1=l1S
V2=l2S
由几何关系得h=2(l2-l1)
联立上述各式，代入数据得p=50cmHg。
②做正功；吸热
针对训练题4（2011新课标理综卷第33题）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。
【解析】：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为p1= p0+ ρgl3 ①
式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度。
玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则p2= ρgl1 ，p2+ρgx = p0， ②
式中，p2管内空气柱的压强。由玻意耳定律得 p1(Sl2)= p2(Sh) ③
式中,h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm ④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则p3= p0+ ρgx ⑤
由玻意耳定律得p1(Sl2)= p3(Sh’) ⑥
式中，h’是此时空气柱的长度。由①②③⑤⑥h’≈9.2cm ⑦
【最新模拟题训练】。
1．（2013连云港摸底）下列说法中，正确的是
A．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能不一定增加
B．布朗运动反映了固体小颗粒内分子的无规则运动
C．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同
D．当两分子间的距离为“r0”时，分子间的作用力为零，
答案：AC解析：晶体熔化时吸收热量，温度不变，分子平均动能不一定增加，选项A正确；布朗运动反映了液体分子的无规则运动，选项B正确；温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项C正确；当两分子间的距离为“r0”时，分子间的引力和斥力大小相等，选项D错误。
2(6分）（2013河南三市联考）下列有关物质属性及特征的说法中，正确的是________ (填入正确选项前的字母。选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分，每选错一个扣3 分，最低得分为0分）
A. 液体的分子势能与液体的体积有关
B. 晶体的物理性质都是各向异性的
C. 温度升高，每个分子的动能都增大
D. 分子间的引力和斥力同时存在
E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
答案：ADE
解析：由于分子势能与分子距离，所以液体的分子势能与液体的体积有关，选项A正确；单晶体的物理性质都是各向异性的，而多晶体的物理性质都是各向同性的，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，选项C错误；分子间的引力和斥力同时存在， 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，选项DE正确。
3 (9分）（2013河南三市联考）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,活塞 的横截面积为S0初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部 相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压 强为p0，重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气 体内能的增加量。（题中各物理量单位均为国际单位制单位）
解析：由盖·吕萨克定律得，=,解得T1=2T0.
气体在等压变化过程中，活塞受力如图。由平衡条件，pS=p0S-mg
气体对活塞做功，W=pSh=(p0S-mg)h，
由热力学第一定律，△U=Q-W，
气体内能的增加量为△U=Q-(p0S-mg)h。
4（2013湖北三校联考）一定质量理想气体的p-V图象如图11所示，其中a→b为等容过程，b→c为等压过程，c→a为等温过程，已知气体在状态a时的温度Ta=300K，在状态b时的体积Vb=22.4L求：
?①气体在状态c时的体积Vc；
②试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系，并简要说明理由。
解：①气体c→a 等温变化，根据玻意尔定理得
又a →b等容过程，所以
解得：
②气体由状态b到状态c为等压过程，由盖吕萨克定律可知体积增大时温度升高，所以气体内能△U增大，由于b→c气体对外做功，W为负值，气体吸热，Q为正值，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体吸收热量Q大于气体对外做的功W。
5.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 ▲
A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
答案：BD
解析：微粒运动是液体分子的无规则热运动的反映，微粒运动即布朗运动，选项A错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，选项B正确；食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的，选 项C错误；小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D正确。
6.（6分）（2013天星调研卷）下列说法不正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．温度高的物体内能可能大，但分子平均动能不一定大
B．单晶体和多晶体都有规则的几何外形
C．热量可以从低温物体传给高温物体
D．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中变扁的原因是矿泉水瓶内的空气压强小于外界压强
E．潮湿的天气绝对湿度一定很大
【答案】ABE（6分）
【命题意图】 本题主要考查温度、内能、晶体、热力学第二定律、压强、湿度等知识点，意在考查考生对热学相关知识的掌握情况和运用知识的能力。
【解题思路】根据温度的微观含义，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，选项A错误；单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形，选项B错误；热量可以从低温物体传给高温物体，选项C正确；夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中变扁的原因是矿泉水瓶内的空气压强小于外界压强，选项D正确；潮湿的天气相对湿度一定很大，但绝对湿度不一定很大，选项E错误。
【易错警示】本题的易错点是温度与内能的关系、晶体特征、湿度、热力学第二定律的理解。温度是分子平均动能的标志，温度高分子平均动能一定大。物体内能由分子动能和分子势能两部分组成，分子平均动能大，物体内能不一定大。天气潮湿说明相对湿度大，但是如果温度很低，绝对湿度则不大。要正确理解相关量的物理意义，才能正确分析和解答。
