高中物理：课时2 气体、固体和液体

课时2气体、固体和液体

2----------------X基础梳理

一、气体性质

L气体分子运动的特点

分子很小，间距很大，除碰撞外，不―•｛理誉性）

受力，做匀速直线运动

分子密度大，碰撞频繁，分子运动现朝旬

杂乱无章―d

分子会充满其能够到达的整个空间，向

各个方向运动的分子数相等，分子速率―►（规出性）

分布呈“中间多，两头少”的规律

2.气体的压强

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。

3.气体实验定律

项

玻意耳定律查理定律盖一吕萨克定律

目

一定质量的某种气一定质量的某种气一定质量的某种气

内体,在温度不变的体,在体积不变的情体,在压强不变的情

容情况下，压强P与体况下，压强P与热力况下,体积V与热力

积V成反比学温度T成正比学温度T成正比

表

匕_="

P1=P2

达PIVLP2V2TI-T-

2TIT2

式

4.理想气体状态方程

⑴理想气体:把在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体

称为理想气体。在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理

想气体。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。

⑵理想气体状态方程:毕卫警（质量一定的某种理想气体）。

二、固体、液晶

1.晶体与非晶体

晶体

项目非晶体

单晶体多晶体

夕卜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

原子排列有规则晶粒的排列无规则无规则

转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

典型物质石英、云母、明矶、食盐玻璃、橡胶

2.晶体的微观结构

特点:组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。

3.液晶

(1)液晶分子既保持排列有序又显示各向昆隹,又可以自由移动位置,

保持了液体的流动性。

⑵液晶分子的位置无序使它像液便,排列有序使它像晶体。

⑶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。

三、液体

1.液体的表面张力

⑴作用：使液体的表面具有收缩到表面积最小的趋势。

⑵原因：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力。如图所示。

液体表面层中分子间的距离

比液体内部分子间的距离大

2.浸润和不浸润

附着层内液体分子间距比液体内部分子间的距离小,表现为浸润;附

着层内液体分子间距比液体内部分子间的距离大，表现为丕浸润。

3.毛细现象

浸润液体在细管中上丑的现象，以及不浸润液体在细管中:E圈的现象。

2------------------------人・夯实考点・

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作气体的压强。

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

平

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

衡

到液柱（或活塞）的受力平衡方程,求得气体的压强

法

等

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

压

体内深h处的总压强P=Po+Pgh,P。为液面上方的压强

法

液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

片侧受力情况,建立平衡方程,消去面积,得到液片两侧压强相等

法方程,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。

［典例1］计算如图中甲、乙两种情形中的气体压强。

甲乙

⑴竖直平面内有如图甲所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两

段空气柱a、b,各段水银柱高度如图所示。大气压为时求空气柱a、

b的压强；

(2)图乙中两个汽缸的质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的

质量均为叫左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂

在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压为

P。,求封闭气体A、B的压强。

解析：(1)从开口端开始计算,右端为大气压P。，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=Po+Pg(h2-h,),而a气柱的压

强为Pa=pb-Pgh3=p0+Pg(h2-hi-h3)o

⑵在本题中，可取的研究对象有活塞和汽缸。两种情况下活塞和汽缸

受力情况的复杂程度是不同的。左边的汽缸中，活塞受重力、大气压

力和封闭气体压力三个力作用，而且只有气体压力是未知的;汽缸受

重力、大气压力、封闭气体压力和地面支持力四个力，地面支持力和

气体压力都是未知的,要求地面压力还得以整体为对象才能得出。因

此应选活塞为对象受力分析,可求得P,=P°+等。同理右边的汽缸应以

汽缸为对象受力分析,求得PB=P。-?。

答案:(l)po+Pg(h2-h-h3)p0+Pg(h2-hi)

(2)P0+等p「攀

[备用1](多选)如图为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(AD)

