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2024-2025学年人教高中物理同步讲义练习选择性必修三2.3气体的等压变化和等容变化(含答案)(人教2019选择性必修三)2.3气体的等压变化和等容变化基础导学要点一、气体的等压变化1.等压变化一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。2.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V与热力学温度T成正比。(2)公式:V=CT或eq\f(V1,T1)=eq\f(V2,T2)。(3)适用条件:气体质量一定;气体压强不变。(4)等压变化的图像:由V=CT可知在VT坐标系中,等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线。对于一定质量的气体,不同等压线的斜率不同。斜率越小,压强越大,如图所示,p2>(选填“>”或“<”)p1。要点二、气体的等容变化1.等容变化一定质量的某种气体,在体积不变时,压强随温度变化的过程。2.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p与热力学温度T成正比。(2)公式:p=CT或eq\f(p1,T1)=eq\f(p2,T2)。(3)等容变化的图像:从图甲可以看出,在等容过程中,压强p与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系。但是,如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交,把交点当作坐标原点,建立新的坐标系(如图乙所示),那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为气体压强为0时,其温度为0K。可以证明,新坐标原点对应的温度就是0_K。甲乙(4)适用条件:气体的质量一定,气体的体积不变。说明:气体做等容变化时,压强p与热力学温度T成正比,即p∝T,不是与摄氏温度t成正比,但压强变化量Δp与热力学温度变化量ΔT和摄氏温度的变化量Δt都是成正比的,即Δp∝ΔT、Δp∝Δt。要点三、理想气体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.理想气体与实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下,把实际气体看成理想气体来处理。3.理想气体的状态方程(1)内容一定质量的某种理想气体,在从某一状态变化到另一状态时,尽管压强p、体积V、温度T都可能改变,但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保持不变。(2)表达式①eq\f(p1V1,T1)=eq\f(p2V2,T2);②eq\f(pV,T)=C。(3)成立条件一定质量的理想气体。说明:理想气体是一种理想化模型,是对实际气体的科学抽象。题目中无特别说明时,一般都可将实际气体当成理想气体来处理。要点四、对气体实验定律的微观解释用分子动理论可以定性解释气体的实验定律。1.玻意耳定律一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能是一定的。在这种情况下,体积减小时,分子的数密度增大,单位时间内,单位面积上碰撞器壁的分子数就多,气体的压强就增大。这就是玻意耳定律的微观解释。2.盖—吕萨克定律一定质量的某种理想气体,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,使分子的数密度减小,才能保持压强不变。这就是盖—吕萨克定律的微观解释。3.查理定律一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的数密度保持不变。在这种情况下,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强就增大。这就是查理定律的微观解释。要点突破突破一:气体的等压变化1.盖-吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化,其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT成正比.2.V-T图像和V-t图像一定质量的某种气体,在等压变化过程中(1)V-T图像:气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且p1<p2,即斜率越小,压强越大.(2)V-t图像:体积V与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等压线是一条延长线通过横轴上-273.15℃的倾斜直线,且斜率越大,压强越小,图像纵轴的截距V0是气体在0℃时的体积。3.应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体;(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,压强不变;(3)确定初、末两个状态的温度、体积;(4)根据盖-吕萨克定律列式求解;(5)求解结果并分析、检验。突破二:气体的等容变化1.查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化,其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT成正比.2.p-T图像和p-t图像一定质量的某种气体,在等容变化过程中(1)p-T图像:气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且V1<V2,即体积越大,斜率越小。(2)p-t图像:压强p与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等容线是一条延长线通过横轴上-273.15℃的倾斜直线,且斜率越大,体积越小.图像纵轴的截距p0是气体在0℃时的压强.3.应用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体;(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,体积不变;(3)确定初、末两个状态的温度、压强;(4)根据查理定律列式求解;(5)求解结果并分析、检验。突破三:理想气体1.理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。2.理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计,分子不占空间,可视为质点。