第二章 第二节
A组·基础达标
1．在一定的温度下，—定质量的气体体积减小时，气体的压强增大，下列说法正确的是( )
A．单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多
B．气体分子的密度变大，分子对器壁的吸引力变大
C．每个气体分子对器壁的平均撞击力都变大
D．气体密度增大，单位体积内分子数变小
【答案】A 【解析】气体压强的微观表现是气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由分子的平均动能和单位体积内的分子数共同决定的．温度不变说明气体分子的平均动能不变，气体体积减小时，单位体积内分子数增多，故气体的压强增大，故A正确．
2．如图所示，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与汽缸壁间的摩擦)，温度升高时，改变的量有( )
A．活塞高度h B．汽缸高度H
C．气体压强p D．弹簧长度L
【答案】B 【解析】以汽缸整体为研究对象，由受力平衡知弹簧弹力大小等于汽缸整体总重力，故L、h不变，设汽缸壁的重力为G1，则封闭气体的压强p＝p0－，保持不变，当温度升高时，由盖 吕萨克定律知气体体积增大，H将减小，故只有B正确．
3．(2023年北京卷)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低．与白天相比，夜间轮胎内的气体( )
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力变大
【答案】A 【解析】夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，A正确、C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，B、D错误．
4．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，出现这种现象的主要原因是( )
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．白天气温升高，大气压强变大
D．瓶内气体压强因温度降低而减小
【答案】D 【解析】冬季气温较低，瓶中的气体在V不变时，p因T减小而减小，这样瓶外的大气压力将瓶塞往下推，使瓶塞盖得很紧，所以拔起来就感到很吃力，故D正确．
5．(多选)如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p－T图像，由图像可知( )
A．VA＝VB B．VB＝VC
C．VBVC
【答案】AC 【解析】图线AB的延长线过p－T图像的坐标原点，说明从状态A到状态B是等容变化，故A正确；连接OC，直线OC也是一条等容线，且直线的斜率比AB小，则C状态的体积要比A、B状态大，故C正确．也可以由玻意耳定律来分析B到C的过程，该过程是等温变化，由pV＝c知，压强p减小，体积V必然增大，C正确．
6．如图所示是某气体经历的两个状态变化过程的p－T图像，对应的p－V图像应是( )
A B C D
【答案】C 【解析】在p－T图像中AB的延长线过原点，所以A→B为等容过程，体积不变，从A到B气体的压强增大，温度升高；B→C为等温过程，从B到C气体的压强减小，体积变大，C正确．
7．(多选)如图所示，甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是( )
A．甲是等压线，乙是等容线
B．乙图中p－t线与t轴交点对应的温度是－273.15 ℃，而甲图中V－t线与t轴的交点对应的温度不一定是－273.15 ℃
C．由乙图可知，对于一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成一次函数关系
D．乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加量相同，但甲图表明随温度的升高，压强不变
【答案】AD 【解析】由查理定律p＝cT＝c(t＋273.15 K)及盖 吕萨克定律V＝cT＝c(t＋273.15 K)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点对应的温度为－273.15 ℃，即热力学温度的0 K，故B错误；查理定律及盖 吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大、温度很低时，这些定律就不成立了，故C错误；由于图线是直线，故D正确．
8．如图是一竖直放置开口向上的均匀玻璃管，管内用水银柱封有一定质量的理想气体，水银与玻璃管间摩擦力不计，开始时手拿玻璃管上端竖直静止，之后松开手，玻璃管沿竖直方向运动，最后气体达到稳定状态的过程中，下列说法中不正确的是( )
A．刚开始瞬间，玻璃管的加速度大于重力加速度g
B．刚开始短时间内，试管内的气体压强在逐渐变小
C．刚开始短时间内，玻璃管的加速度在逐渐变小
D．刚开始瞬间，水银柱的加速度大于g
【答案】D 【解析】一开始玻璃管处于平衡状态，放手后，玻璃管向下运动．刚开始运动时，玻璃管的内部气体的压强大于外部，所以玻璃管的加速度大于重力加速度g，水银的加速度小于g，A正确、D错误；最初水银所受合力为零，当玻璃管向下运动后，内部气体压强减小，内外气体压强差减少，所以最初的短时间内，水银的加速度在逐渐变大，玻璃管的加速度逐渐变小，B、C正确．本题选错误的，故选D．
9．(多选)如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计U形管两端水银面一样高．下列情况下，为使U形管两端水银面一样高，管A的移动方向是( )
A．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移
B．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移
C．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移
D．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移
【答案】AD 【解析】使U形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压强始终等于外界大气压且不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体积增大，A中水银面上升，为使两管水银面等高，应把A向下移，故A正确，B错误；若把烧瓶浸在冷水中，气体体积减小，B管中水银面上升，为使两管水银面等高，应把A向上移，故C错误，D正确．
10．一定质量的理想气体，状态变化过程如V－T图像中ABC图线所示，由图线可知( )
A．A→B过程，气体吸热，压强增大
B．B→C过程，气体放热，压强增大
C．C→A过程，分子密度减小，分子平均动能增大
D．C→A过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加
【答案】B 【解析】理想气体的内能只由温度决定，A→B过程，等压膨胀，对外做功，内能增大，气体吸热，A错误；B→C过程，等温压缩，内能不变，外界对气体做功，气体放热，压强增大，B正确；C→A过程，体积增大，分子密度减小，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，温度降低，分子平均动能减小，C、D错误．
B组·能力提升
11．某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温(教室内的气压为一个标准大气压，相当于76 cm汞柱产生的压强)，结构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的温度，据此在B管上标注出温度的刻度值．当教室内温度为7 ℃时，B管内水银面的高度为20 cm.B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是( )
A．B管上所刻的温度数值上高下低
B．B管内水银面的高度为16 cm时，教室内的温度为17 ℃
C．B管上所刻的温度数值间隔是不均匀的
D．若把这个已刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高
【答案】D 【解析】当温度升高时，管内气体体积变大，B管液面降低，则B管上所刻的温度数值上低下高，A错误；B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，可认为气体做等容变化，则当温度为7 ℃时候，设温度为T1＝273 K＋7 K＝280 K，玻璃泡A内气体压强为p1＝76 cmHg－20 cmHg＝56 cmHg，温度改变为T2时，气体压强为p2＝76 cmHg－16 cmHg＝60 cmHg，根据＝，可得T2＝300 K＝27 ℃，B错误；温度改变为T时，气体压强为p＝76－x，根据＝，可得T＝380－5x，则B管上所刻的温度数值间隔是均匀的，C错误；若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，大气压强比地面偏小，导致A内体积偏大，管内液面下降，则测出的温度比实际偏高，D正确．
12．如图所示，汽缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为h.筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为1×105 Pa，温度为127 ℃，现对气体加热．求：
(1)当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；
(2)气体温度达到607 ℃时气体的压强．
解：以封闭气体为研究对象，p1＝p2＝p0，做等压变化．
由盖 吕萨克定律有＝，
代入数据解得T2＝800 K.