C

A.瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大

B.瓶A中液面下降，但瓶A中上方气体的压强不变

C.滴壶B中的气体压强随瓶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

解析:进气管C处的压强始终是大气压po,设瓶A内的气体压强为PA,

可以得到PA=PO-Pgh,因此p,“将随着h的减小而增大。在瓶中药液输

完以前,滴壶B的上液面与进气管C的高度差不受瓶A内液面变化的

影响，因此压强不变，故选A、Do

级船气体实验定律的应用

1.气体实验定律与理想气体状态方程的关系

’温度不变:Pi%=p2v2（玻意耳定律）

哂二也J体积不变:詈=詈（查理定律）

T2T172

压强不变：?=詈（盖一吕萨克定律）

I71r2

2.利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路

根据题意,选出所研究的某一定质员的气体

分别找出这部分气体状态发生变化前后的

数值或表达式，压强的确定是关键

（wag）—明确变化过程，正确选用物理规律

选用气体状态方程或某一实验定律列式求解，

L有时要讨论结果的合理性

考向1应用气体实验定律解决实际问题

[典例2]一种测量稀薄气体压强的仪器如图a所示,玻璃泡M的上端

和下端分别连通两竖直玻璃细管K和K2O兄长为1,顶端封闭,“上端

与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始

测量时,M与L相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K,顶端等高,此时

水银已进入K„且L中水银面比顶端低h,如图b所示。设测量过程中

温度、与L相通的待测气体的压强均保持不变。已知冗和儿的内径

均为d.M的容积为Vo,水银的密度为P,重力加速度大小为go求:

与待测气体连通

（1）待测气体的压强;

⑵该仪器能够测量的最大压强。

解析：（1）水银面上升至M的下端使M中的气体恰好被封住,设此时被

封闭的气体的体积为V,压强等于待测气体的压强po提升R,直到K2

中水银面与&顶端等高时,Ki中的水银面比顶端低h;设此时封闭气体

的压强为Pi,体积为V„则

V,nd2l

V—Vvo+丁,

nd2h

Vi-

4

由力学平衡条件得PLP+Pgh,

整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pV=pM,

npgd2112

联立解得P二

4K()+nd2(l-h)

⑵由题意知hWl有pW阴丝，

4Vo

该仪器能够测量的最大压强为P"片号生。

4vo

答案:⑴J4Vo+T"rd，（"l-h）"⑵4铲Vo

舅特别提醒一

应用气体实验定律解决实际问题的关键是，确定以哪一部分气体为研

究对象,并能找到气体在不同状态下的状态参量,然后列方程求解。

［备用2］扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，

截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为

300K,压强为大气压强p。。当封闭气体温度上升至303K时,杯盖恰

好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部压强立即减为Po,

温度仍为303K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。整个

过程中封闭气体可视为理想气体。求：

O

s

⑴当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强；

⑵当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。

解析：（1）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知,初状态温度

To=3OOK,压强为po,末状态温度T尸303K,压强设为pb由查理定律得

Po_Pi

兀-7?