它是对实际气体的一种科学抽象,是一种理想模型,实际并不存在。3.理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力。4.理想气体分子无分子势能的变化,内能等于所有分子热运动的动能之和,只和温度有关。突破四:理想气体的状态方程1.对理想气体状态方程的理解(1)成立条件:一定质量的理想气体;(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系,与中间的变化过程无关;(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定,与状态参量(p、V、T)无关;(4)方程中各量的单位:温度T必须是热力学温度,公式两边中压强p和体积V单位必须统一,但不一定是国际单位制中的单位。2.理想气体状态方程与气体实验定律eq\f(p1V1,T1)=eq\f(p2V2,T2)⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1=T2时,p1V1=p2V2玻意耳定律,V1=V2时,\f(p1,T1)=\f(p2,T2)查理定律,p1=p2时,\f(V1,T1)=\f(V2,T2)盖-吕萨克定律))突破五:气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在温度保持不变时,体积减小,压强增大;体积增大,压强减小。(2)微观解释:温度不变,分子的平均动能不变。体积越小,分子的数密度增大,单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多,气体的压强就越大,如图。2.查理定律(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在体积保持不变时,温度升高,压强增大;温度降低,压强减小。(2)微观解释:体积不变,则分子数密度不变,温度升高,分子平均动能增大,分子撞击器壁的作用力变大,所以气体的压强增大,如图。3.盖-吕萨克定律(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在压强不变时,温度升高,体积增大,温度降低,体积减小。(2)微观解释:温度升高,分子平均动能增大,撞击器壁的作用力变大,而要使压强不变,则需影响压强的另一个因素,即分子的数密度减小,所以气体的体积增大,如图。突破六:一定质量的气体不同图象比较类别图线特点举例p-VpV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p-1/V斜率越大,温度越高p-T斜率越大,体积越小V-T斜率越大,压强越小典例精析题型一:查理定理的应用例一.有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定量气体,与A相连的B管插在水槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计.在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76cmHg的压强,等于101kPa).已知当温度t1=27℃时,管内水银面高度x1=16cm,此高度即为27℃的刻度线,问t=0℃的刻度线在何处.变式迁移1:用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V=355mL.假设在室温(17℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为1atm.若易拉罐承受的压强为1.2atm,则保存温度不能超过多少?题型二:盖—吕萨克定律的应用例二.如图所示,活塞的质量为m,大气压强为p0,当密闭气体的温度由T1升高到T2时,求:(1)温度为T2时气体的压强;(2)温度为T2时的气体体积.(汽缸的横截面积为S,忽略活塞与汽缸间的摩擦,温度T1时气体的体积为V1)变式迁移2:一气象探测气球,在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气压36.0cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0℃.求:(1)氦气在停止加热前的体积;(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积.题型三:气体实验定律的图像问题例三.如图所示,一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA是什么过程?已知气体在状态A时的体积是1L,求在状态B、C、D时的体积各为多少,并把此图改为p-V图.变式迁移3:如图所示,为一定质量的理想气体p-1/V图象,图中BC为过原点的直线,A、B、C为气体的三个状态,则下列说法中正确的是()A.TA>TB=TC B.TA>TB>TCC.TA=TB>TC D.TA<TB<TC强化训练选择题1.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0升高到10时,其压强的增加量为Δp1,当它由100升高到110时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是()A.1∶1 B.1∶10 C.10∶110 D.110∶102.如图所示,一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a,其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V,a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是()A.状态a→b,理想气体的内能减小B.状态b→c,单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少C.状态b→c,外界对理想气体做正功D.状态c→a,理想气体的温度降低3.一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p、V、T的变化情况不可能是()A.p、V、T都增大 B.p减小,V和T都增大C.p和V减小,T增大 D.p和T增大,V减小4、对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是(
