第42讲 固体、液体和气体(解析版)
1．知道固体的微观结构、晶体和非晶体、液晶的微观结构、液体的表面张力现象、饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压、相对湿度
2．知道理想气体、气体实验定律
一、晶体和非晶体
分类 比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
原子排列
有规则，但多晶体每个单晶体间的排列无规则
无规则
形成与转化
有的物质在不同条件下能够形成不同的晶体。同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些晶体在一定条件下也可以转化为非晶体
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡松香
二、液晶的微观结构 液体的表面张力现象
1．液体的表面张力
(1)概念：液体表面各部分间互相吸引的力。
(2)作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
(3)方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。
(4)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。
2．液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。
三、气体实验定律 理想气体
1．气体的状态参量：压强、体积、温度。
2．气体的压强
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式：p＝。
3．气体实验定律
(1)等温变化——玻意耳定律
①内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比；
②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C(常量)
(2)等容变化——查理定律
①内容：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；
②公式：＝或＝C(常量)；
③推论式：Δp＝·ΔT。
(3)等压变化——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，其体积与热力学温度成正比；
②公式：＝或＝C(常量)；
③推论式：ΔV＝·ΔT。
4．理想气体状态方程
(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
(2)一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C(常量)。
四、饱和蒸汽 未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 相对湿度
1．饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。
(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。
2．饱和汽压
(1)定义：饱和汽所具有的压强。
(2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
3．湿度
(1)定义：空气的潮湿程度。
(2)描述湿度的物理量
①绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强；
②相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即
相对湿度(B)＝
1.(2019·河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识，正确的有( )
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润
C．影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距
D．液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功
E．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象
【答案】BCE
【解析】烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故A错误．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，分子力为引力表现为不浸润，故B正确．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度B＝×100%，即空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，故C正确．液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，因此要吸收能量，液体汽化过程中体积增大很多，体积膨胀时要克服外界气压做功，即液体的汽化热与外界气体的压强有关，且也要吸收能量，故D错误．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象，选项E正确．
3．下列说法正确的是( )
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
【答案】BCE
【解析】悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，A项错误；空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用，使得小雨滴表面积最小而呈球形，B项正确；彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点，与液晶分子结合而定向排列，当液晶中电场强度不同时，染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色，C项正确；高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小，D项错误；干湿泡湿度计中，由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度，E项正确．
4．(2019·江西南昌高三质检)下列说法中正确的是( )
A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度相同这一条件
B．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积的瞬间，蒸汽仍是饱和的
C．干湿泡湿度计的干泡所示的温度高于湿泡所示的温度
D．浸润和不浸润与分子间作用力无关
E．蜘蛛网上挂着的小露珠呈球状不属于毛细现象
【答案】ACE
【解析】绝对湿度用空气中所含蒸气的压强表示，相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比，绝对湿度大，相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，水的饱和汽压与温度有关，所以要指明温度这一条件，故A正确；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，与体积无关，故密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积时，蒸汽不再是饱和的，但最后稳定后蒸汽才是饱和的，压强不变，故B错误；湿泡温度计由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度，选项C正确；液体对固体浸润，则附着层内分子间距小于液体内部分子间距，液体对固体不浸润，则附着层内分子间距大于液体内部分子间距，即浸润和不浸润现象是分子力作用的表现，故D错误；由于液体表面存在张力，所以露珠呈现球状，不属于毛细现象，故E正确．
5.(2019·山东济南五校联考)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )
A．ab过程中不断增加
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加
D．da过程中保持不变
E．da过程中不断增大
【答案】ABE
【解析】因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e点，如图所示，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd要点一 固体、液体的性质
1．晶体和非晶体
(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。
(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。
(3)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
2．液体表面张力
形成原因
表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力
表面特性
表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜
表面张力的方向
和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
表面张力
的效果
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
要点二 气体压强的产生与计算
1．产生的原因
由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