7.（9分）（2013天星调研卷）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，保留三位有效数字。
①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，求此时气柱的长度。
②气缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度。
【命题意图】 本题主要考查气体状态和理想气体状态方程，意在考查考生分析气体状态变化和运用理想气体状态方程及其相关知识的能力。
【解题思路】①气缸正立放置时气体压强p1=p0+=1.2×105Pa,
体积V1=L1S，温度T1=（273+7）K=280K；
气缸倒立放置时气体压强p2=p0-=0.8×105Pa ，
体积V2=L2S，温度T2=（273+27）K=300K；（2分）
由理想气体状态方程，=
解得 L2=16.1cm （3分）
②逐渐升高温度气体做等压变化：T2=（273+27）K=300K
V2=L2S，V3=L3S，L3=20cm （2分）
由=，解得T3=T2=T2=373K. （2分）
8（10分）如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg①气体体积减半时的温度T1；
②建立P—V坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程。
解析：①解设初始气体体积V，根据理想气体状态方程
---------------（5分）
解得-----------------（2分）
② 气体变化的整个过程如图。
9（2013徐州摸底）下列说法正确的是 ．
A．晶体都具有确定的熔点
B．布朗运动就是物质分子的无规则热运动
C．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小．
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故
答案：AC
解析：晶体都具有确定的熔点，选项A正确；布朗运动是液体分子的无规则热运动的反映，选项B错误；一定质量的理想气体压强增大，可能温度降低，其分子的平均动能可能减小，选项C正确；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子无规则运动的缘故，选项D错误．
10 （2013徐州摸底）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100J，则该过程中气体 (选填“吸收”或“放出”)热量 J．
答案：吸收 300
解析：一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，体积增大，对外做功W=p△V=1.0×105×2.0×10-3J=2.0×102J..。根据热力学第一定律，该过程中气体吸收热量300J。
11.（2013江苏常州模拟）下列说法中正确的是
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动
B．多晶体没有固定的熔点
C．液晶的光学性质具有各向异性
D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力
答案：⑴C(4分)
解析：（1）布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动，选项A错误；多晶体有固定的熔点，选项B错误；液晶的光学性质具有各向异性，选项C正确；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力，选项D错误；
12（2013江苏常州模拟）一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图所示，AB、BC分别与p轴和T轴平行，气体在状态A时的压强为p0、体积为V0，在状态B时的压强为2p0，则气体在状态B时的体积为 ；气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，则此过程气体 （选填“吸收”或“放出”）的热量为 ．
答案： V0/2 (1分) 吸收 (1分) △U+W (4分)
（2）解析：对AB过程，温度不变，由玻意耳定律可知，气体在状态B时的体积为V= V0/2；气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为△U+W．
13（2011福建理综卷第28题）如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程。图中横线表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是 （填选项前的字母）
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
答案：B
【解析】只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段、表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确ACD错误。
14．（2010海南物理第17题)下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）。
(A)当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小
(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
(C)单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
(D)当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
【答案】ADE
【解析】一定质量的气体吸热时，如果同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则内能减小，选项A正确；玻璃是非晶体，选项B错；多晶体也有固定的熔点，现象C错；液体表面层内的分子密度小于液体内部分子密度，大于大气分子密度，因此分子力的合力指向液体内部，选项D正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，决定气体的压强，而气体压强与气体温度和体积(单位体积内分子数)有关，因此气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内分子数和气体的温度有关，选项E正确。
2013高考二轮复习专题精品学案
高考二轮专题复习精品学案专题
专题二十八、物态变化和气体定律
【重点知识解读】
固体、液体和物态变化
1.固体和液体都是自然界存在的物质形态。固体分晶体和非晶体，晶体分单晶体和多晶体。晶体具有确定的熔点，单晶体具有规则的几何形状和各向异性。非晶体没有规则的几何形状和熔点，各向同性。
2.液体的宏观表现：
（1）液体没有固定的形状，能够流动。液体分子之间的相互作用力比固体小，液体扩散速度比固体快。
（2）液体与气体接触的一层液体薄层叫做表面层，由于分子的热运动，表面层中液体分子比液体内部稀疏，分子之间表现为相互吸引——表面张力。表面张力的作用使液体表面有收缩趋势。