)A.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈B.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离不可能变小5、一根足够长的试管开口竖直向下,中间用水银封闭了一定质量的理想气体,如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处,则下列图像中可能正确的是()A. B. C.D.6、两个容器A、B,用截面均匀的水平细玻璃管连通,如图所示,A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃,水银柱在管中央平衡。如果两边温度都升高10℃,则水银柱将()A.向右移动 B.向左移动C.不动 D.条件不足,不能确定7.对于一定量的理想气体,下列说法正确的是()A.若气体的压强和体积都不变,其内能可能减小B.若气体的内能不变,其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大D.当气体温度升高时,气体的内能一定增大8.(多选)一定质量的理想气体,从图中A状态开始,经历了B、C,最后到D状态。下列说法中正确的是()A.A→B温度升高,体积不变B.B→C压强不变,体积变小C.C→D压强变小,体积变小D.B点的温度最高,C点的体积最小9.一定质量的气体在等容变化过程中,温度每升高1℃,压强的增加量等于它在27℃时压强的()A. B. C. D.10.两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通,如图所示,A、B中所装气体温度分别为10℃和20℃,水银柱在管中央平衡,如果两边温度都升高10℃,则水银将()A.向左移动 B.向右移动 C.不动 D.无法确定二、解答题11.如图,上端带卡环、底部有加热装置的圆柱形气缸竖直放置在水平地面上,质量为m、横截面积为S、厚度不计的活塞到气缸底部的距离为气缸高度的一半,活塞下部封闭有温度为T的理想气体。已知重力加速度为g,外界大气压强恒为,忽略一切摩擦。现对封闭气体缓慢加热,则活塞恰好到达气缸上端卡口时气体温度T1=_______;保持封闭气体的温度T1不变,在活塞上表面缓慢倒入沙子,使活塞到气缸底部的距离为气缸高度的三分之一,则倒入沙子的总质量m1=________。12.如图所示,绝热汽缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸间摩擦可忽略不计,活塞下部空间与外界连通,汽缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离汽缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh13、某充气式座椅简化模型如图所示,质量相等且导热良好的两个汽缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种气体A、B,活塞通过轻弹簧相连,静置在水平面上,已知汽缸的质量为M(汽缸壁的厚度不计),轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0,大气压强为p0,重力加速度大小为g,初始时环境温度为T0,被封闭气体高度均为L,活塞的横截面积为S、质量和厚度不计,弹簧形变始终在弹性限度内,活塞始终未脱离汽缸。(1)求初始时B气体的压强;(2)若环境温度缓慢升至1.2T0,求稳定后气缸C底部离水平面的高度h。2.3气体的等压变化和等容变化基础导学要点一、气体的等压变化1.等压变化一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。2.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V与热力学温度T成正比。(2)公式:V=CT或eq\f(V1,T1)=eq\f(V2,T2)。(3)适用条件:气体质量一定;气体压强不变。(4)等压变化的图像:由V=CT可知在VT坐标系中,等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线。对于一定质量的气体,不同等压线的斜率不同。斜率越小,压强越大,如图所示,p2>(选填“>”或“<”)p1。要点二、气体的等容变化1.等容变化一定质量的某种气体,在体积不变时,压强随温度变化的过程。2.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p与热力学温度T成正比。(2)公式:p=CT或eq\f(p1,T1)=eq\f(p2,T2)。(3)等容变化的图像:从图甲可以看出,在等容过程中,压强p与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系。但是,如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交,把交点当作坐标原点,建立新的坐标系(如图乙所示),那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为气体压强为0时,其温度为0K。可以证明,新坐标原点对应的温度就是0_K。甲乙(4)适用条件:气体的质量一定,气体的体积不变。说明:气体做等容变化时,压强p与热力学温度T成正比,即p∝T,不是与摄氏温度t成正比,但压强变化量Δp与热力学温度变化量ΔT和摄氏温度的变化量Δt都是成正比的,即Δp∝ΔT、Δp∝Δt。要点三、理想气体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.理想气体与实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下,把实际气体看成理想气体来处理。3.理想气体的状态方程(1)内容一定质量的某种理想气体,在从某一状态变化到另一状态时,尽管压强p、体积V、温度T都可能改变,但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保持不变。(2)表达式①eq\f(p1V1,T1)=eq\f(p2V2,T2);②eq\f(pV,T)=C。(3)成立条件一定质量的理想气体。说明:理想气体是一种理想化模型,是对实际气体的科学抽象。题目中无特别说明时,一般都可将实际气体当成理想气体来处理。要点四、对气体实验定律的微观解释用分子动理论可以定性解释气体的实验定律。1.玻意耳定律一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能是一定的。在这种情况下,体积减小时,分子的数密度增大,单位时间内,单位面积上碰撞器壁的分子数就多,气体的压强就增大。这就是玻意耳定律的微观解释。2.盖—吕萨克定律一定质量的某种理想气体,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,使分子的数密度减小,才能保持压强不变。这就是盖—吕萨克定律的微观解释。3.查理定律一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的数密度保持不变。在这种情况下,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强就增大。