(2)T3＝607 ℃＝880 K>T2，到达汽缸口之后做等容变化．
由查理定律有＝，
代入数据解得p3＝1.1×105 Pa.
13．如图所示，一定质量的某种气体从状态A经B、C、D再回到A，问AB、BC、CD、DA各是什么过程？已知气体在状态A时体积为1 L，求其在状态B、C、D时的体积各为多少？并把此图改画为p－V图．
解：AB过程是等容升温升压，BC过程是等压升温增容即等压膨胀，CD过程是等温减压增容即等温膨胀，DA过程是等压降温减容即等压压缩．
已知VA＝1 L，VB＝1 L(等容过程)，
由＝(等压过程)得VC＝TC＝×900 L＝2 L，
由pDVD＝pCVC(等温过程)得VD＝＝ L＝6 L，
改画的p－V图如图所示．
14．我国部分地区有放孔明灯祈福的习俗．如图所示为一圆柱形孔明灯，下端开口，其底面面积S＝0.5 m2，高h＝1.0 m，灯体的质量为m＝0.1 kg.现将灯体固定，加热灯内气体，使温度由7 ℃升至77 ℃.已知常压下7 ℃时空气密度ρ＝1.2 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)灯内剩余气体的质量与加热前灯内气体的质量之比；
(2)灯体解除固定，孔明灯恰能升空时灯内的温度．
解：(1)加热前气体温度为T1＝280 K，加热后的气体温度为T2＝350 K．设圆柱的体积为V，逸出气体的体积为ΔV1，对剩余气体，根据盖－吕萨克定律得＝，解得ΔV1＝，
同温同压下，灯内剩余气体质量与加热前灯内气体质量比为＝＝.
(2)当灯体重力和内部气体重力之和等于浮力时灯会上升，所以只要排出的气体的重力等于灯体的重力，灯就能上升．设加热到t3后排出气体的体积为ΔV2，则ΔV2＝，对剩余气体，根据盖－吕萨克定律得＝，V＝Sh，解得T3＝336 K，由T＝273＋t得t3＝63 ℃.第二章 第一节
A组·基础达标
1．(2023年南通调研)用图示装置探究气体做等温变化的规律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连．实验中( )
A．活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量
B．注射器内装入少量空气进行实验，可以减小实验误差
C．0 ℃和20 ℃环境下完成实验，对实验结论没有影响
D．外界大气压强发生变化，会影响实验结论
【答案】C 【解析】实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是提高活塞密封性，防止漏气，与气体压强的测量无关，A错误；被封气体体积越小，压缩气体时体积的变化量越小，会造成更大的实验误差，B错误；实验探究气体做等温变化的规律，在温度一定时，气体的压强和体积成反比，与环境温度的高低无关，C正确；压强传感器测量的是被封气体的压强，与外界大气压强无关，故外界大气压强发生变化，不会影响实验结论，D错误．
2．如图所示，一端开口的玻璃管，水平放置在桌面上，玻璃管内有一段10 cm的水银柱封闭了长为8 cm的气体．以玻璃管底端为支点，向上抬起30°角，则空气柱的长度变为(外界大压强为75 cmHg )( )
A． 8.6 cm B． 7.5 cm
C． 7.2 cm D． 7.1 cm
【答案】B 【解析】封闭气体的初始压强为p1＝p0＝75 cmHg，向上抬起30°角，设封闭气体的压强为p2，根据受力平衡可得p2S＝p0S＋ρghSsin 30°，解得p2＝80 cmHg.根据玻意耳定律可得p1l1S＝p2l2S，解得l2＝＝ cm＝7.5 cm，B正确．
3．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变，ρ水＝103 kg/m3，大气压强p0＝105 Pa)( )
A．3倍 B．2倍
C．1.5倍 D．0.7
【答案】C 【解析】水下深20 m处，压强为3p0(p0为大气压强)，10 m深处，压强为2p0，由玻意耳定律得3p0V1＝2p0V2，V2＝1.5V1，C正确．
4．如图是一定质量的某种气体在p－V图中的等温线，A、B是等温线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则( )
A．S1＞S2 B．S1＝S2
C．S1＜S2 D．无法比较
【答案】B 【解析】△OBC的面积S2＝BC·OC＝pBVB，同理，△OAD的面积S1＝pAVA，根据玻意耳定律pAVA＝pBVB，可知两个三角形面积相等．
5．(多选)如图所示为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的是( )
A．tA＝tB B．tB＝tC
C．tC>tA D．tD>tA
【答案】ACD 【解析】两条等温线，故tA＝tB，tC＝tD，故A正确；两条等温线比较，tD>tA，tC>tA，故B错误，C、D正确．
6．(多选)下图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是( )
A B C D
【答案】AB 【解析】A图中可以直接看出温度不变；B图说明p∝，即p·V＝常数，是等温过程；C图是双曲线，但横坐标不是体积V，不是等温线，D图的p－V图线不是双曲线，故也不是等温线．
7．如图，汽缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的( )
A．压强变大，体积变大
B．压强变大，体积变小
C．压强变小，体积变大
D．压强变小，体积变小
【答案】B 【解析】设活塞和沙漏的总质量为m，则对活塞分析可知pS＋mg＝p0S，则当m减小时，p增大；根据玻意耳定律pV＝c，可知体积减小， B正确．
8．(多选)某同学做“验证玻意耳定律”实验时，将注射器竖直放置，测得的数据如下表所示，发现第5组数据中的pV乘积有较大偏差，如果读数和计算无误，那么造成此偏差的原因可能是( )