2．决定因素
(1)宏观上：决定于气体的温度和体积。
(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
3．平衡状态下气体压强的求法
力平衡法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强
等压面法
在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强
液片法
选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。
要点三 气体实验定律的应用
1．三大气体实验定律
(1)玻意耳定律(等温变化)：
p1V1＝p2V2或pV＝C(常数)。
(2)查理定律(等容变化)：
＝或＝C(常数)。
(3)盖-吕萨克定律(等压变化)：
＝或＝C(常数)。
2．利用气体实验定律解决问题的基本思路
要点四 理想气体状态方程的应用
1．理想气体
宏观描述
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。
微观描述
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．状态方程
＝或＝C。
3．应用状态方程解题的一般步骤
(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体。
(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2。
(3)由状态方程列式求解。
(4)讨论结果的合理性。
要点五 气体状态变化的图像问题
一定质量的气体不同图像的比较
等温变化
等容变化
等压变化
示例
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
要点一 固体、液体的性质
例1．关于液体饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是 ( )
A．温度相同的不同液体的饱和汽压都相同
B．温度升高时，饱和汽压增大
C．在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大
D．饱和汽压和相对湿度都与体积无关
E．饱和汽压和相对湿度都与体积有关
【答案】BCD
【解析】在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关．空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对湿度；相对湿度＝，夏天的饱和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大．由以上分析可知B、C、D正确．
针对训练1．下列说法正确的是 ( )
A．水的饱和汽压随温度的升高而减小
B．液体的表面张力是由表面层液体分子之间的相互排斥引起的
C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大
D．空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作空气的相对湿度
E．雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力
【答案】CDE
【解析】水的饱和汽压随温度的升高而增大，选项A错误；液体的表面张力是由液体表面层分子之间的相互吸引而引起的，选项B错误．
要点二 气体压强的产生与计算
例2．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是 ( )
A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈
B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈
C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小
D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小
【答案】BD.
【解析】压强变大时，气体的温度不一定升高，分子的热运动不一定变得剧烈，故选项A错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故选项B正确； 压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项C错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大，可能变小，故选项D正确．
针对训练2．若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．
【答案】甲：p0－ρgh 乙：p0－ρgh 丙：p0－ρgh 丁：p0＋ρgh1 戊：pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3) pb＝p0＋ρg·(h2－h1)
【解析】在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，
由二力平衡知
p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
在图乙中，以B液面为研究对象，
由平衡方程F上＝F下有：
pAS＋ρghS＝p0S
p乙＝pA＝p0－ρgh
在图丙中，仍以B液面为研究对象，有
pA′＋ρghsin 60°＝pB′＝p0
所以p丙＝pA′＝p0－ρgh
在图丁中，以液面A为研究对象，
由二力平衡得
p丁S＝(p0＋ρgh1)S
所以p丁＝p0＋ρgh1
在图戊中，从开口端开始计算：右端为大气压p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)．
要点三 气体实验定律的应用
例3 如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃，汽缸导热。
(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；
(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。
【答案】(1) 2p0 (2)在汽缸B的顶部 (3)1.6p0
【解析】
【审题指导】
(1)初始时，三个阀门均打开，说明A、B汽缸内气体的压强均为p0，温度为27 ℃。
(2)汽缸导热，说明给汽缸A充气过程中及打开K2、K3时，A、B中气体的温度保持不变。
(3)活塞质量、体积均可忽略，说明活塞平衡时，活塞上、下两部分气体的压强相等。
(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得
p0V＝p1V1①
(3p0)V＝p1(2V—V1)②
联立①②式得
V1＝③
p1＝2p0。④
(2)打开K3后，由④式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时，活塞下气体压强为p2。由玻意耳定律得
(3p0)V＝p2V2⑤
由⑤式得
p2＝p0⑥
由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2′＝p0。
(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容过程中，由查理定律得
＝⑦
将有关数据代入⑦式得
p3＝1.6p0。⑧
【方法规律】处理“两团气”问题的技巧
(1)分析“两团气”初状态和末状态的压强关系。
(2)分析“两团气”的体积及其变化关系。
(3)分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验定律列方程。
针对训练3.(2019·安徽合肥模拟)如图所示，上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置，截面面积为20 cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强p0＝1.0×105 Pa，温度为27 ℃，现缓慢加热汽缸内气体，当温度缓慢升高为57 ℃时，活塞恰好要离开a、b，重力加速度大小g取10 m/s2，求活塞的质量．
【答案】2 kg
【解析】 活塞刚要离开a、b时，对活塞有p2S＝p0S＋mg
解得p2＝p0＋
气体的状态参量为T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，T2＝330 K
因为V1＝V2，所以根据查理定律有＝
代入数据解得m＝2 kg
要点四 理想气体状态方程的应用
例4.(2019河北邢台联考)图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p-V图象，且AB ∥V轴，BC∥p轴．已知气体在状态C时的温度为300 K，下列说法正确的是( )
A．气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化
B．气体在状态A时的温度为225 K
C．气体在状态B时的温度为600 K
D．气体从状态A变化到状态B的过程中对外界做功
E．气体从状态B变化到状态C的过程中吸热
【答案】ABD
【解析】由图象可知，气体从状态A变化到状态B的过程中压强不变，做等压变化，选项A正确；气体从状态B变化到状态C的过程做等容变化，有：＝，TC＝300 K，pB＝3pC，则解得TB＝900 K；气体从状态A变化到状态B的过程做等压变化，有＝，其中VA＝，TB＝900 K，解得TA＝225 K，选项B正确，C错误；从状态A变化到状态B的过程，气体的体积变大，气体对外做功，选项D正确；气体从状态B变化到状态C的过程中，气体体积不变，则W＝0；温度降低，内能减小，U<0，则Q<0，则气体放热，选项E错误；故选ABD.