这就是查理定律的微观解释。要点突破突破一:气体的等压变化1.盖-吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化,其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT成正比.2.V-T图像和V-t图像一定质量的某种气体,在等压变化过程中(1)V-T图像:气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且p1<p2,即斜率越小,压强越大.(2)V-t图像:体积V与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等压线是一条延长线通过横轴上-273.15℃的倾斜直线,且斜率越大,压强越小,图像纵轴的截距V0是气体在0℃时的体积。3.应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体;(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,压强不变;(3)确定初、末两个状态的温度、体积;(4)根据盖-吕萨克定律列式求解;(5)求解结果并分析、检验。突破二:气体的等容变化1.查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化,其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT成正比.2.p-T图像和p-t图像一定质量的某种气体,在等容变化过程中(1)p-T图像:气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且V1<V2,即体积越大,斜率越小。(2)p-t图像:压强p与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等容线是一条延长线通过横轴上-273.15℃的倾斜直线,且斜率越大,体积越小.图像纵轴的截距p0是气体在0℃时的压强.3.应用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体;(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,体积不变;(3)确定初、末两个状态的温度、压强;(4)根据查理定律列式求解;(5)求解结果并分析、检验。突破三:理想气体1.理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。2.理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计,分子不占空间,可视为质点。它是对实际气体的一种科学抽象,是一种理想模型,实际并不存在。3.理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力。4.理想气体分子无分子势能的变化,内能等于所有分子热运动的动能之和,只和温度有关。突破四:理想气体的状态方程1.对理想气体状态方程的理解(1)成立条件:一定质量的理想气体;(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系,与中间的变化过程无关;(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定,与状态参量(p、V、T)无关;(4)方程中各量的单位:温度T必须是热力学温度,公式两边中压强p和体积V单位必须统一,但不一定是国际单位制中的单位。2.理想气体状态方程与气体实验定律eq\f(p1V1,T1)=eq\f(p2V2,T2)⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1=T2时,p1V1=p2V2玻意耳定律,V1=V2时,\f(p1,T1)=\f(p2,T2)查理定律,p1=p2时,\f(V1,T1)=\f(V2,T2)盖-吕萨克定律))突破五:气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在温度保持不变时,体积减小,压强增大;体积增大,压强减小。(2)微观解释:温度不变,分子的平均动能不变。体积越小,分子的数密度增大,单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多,气体的压强就越大,如图。2.查理定律(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在体积保持不变时,温度升高,压强增大;温度降低,压强减小。(2)微观解释:体积不变,则分子数密度不变,温度升高,分子平均动能增大,分子撞击器壁的作用力变大,所以气体的压强增大,如图。3.盖-吕萨克定律(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在压强不变时,温度升高,体积增大,温度降低,体积减小。(2)微观解释:温度升高,分子平均动能增大,撞击器壁的作用力变大,而要使压强不变,则需影响压强的另一个因素,即分子的数密度减小,所以气体的体积增大,如图。突破六:一定质量的气体不同图象比较类别图线特点举例p-VpV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p-1/V斜率越大,温度越高p-T斜率越大,体积越小V-T斜率越大,压强越小典例精析题型一:查理定理的应用例一.有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定量气体,与A相连的B管插在水槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计.在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76cmHg的压强,等于101kPa).已知当温度t1=27℃时,管内水银面高度x1=16cm,此高度即为27℃的刻度线,问t=0℃的刻度线在何处.思路点拨:解析:选玻璃泡A内的一定量的气体为研究对象,由于B管的体积可略去不计,温度变化时,A内气体经历的是一个等容过程.玻璃泡A内气体的初始状态:T1=300K,p1=(76-16)cmHg=60cmHg末态,即t=0℃的状态:T0=273K由查理定律得p=eq\f(T0,T1)p1=eq\f(273,300)×60cmHg=54.6cmHg所以t=0℃时水银面高度,即刻度线的位置是x0=(76-54.6)cm=21.4m.答案:21.4cm变式迁移1:用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V=355mL.假设在室温(17℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为1atm.