实验次序 1 2 3 4 5
p/(×105 Pa) 1.21 1.06 0.93 0.80 0.66
V/mL 33.2 37.8 43.8 50.4 69.2
pV/(×105 Pa·mL) 40.2 40.1 40.7 40.3 45.7
A．温度升高 B．温度降低
C．漏入气体 D．漏出气体
【答案】AC 【解析】若pV值变大，可能是温度升高使p增大；当温度一定时，也可能是气体变多使p变大，即气体质量变大．温度升高，与结论相符，A正确；温度降低，与结论不相符，B错误；漏入气体，与结论相符，C正确；D漏出气体，与结论不相符，D错误．
9．(2023年天津模拟)如图是医院为病人输液的部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通．则在输液过程中(瓶A中尚有液体)，下列说法正确的是( )
A．瓶A中上方气体的压强随液面的下降而减小
B．瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变
C．滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
D．在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变
【答案】D 【解析】瓶A中由于有进气管C与大气相通，所以瓶A中上方气体的压强等于大气压减去液体压强，随着液面的降低，大气压不变，所以上方气体的压强不断增大，A、B错误；滴壶B中的气体压强等于A中的液体压强加A中气体压强，即等于大气压，B中气体压强保持不变，C错误，D正确．
B组·能力提升
10．汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低都容易造成安全隐患．某型号轮胎的容积为30 L，充气前内部已有温度为27 ℃、压强为2.0个大气压(atm)的空气(可视为理想气体).现通过充气泵对其充气，要求轮胎内部压强达到2.5个大气压，不考虑充气过程气体温度的变化．则需充入压强为1个大气压的空气的体积为( )
A．8 L B．10 L
C．13 L D．15 L
【答案】D 【解析】充气前，设压强为p1＝2 atm时，胎内气体体积为V1＝30 L，压强为p0＝1 atm时，胎内气体体积为V1′，由玻意耳定律有p1V1＝p0V1′.充气后，当轮胎内的压强为p2＝2.5 atm时，设胎内气体体积为V2＝30 L，当轮胎内的压强为p0＝1 atm时，设胎内气体体积为V2′，则有p2V2＝p0V2′，故需要充入压强为1个大气压的气体体积为ΔV＝V2′－V1′＝15 L，故选D．
11．(2023年北京期中)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律．
(1)(多选)在实验中，下列操作正确的是______．
A．用橡胶塞密封注射器
B．用游标卡尺测量柱塞的直径
C．读取刻度尺上显示的空气柱长度
D．气体的压强和体积必须用国际单位
(2)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是______．
A B C D
(3)某组同学处理数据时发现p－图像向下弯曲，请分析可能的原因_______________.
【答案】(1)AC (2)C (3)实验过程中存在漏气现象(或者温度降低)
【解析】(1)为了保证实验过程的气密性，确保气体质量不变，实验时，需要用橡胶塞密封注射器，A正确；由于注射器的直径均匀恒定，根据V＝LS可知，气体体积和空气柱的长度成正比，因此不需要利用游标卡尺测量柱塞的直径，只需要读取刻度尺上显示的空气柱长度，B错误，C正确；根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，其中体积的单位可用mL，也可以用cm3，dm3，m3，压强单位可以用国际单位Pa，也可以用单位cmHg，D错误．
(2)温度不变，根据玻意耳定律可知，压强与体积成反比，p－V图像是一条双曲线，其描述气体做等温变化的规律不够直观，由于压强与体积成反比，则压强与体积的倒数成正比，可知p－图像是一条过原点的倾斜直线，该图像能够直观反映出气体做等温变化的规律，故选C．
(3)由于p－图像向下弯曲，表明压强与体积的乘积pV减小．可知原因可能是气体质量减小，即实验过程中可能存在漏气现象，也有可能是环境温度降低．
12．下列为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验．
(1)如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系．实验中气体的质量保持不变，气体的体积V直接读出，气体的压强p是由______传感器测量得到的．
(2)完成本实验的基本要求是______．
A．在等温条件下操作
B．封闭气体的容器密封良好
C．必须弄清所封闭气体的质量
D．气体的压强和体积必须用国际单位
(3)甲同学在做本实验时，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱体积减小，且pV数值越来越小，造成这一现象的原因可能是________.
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大
B．实验时环境温度增大了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏
(4)乙同学实验数据用图像处理，得到如图所示的V－图线，可见不过原点，造成这一结果的原因可能是____________________________________________________________.