针对训练4.如图所示，用绝热光滑活塞把汽缸内的理想气体分A、B两部分，初态时已知A、B两部分气体的热力学温度分别为330 K和220 K，它们的体积之比为2∶1，末态时把A气体的温度升高70 ℃，把B气体温度降低20 ℃，活塞可以再次达到平衡。求气体A初态的压强p0与末态的压强p的比值。
【答案】
【解析】设活塞原来处于平衡状态时A、B的压强相等为p0，后来仍处于平衡状态压强相等为p。根据理想气体状态方程，对于A有：＝①
对于B有：＝②
化简得：＝③
由题意设VA＝2V0，VB＝V0，④
汽缸的总体积为V＝3V0⑤
所以可得：VA′＝V＝V0⑥
将④⑥代入①式得：＝。⑦
要点五 气体状态变化的图像问题
例5一定质量的理想气体，其状态变化过程如图中箭头顺序所示，AB平行于纵轴，BC平行于横轴，CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。已知气体在A状态的压强、体积、热力学温度分别为pA、VA、TA，且气体在A状态的压强是B状态压强的3倍。试求：
(1)气体在B状态的热力学温度和C状态的体积。
(2)从B到C过程中，是气体对外做功还是外界对气体做功？做了多少功？
【答案】(1)TA 3VA (2)气体对外界做功 pAVA
【解析】
【审题指导】
(1)由题图所示图像判断出气体状态变化过程，然后应用查理定律求出温度，由盖-吕萨克定律求出气体的体积。
(2)根据气体体积的变化判断气体对外做功还是外界对气体做功，然后求出做功多少。
【解析】(1)从A到B是等容过程，由查理定律
有：＝
由题知：pA＝3pB
可得：TB＝TA。
从B到C是等压变化过程，由盖-吕萨克定律，有：＝
又从A到C是等温变化过程，故TC＝TA
解得：VC＝3VA。
(2)从B到C等压过程中，气体的体积在增大，故知是气体对外界做功，
做功为：W＝pB(VC－VB)＝pAVA。
【方法规律】气体状态变化的图像的应用技巧
(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；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。
(2)明确图像斜率的物理意义：在V-T图像(p-T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
(3)明确图像面积的物理意义：在p -V图像中，p -V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
针对训练5．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示．设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA.在状态B时的体积为VB，在状态C时的温度为TC.求：
(1)气体在状态B时的温度TB；
(2)气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比．
【答案】：(1) (2)
【解析】：(1)由题图知，A→B过程为等压变化，由盖－吕萨克定律有＝，解得TB＝.
(2)由题图知，B→C过程为等容变化，由查理定律有＝，
A→B过程为等压变化，压强相等，有pA＝pB，
由以上各式得＝.
1．(2019·锦州模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，则( )
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、丙为晶体，乙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
【答案】B.
【解析】由题图可知，甲、乙在导热性质上表现各向同性，丙具有各向异性，甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，B正确；甲为晶体，但仅从图中无法确定它的其他性质，所以甲可能是单晶体，也可能是多晶体，丙为单晶体，故A、C、D错误．
2．下列说法正确的是( )
A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
【答案】CE.
【解析】液面表面张力的方向始终与液面相切，A错误；单晶体和多晶体都有固定的熔、沸点，非晶体熔点不固定，B错误；单晶体中原子(或分子、离子)的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，C正确；金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，D错误；液晶的名称由来就是由于它具有流动性和各向异性，E正确．
3．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是( )
A．液体的分子势能与体积有关
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．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
E．液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力
【答案】ADE.