若易拉罐承受的压强为1.2atm,则保存温度不能超过多少?解析:取CO2气体为研究对象,则:初态:p1=1atm,T1=(273+17)K=290K末态:p2=1.2atm,T2=未知量,气体发生等容变化,由查理定律eq\f(p2,p1)=eq\f(T2,T1)得:T2=eq\f(p2,p1)T1=eq\f(1.2×290,1)K=348Kt=(348-273)℃=75℃.答案:75℃题型二:盖—吕萨克定律的应用例二.如图所示,活塞的质量为m,大气压强为p0,当密闭气体的温度由T1升高到T2时,求:(1)温度为T2时气体的压强;(2)温度为T2时的气体体积.(汽缸的横截面积为S,忽略活塞与汽缸间的摩擦,温度T1时气体的体积为V1)思路点拨:解析:(1)以活塞为研究对象进行受力分析,如图所示.由平衡条件pS=mg+p0S,得p=eq\f(mg,S)+p0(2)由盖—吕萨克定律eq\f(V1,T1)=eq\f(V2,T2)得:V2=V1eq\f(T2,T1).答案:(1)eq\f(mg,S)+p0(2)V1eq\f(T2,T1)变式迁移2:一气象探测气球,在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气压36.0cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0℃.求:(1)氦气在停止加热前的体积;(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积.解析:(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程.根据玻意耳定律有p1V1=p2V2①式中,p1=76.0cmHg,V1=3.50m3,p2=36.0cmHg,V2是在此等温过程末氦气的体积.由①式得V2≈7.39m3②(2)在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从T1=300K下降到与外界气体温度相同,即T2=225K.这是一等压过程.根据盖—吕萨克定律有eq\f(V2,T1)=eq\f(V3,T2)③式中,V3是在此等压过程末氦气的体积.由③式得V3≈5.54m3答案:(1)7.39m3(2)5.54m3题型三:气体实验定律的图像问题例三.如图所示,一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA是什么过程?已知气体在状态A时的体积是1L,求在状态B、C、D时的体积各为多少,并把此图改为p-V图.解析:A→B为等容线,压强随温度升高而增大.B→C为等压过程,体积随温度升高而增大.C→D为等温变化,体积随压强减小而增大.D→A为等压变化,体积随温度降低而减小.由题意知VB=VA=1L,因为eq\f(VB,TB)=eq\f(VC,TC),所以VC=eq\f(TC,TB)·VB=eq\f(900,450)×1L=2L.VD=eq\f(pC,pD)·VC=eq\f(3,1)×2L=6L,据以上数据,题中四个过程的p-V图象如图所示.答案:见解析变式迁移3:如图所示,为一定质量的理想气体p-1/V图象,图中BC为过原点的直线,A、B、C为气体的三个状态,则下列说法中正确的是()A.TA>TB=TC B.TA>TB>TCC.TA=TB>TC D.TA<TB<TC解析:由题图可知A→B为等容变化,根据查理定律,pA>pB,TA>TB.由B→C为等温变化,即TB=TC.所以TA>TB=TC,选项A正确.答案:A强化训练选择题1.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0升高到10时,其压强的增加量为Δp1,当它由100升高到110时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是()A.1∶1 B.1∶10 C.10∶110 D.110∶10【答案】A【解析】等容变化中,这四个状态在同一条等容线上,因ΔT相同,所以Δp也相同。故选A。2.如图所示,一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a,其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V,a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是()A.状态a→b,理想气体的内能减小B.状态b→c,单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少C.状态b→c,外界对理想气体做正功D.状态c→a,理想气体的温度降低【答案】C【解析】A.因为a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线,所以a→b是等温过程,温度不变,理想气体的内能不变,故A错误;B.状态b→c,压强不变,体积变小,所以单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多,故B错误;C.状态b→c,压强不变,体积变小,所以外界对理想气体做正功,故C正确;D.状态c→a,体积不变,压强升高,理想气体的温度升高,故D错误;故选C。3.一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p、V、T的变化情况不可能是()A.p、V、T都增大 B.p减小,V和T都增大C.p和V减小,T增大 D.p和T增大,V减小【答案】C【解析】根据理想气体状态方程,有因此不可能出现压强和体积减小而温度升高的情形。故选C。4、对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是(
)A.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈B.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离不可能变小【答案】A【解析】A.保持压强不变,若温度升高,分子热运动将变得剧烈,若温度下降,则相反,故A正确;B.根据理想气体状态方程可知,压强变大时,温度不一定升高,所以分子热运动不一定变得剧烈,故B错误;CD.根据理想气体状态方程可知,压强变大时,体积不一定变大,压强变小时,体积可以变小,故CD错误。故选A。5、一根足够长的试管开口竖直向下,中间用水银封闭了一定质量的理想气体,如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处,则下列图像中可能正确的是()A. B. C.D.【答案】D【解析】设管内气体的压强为p、体积为V,水银柱的长度为h,转过的角度为θ。则当θ增大时,cosθ减小,封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变。