（3）.液体有浸润和不浸润现象、毛细现象。
（i）一种液体会浸润某种固体而附着在固体表面的现象叫做浸润；一种液体不会浸润某种固体也就不会附着在固体表面的现象叫做不浸润；一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的。例如水浸润玻璃，但不浸润石蜡。浸润和不浸润现象产生原因：当水与玻璃接触，接触处形成一个附着层，附着层中水分子之间的吸引力小于水分子和玻璃分子之间的吸引力，形成浸润现象；当水与石蜡接触，接触处形成一个附着层，附着层中水分子之间的吸引力大于水分子和石蜡分子之间的吸引力，形成不浸润现象。
（ii）浸润液体在毛细管中上升形成凸面、不浸润液体在毛细管中下降形成凹面的现象叫做毛细现象。毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，内径越小，高度差越大。
3.液晶具有液体的流动性，而其光学性质与某些晶体类似，具有各向异性。
4.与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽，而未达到饱和状态的蒸汽叫做为饱和汽。在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的；饱和汽的密度随温度的升高而增大。饱和汽所具有的压强叫做这种液体的饱和汽压，用ps表示。饱和汽压随温度的升高而增大，与液体的种类有关，与体积无关。未饱和汽所具有的压强叫做这种液体的未饱和汽压，未饱和汽压小于饱和汽压。
5.空气的湿度可通俗理解为空气的潮湿程度。
空气的绝对湿度：指空气中所含水蒸气的压强。
空气的相对湿度：表示空气中的水蒸气离饱和状态远近的物理量。某温度时空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压强之比叫做这时空气的相对湿度，即相对湿度=×100%。
气体
1.理想气体的内能只与温度有关。气体的压强宏观上与温度和体积有关，微观上单位体积内的分子数、分子平均速率有关。对于一定质量的理想气体，单位体积内的分子数越多、分子平均速率越大，则单位时间内对单位面积器壁的撞击次数越多、每次的撞击力也越大，压强越大。
2.气体实验定律包括一定质量的气体等温变化遵循的玻意耳定律pV=常量、等容变化遵循的查理定律p/T=常量、等压变化遵循的盖·吕萨克定律V/T=常量。理想气体是在任何温度、任何压强下都遵循实验定律的气体。理想气体状态方程pV/T=恒量。
【高考命题动态】
固体、液体、气体是物质存在的重要形态，物态变化是自然界的常见变化，气体实验定律是气体遵循的重要规律。理想气体状态方程是处理气体变化问题的重要规律，也是高考考查重点。
【最新高考题分析】
典例1.（2012·江苏物理）下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 _________.
(A) 水黾可以停在水面上
(B) 叶面上的露珠呈球形
(C) 滴入水中的红墨水很快散开
(D) 悬浮在水中的花粉做无规则运动
【答案】AB
【解析】滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，说明液体分子的热运动。
针对训练题1. （2012江苏盐城二模）下列说法正确的是
A．空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力
B．布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈
C．由能的转化和守恒定律知道，能源是不会减少的
D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性.
答案：．AD
解析：空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力，选项A正确；布朗运动表明了微粒越小，布朗微粒运动越剧烈，选项B错误；由能的转化和守恒定律知道，自然界总能量不会减少的，但人类可以利用的能源是会减少的，选项C错误；液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，选项D正确。
典例2.（2012·山东理综）以下说法正确的是 。
a．水的饱和汽压随温度的升高而增大
b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
【答案】ab
【解析】水的饱和汽压随温度的升高而增大，扩散现象表明，分子在永不停息地运动，选项ab正确；当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力减小，选项c错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，选项d错误。
针对训练题2（2011海南物理卷17题（1））关于空气湿度，下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【答案】BC【解析】当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项A错误B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比，选项C正确D错误。
典例3。（2012·新课标理综）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）
（ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。
【解析】（i）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有 ①
式中Δp=60mmHg，打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意，有②
玻璃泡A和B中气体的体积为V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得p1VB=pBV2④
联立①②③④式，并代入题给数据得pC=△p=180mmHg 。 ⑤
（ii）当右侧水槽的水温加热至时，U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为 ⑥
玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定理得⑦
联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得T’=364K ⑧
针对训练题3（10分）（2012江西重点中学协作体第二次联考）某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3m3．往桶内倒入4.2×10－3m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进2.5×10－4m3的空气，要使喷雾器内空气的压强达到4标准大气压应打气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为1标准大气压，整个过程中温度不变）
.解析：由波意耳定律，npV0+pV=4pV，V=5.7×10－3m3-4.2×10－3m =1.5×10－3m，解得n=18.