【解析】分子势能与分子间距有关，而分子间距与物体的体积有关，则知液体的分子势能和体积有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶体物理性质表现为各向同性，选项B错误；温度升高时，分子的平均动能增大但不是每一个分子动能都增大，选项C错误；露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形，选项D正确；液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为引力，选项E正确．
4．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )
A．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
B．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
D．一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子间势能的总和
E．如果气体温度升高，那么所有分子的运动速率都增大
【答案】ABD.
【解析】一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，A正确；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，B正确；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，C错误；根据内能的定义可知，D正确；气体温度升高，分子运动的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的运动速率都增大，E错误．
5．(2019·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大
【答案】ACE.
【解析】气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关．若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A正确、B错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积一定减小，故单位体积内的分子个数一定增加，C正确、D错误；由气体压强产生原因知，E正确．
6．(2019·武汉模拟)如图所示，是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是( )
A．水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大
B．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的
C．当液体处于饱和汽状态时，液体会停止蒸发现象
D．在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压
【答案】AB.
【解析】当液体处于饱和汽状态时，液体与气体达到了一种动态平衡，液体蒸发现象不会停止，选项C错误；在实际问题中，水面上方含有水分子、空气中的其他分子，但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压，选项D错误．
7.(2019·河北衡水联考)对于物质固体、液体、气体的认识，下列说法正确的是( )
A．液晶具有晶体光学的各向异性
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位
C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
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
E．液体的饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，但饱和汽压与饱和汽的体积无关
【答案】ABE
【解析】液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，A正确；绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，单位是Pa；而空气的相对湿度是空气中水蒸气的绝对湿度与同温度水的饱和汽压的比值，所以空气的相对湿度没有单位，B正确；表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，C错误；单晶体物理性质是各向异性的，非晶体和多晶体是各向同性的，D错误；饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，而与体积无关，E正确．
8．(2019·湖北襄阳联考)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是 ( )
A．当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强就越接近饱和汽压
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强可能增大
E．利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以估算出一个氧气分子的体积
【答案】BCD
【解析】分子之间的距离等于平衡距离时，分子势能最小，所以当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能可能增大，也可能减小，故A错误；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强就越接近饱和汽压，故B正确；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，此时分子之间的引力大于斥力，液体表面存在张力，故C正确；单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，但如果速度增大，撞击力增大，气体的压强可能增大，故D正确；气体分子间距离较大，所以无法利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数估算出一个氧气分子的体积，只能求出单个分子占据的空间，故E错误．
9．(2019·南京模拟)一定质量的理想气体，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．气体分子的平均速率不变
B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C．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
D．气体分子的总数增加
E．气体分子的密度增大
【答案】ACE
【解析】气体温度不变，分子平均动能、平均速率均不变，气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，A正确，B错误．理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，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，故C、E正确，D错误．
10．下列有关分子动理论和物质结构的认识，正确的是 ( )
A．分子间距离减小时分子势能有可能增加
B．大量气体分子热运动速率分布图线随温度升高而平移，图线保持相对不变
C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体
D．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
E．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
【答案】ACE
【解析】当分子之间距离小于平衡位置之间的距离时，分子间距离减小时分子势能增加，选项A正确；大量气体分子热运动速率分布图线随温度升高而平移，图线与横轴所围面积保持不变，选项B错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，选项C正确；天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，选项D错误；石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同，选项E正确．
11.(2019·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，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
E．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变
【答案】ABD
【解析】晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，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，则没有确定的几何外形，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，表现出各向同性，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；晶体在熔化时具有一定的熔点，但由于晶体吸收热量，内能在增大，故E错误．
12．下列说法正确的是 ( )
A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B．液晶具有流动性，光学性质各向异性
C．热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体
D．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
E．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力
【答案】BCE
【解析】扩散说明分子在做无规则运动，不能说明分子间存在斥力，选项A错误；液晶是一类介于晶体与液体之间的特殊物质，它具有流动性，光学性质各向异性，选项B正确；热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故C正确；根据能量转化的方向性可知，机械能可能全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，但在一定条件下可以将内能全部转化为机械能，选项D错误；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间的作用力表现为引力，所以液体表面存在表面张力，故E正确．
13．(2019·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大
【答案】ACE
【解析】气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关．若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A对，B错；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积一定减小，故单位体积内的分子个数一定增加，C对，D错；由气体压强产生原因知，E对．
14.一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )
A．a→b过程中不断增加
B．b→c过程中保持不变
C．c→d过程中不断增加
D．d→a过程中保持不变
E．d→a过程中不断增大
【答案】ABE
【解析】由题图可知a→b温度不变，压强减小，所以体积增大，b→c是等容变化，体积不变，因此A、B正确；c→d体积不断减小，d→a体积不断增大，故C、D错误，E正确．
15.如图为一个喷雾器的截面示意图，箱里已装了14 L的水，上部密封了1 atm的空气1.0 L．将阀门关闭，再充入1.5 atm的空气6.0 L．设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变．
(1)求充入1.5 atm的空气6.0 L后密封气体的压强；
(2)打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水面等高)，则当水箱内的气压降为2.5 atm时，水箱里的水还剩多少？(喷水的过程认为箱中气体的温度不变，不计阀门右侧的管中水的体积)
【答案】 (1)10 atm (2)11 L
【解析】 (1)题中p0＝1 atm，V0＝1.0 L，p1＝1.5 atm，V1＝6.0 L，根据玻意耳定律可得p1V1＝p0V2，p0(V2＋V0)＝p2V0，解得p2＝10 atm.