A.根据理想气体状态方程可得压强增大、V-T图像中斜率应该减小,故A错误;B.根据理想气体状态方程可得气体体积减小、p-T图像的斜率增大,故B错误;C.根据理想气体状态方程可得温度不变,压强增大,图中箭头方向反了,故C错误;D.p-V图像的等温线为双曲线的一支,由于封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变,故D正确。故选D。6、两个容器A、B,用截面均匀的水平细玻璃管连通,如图所示,A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃,水银柱在管中央平衡。如果两边温度都升高10℃,则水银柱将()A.向右移动 B.向左移动C.不动 D.条件不足,不能确定解析:假设水银柱不动,A、B内气体都做等容变化,由Δp=ΔTΔp∝1T,因为TA<TB,所以ΔpA>ΔpB7.对于一定量的理想气体,下列说法正确的是()A.若气体的压强和体积都不变,其内能可能减小B.若气体的内能不变,其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大D.当气体温度升高时,气体的内能一定增大解析:对于一定量的理想气体,若气体的压强和体积都不变,则它的温度一定不变,所以内能一定不变,故A错误;对于一定量的理想气体,若气体的内能不变,则它的温度一定不变,但压强和体积可以发生改变,只需要满足pV=C,它的温度就能保持不变,故B错误;对于一定量的理想气体,若气体的温度随时间不断升高,由理想气体状态方程pVT8.(多选)一定质量的理想气体,从图中A状态开始,经历了B、C,最后到D状态。下列说法中正确的是()A.A→B温度升高,体积不变B.B→C压强不变,体积变小C.C→D压强变小,体积变小D.B点的温度最高,C点的体积最小解析:从图像直接看出A→B温度升高,因为AB延长线经过原点,是等容线,体积不变,A正确;B→C是等压线,压强不变,根据pVT=C,压强不变,随着温度降低,体积变小,B正确;根据pVT=C,C→D温度不变,压强变小,体积增大,C错误;由图线直接看出,B点的温度最高;根据pVT=C得,pT=CV,气体的体积与pT图像的斜率成反比,由图像得kA=kB<kD<kC,则VA=VB>V9.一定质量的气体在等容变化过程中,温度每升高1℃,压强的增加量等于它在27℃时压强的()A. B. C. D.【答案】C【解析】一定质量的气体,在压强不变时有设27℃时的体积为,故有故有即温度每升高1℃,增加的体积等于它在27℃时体积的。故选C。10.两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通,如图所示,A、B中所装气体温度分别为10℃和20℃,水银柱在管中央平衡,如果两边温度都升高10℃,则水银将()A.向左移动 B.向右移动 C.不动 D.无法确定【答案】B【解析】假定两个容器的体积不变,即V1,V2不变,A、B中所装气体温度分别为283K和293K,当温度升高△T时,容器A的压强由p1增至p'1△p1=p'1﹣p1容器B的压强由p2增至p′2△p2=p′2﹣p2由查理定律得因为p2=p1所以△p1>△p2即水银柱应向右移动,故B正确,ACD错误.故选B。二、解答题11.如图,上端带卡环、底部有加热装置的圆柱形气缸竖直放置在水平地面上,质量为m、横截面积为S、厚度不计的活塞到气缸底部的距离为气缸高度的一半,活塞下部封闭有温度为T的理想气体。已知重力加速度为g,外界大气压强恒为,忽略一切摩擦。现对封闭气体缓慢加热,则活塞恰好到达气缸上端卡口时气体温度T1=_______;保持封闭气体的温度T1不变,在活塞上表面缓慢倒入沙子,使活塞到气缸底部的距离为气缸高度的三分之一,则倒入沙子的总质量m1=________。【答案】2T;4m【解析】[1]对封闭气体缓慢加热,则活塞恰好到达气缸上端卡口,对封闭气体处于等压过程,由盖-吕萨克定律可知其中解得[2]未在活塞上表面缓慢倒入沙子前,对活塞列受力平衡保持封闭气体的温度T1不变,对封闭气体处于等温过程,由玻意耳定律可知对活塞列受力平衡其中联立可解12.如图所示,绝热汽缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸间摩擦可忽略不计,活塞下部空间与外界连通,汽缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离汽缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh答案:(1)MSρ(2)解析:(1)设封闭气体的压强为p,对活塞分析有p用水银柱表达气体的压强p=解得Δh=(2)加热过程是等压变化h0ST13、某充气式座椅简化模型如图所示,质量相等且导热良好的两个汽缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种气体A、B,活塞通过轻弹簧相连,静置在水平面上,已知汽缸的质量为M(汽缸壁的厚度不计),轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0,大气压强为p0,重力加速度大小为g,初始时环境温度为T0,被封闭气体高度均为L,活塞的横截面积为S、质量和厚度不计,弹簧形变始终在弹性限度内,活塞始终未脱离汽缸。(1)求初始时B气体的压强;(2)若环境温度缓慢升至1.2T0,求稳定后气缸C底部离水平面的高度h。【答案】(1);(2)【解析】(1)初始时A、B气体压强相等对气缸C进行受力分析可得得到(2)环境温度升高,AB气体压强均不变,气体发生等圧変化弹簧压缩量不变C气缸底部上升的高度即2.4固体基础导学要点一、晶体和非晶体1.固体可以分为晶体和非晶体两类.晶体又可以分为单晶体与多晶体。2.石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。3.非晶体(1)没有(填“有”或“没有”)规则的外形;(2)物理性质:a.没有(填“有”或“没有”)确定的熔化温度;b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”);4.晶体(1)单晶体:①有(填“有”或“没有”)天然的规则的几何形状②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点;b.导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性(填“异性”或“同性”)。(2)多晶体:①没有(填“有”或“没有”)规则的几何形状②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点;b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)。要点二、晶体的微观结构1.