1、第2课时固体、液体和气体考纲解读 1.知道晶体、非晶体的区别.2.理解表面张力,会解释有关现象.3.掌握气体实验三定律,会用三定律分析气体状态变化问题1固体和液体的理解关于固体和液体,下列说法中正确的是()A金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B单晶体和多晶体的物理性质没有区别,都有固定的熔点和沸点C叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用D液体的浸润与不浸润均是分子力作用的表现E液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点答案CDE解析玻璃属于非晶体,A错误;单晶体和多晶体的物理性质有区别,如单晶体在物理性质上表现为各向异性,多晶体在物理性质上表现为各向同性,B错误2饱和汽的理解关于饱和汽,
2、下面说法正确的是()A达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大B达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变C将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变,减小体积D将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变,降低温度答案BCD解析饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态,分子密度不变,A错,B对;在一定温度下,通过减小体积增加分子密度使未饱和汽转化为饱和汽,C对;在体积不变的情况下,可以通过降低温度来降低饱和汽压,使未饱和汽达到饱和状态,D对3湿度的理解关于空气湿度,下列说法正确的是()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
3、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汽压与相同温度时空气中所含水蒸汽的压强之比答案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,这是因为无论空气的绝对湿度多大,只要比饱和汽压小得越多,液体就越容易蒸发,这时人身上分泌的液体越容易蒸发,人感觉就越干燥,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汽的压强与相同温度时水的饱和汽压之比,选项C正确,D错误4气体实验定律的理解和应用一定质量理想气体的状态经历了如图1所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd
4、垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在()图1Aab过程中不断减小Bbc过程中保持不变Ccd过程中不断增大Dda过程中保持不变答案B解析首先,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错误;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即VaVe,因为VdVe,所以VdVa,所以da过程中体积变化,D错误1晶体与非晶体单晶体多晶体非晶体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、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质
5、在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体.2液体的表面张力(1)作用:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势(2)方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直3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(3)从某个方向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饱和汽湿度(1)饱和汽与未饱和汽饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽(2)饱和汽压定义:饱和汽所具有的压强特点:液体的饱和汽压与温度有关,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)
6、湿度定义:空气的干湿程度描述湿度的物理量绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强相对湿度:某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时饱和水汽压的百分比即:B100%.5气体实验定律玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律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表达式p1V1p2V2或或图象6理想气体的状态方程(1)理想气体宏观上讲,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,可视为理想气体微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外
7、无其他作用力,即分子间无分子势能(2)理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程:或C.气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例.考点一固体与液体的性质例1在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,石蜡熔化的范围如图2(1)、(2)、(3)所示,而甲、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(4)所示则由此可判断出甲为_,乙为_,丙为_(填“单晶体”、“多晶体”、“非晶体”)图2解析晶体具有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点单晶体的物理性质具有各向异性,多晶体的物理性质具有各向同性答案多晶体非晶体单晶体例2关于液体表面现象的说法中正确的是()A把缝衣针小