(2)打开阀门，水从喷嘴喷出，当水箱中的气体压强为2.5 atm时，p2V0＝p3V3，解得V3＝4.0 L.故水箱内剩余水的体积为14 L－(4 L－1 L)＝11 L.
16．如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃，大气压强p0＝76 cmHg.
(1)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度为多少摄氏度；
(2)若保持管内温度始终为33 ℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强．
【答案】 (1)45 ℃ (2)85 cmHg
【解析】 (1)设玻璃管横截面积为S，以管内封闭气体为研究对象，气体经历等压膨胀过程
初状态：V1＝51S，T1＝(273＋33) K＝306 K
末状态：V2＝53S，
由盖－吕萨克定律有＝
解得T2＝318 K，t2＝45 ℃.
(2)当水银柱上表面与管口相平，设此时管中水银柱长度为H，管内气体经历等温压缩过程，
由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
即p1·51S＝p2(57－H)S
p1＝(76＋4) cmHg＝80 cmHg
p2＝(76＋H) cmHg
解得H＝9 cm，故p2＝85 cmHg.
17．(2019·东北三省四市高三联考)用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热汽缸分隔成A、B两部分，每部分都封闭有气体，此时A、B两部分气体压强之比为5︰3，上下两部分气体体积相等．(外界温度保持不变，不计活塞和汽缸间的摩擦，整个过程不漏气)．
(1)如图甲，若活塞为轻质活塞，拔去销钉后，待其重新稳定时B部分气体的体积与原来体积之比；
(2)如图乙，若活塞的质量为M，横截面积为S，拔去销钉并把汽缸倒置，稳定后A、B两部分气体体积之比为1︰2，重力加速度为g，求后来B气体的压强．
【答案】 (1)3∶4 (2)
【解析】 (1)设拔去销钉之前A气体的体积为V，由玻意耳定律得
pAV＝pA′(V＋ΔV)，pBV＝pB′(V－ΔV)，
又pA′＝pB′，＝
解得ΔV＝V，
则B部分气体体积与原来的体积之比为3∶4
(2)初始状态：＝
最终平衡状态：pA′＝pB′＋
设汽缸总容积为V，A、B两部分气体做等温变化
pA＝pA′，pB＝pB′
联立得到pB′＝
第42讲 固体、液体和气体(原卷版)
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一、晶体和非晶体
分类 比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向
各向
原子排列
，但多晶体每个单晶体间的排列无规则
无规则
形成与转化
有的物质在不同条件下能够形成不同的 。同一物质可能以 和 两种不同的形态出现，有些 在一定条件下也可以转化为
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡松香
二、液晶的微观结构 液体的表面张力现象
1．液体的表面张力
(1)概念：液体表面各部分间 的力。
(2)作用：液体的 使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
(3)方向：表面张力跟液面 ，且跟这部分液面的分界线 。
(4)大小：液体的温度越高，表面张力 ；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力 。
2．液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 ，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
(2)液晶分子的位置无序使它像 ，排列有序使它像 。
(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是 的。
(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 。
三、气体实验定律 理想气体
1．气体的状态参量： 、 、 。
2．气体的压强
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 。
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在 上的压力。公式：p＝。
3．气体实验定律
(1)等温变化——玻意耳定律
①内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强与体积成 ；
②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C(常量)
(2)等容变化——查理定律
①内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强与热力学温度成 ；
②公式：＝或＝C(常量)；
③推论式：Δp＝·ΔT。
(3)等压变化——盖—吕萨克定律
①内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，其体积与热力学温度成 ；
②公式：＝或＝C(常量)；
③推论式：ΔV＝·ΔT。
4．理想气体状态方程
(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从 的气体。
(2)一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C(常量)。
四、饱和蒸汽 未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 相对湿度
1．饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽：与液体处于 的蒸汽。
(2)未饱和汽：没有达到 的蒸汽。
2．饱和汽压
(1)定义：饱和汽所具有的 。
(2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压 ，且饱和汽压与饱和汽的体积 。
3．湿度
(1)定义：空气的潮湿程度。
(2)描述湿度的物理量
①绝对湿度：空气中所含 的压强；
②相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的 与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即
相对湿度(B)＝
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1.(2019·河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识，正确的有( )
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润
C．影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距
D．液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功
E．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象
3．下列说法正确的是( )
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
4．(2019·江西南昌高三质检)下列说法中正确的是( )
A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度相同这一条件
B．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积的瞬间，蒸汽仍是饱和的
C．干湿泡湿度计的干泡所示的温度高于湿泡所示的温度
D．浸润和不浸润与分子间作用力无关
E．蜘蛛网上挂着的小露珠呈球状不属于毛细现象
5.(2019·山东济南五校联考)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )
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A．ab过程中不断增加
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加
D．da过程中保持不变
E．da过程中不断增大
/
要点一 固体、液体的性质
1．晶体和非晶体
(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。
(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。
(3)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
2．液体表面张力
形成原因
表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力
表面特性