当药液全部喷完，V’=5.7×10－3m3．由p’V’=4pV解得p’=1.05p，大于大气压，所以能使喷雾器内的药液全部喷完。
典例4.（2012·山东理综）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm。（环境温度不变，大气压强p0=75cmHg）
①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）
②此过程中左管内的气体对外界 （填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将 （填“吸热”或放热“）。
【答案】①p=50cmHg。②做正功；吸热
【解析】①设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
p1V1= p2V2
p1= p0
p2=p+ ph
V1=l1S
V2=l2S
由几何关系得h=2(l2-l1)
联立上述各式，代入数据得p=50cmHg。
②做正功；吸热
针对训练题4（2011新课标理综卷第33题）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。
【解析】：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为p1= p0+ ρgl3 ①
式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度。
玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则p2= ρgl1 ，p2+ρgx = p0， ②
式中，p2管内空气柱的压强。由玻意耳定律得 p1(Sl2)= p2(Sh) ③
式中,h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm ④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则p3= p0+ ρgx ⑤
由玻意耳定律得p1(Sl2)= p3(Sh’) ⑥
式中，h’是此时空气柱的长度。由①②③⑤⑥h’≈9.2cm ⑦
【最新模拟题训练】。
1．（2013连云港摸底）下列说法中，正确的是
A．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能不一定增加
B．布朗运动反映了固体小颗粒内分子的无规则运动
C．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同
D．当两分子间的距离为“r0”时，分子间的作用力为零，
答案：AC解析：晶体熔化时吸收热量，温度不变，分子平均动能不一定增加，选项A正确；布朗运动反映了液体分子的无规则运动，选项B正确；温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项C正确；当两分子间的距离为“r0”时，分子间的引力和斥力大小相等，选项D错误。
2(6分）（2013河南三市联考）下列有关物质属性及特征的说法中，正确的是________ (填入正确选项前的字母。选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分，每选错一个扣3 分，最低得分为0分）
A. 液体的分子势能与液体的体积有关
B. 晶体的物理性质都是各向异性的
C. 温度升高，每个分子的动能都增大
D. 分子间的引力和斥力同时存在
E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
答案：ADE
解析：由于分子势能与分子距离，所以液体的分子势能与液体的体积有关，选项A正确；单晶体的物理性质都是各向异性的，而多晶体的物理性质都是各向同性的，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，选项C错误；分子间的引力和斥力同时存在， 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，选项DE正确。
3 (9分）（2013河南三市联考）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,活塞 的横截面积为S0初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部 相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压 强为p0，重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气 体内能的增加量。（题中各物理量单位均为国际单位制单位）
解析：由盖·吕萨克定律得，=,解得T1=2T0.
气体在等压变化过程中，活塞受力如图。由平衡条件，pS=p0S-mg
气体对活塞做功，W=pSh=(p0S-mg)h，
由热力学第一定律，△U=Q-W，
气体内能的增加量为△U=Q-(p0S-mg)h。
4（2013湖北三校联考）一定质量理想气体的p-V图象如图11所示，其中a→b为等容过程，b→c为等压过程，c→a为等温过程，已知气体在状态a时的温度Ta=300K，在状态b时的体积Vb=22.4L求：
?①气体在状态c时的体积Vc；
②试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系，并简要说明理由。
解：①气体c→a 等温变化，根据玻意尔定理得
又a →b等容过程，所以
解得：
②气体由状态b到状态c为等压过程，由盖吕萨克定律可知体积增大时温度升高，所以气体内能△U增大，由于b→c气体对外做功，W为负值，气体吸热，Q为正值，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体吸收热量Q大于气体对外做的功W。
5.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 ▲
A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
答案：BD
解析：微粒运动是液体分子的无规则热运动的反映，微粒运动即布朗运动，选项A错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，选项B正确；食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的，选 项C错误；小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D正确。
6.（6分）（2013天星调研卷）下列说法不正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．温度高的物体内能可能大，但分子平均动能不一定大
B．单晶体和多晶体都有规则的几何外形
C．热量可以从低温物体传给高温物体
D．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中变扁的原因是矿泉水瓶内的空气压强小于外界压强
E．潮湿的天气绝对湿度一定很大
【答案】ABE（6分）
【命题意图】 本题主要考查温度、内能、晶体、热力学第二定律、压强、湿度等知识点，意在考查考生对热学相关知识的掌握情况和运用知识的能力。