代入数据得P尸告P。。

⑵设杯盖的质量为m,刚好被顶起时，由平衡条件得

PiS=p0S+mg,

放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状

态温度T2=303K,压强p2=p0,末状态温度T3=300K,压强设为p3,由查

理定律得*翁，

1213

设提起杯盖所需的最小力为F,由平衡条件得

F+p3S=p0S+mg,联立解得FVP（）S。

答案：⑴wip°(2)』_p°s

100H10100H

考向2变质量问题

这类问题的解题关键是巧妙地选择研究对象，把变质量问题转化为定

质量问题。常见变质量气体问题有：

(1)打气问题:选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象,就可把

充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。

⑵抽气问题:将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对

象,质量不变,故抽气过程可以看成是等温膨胀过程。

(3)灌气问题:把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作

为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题。

(4)漏气问题:选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可

使问题变成一定质量气体的状态变化，可用理想气体的状态方程求解。

[典例3](2020•山东卷)中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的

气压差使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，

如图所示,左侧为火罐,下端开口；右侧为抽气拔罐,下端开口，上端留

有抽气阀门。使用火罐时一，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自

然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。

抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强。某

次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450K,

最终降到300K,因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的骨。若换用

抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的冬罐内气

压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略

抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体

质量的比值。

解析:设火罐内气体初始状态参量分别为口、1、％,温度降低后状态

参量分别为P2、丁2、V2,火罐的容积为Vo,大气压强为P。，由题意知

PFPo,T,=450K,V,=V0,T2=300K,V2=^,

20

由理想气体状态方程得*二吃F*,

代入数据得p2=o.7po,

对于抽气拔罐,设初态气体状态参量分别为P3、v3,末态气体状态参量

Z

分别为P4、V4,抽气拔罐的容积为VJ,由题意知P3=P。、V3=Vo、p4=p2,

由玻意耳定律得PoVo'=p2V,b

联立并代入数据得3争。'，

设抽出的气体的体积为由题意知AV川厂|^V。'，

故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为

处与,联立并代入数据得处q。

mm3

答案q

[备用3](2021•河北卷)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度

为27℃时一，压强为3.OX1()3pa。

⑴当夹层中空气的温度升至37℃,求此时夹层中空气的压强；

⑵当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间，求夹层中增加的空气质

量与原有空气质量的比值,设环境温度为27℃,大气压强为1.OX105

Pa。

解析：（1）初状态P尸3.0义1。3p%

Tt=（273+27）K=300K,

末状态Tz=（273+37）K=310K,设压强为p2,

根据查理定律得白詈,解得P2=3.1X103Pa。

1112

⑵保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间，以夹层中原有空气为研究

对象，由玻意耳定律得PIV=POV，，

解得V'=0.03V,

夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值

AmV-V'97

7h不。

答案：（1）3.lx1。？Pa⑵/

气体状态变化中的图像问题

1.一定质量气体状态变化图像对比

类

特点（其中C为常数）举例

别

pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点p

p-VIk

越远Cv

P

p-

p=CT1,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高

10

V看汹V

P

P-Tp专T,斜率k专即斜率越大,体积越小

0T

V分

V-TV-T,斜率k=-,即斜率越大,压强越小

pP:「

0

P2<P>T

2.气体状态变化图像的应用规律

⑴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P、V、

T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。

⑵明确斜率的物理意义:在V-T图像（或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。

[典例4]（2021•全国甲卷）

如图,一定量的理想气体经历的两个不同过程,分别由体积一温度

（V-t）图上的两条直线I和II表示,％和V2分别为两直线与纵轴交点

的纵坐标;t。为它们的延长线与横轴交点的横坐标,。=-273.15℃;a

为直线I上的一点。由图可知,气体在状态a和b的压强之比

；气体在状态b和C的压强之比”=O

PbPc

解析：由题图结合题意可知I、n的v-t图线均为过热力学温度零点

的倾斜直线，则I、n过程均为等压变化,则在=i；由理想气体状态方

Pb

程有六C及T=t+273.15K,得v-t图像的纵截距

”273.15C273.15C273.15C4PbV

V=-----，Pb=~--,Pe=---,得132

PV1V2pcFi

答案：1'

［备用4］如图是一定质量的理想气体状态变化的一系列过程，以下四

种说法正确的是（C）

A.a-b的过程气体体积增大

B.bfc的过程气体体积减小

C.c-d的过程气体体积增大

D.d-a的过程气体体积增大

解析:将-273.15℃作为新的坐标原点，即可变为p-T图像,如图所示。

a-b的过程气体做等温变化,根据即=C可知,压强增大,则体积减小，

故A错误;根据于C可得p^T,p-T图像斜率越大,则体积越小,所以b

一c的过程气体体积增大,d-a的过程气体体积减小，故B、D错误;c

一d的过程气体做等温变化,根据牛=c可知，压强减小，则体积增大,故

C正确。

固体、液体的性质

1.对晶体和非晶体的理解

(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。

⑵只要是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体。

⑶只要是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之是非晶体。

(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。

⑸晶体与非晶体熔化过程的区别

①晶体熔化过程，当温度达到熔点时,吸收的热量全部用来破坏空间

点阵，增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固定的

熔点。

②非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量

主要转化为分子的平均动能,不断吸热,温度不断上升。

2.液体表面张力

形成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

原因的相互作用力表现为引力

表面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

特性像一层绷紧的弹性薄膜

表面

和液面相切,垂直于液面上的各条分界线

张力

的方

向

表面

张力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，

的效而在体积相同的条件下,球形的表面积最小

果

［典例5］如图所示为一透明的正方体物块，下列说法正确的是

(D)