8、心地放在水面上,针可以把水面压弯而不沉没,是因为针受到重力小,又受到液体浮力的缘故B在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力C玻璃管道裂口放在火上烧熔,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故D飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故解析A项的缝衣针不受浮力,受表面张力;B项水银会成球状是因为表面张力;D也是表面张力的作用,只有C正确答案C突破训练1人类对自然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
9、的动能都增大D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用答案AD解析分子势能与分子间距有关,选项A正确;晶体分为单晶体和多晶体,单晶体的物理性质具有各向异性,而多晶体具有各向同性,选项B错误;温度升高,分子平均动能增大,但不一定每个分子的动能都增大,选项C错误;露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用,选项D正确考点二气体压强的产生与计算1产生的原因:由于大量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(1)液片法:选取假想的液体薄
10、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(2)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(3)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pp0gh,p0为液面上方的压强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例3如图3所示,光滑水平面上放有一质量为M的汽缸,汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞面积为S.现用水平恒力F
11、向右推汽缸,最后汽缸和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0)图3解析选取汽缸和活塞整体为研究对象,相对静止时有:F(Mm)a再选活塞为研究对象,根据牛顿第二定律有:pSp0Sma解得:pp0.答案p0突破训练2若已知大气压强为p0,在图4中各装置均处于静止状态,图中液体密度均为,求被封闭气体的压强图4答案甲:p0gh乙:p0gh丙:p0gh丁:p0gh1解析在甲图中,以高为h的液柱为研究对象,由二力平衡知p气SghSp0S所以p气p0gh在图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F上F下有:pASphSp0Sp气pAp0gh在图丙中,仍以B液面为研究对象,有p
12、Aghsin 60pBp0所以p气pAp0gh在图丁中,以液面A为研究对象,由二力平衡得p气S(p0gh1)S所以p气p0gh1考点三气体实验定律与理想气体状态方程例4(2012新课标全国33(2)如图5,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0C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60 mm.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图5(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);(2)将右侧水槽的水从0C加热到一定温度时,U形管内左、右水银
13、柱高度差又为60 mm,求加热后右侧水槽的水温解析(1)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0273 K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p1pCp式中p60 mmHg.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,pBpC玻璃泡A和B中气体的体积为V2VAVB根据玻意耳定律得p1VBpBV2联立式,并代入题给数据得pCp180 mmHg(2)当右侧水槽的水温加热到T时,U形管左、右水银柱高度差为p,玻璃泡C中气体的压强为pCpBp玻璃泡C中的气体体积不变,根据查理定律得联立式,并代入题给数据得T364 K答案(1)180 m
14、mHg(2)364 K应用气体实验定律或状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象(即选取一定质量的气体);(2)确定气体在初、末状态的参量;(3)结合气体实验定律或状态方程列式求解;(4)讨论结果的合理性突破训练3如图6所示,汽缸放置在水平平台上,活塞质量为10 kg,横截面积为50 cm2,厚度为1 cm,汽缸全长为21 cm,汽缸质量为20 kg,大气压强为1105 Pa,当温度为7时,活塞封闭的气柱长10 cm,若将汽缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通g取10 m/s2,求:图6(1)汽缸倒置时,活塞封闭的气柱多长;(2)当温度多高时,活塞刚好接触平台答案(1)1
15、5 cm(2)100解析(1)设汽缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为p1和p2,气柱长度分别为L1和L2.p1p01.2105Pa,p2p00.8105Pa倒置过程为等温变化,由玻意耳定律可得p1L1Sp2L2S,所以L2L115 cm(2)设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为T2和T3,升温后气柱长度为L3,则T2T1(2737) K280 K,L215 cm,L320 cm升温过程为等压变化,由盖吕萨克定律可得所以T3T2373 K.即温度升高到100时,活塞刚好接触平台突破训练4对一定质量的气体,下列四种状态变化中,可能实现的是()A增大压强时,温度降低,体积增大B升高温度时,压强增大,