【答案】(1)压强 (2)AB (3)D (4)见解析
【解析】(1)气体的压强p是由压强传感器测量得到的．
(2)玻意耳定律成立的前提条件是等温且质量一定，气体质量的具体值不需要测量，单位可以不用国际单位，故A、B正确，C、D错误．
(3)实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，A错误；实验时环境温度增大了，根据理想气体状态方程＝c，可知pV变大了，B错误；封闭气体压强与外界大气压无关，C错误；实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程＝c，常数c与质量有关，变小，则pV乘积减小，D正确．
(4)图线与横坐标的交点表示体积为0，压强不为0，这种情况是不存在的．说明试管内的体积小于实际封闭气体的体积．结合实验器材可知，图线不过原点是由于注射器与压强传感器连接部位的气体体积导致的，V0就是这部分体积．
13．气站的氢气储气钢瓶体积为5 L，在27 ℃的恒温环境下，储气钢瓶上的气压计的示数为5 atm.由于阀门老化稍微有些漏气，一段时间后气压计的示数为4 atm.求在此时间段内，储气钢瓶漏去的氢气在压强为1 atm、27 ℃的恒温环境下的体积是多少．
解：设漏去的氢气在降压到4 atm后的体积为ΔV.以钢瓶内全部氢气为研究对象，设想漏去的氢气盛于一个无形的容器内，其压强和钢瓶中剩余部分相同．
初状态压强为p＝5 atm、体积为V＝5 L，
降压后状态压强为p1＝4 atm、体积为V1.
由等温有pV＝p1V1，ΔV＝V1－V，
解得ΔV＝1.25 L.
取漏去的氢气为研究对象，
初状态压强为p2＝p1＝4 atm、体积为V2＝ΔV，
末状态压强为p3＝1 atm、体积为V3.
由等温有p2V2＝p3V3，
解得V3＝5 L.
所以储气钢瓶漏去的氢气在压强为1 atm下的体积是5 L．第二章 第三节
A组·基础达标
1．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为( )
A．气体分子的平均速率增大
B．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多
C．气体分子数增加
D．气体的分子数密度变小
【答案】B 【解析】等温压缩，温度不变，平均速率不变，A错误；由查理定律知，温度不变，体积减小，故压强增大，故B正确；由于气体质量不变，体积减小，故分子数不变，密度变大，故C、D错误．
2．下列说法正确的是( )
A．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是：每个分子撞击器壁的作用力增大
B．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是：单位体积内的分子数减少
C．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：每个分子动能都增大
D．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子的密度增大
【答案】B 【解析】决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能，宏观上体现在体积和温度上．若温度不变，压强随分子密度的变化而变化，A错误，B正确，若体积不变，压强随分子平均动能的变化而变化，C、D错误．
3．我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9 032米的大气科学观测世界纪录．若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体(视为理想气体)( )
A．吸收热量 B．压强增大
C．内能减小 D．对外做负功
【答案】C 【解析】由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据＝c，可知温度降低，则艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据ΔU＝W＋Q可知气体放出热量，C正确．
4．如图是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是( )
A．b状态在相同时间内撞在单位面积上的分子数较多
B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两个状态一样多
D．单位体积的分子数两个状态一样多
【答案】B 【解析】b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b比a少，b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，而a、b压强相等，故相同时间内a状态撞到单位面积上的分子数较多，B正确．
5．(2023年佛山模拟)如图，小明把空的玻璃瓶开口向下缓慢压入恒温水中，瓶内空气无泄漏，在下降过程中( )
A．气体从外界吸热
B．单位面积单位时间气体分子撞击瓶壁次数增多
C．气体内能增大
D．气体对外做功
【答案】B 【解析】下压过程中，气体压强变大，温度不变，则体积减小，外界对气体做功，气体内能不变，气体向外放热，A、C、D错误；气体压强变大，温度不变，则气体分子平均动能不变，气体体积减小，则气体的分子数密度变大，则单位面积单位时间气体分子撞击瓶壁次数增多，B正确．
6．(多选)对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( )
A．当体积减小时，N必定增加
B．当体积减小时，N可能减小
C．当温度升高时，N不一定增加
D．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化
【答案】BCD 【解析】单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数N既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关．当气体体积减小时，分子密度增加，但若温度降低，分子平均速率变小，N也不一定增加，A错误，B正确；当温度升高时，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N也不一定增加，C正确；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，平均每个分子对器壁的冲力变化，N只有变化才能保持压强不变，D正确．
7．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可能不变
C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
【答案】B 【解析】分子的热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但如果分子的密集程度减小，则压强有可能不变，也可能减小，故A错误，B正确；分子间的平均距离变大，说明体积变大，分子的密集程度减小，但如果温度也变化，则压强有可能减小，有可能增大，也有可能不变，故C、D错误．
8．(多选)一定质量的气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．气体分子数的密度增大
【答案】BD 【解析】气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子数的密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变．A、C错误，B、D正确．
B组·能力提升
9．(多选)如图所示是一定质量的理想气体的p－V图线，若其状态为A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在A、B、C三个状态时( )
A．单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nC
B．气体分子的平均速率vA>vB>vC
C．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FC
D．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是NA>NB，NA>NC
【答案】CD 【解析】由题图可知B→C，气体的体积增大，密度减小，A错误；C→A为等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错误；气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，由题图知，pA>pB，则FA>FB，C正确；A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA>NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA>NC，D正确．
10．(多选)如图所示为一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则( )
A．气体由状态a变到状态c，其内能减少
B．气体由状态a变到状态d，其内能增加
C．气体由状态d变到状态c，其内能增加
D．气体由状态b变到状态a，其内能减少
【答案】ABD 【解析】气体由状态a变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，A正确；气体由状态a变到状态d，温度升高，平均动能增大，内能增加，B正确；气体由状态d变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，C错误；气体由状态b变到状态a，温度降低，平均动能减少，内能减少，D正确．
11．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度．存放食物之前，该同学关闭冰箱密封门并给冰箱通电．若大气压为1.0×105 Pa，则通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为6 ℃，则此时冷藏室中气体的压强是( )
A．2.2×104 Pa B．9.3×105 Pa
C．1.0×105 Pa D．9.3×104 Pa
【答案】D 【解析】由查理定律有＝，解得p2＝×1.0×105 Pa＝9.3×104 Pa，D正确，A、B、C错误．
12．(2022年中山期末)一定质量的理想气体状态变化如p－V图像所示，图中p1＝3p2，V2＝4V1，状态1、2对应的温度分别为T1、T2.由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是( )
A．气体内能不变
B．气体对外做功并放热
C．气体分子热运动平均动能增大
D．单位时间内器壁单位面积上受气体分子撞击的次数增加
【答案】C 【解析】根据理想气体状态方程＝＝＝，可得T113．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问：
(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)
(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎么变？
解：(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上下底面间的距离).侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距上底面的竖直距离x的关系是p＝ρgx；对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的分子密集程度和温度．
(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零．乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化．
14．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的.若测得A点压强为1.2×105 Pa，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．
(1)求液体中B点的压强；
(2)从微观上解释气体压强变化的原因．
解：(1)由题意知气体做等温变化，则有pAV＝pBV，
代入数据得pB＝1.8×105 Pa.