表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜
表面张力的方向
和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
表面张力
的效果
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
要点二 气体压强的产生与计算
1．产生的原因
由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
2．决定因素
(1)宏观上：决定于气体的温度和体积。
(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
3．平衡状态下气体压强的求法
力平衡法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强
等压面法
在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强
液片法
选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。
要点三 气体实验定律的应用
1．三大气体实验定律
(1)玻意耳定律(等温变化)：
p1V1＝p2V2或pV＝C(常数)。
(2)查理定律(等容变化)：
＝或＝C(常数)。
(3)盖-吕萨克定律(等压变化)：
＝或＝C(常数)。
2．利用气体实验定律解决问题的基本思路
/
要点四 理想气体状态方程的应用
1．理想气体
宏观描述
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。
微观描述
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．状态方程
＝或＝C。
3．应用状态方程解题的一般步骤
(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体。
(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2。
(3)由状态方程列式求解。
(4)讨论结果的合理性。
要点五 气体状态变化的图像问题
一定质量的气体不同图像的比较
等温变化
等容变化
等压变化
示例
p -V图像
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p -图像
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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
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要点一 固体、液体的性质
例1．关于液体饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是 ( )
A．温度相同的不同液体的饱和汽压都相同
B．温度升高时，饱和汽压增大
C．在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大
D．饱和汽压和相对湿度都与体积无关
E．饱和汽压和相对湿度都与体积有关
针对训练1．下列说法正确的是 ( )
A．水的饱和汽压随温度的升高而减小
B．液体的表面张力是由表面层液体分子之间的相互排斥引起的
C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大
D．空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作空气的相对湿度
E．雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力
要点二 气体压强的产生与计算
例2．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是 ( )
A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈
B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈
C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小
D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小
针对训练2．若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．
/
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要点三 气体实验定律的应用
例3 如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃，汽缸导热。
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(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；
(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。
【方法规律】处理“两团气”问题的技巧
(1)分析“两团气”初状态和末状态的压强关系。
(2)分析“两团气”的体积及其变化关系。
(3)分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验定律列方程。
针对训练3.(2019·安徽合肥模拟)如图所示，上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置，截面面积为20 cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强p0＝1.0×105 Pa，温度为27 ℃，现缓慢加热汽缸内气体，当温度缓慢升高为57 ℃时，活塞恰好要离开a、b，重力加速度大小g取10 m/s2，求活塞的质量．
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要点四 理想气体状态方程的应用
例4.(2019河北邢台联考)图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p-V图象，且AB ∥V轴，BC∥p轴．已知气体在状态C时的温度为300 K，下列说法正确的是( )
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A．气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化
B．气体在状态A时的温度为225 K
C．气体在状态B时的温度为600 K
D．气体从状态A变化到状态B的过程中对外界做功
E．气体从状态B变化到状态C的过程中吸热
针对训练4.如图所示，用绝热光滑活塞把汽缸内的理想气体分A、B两部分，初态时已知A、B两部分气体的热力学温度分别为330 K和220 K，它们的体积之比为2∶1，末态时把A气体的温度升高70 ℃，把B气体温度降低20 ℃，活塞可以再次达到平衡。求气体A初态的压强p0与末态的压强p的比值。
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要点五 气体状态变化的图像问题
例5一定质量的理想气体，其状态变化过程如图中箭头顺序所示，AB平行于纵轴，BC平行于横轴，CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。已知气体在A状态的压强、体积、热力学温度分别为pA、VA、TA，且气体在A状态的压强是B状态压强的3倍。试求：
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(1)气体在B状态的热力学温度和C状态的体积。
(2)从B到C过程中，是气体对外做功还是外界对气体做功？做了多少功？
【方法规律】气体状态变化的图像的应用技巧
(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；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。
(2)明确图像斜率的物理意义：在V-T图像(p-T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
(3)明确图像面积的物理意义：在p -V图像中，p -V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
针对训练5．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示．设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA.在状态B时的体积为VB，在状态C时的温度为TC.求：
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(1)气体在状态B时的温度TB；