A.由于该物块有规则形状，所以它一定为晶体

B.由于该物块透明，所以它一定为晶体

C.若该物块为绝缘体,则它一定为非晶体

D.若将该物块加热到某一温度才开始熔化,且熔化的过程中温度保持

不变,则它一定为晶体

解析：单晶体具有天然的规则的几何形状，但这个正方体物块不一定

是天然形成,所以不一定是晶体,故A错误;透明的物体并非都是晶体,

所以该物块不一定是晶体，例如玻璃是透明的，但并非是晶体,故B错

误；晶体并非都能导电，所以该绝缘物块不一定是非晶体，例如金刚石

晶体,是单晶体,也是绝缘体，故C错误；晶体具有一定的熔化温度,非

晶体没有一定的熔化温度,故D正确。

［备用5］（多选）关于液体，下列叙述中正确的是（AD）

A.露珠呈球形是因为液体的表面张力的缘故

B.液体的表面张力垂直于液面指向液体的内部

C.液体与固体接触的附着层分子如果比液体内部更稀疏,则液体与固

体表现为浸润

D.对特定的液体和特定材质的毛细管,管的内径越小毛细现象越明显

解析:液体的表面张力使液面具有收缩到液体表面积最小的趋势，露

珠呈球形是因为液体的表面张力的缘故，故A正确;表面张力跟液面

相切,跟这部分液面的分界线垂直,故B错误;液体与固体接触的附着

层分子如果比液体内部更稀疏,则液体与固体表现为不浸润,故C错

误;毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润的液体

在细管中下降的现象，内径越小现象越明显，故D正确。

工课堂训练■教师备用

1.（气体实验定律）如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为1,管

内外水银面高度差为h,若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距

离，则（A）

A.h、1均变大

B.h、1均变小

C.h变大、1变小

D.h变小、1变大

解析:开始时,玻璃管中的封闭气体的压强Pi=P°-Pgh,上提玻璃管,假

设h不变，1变长，由玻意耳定律得pj-S=p2（l+Al）•S,所以气体内

部压强小了，大气压p。必然推着液柱上升,假设不成立,h必然升高一

些。最后稳定时,封闭气体的压强p2=p0-Pg（h+△h）减小,再根据玻意

耳定律,pJi・S=p2l2•S,l2>lb1变大，故A正确。

2.（气体状态变化中的图像问题）一定质量的理想气体由状态A经过

图中所示过程变到状态B,在此过程中气体的密度（A）

0T

A.一直变小

B.一直变大

C.先变小后变大

D.先变大后变小

解析：由于C可得p-T图像的斜率为也由题图得,该气体从状态A变到

状态B时,斜率变小,则气体的体积V一直在增大,气体质量一定，则密

度一直变小，故选A。

3.（固体的性质）（多选）下列说法正确的是（BC）

A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体

B.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不

同的晶体

C.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以

转化为晶体

D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

解析:将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误;例

如金刚石和石墨由同种元素构成,但由于原子的排列方式不同而成为

不同的晶体,故选项B正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转

化。如天然水晶是晶体,熔融过的水晶（即石英玻璃）是非晶体,也有些

非晶体在一定条件下可转化为晶体,故选项C正确;熔化过程中，晶体

的温度不变，但分子间势能增加，内能改变,故选项D错误。

4.（液体的性质）下列关于液体表面张力的说法中，正确的是（B）

A.液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密集些

B.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现

为引力,产生表面张力

C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因

D.液体表面张力的方向指向液体内部，使液体表面有收缩趋势

解析:液体表面层内分子的分布比内部要稀疏,分子力表现为引力，故