(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均速率不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．第二章达标检测卷
(考试时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．)
1．下列关于固体的说法中，正确的是( )
A．晶体熔化时，温度不变，但内能变化
B．单晶体一定是单质，有确定的几何形状，有确定的熔点
C．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点
D．晶体都是各向异性的，而非晶体都是各向同性的
【答案】A 【解析】晶体具有一定的熔点，在熔化时温度保持不变，但要不断地吸收热量，改变分子间的距离，所以内能也要发生变化，故A正确；单晶体具有确定的几何形状，有确定的熔点，单晶体可以是单质，也可以是化合物，比如食盐、雪花等，故B错误；多晶体没有确定的几何形状，但有确定的熔点，故C错误；多晶体也是各向同性的，单晶体具有各向异性，故D错误．
2．如图所示，a、b是航天员王亚平在“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．a内气体的分子平均动能比b的大
C．水球呈球形是表面张力作用的结果
D．在水球表面滴一小滴红墨水，最后水球呈红色，这是布朗运动的结果
【答案】C 【解析】分子之间同时存在引力和和斥力，A错误；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，B错误；水球呈球形是表面张力作用的结果，C正确；由于分子的无规则运动，最终红色将扩散到整个水球，这是扩散现象，D错误．
3．如图，密封的桶装薯片从上海带到拉萨后盖子凸起．若两地温度相同，则桶内的气体压强p和分子平均动能Ek的变化情况是( )
A．p增大、Ek增大 B．p增大、Ek不变
C．p减小、Ek增大 D．p减小、Ek不变
【答案】D 【解析】两地温度相同，则分子平均动能不变；由玻意耳定律可知桶内气体体积增大压强减小，故选D．
4．如图所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图像，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是( )
A．A→B过程气体压强增加
B．B→C过程气体压强不变
C．C→A过程气体单位体积内的分子数减少
D．A→B过程气体分子平均动能增大
【答案】D 【解析】本题目考查对V－T图像的理解．过各点的等压线如图所示，从状态A到状态B，在同一条过原点的倾斜直线上，所以A→B过程气体压强不变，A错误；从状态B到状态C，斜率变大，则压强变小，B错误；从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增多，C错误；从状态A到状态B，温度升高，则气体分子平均动能增大，D正确．
5．一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列不可能实现的是( )
A．气体的压强和体积均增加，气体的温度降低
B．气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小
C．气体的压强、体积均增加，同时温度升高
D．气体的压强、体积均减小，同时温度降低
【答案】A 【解析】根据理想气体状态方程＝c可知，若气体的压强增加、体积增加，则气体的温度升高，A错误，符合题意，C正确，不符合题意；若气体的压强增加、体积减小，则气体的温度可能升高，可能降低，也可能不变，B正确，不符合题意．若气体的压强、体积均减小，则气体的温度一定降低，D正确，不符合题意．
6．关于液体表面张力，下列说法中正确的有( )
甲 乙 丙 丁
A．图甲中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B．图乙中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C．图丙中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D．图丁中液体表面张力方向与液面垂直
【答案】B 【解析】甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子表现为引力，从而产生表面张力，故B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故C错误；表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，故D错误．
7．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上如图所示，则( )
A．在过程AC中，气体的压强不断变小
B．在过程CB中，气体的压强不断变小
C．在状态A时，气体的压强最大
D．在状态B时，气体的压强最大
【答案】D 【解析】气体的AC变化过程是等温变化，由pV＝c可知，体积减小，压强增大，故A错误．在CB变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由＝c可知，温度升高，压强增大，故B错误．综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确．
8．甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组，对晶体和液晶的特点展开了讨论．他们的说法正确的是( )
A．甲说，晶体有单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何形状
B．乙说，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有固定的熔点
C．丙说，液晶就是液态的晶体，其光学性质与多晶体相似，具有各向异性
D．丁说，液晶在分子结构上是一种介于固体和液体之间的中间态，它具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性
【答案】AD 【解析】单晶体具有确定的几何形状，无论是多晶体还是单晶体都有固定的熔点，故A正确，B错误；液晶像液体一样具有流动性，但不能说它是液态的晶体，它的光学性质具有各向异性，故C错误，D正确．
9．杭州的“龙井茶虎跑泉水”天下闻名．有人说，虎跑泉的水质特别好，若不信，可用一只碗舀满虎跑泉水，然后小心地将硬币放在水面上，硬币则可以漂浮在水面上；如果将硬币一枚接一枚小心地投入水中，只见水面会高出碗的边缘而不致溢出，对此不正确的观点是( )
A．这是虎跑泉水的特有现象，由此可证明泉水的质地确实优良
B．这种现象的发生主要是由于泉水里面添加了某种特殊物质
C．这种现象是正常的，并非是虎跑泉水所特有
D．这种现象不可能发生
【答案】ABD 【解析】这是液体的表面张力现象，并非虎跑泉水的特有现象，故选ABD．
10．住在海边的小明，跟几个朋友自驾去某高原沙漠地区游玩，下列相关说法正确的是( )
A．出发前给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时胎压会增大
B．小明在下雨时发现，雨水流过车窗时留有痕迹，说明水对玻璃是浸润的
C．到了高原地区，小明发现，尽管气温变化不大，但车上带的矿泉水瓶变得更鼓胀了，这是瓶内空气压强变大的缘故
D．小明发现在晴天大风刮起时，沙漠会黄沙漫天，海上不会水雾漫天，这是因为水具有表面张力的缘故
【答案】AB 【解析】出发前给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时若遇到凹陷的道路，汽车对地面的压力增大，导致胎压会增大，A正确；小明在下雨时发现，雨水流过车窗时留有痕迹，说明水对玻璃是浸润的，B正确；到了高原地区，小明发现，尽管气温变化不大，但车上带的矿泉水瓶变得更鼓胀了，这是由于高原的大气压强减小的缘故，C错误；小明发现在晴天大风刮起时，沙漠会黄沙漫天，海上不会水雾漫天，这是因为风使蒸发的水蒸气迅速扩散，不易形成小水滴的缘故，D错误．
二、非选择题(本题共4小题，共40分)
11．(9分)如p－V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，N2______N3.(均填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】大于 等于 大于
【解析】根据理想气体状态方程，可判断出状态1和状态3温度相等，即T1等于T3.气体从状态1到状态2，体积不变压强减小，温度降低，根据温度是分子平均动能的标志可知状态1分子平均速率大于状态2分子平均速率，则N1大于N2.气体从状态2到状态3，体积增大压强不变，温度升高，则N2大于N3.