【解题思路】根据温度的微观含义，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，选项A错误；单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形，选项B错误；热量可以从低温物体传给高温物体，选项C正确；夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中变扁的原因是矿泉水瓶内的空气压强小于外界压强，选项D正确；潮湿的天气相对湿度一定很大，但绝对湿度不一定很大，选项E错误。
【易错警示】本题的易错点是温度与内能的关系、晶体特征、湿度、热力学第二定律的理解。温度是分子平均动能的标志，温度高分子平均动能一定大。物体内能由分子动能和分子势能两部分组成，分子平均动能大，物体内能不一定大。天气潮湿说明相对湿度大，但是如果温度很低，绝对湿度则不大。要正确理解相关量的物理意义，才能正确分析和解答。
7.（9分）（2013天星调研卷）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，保留三位有效数字。
①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，求此时气柱的长度。
②气缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度。
【命题意图】 本题主要考查气体状态和理想气体状态方程，意在考查考生分析气体状态变化和运用理想气体状态方程及其相关知识的能力。
【解题思路】①气缸正立放置时气体压强p1=p0+=1.2×105Pa,
体积V1=L1S，温度T1=（273+7）K=280K；
气缸倒立放置时气体压强p2=p0-=0.8×105Pa ，
体积V2=L2S，温度T2=（273+27）K=300K；（2分）
由理想气体状态方程，=
解得 L2=16.1cm （3分）
②逐渐升高温度气体做等压变化：T2=（273+27）K=300K
V2=L2S，V3=L3S，L3=20cm （2分）
由=，解得T3=T2=T2=373K. （2分）
8（10分）如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg
②建立P—V坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程。
解析：①解设初始气体体积V，根据理想气体状态方程
---------------（5分）
解得-----------------（2分）
② 气体变化的整个过程如图。
9（2013徐州摸底）下列说法正确的是 ．
A．晶体都具有确定的熔点
B．布朗运动就是物质分子的无规则热运动
C．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小．
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故
答案：AC
解析：晶体都具有确定的熔点，选项A正确；布朗运动是液体分子的无规则热运动的反映，选项B错误；一定质量的理想气体压强增大，可能温度降低，其分子的平均动能可能减小，选项C正确；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子无规则运动的缘故，选项D错误．
10 （2013徐州摸底）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100J，则该过程中气体 (选填“吸收”或“放出”)热量 J．
答案：吸收 300
解析：一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，体积增大，对外做功W=p△V=1.0×105×2.0×10-3J=2.0×102J..。根据热力学第一定律，该过程中气体吸收热量300J。
11.（2013江苏常州模拟）下列说法中正确的是
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动
B．多晶体没有固定的熔点
C．液晶的光学性质具有各向异性
D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力
答案：⑴C(4分)
解析：（1）布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动，选项A错误；多晶体有固定的熔点，选项B错误；液晶的光学性质具有各向异性，选项C正确；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力，选项D错误；
12（2013江苏常州模拟）一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图所示，AB、BC分别与p轴和T轴平行，气体在状态A时的压强为p0、体积为V0，在状态B时的压强为2p0，则气体在状态B时的体积为 ；气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，则此过程气体 （选填“吸收”或“放出”）的热量为 ．
答案： V0/2 (1分) 吸收 (1分) △U+W (4分)
（2）解析：对AB过程，温度不变，由玻意耳定律可知，气体在状态B时的体积为V= V0/2；气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为△U+W．
13（2011福建理综卷第28题）如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程。图中横线表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是 （填选项前的字母）
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
答案：B
【解析】只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段、表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确ACD错误。
14．（2010海南物理第17题)下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）。
(A)当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小
(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
(C)单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
(D)当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
【答案】ADE
【解析】一定质量的气体吸热时，如果同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则内能减小，选项A正确；玻璃是非晶体，选项B错；多晶体也有固定的熔点，现象C错；液体表面层内的分子密度小于液体内部分子密度，大于大气分子密度，因此分子力的合力指向液体内部，选项D正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，决定气体的压强，而气体压强与气体温度和体积(单位体积内分子数)有关，因此气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内分子数和气体的温度有关，选项E正确。
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