16、体积减小C降低温度时,压强增大,体积不变D降低温度时,压强减小,体积增大答案BD考点四理想气体实验定律的微观解释1等温变化一定质量的气体,温度保持不变时,分子的平均动能一定在这种情况下,体积减小时,分子的密集程度增大,气体的压强增大2等容变化一定质量的气体,体积保持不变时,分子的密集程度保持不变在这种情况下,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强增大3等压变化一定质量的气体,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,使分子的密集程度减小,才能保持压强不变例5对于一定质量的气体,当压强和体积发生变化时,以下说法正确的是()A压强和体积都增大时,其分子平均动能不可能不变B压强和体积
17、都增大时,其分子平均动能有可能减小C压强增大,体积减小时,其分子平均动能一定不变D压强减小,体积增大时,其分子平均动能可能增大解析当体积增大时,单位体积内的分子数减少,只有气体的温度升高、分子平均动能增大,压强才能增大,A正确,B错误;当体积减小时,单位体积内的分子数增多,温度不变、降低、升高都可能使压强增大,C错误;同理体积增大时,温度不变、降低、升高都可能使压强减小,故D正确答案AD突破训练5封闭在汽缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是()A气体的密度增大B气体的压强增大C气体分子的平均动能减小D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多答案BD解析等容变化温
18、度升高时,压强一定增大,分子密度不变,分子平均动能增大,单位时间撞击单位面积器壁的气体分子数增多,B、D正确47.用图象法分析气体的状态变化 类别图线特点举例pVpVCT(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ppCT,斜率kCT,即斜率越大,温度越高pTpT,斜率k,即斜率越大,体积越小VTVT,斜率k,即斜率越大,压强越小例6如图7甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象已知气体在状态A时的压强是1.5105Pa.图7(1)说出AB过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中TA的温度值(2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变
19、为状态C的pT图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程解析(1)从题图甲可以看出,A与B连线的延长线过原点,所以AB是一个等压变化,即pApB根据盖吕萨克定律可得所以TATB300 K200 K.(2)由题图甲可知,由BC是等容变化,根据查理定律得所以pCpBpBpB1.5105Pa2.0105Pa则可画出由状态ABC的pT图象如图所示答案见解析1要清楚等温、等压、等容变化,在pV图象、pT图象、VT图象、pT图象、VT图象中的特点2若题中给出了图象,则从中提取相关的信息,如物态变化的特点、已知量、待求量等3若需作出图象,则分析物态变化特点,
20、在特殊点处,依据题给已知量、解得的待求量,按要求作图象若从已知图象作相同坐标系的新图象,则在计算后也可以应用“平移法”突破训练6(1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是_(2)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,后又经过程BC到达状态C,如图8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.图8求气体在状态B时的温度TB;求气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比答案(1)B(2)解析(1)气体等温变
21、化,有pVC(恒量),即p与成正比,故选B.(2)由题图知,AB过程为等压变化由盖吕萨克定律有,解得TB由题图知,BC过程为等容变化,由查理定律有AB过程为等压变化,压强相等,有pApB由以上各式得.高考题组1(2013福建29(2)某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同、压力也是p0、体积为_的空气(填选项前的字母)A.V B.VC(1)V D(1)V答案C解析设要向轮胎充入体积为Vx,由玻意耳定律p0(VVx)pV,得Vx(1)V,故C正确2(2013新课标33)(
22、1)关于一定量的气体,下列说法正确的是_A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量,其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)如图9,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空气柱,中间有一段长为l225.0 cm的水银柱,上部空气柱的长度l340.0 cm.已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l120.0 cm.
23、假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离图9答案(1)ABE(2)15.0 cm解析(1)气体分子间有间隙,因此气体体积指的是气体分子所能到达的空间的体积,选项A正确;温度是分子平均动能大小的标志,反映分子热运动的剧烈程度,因此只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低,选项B正确;气体的压强是气体分子无规则运动时由与器壁表面碰撞时的作用力引起的,与超重、失重无关,选项C错误;改变气体内能有两个途径,即做功和热传递,因此气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,选项D错误;由盖吕萨克定律知气体在等压膨胀时,温度一定升高,选项E正确(2)以cmHg为压强单位,在活塞下推前,玻璃管下部
24、空气柱的压强为p1p0p2设活塞下推后,下部空气柱的压强为p1,由玻意耳定律得p1l1p1l1如图,设活塞下推距离为l,则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3l3l1l1l设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3,则p3p1p2由玻意耳定律得p0l3p3l3由至式及题给数据解得l15.0 cm3(2013新课标33(2)如图10,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和p0/3;左活塞在汽缸正中间,