A错误;液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力

表现为引力,产生表面张力，故B正确;液体表面层分子间既有引力也

有斥力，引力大于斥力是产生表面张力的原因，故C错误;表面张力方

向跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直,故D错误。

5.（变质量问题）（2021•山东卷）血压仪由加压气囊、臂带、压强计等

构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带

内气体的压强高于大气压强的数值,充气前臂带内气体压强为大气压

强,体积为V;每次挤压气囊都能将60cm，的外界空气充入臂带中，经5

次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150mniHgo已知大

气压强等于750mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体

积。则V等于（D）

A.30cm3B.40cm3

C.50cm3D.60cm3

解析:根据玻意耳定律可知poV+5p0Vo=pi•5V,已知po=75OmmHg,Vo=6O

33

cm,pi=750mmHg+150mmHg=900mmHg,代入数据整理得V=60cmo

6.（压强计算及气体实验定律）如图所示,一汽缸水平固定在静止的小

车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平

衡时活塞与汽缸底相距Lo现让小车以一较小的水平恒定加速度向右

运动,稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离do已知大气压强为po,

不计汽缸和活塞间的摩擦;且小车运动时.，大气对活塞的压强仍可视

为P。；整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。

左|，右

/77777z777777777/v777Z

解析:设小车加速度大小为a,稳定时汽缸内气体的压强为pb活塞受

到汽缸内外气体的压力分别为

fi=PiS,fo=poS,

由牛顿第二定律得f-fo=ma,

小车静止时,在平衡情况下,汽缸内气体的压强应为Po,

由玻意耳定律得PIVFPOV,

式中V=SL,Vi=S(L-d),

联立各式得"岑二。

较素.PoSd

口木—Jd）

课时训练

回基础巩固

1.盛有氧气的钢瓶，在27℃的室内测得其压强是9.0义IO,Pao将其

搬到-13°C的工地上时,瓶内氧气的压强变为7.2义IO,Pa。对此过程

下列说法正确的是（A）

A.钢瓶一定漏气B.钢瓶一定不漏气

C.钢瓶可能不漏气D.无法判断

fi

解析:若不漏气,则气体做等容变化,有*=黑得p2=^=7.8X10Pa,

由于P2>7.2X1（）6pa,所以钢瓶在搬运过程中漏气。

2.已知湖水深度为20m,湖底水温为4℃,水面温度为17℃,大气压

5

强为1.0X10Pao当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来

的（g取10m/s；水的密度P=LOX1。kg/nOlC）

A.12.8倍B.8.5倍

C.3.1倍D.2.1倍

解析:气泡在湖底的压强为p=p0+Pgh=3p0,由理想气体状态方程有

竽=竽,解得詈=3.1,故当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积

T2V1

约为原来的3.1倍,选项C正确。

3.请根据图回答,经过数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列

哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,

忽略水蒸汽和温度变化对实验结果的影响。)(C)

A.A处上升,B处下降

B.A、B两处都下降

C.A处下降,B处上升

D.A、B两处都不变

解析:小白鼠的生命活动中消耗。2,而呼吸出的CO?被NaOH吸收,瓶中

物质的量减少,压强降低,故选项C正确。

4.某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7X103n?,往桶内倒入4.2X

ICT?■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3.0X10-4nf5的空气,要使喷雾器内药液能全部喷完,且整个过

程中温度不变，则至少需要打气的次数是(B)