12．(9分)如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图．粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内．开始时，B、C内的水银面等高．
(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至__.
(2)实验中多次改变气体温度，用ΔT表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量．根据测量数据作出的图线是( )
A B C D
【答案】(1)向下 B、C两管内水银面等高 (2)A
【解析】(1)瓶内气体压强等于外界大气压，当温度升高时，瓶内气体压强增大，B管中液面下降，要想使瓶内气体压强保持不变，必须使B、C管中水银面再次等高，故应将C管向下移动．
(2)设B管的横截面积为S，由盖 吕萨克定律，＝＝＝c，即Δh∝ΔT，所以应选A．
13．(11分)如图甲所示，粗细均匀的U形管，左侧开口，右侧封闭．右细管内有一段被水银封闭的空气柱，空气柱长为l＝12 cm，左侧水银面上方有一块薄绝热板，距离管口也是l＝12 cm，两管内水银面的高度差为h＝4 cm.大气压强为p0＝76 cmHg，初始温度t0＝27 ℃.现在将左侧管口封闭，并对左侧空气柱缓慢加热，直到左右两管内的水银面在同一水平线上如图乙，在这个过程中，右侧空气柱温度保持不变，试求：
(1)右侧管中气体的最终压强；
(2)左侧管中气体的最终温度．
解：(1)以右管封闭气体为研究对象
p1＝(p0＋ph)＝80 cmHg，l1＝l＝12 cm，l2＝10 cm，
根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，
可得p1l＝p2l2，
p2＝96 cmHg，
右管气体最终压强为96 cmHg.
(2)以左管被封闭气体为研究对象
p0＝76 cmHg，l3＝l＝12 cm，T1＝(273＋27) K＝300 K，p2＝96 cmHg，l4＝14 cm，
根据理想气体状态方程＝，
即＝，
解得T2＝T1≈442 K.
左管气体最终温度为442 K．
14．(11分)如图所示为某兴趣小组设计的研究气体性质的实验．实验时，先将高H＝48 cm的一端封闭的圆柱形玻璃管缓慢均匀加热到某一温度T1，然后立即开口朝下竖直插入一个足够大的水银槽中，稳定后测量发现玻璃管内外水银面的高度差为Δh＝4 cm，此时空气柱的长度为h＝38 cm.已知大气压强恒为p0＝76 cmHg，环境温度保持为27 ℃不变，热力学温度与摄氏温度间的关系为T＝t＋273 K，求：
(1)玻璃管加热后的温度；
(2)加热过程中排出玻璃管的空气占玻璃管中原有空气的比例．
解：(1)设玻璃管的横截面积为S，以插入水银槽后玻璃管中的空气为研究对象，初始状态参量为p1＝p0、V1＝SH、T1；
最终稳定后气体的状态参量为p2＝p0－ρgΔh、V2＝Sh、T2＝300 K，
根据理想气体状态方程可得＝，
解得T1＝400 K.
(2)设玻璃管中空气的体积为V，经过加热，等压膨胀后体积变为V′，初始温度T＝300 K，加热后温度T′＝400 K，
根据＝.
加热后排出玻璃管的空气占比为η＝×100%.