25、其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4.现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡已知外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦求:图10(i)恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后,左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.答案(i)T0(ii)V0解析(i)设左右活塞的质量分别为M1、M2,左右活塞的横截面积均为S由活塞平衡可知:p0SM1gp0SM2g得M2gp0S如图所示,打开阀门后,由于左边活塞上升到顶部,但对顶部无压力,所以下面的气体发生等压变化,而右侧上方气体的温度和压强均不变,所以体积仍保持V0不变,所以当下面接
26、触温度为T的恒温热源后,活塞下方体积增大为(V0V0),则由等压变化:解得TT0(ii)如图所示,当把阀门K打开重新达到平衡后,由于右侧上部分气体要充入左侧的上部,且由两式知M1gM2g,打开活塞后,左侧活塞降至某位置,右侧活塞升到顶端,汽缸上部保持温度T0等温变化,汽缸下部保持温度T等温变化设左侧上方气体压强为p,由pVx,设下方气体压强为p2:pp2,解得p2pp0所以有p2(2V0Vx)p0联立上述两个方程有6VV0VxV0,解得VxV0,另一解VxV0,不合题意,舍去模拟题组4(1)关于分子动理论和热力学定律,下列说法正确的是_A布朗运动是液体分子的无规则运动B分子间引力总是随着分子间
27、的距离减小而减小C热量能够自发地从高温物体传导到低温物体,但不能自发地从低温物体传导到高温物体D功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程(2)汽缸长L1 m(汽缸的厚度可忽略不计),固定在水平面上,汽缸中有横截面积为S100 cm2的光滑活塞,活塞封闭了一定质量的理想气体,当温度为t27、大气压为p01105 Pa时,气柱长度L00.4 m现用力缓慢拉动活塞,已知拉力最大值为F500 N.图11如果温度保持不变,能否将活塞从汽缸中拉出?若保持拉力最大值不变,将活塞从汽缸中拉出,汽缸中气体温度至少为多少摄氏度?答案(1)C(2)不能1025(1)下列说法中正确的是_A由于液体表面层中分子间的距离比
28、液体内部分子间的距离大,所以液体存在表面张力B用油膜法估测出了油酸分子直径,如果已知其密度可估测出阿伏加德罗常数C在棉花、粉笔等物体内都有很多细小的孔道,它们起到了毛细管的作用D一定质量的理想气体从外界吸收热量,温度一定升高E空气相对湿度大,体表的水不易蒸发,所以人就感到潮湿(2)为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服航天服有一套生命系统,为航天员提供合适的温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样假如在地面上航天服内气压为1.0105 Pa,气体体积为2 L,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积变为4 L,使航天服达到最大体积若航天服内气体的温度不变,将航天
29、服视为封闭系统求此时航天服内的气体压强;若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到9.0104 Pa,则需补充1.0105 Pa的等温气体多少升?答案(1)ACE(2)5.0104 Pa1.6 L解析(2)航天服内气体经历等温过程,p11.0105 Pa,V12 L,V24 L由玻意耳定律p1V1p2V2得p25.0104 Pa设需要补充的气体体积为V,将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体,充气后的气压p39.0104 Pa由玻意耳定律p1(V1V)p3V2得V1.6 L(限时:45分钟)题组1对固体与液体的考查1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
30、水晶都是晶体B晶体的分子(或原子、离子)排列是规则的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BC2关于液体的表面张力,下列说法中正确的是()A表面张力是液体各部分间的相互作用B液体表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间相互作用表现为引力C表面张力的方向总是垂直于液面,指向液体内部的D表面张力的方向总是与液面相切的答案BD3关于液晶,下列说法中正确的有()A液晶是一种晶体B液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C液晶的光学性质随温度的变化而变化D液晶的光学性质随光照的变化而变化答案CD解析液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽
31、然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,选项A、B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,选项C、D正确4液体的饱和汽压随温度的升高而增大()A其规律遵循查理定律B是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大C是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大D是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大答案D解析当温度升高时,蒸汽分子的平均动能增大,导致饱和汽压增大;同时,液体中平均动能大的分子数增多,从液面飞出的分子数将增多,在体积不变时,将使饱和汽的密度增大,也会导致饱和汽
32、压增大,故选D.题组2对气体实验定律微观解释的考查5一定质量的理想气体,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气体分子的密度增大答案BD解析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,但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变,故B、D正确,A、C错误6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