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性。2.有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体.那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。3.同一种物质也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也可以转化为晶体。要点突破突破一:单晶体、多晶体及非晶体的异同比较分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵有天然、规则的几何形状各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成没有天然、规则的几何形状各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度突破二:对单晶体的各向异性的理解(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同。(2)单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,举例如下:①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同;②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同;③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同;④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。突破三:晶体的微观结构对晶体的微观解释(1)对单晶体各向异性的解释图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同.线段AB上物质微粒较多,线段AD上较少,线段AC上更少。因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同。(2)对晶体具有确定熔点的解释晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化。典例精析题型一:晶体与非晶体的区别例一.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.所有的晶体都表现为各向异性B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体C.大块塑料粉碎成形状相同的颗粒,每个颗粒即为一个单晶体D.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点变式迁移1:(多选)某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物体()A.一定是非晶体B.可能具有确定的熔点C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质题型二:晶体的微观结构例二.关于晶体和非晶体,下列说法中错误的是()A.同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现B.晶体有天然规则的几何形状,也有确定的熔点C.不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体D.晶体在熔化过程中,分子平均动能不变,内能增加变式迁移2:下列说法不正确的是()A.气球充气后会膨胀,是由于所充气体分子斥力造成的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.若两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大,分子势能也可能逐渐增大D.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多强化训练选择题1、将冰块放在烧杯中,冰块慢慢熔化成水,再逐渐蒸发。以下说法正确的是()A.几何形状不规则的冰块不是晶体B.冰熔化成水的过程中,水分子的平均动能增加C.在水的表面层,分子比较稀疏,分子间作用力表现为斥力D.水变成水蒸气,分子间距增大,分子势能增大2、石墨是碳原子按图甲排列形成的,其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构,单碳层石墨烯是单层的石墨,厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则()A.石墨中的碳原子静止不动B.碳原子的直径大约为3×10-9mC.石墨烯碳原子间只存在分子引力D.石墨烯的熔解过程中,碳原子的平均动能不变3.关于晶体和非晶体,下列说法错误的是()A.有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质B.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体C.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D.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4.下雪了,晶莹的雪花像轻盈的玉蝴蝶在翩翩起舞,雪花的形状如图所示。下列关于雪花的说法正确的是()A.是多晶体 B.是非晶体C.具有各向异性 D.飞舞时,说明分子在做无规则运动5.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。关于晶体与非晶体,正确的说法是()A.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B.多晶体是许多单晶体杂乱无章的组合而成的,所以多晶体没有确定的几何形状C.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D.天然水晶是晶体,熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体6.(2020·广东江门期中)(多选)下列说法中正确的是()A.晶体和非晶体的主要区别在于晶体具有固定的熔点B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.某种固体物理性质各向异性,则它一定是单晶体D.同一种物质只能形成一种晶体7.(2020·辽宁锦州月考)某物体表现出各向异性是由于组成物体的物质微粒()A.在空间的排列不规则B.在空间按一定的规则排列C.数目较多D.数目较少8.