(2)气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比．
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1．(2019·锦州模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，则( )
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A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、丙为晶体，乙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
2．下列说法正确的是( )
A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
3．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是( )
A．液体的分子势能与体积有关
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．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
E．液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力
4．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )
A．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
B．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
D．一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子间势能的总和
E．如果气体温度升高，那么所有分子的运动速率都增大
5．(2019·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大
6．(2019·武汉模拟)如图所示，是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是( )
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A．水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大
B．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的
C．当液体处于饱和汽状态时，液体会停止蒸发现象
D．在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压
7.(2019·河北衡水联考)对于物质固体、液体、气体的认识，下列说法正确的是( )
A．液晶具有晶体光学的各向异性
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位
C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
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
E．液体的饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，但饱和汽压与饱和汽的体积无关
8．(2019·湖北襄阳联考)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是 ( )
A．当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强就越接近饱和汽压
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强可能增大
E．利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以估算出一个氧气分子的体积
9．(2019·南京模拟)一定质量的理想气体，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．气体分子的平均速率不变
B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C．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
D．气体分子的总数增加
E．气体分子的密度增大
10．下列有关分子动理论和物质结构的认识，正确的是 ( )
A．分子间距离减小时分子势能有可能增加
B．大量气体分子热运动速率分布图线随温度升高而平移，图线保持相对不变
C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体
D．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
E．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
11.(2019·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有 ( )
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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
E．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变
12．下列说法正确的是 ( )
A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B．液晶具有流动性，光学性质各向异性
C．热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体
D．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
E．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力
13．(2019·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大
14.一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )
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A．a→b过程中不断增加
B．b→c过程中保持不变
C．c→d过程中不断增加
D．d→a过程中保持不变
E．d→a过程中不断增大
15.如图为一个喷雾器的截面示意图，箱里已装了14 L的水，上部密封了1 atm的空气1.0 L．将阀门关闭，再充入1.5 atm的空气6.0 L．设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变．
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(1)求充入1.5 atm的空气6.0 L后密封气体的压强；
(2)打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水面等高)，则当水箱内的气压降为2.5 atm时，水箱里的水还剩多少？(喷水的过程认为箱中气体的温度不变，不计阀门右侧的管中水的体积)
16．如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃，大气压强p0＝76 cmHg.
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(1)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度为多少摄氏度；
(2)若保持管内温度始终为33 ℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强．
17．(2019·东北三省四市高三联考)用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热汽缸分隔成A、B两部分，每部分都封闭有气体，此时A、B两部分气体压强之比为5︰3，上下两部分气体体积相等．(外界温度保持不变，不计活塞和汽缸间的摩擦，整个过程不漏气)．
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(1)如图甲，若活塞为轻质活塞，拔去销钉后，待其重新稳定时B部分气体的体积与原来体积之比；
(2)如图乙，若活塞的质量为M，横截面积为S，拔去销钉并把汽缸倒置，稳定后A、B两部分气体体积之比为1︰2，重力加速度为g，求后来B气体的压强．
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