联立解得η＝25%.第二章 第五节 第六节
A组·基础达标
1．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
【答案】BC 【解析】金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，A错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，D错误；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B、C正确．
2．(多选)云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图所示．那么( )
A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体
D．实验说明云母有各向同性，是晶体
【答案】AC 【解析】(单)晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性．
3．关于晶体，下列说法正确的是( )
A．石蜡做成的肖像是晶体
B．导热均匀的铁是非晶体
C．粘在一起的糖块是晶体
D．液态物质不可能是晶体
【答案】C 【解析】区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，石蜡没有固定的熔点，不是晶体，A错误；铁具有固定的熔点，是晶体，B错误；粘在一起的糖块有固定的熔点，是晶体，C正确；区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，与是否为液态物质无关，D错误．
4．(多选)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态，高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的．关于晶体与非晶体，正确的说法是( )
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
B．多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C．晶体沿不同的方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
D．单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
【答案】BD 【解析】固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体；把晶体硫加热熔化(温度超过300 ℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，A错误；多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，某些单晶体沿不同的方向的导热或导电性能不相同，沿不同方向的光学性质也不相同，C错误；单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，D正确．
5．(2023年泰州期末)液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中．下列四幅图哪个是液晶态分子排列图( )
A B C D
【答案】B 【解析】液晶在某个方向上看，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，A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列规律，A、D错误；分子排列比较整齐，但从另外一个角度看也具有无序性，符合液晶分子的排列规律，B正确；分子排列是完全无序的，不符合液晶分子的排列规律，C错误．
6．(2023年镇江阶段检测)通电雾化玻璃能满足玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，被广泛应用于各领域．如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固化在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃透明．可以判断通电雾化玻璃中的液晶( )
A．是液态的晶体
B．具有光学性质的各向同性
C．不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过
D．通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播
【答案】D 【解析】液态是介于晶体和液体之间的中间状态，具有液体流动性又具有晶体光学性质的各向异性，A、B错误；不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃的光线少，所以像毛玻璃不透明．通电时，液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，入射光在通过液晶层后按原方向传播，C错误，D正确．
7．北京冬奥会的雪花形主火炬由96块小雪花和6个橄榄枝组成．关于雪花的下列说法正确的是( )
A．一片雪花大约由1 000个水分子组成
B．雪花融化成的水是液态的晶体
C．雪花是水蒸气凝华时形成的晶体
D．没有两片雪花是相同的，因此雪花不属于晶体
【答案】C 【解析】一片雪花大约由大量的水分子组成，远大于1 000个，A错误；雪花融化成的水不是晶体，B错误；根据物态变化可知，雪花是水蒸气凝华时形成的晶体，C正确，D错误．
8．(多选)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，边长AB是宽AC的两倍，如图所示．若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻，阻值关系为R1＝2R2，则这块样品可能是( )
A．单晶体 B．多晶体
C．非晶体 D．以上说法全错
【答案】BC 【解析】沿O1O1′和O2O2′两对称轴测该长方体所得电阻值不相同，且＝，正说明该物质沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)相同，即表现出各向同性的物理性质，A错误，B、C正确．
9．(多选)下列关于晶体空间点阵的说法，正确的是( )
A．构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是分子，也可以是原子或离子
B．晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动
C．所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是抽象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近的微小振动，就是热运动
D．相同的物质微粒，可以构成不同的空间点阵，也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质
【答案】ACD 【解析】组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子．这些物质微粒也就是分子动理论中所说的分子．显然，组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动之中，物质微粒之间还存在相互作用，晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离，B错误，A、C、D正确．
10．(多选)液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户，液晶电视的关键部件是液晶层．关于液晶层的工作原理，下列说法不正确的是( )
A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B．液晶的光学性质一定随温度的变化而变化
C．液晶的光学性质随外加电压的变化而不变
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
【答案】ABC 【解析】液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，A错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质．温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质．液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压变化而变化来工作的，D正确，B、C错误．
11．如图所示，表示一个平面上晶体物质微粒的排列情况，图上画出了三条等长线AB、AC和AD，在这三条线上物质微粒的数目均________(填“相同”或“不同”)，可以得出结论：晶体的物理性质是________(填“各向同性”或“各向异性”)的．
【答案】不同 各向异性 【解析】晶体和非晶体的重要区别是：晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点；同时晶体中单晶体具有各向异性，而非晶体都各向同性．因此这三条线上物质微粒的数目均不同，从而得出结论为：晶体的物理性质是各向异性的．
B组·能力提升
12．(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有( )
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
【答案】ABD 【解析】晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确．
13．(2023年苏州期末)“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球．探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷——压电效应．如图所示，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同．则石英晶体( )
A．没有确定的熔点
B．制成的传感器可测定压力大小
C．是各向同性的
D．是多晶体
【答案】B 【解析】由题意知，石英晶体具有各向异性的压电效应，制成的传感器可测定压力大小，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，石英是单晶体，有确定的熔点，有确定的几何形状，B正确．
14．(多选)以下关于液晶的说法正确的是( )
A．液晶态的存在只与温度有关
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．人体的某些组织中存在液晶结构
D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
【答案】CD 【解析】液晶态可以在一定温度范围或某一浓度范围存在，它对离子的渗透作用与人体的某些组织相同，在外加电压下，对不同色光的吸收程度不同，应选C、D．
15．利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像，从而可以研究物质的构成规律．如图所示的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征．则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：
(1)__________________________________________________________.
(2)__________________________________________________________.
【答案】(1)在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一般不同
(2)原子的排列具有一定的对称性
【解析】从题图中可以看出，这几种材料的原子排列均有一定的规则，因此是晶体，具有晶体的特点．
16．有一块物质薄片，某人为了检验它是不是晶体，做了一个实验．他以薄片的正中央O为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等．在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1和y1点的温度都在缓慢升高.
甲同学说：若两点温度的高低没有差异，则该物质薄片一定是非晶体．
乙同学说：若两点温度的高低有差异，则该物质薄片一定是晶体．
请对两位同学的说法作出评价．
(1)甲同学的说法是________(填“对”或“错”)的；理由是_______________________.
(2)乙同学的说法是________(填“对”或“错”)的；理由是_______________________.