A.13B.14C.15D.16

解析:假设使喷雾器内药液能全部喷完，由题意可知,每次打入容器内

的气体压强为1atm,由玻意耳定律得pM=p°(V]V2)+p。-NV。,V,=5.7X

-3331

IOm,V2=4.2X10m',V°=3.OX10将数据代入得N=14（次），故B

正确。

5.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。其中主要原因是（D）

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.瓶内气体因温度降低而压强减小

解析:瓶内气体只会有少量液化,为分析“主要原因”，可视其为质量

一定且体积不变（这又是理想化思想的体现），根据查理定律,则瓶内

气体因温度降低而压强减小，软木塞受到外界大气压的作用而不易拔

出来。

6.如图所示是质量一定的理想气体在V_t图中的两条等压线，若

V2=2%,则两直线上M、N两点的气体压强、密度的关系为（C）

A.PM=PN,PM=PN

B.PM=2PN,PM=2PN

rn-PNC_PN

PM~—,PM--

=

D・PM=号,PM2PN

解析:等压线的斜率与压强的倒数成正比,据此得PM咨;又由于。可

得P故P"哼，选项C正确。

7.一间开着窗子的房屋，室内气温由15℃升到25℃,假定大气压强

保持恒定，则由室内逸出的空气质量是室内原有质量的（D）

A.-2B.—6

5144

C.—D.—

273149

解析:设原室内空气升温膨胀前后的体积分别为V\、v2,有其中

T1T2

「二288K,T2=298K,则室内逸出的空气质量与室内原有质量之比为

8.（多选）要想把凝固在衣料上面的蜡或油脂去掉，只要把两层吸墨纸

分别放在这部分衣料的上面和下面，然后用热熨斗在吸墨纸上来回熨

烫，这样做可以去掉衣料上的蜡或油，这是利用了（AD）

A.毛细现象B.表面张力

C.大气压强D.浸润

解析:熔化的蜡或油脂浸润吸墨纸,放在衣料上、下面的吸墨纸内有许

多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡或油脂受热熔化成液体后，由

于毛细现象,它们就会被吸墨纸吸掉。

9.（多选）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（ABD）

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

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。

10.如图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量的空气。若

玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是（A）

A.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

解析:研究被封闭的气体，当水柱上升时,封闭气体的体积V减小,结

合理想气体的状态方程华=c得，当外界大气压强P。不变时，封闭气体

的压强P减小,则温度T一定降低；当外界大气压强P。减小时一,封闭气

体的压强P减小，则温度T一定降低；当外界大气压强p。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,温度一定降低,封闭气体的压强P减小时,温度一定降低。

故只有选项A可能。

何能力提升

11.（多选）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（BD）

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.单位体积内的分子数目增加

解析:理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，

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，压强增

大,但气体分子总数不变，每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正

确,A、C错误。

12.已知地球半径约为6.4X106in,空气的摩尔质量约为29X

IO-3kg/mol,标准状态下1mol气体的体积约为22.4X10-3m3,一个标

准大气压约为1.0X10、Pao利用以上数据可估算出地球表面大气在

标准状况下的体积为(B)

A.4X1016m3B.4X1018m3

C.4X1O20m3D.4X1022m3

解析:大气压是由大气的质量产生的。大气压强P=*M，代入数据

18

可得地球表面大气质量m^5.2X10kgo标准状态下1mol气体的

体积为v=22.4X10T故地球表面大气体积为V=—X

3

m029x10

22.4X103m3^4X1018m\B正确。

13.(2020•全国H卷)潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开

口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空

间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便,将潜水钟

简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由

水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度

为P,重力加速度大小为g,大气压强为po,H»h,忽略温度的变化和水

密度随深度的变化。

(1)求进入圆筒内水的高度1;

(2)保持H不变,压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压

强为P。时的体积。

解析：（1）设圆筒在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为

V。和%,放入水下后筒内气体的压强为Pl,由玻意耳定律和题给条件有

PlVl=PoVo,

V0=hS,

—)S,

Pi=Po+Pg(H-l),

联立以上各式并考虑到H»h>l,解得

1=P9H•ho

Po+PgH

⑵设水全部排出后筒内气体的压强为P2,此时筒内气体的体积为Vo,

这些气体在其压强为p。时的体积为V%由玻意耳定律有

P2Vo=P0V3,

其中p2=Po+pgH,

设需压入筒内的气体体积为V,依题意

V=V3-Vo,

联立解得v="四。

Po

答案：（l）-^--h（2）””

Po+pgHPo

14.使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化:A