33、,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答案AC7下列说法正确的是()A一定质量的气体,当温度升高时,压强一定增大B一定质量的气体,当体积增大时,压强一定减小C一定质量的气体,当体积增大、温度升高时,压强一定增大D一定质量的气体,当体积减小、温度升高时,压强一定增大答案D解析一定质量的气体,其分子总数一定,当温度升高时,气体分子的平均动能增大,有引起压强增大的可能,但不知道分子的密度如何变化,故不能断定压强一定增大,A项错误;当体积增大时,气体分子的密度减小,有使压强减小的可能,但不知道气体分子的平均
34、动能如何变化,同样不能断定压强一定减小,B项错误;体积增大有使压强减小的趋势,温度升高有使压强增大的趋势,这两种使压强向相反方向变化的趋势不知谁占主导地位,不能断定压强如何变化,故C项错误;体积减小有使压强增大的趋势,温度升高也有使压强增大的趋势,这两种趋势都使压强增大,故压强一定增大,D项正确题组3对气体实验定律与气态方程的考查8图1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若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是()图1A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解析对被封闭的
35、一定质量的气体进行研究,当水柱上升时,封闭气体的体积V减小,结合理想气体状态方程C得,当外界大气压强p0不变时,封闭气体的压强p减小,则温度T一定降低,B选项错误当外界大气压强p0减小时,封闭气体的压强p减小,则温度T一定降低,C、D选项均错误当外界大气压强p0增大时,封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况当封闭气体的压强p增大时,温度T可能升高、不变或降低,封闭气体的压强p不变时,温度T一定降低,封闭气体的压强p减小时,温度T一定降低故只有选项A可能9用如图2所示的实验装置来研究气体等容变化的规律A、B管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时A
36、、B两管中水银面一样高,那么为了保持瓶中气体体积不变()图2A将烧瓶浸入热水中时,应将A管向上移动B将烧瓶浸入热水中时,应将A管向下移动C将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向上移动D将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向下移动答案AD解析由C(常量)可知,在体积不变的情况下,温度升高,气体压强增大,右管A水银面要比左管B水银面高,故选项A正确;同理可知选项D正确10一定质量的理想气体,在某一状态下的压强、体积和温度分别为p0、V0、T0,在另一状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,则下列关系错误的是()A若p0p1,V02V1,则T0T1B若p0p1,V0V1,则T02T1C若p02p1,V02V
37、1,则T02T1D若p02p1,V0V1,则T02T1答案ABC解析根据可以判断出选项A、B、C错误,D正确11如图3所示,一向右开口的汽缸放置在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,汽缸内某位置处有小挡板初始时,外界大气压为p0,活塞紧压小挡板现缓慢升高缸内气体温度,则下列图中能正确反映缸内气体压强随温度变化情况的是()图3答案B解析缓慢升高缸内气体温度,在活塞开始移动前,气体体积不变,压强与热力学温度成正比;当压强增大到等于大气压时,活塞开始移动,气体做等压变化,所以能正确反映缸内气体压强随温度变化情况的是B.12如图4所示,汽缸长为L1 m,固定在水平面上,汽缸中有横截面积为S100 c
38、m2的光滑活塞,活塞封闭了一定质量的理想气体,当温度为t27C、大气压强为p01105 Pa时,气柱长度为l90 cm,汽缸和活塞的厚度均可忽略不计求:图4(1)如果温度保持不变,将活塞缓慢拉至汽缸右端口,此时水平拉力F的大小是多少?(2)如果汽缸内气体温度缓慢升高,使活塞移至汽缸右端口时,气体温度为多少摄氏度?答案(1)100 N(2)60C解析(1)设活塞到达汽缸右端口时,被封气体压强为p1,则p1Sp0SF由玻意耳定律得:p0lSp1LS解得:F100 N(2)由盖吕萨克定律得:解得:T333 K,则t60C13图5中A、B汽缸的长度和截面积均为30 cm和20 cm2,C是可在汽缸B内
39、无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D为阀门整个装置均由导热材料制成起初阀门关闭,A内有压强为pA2.0105 Pa的氮气,B内有压强为pB1.0105 Pa的氧气,活塞C处于图中所示位置阀门打开后,活塞移动,最后达到平衡求:(假定氧气和氮气均为理想气体,连接汽缸的管道体积可忽略不计)图5(1)活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强;(2)活塞C移动过程中A中气体是吸热还是放热(简要说明理由)答案(1)10 cm1.5105 Pa(2)见解析解析(1)由玻意耳定律:对A部分气体有:pALSp(Lx)S对B部分气体有:pBLSp(Lx)S代入相关数据解得:x10 cmp1.5105 Pa(2)活塞C向
40、右移动的过程中A中气体对外做功,而气体发生等温变化,内能不变,故A中气体从外界吸热14如图6为均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度为的液体右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强p0,重力加速度为g.现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左、右两管液面保持不动,试求:图6(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强p1;(2)温度升高到T1为多少时,右管活塞开始离开卡口上升;(3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L.答案(1)p0(2)T0(1)(3)(p0gL)解析(1)活塞刚离开卡口时,对活塞受力分析有mgp0Sp1S,得p1p0(2)两侧气体体积不变,由查理定律,右管内气体,得T1T0(1)(3)左管内气体,V2L2S,L2LLp2p0gL应用理想气体状态方程得T2(p0gL)