【答案】(1)错 因为有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的(或两个特定方向上的同性并不能说明各个方向上都同性)
(2)对 因为只有晶体才具有各向异性
【解析】单晶体中，物质微粒的排列顺序及物质结构在不同方向上是不一样的，因此单晶体表现出各向异性．而非晶体中，物质微粒排列顺序及物质结构在不同方向是一样的，因此非晶体表现出各向同性．对于多晶体，由于其中小晶粒是杂乱无章地排列的，因此也表现出各向同性．由此可知，表现出各向同性的不一定是非晶体，而表现出各向异性的一定是晶体．第二章 第四节
A组·基础达标
1．关于液体，下列说法不正确的是( )
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的
C．粉笔能把墨水吸干是毛细现象
D．液体表面层的分子间隙稍大于液体内部分子间隙
【答案】A 【解析】浸润与不浸润是相对的，水银对玻璃来说是不浸润液体，但不是对任何固体都是不浸润，故A错误；液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体的表面张力，草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；粉笔吸墨水是因为粉笔内部有很多细小的通道，属于毛细现象，故C正确；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，因此液体表面存在张力，故D正确．
2．(多选)关于液体的表面张力，下列说法不正确的是( )
A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力
C．液体的表面张力随温度的升高而减小
D．液体的表面张力随温度的升高而增大
【答案】AD 【解析】表面张力是液体表面分子间的作用力，A错误；液体表面层内分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，B正确；随温度的升高，液体表面层的分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，C正确，D错误．
3．如图所示，金属框上阴影部分表示液体肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分，若将液体肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的( )
【答案】D 【解析】肥皂膜未刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状，当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最小，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，故选D．
4．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，关于水分子间的作用力，下列说法正确的是( )
A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
【答案】D 【解析】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大．
5．图甲是吹肥皂泡游戏的场景，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列说法正确的是( )
A．肥皂水不浸润玻璃杯壁
B．肥皂泡表面张力方向和表面垂直
C．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
D．肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力
【答案】C 【解析】由题图乙可知，肥皂水可以浸润玻璃，A错误；肥皂泡表面张力方向和表面平行，B错误；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，C正确；肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力，合力表现为引力，D错误．
6．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是( )
A．水是浸润液体
B．水银是不浸润液体
C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
【答案】C 【解析】浸润或不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都不正确．同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润．浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象．只有C正确．
7．(多选)在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针，大头针漂浮在水面上，水也不会流出，下列说法正确的是( )
A．大头针填充了水内分子间的空隙
B．水分子进入了大头针内的空隙
C．水面凸起，也不流出，是表面张力作用的结果
D．水的表面张力在起作用
【答案】CD 【解析】水对涂有油的大头针是不浸润的，故水与大头针接触的表面具有收缩的趋势．随着水与大头针接触面积的增大，使得大头针附近的水面呈弯月形，大头针与水面的接触处受到弯曲水面的表面张力作用，如图．由于表面张力的竖直分量可与大头针的重力保持平衡，故大头针可漂浮在水面上，故D正确，A、B错误；水面突出水也不会流出，是由表面张力的作用，使水面收缩导致的，C正确．
8．(多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，不正确的现象应是( )
A B C D
【答案】BC 【解析】浸润液体在毛细管中上升或不浸润液体在毛细管中下降的现象均为毛细现象，毛细管越细，现象越明显，A、D正确，B、C错误，符合题意．
9．(多选)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况，若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法正确的是( )
A．固体A和B管可能是同种材料
B．固体A和B管一定是不同种材料
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D．液体对毛细管B有浸润现象
【答案】BCD 【解析】由甲、乙两图可知：该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，故A、B不是同种材料，A错误，B正确．根据对浸润和不浸润的微观解释及宏观表现，可知C、D正确．
10．(多选)在水中浸入两个同样的毛细管，一个是直的，另一个弯的，如图所示，水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高，那么弯管中的水，下列说法正确的是( )
A．会不断地喷出
B．不会流出
C．不一定会流出
D．水滴在弯管处受到表面张力竖直向上的合力不小于其重力
【答案】BD 【解析】水滴在弯管口处受重力的作用而向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，故B、D正确．
B组·能力提升
11．在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图所示．现将左端液体下移，使铁丝刚刚露出液面，则( )
A．天平仍然平衡
B．由于铁丝离开液面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降
C．由于铁丝刚离开液面时，和液面间生成一层液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降
D．以上说法都不对
【答案】C 【解析】由于铁丝刚离开液面时，和液面间形成一层液膜，此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作用力，所以天平左端下降．
12．(2023年宁波模拟)2022年3月23日，“天宫课堂”第二课开讲．“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站再次为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课．其中有一个实验是王亚平在太空拧毛巾，拧出的水形成一层水膜，附着在手上，像手套一样，晃动也不会掉．形成这种现象的原因，下列说法正确的是( )
A．在空间站水滴不受重力
B．水和手发生浸润现象
C．水和手发生不浸润现象
D．在空间站中水的表面张力变大，使得水“粘”在手上
【答案】B 【解析】在空间站水滴仍受重力作用，只是重力用来提供向心力，处于失重状态，A错误；由题意，拧出的水形成一层水膜，附着在手上，像手套一样，说明水在手的表面有扩展趋势，说明水和手发生浸润现象，B正确，C错误；水在手的表面有扩展趋势，而不是收缩趋势，故不是因为水的表面张力变大的缘故，D错误．
13．如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中( )
A．测力计示数始终等于玻璃板的重力
B．测力计示数会出现小于玻璃板重力的情况
C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力
D．因为拉起时还需要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力
【答案】D 【解析】根据题意可知，当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，玻璃板被拉起时，要克服水分子之间的作用力，则拉力大于玻璃板的重力，与压强无关，D正确．
14．把水或油灌入小口瓶时，常在瓶口插入一根竹筷或玻璃棒，水或油就沿着竹筷或玻璃棒流入瓶中，不致流到瓶子外面，这是什么道理？如果要将水银灌入小口瓶中，能否采用竹筷或是玻璃棒？你能想出其他的方法吗？
答：水和油对竹筷或玻璃棒是浸润液体；不能；因为水银对竹筷或玻璃是不浸润液体，浸润于铜或锌，所以用铜棒或锌棒引流即可．
15．如图所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油的密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？
答：当橄榄油悬浮在液体中时，橄榄油由于表面张力的作用，使其表面收缩到最小状态，所以橄榄油呈球形．