(2020·山东临沂期中)晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于()A.破坏空间点阵结构,增加分子动能B.破坏空间点阵结构,增加分子势能C.破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能D.破坏空间点阵结构,但不增加分子势能和分子动能9.2020年,“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,石英是单晶体,其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷。石英晶体()A.没有确定的熔点 B.具有各向同性的性质C.没有确定的几何形状 D.能够把力学量转换为电学量10.关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是()A.凡是晶体,都具有确定的几何外形B.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点C.晶体内部的物质微粒是静止的,而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的D.晶体都有各向异性,非晶体是各向同性11.下列四幅图的有关说法中不正确的是()A.分子间距离为r0时,分子间同时存在引力和斥力B.水面上的单分子油膜,在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理C.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性D.猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,分子间表现为斥力,可看做是绝热变化12.下列说法不正确的是()A.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质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D.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2.4固体基础导学要点一、晶体和非晶体1.固体可以分为晶体和非晶体两类.晶体又可以分为单晶体与多晶体。2.石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。3.非晶体(1)没有(填“有”或“没有”)规则的外形;(2)物理性质:a.没有(填“有”或“没有”)确定的熔化温度;b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”);4.晶体(1)单晶体:①有(填“有”或“没有”)天然的规则的几何形状②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点;b.导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性(填“异性”或“同性”)。(2)多晶体:①没有(填“有”或“没有”)规则的几何形状②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点;b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)。要点二、晶体的微观结构1.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性。2.有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体.那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。3.同一种物质也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也可以转化为晶体。要点突破突破一:单晶体、多晶体及非晶体的异同比较分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵有天然、规则的几何形状各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成没有天然、规则的几何形状各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度突破二:对单晶体的各向异性的理解(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同。(2)单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,举例如下:①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同;②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同;③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同;④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。突破三:晶体的微观结构对晶体的微观解释(1)对单晶体各向异性的解释图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同.线段AB上物质微粒较多,线段AD上较少,线段AC上更少。因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同。(2)对晶体具有确定熔点的解释晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化。典例精析题型一:晶体与非晶体的区别例一.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.所有的晶体都表现为各向异性B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体C.大块塑料粉碎成形状相同的颗粒,每个颗粒即为一个单晶体D.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点解析:晶体和非晶体的区别.选项个性分析A错误只有单晶体才表现为各向异性B错误单晶体有规则的几何形状,而多晶体无规则的几何形状,金属属于多晶体C错误大块塑料是非晶体,粉碎成形状规则的颗粒,依然是非晶体D正确晶体和非晶体的一个重要区别就是有无确定的熔点答案:D【反思总结】晶体和非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点,而非晶体没有.由于多晶体和非晶体都具有各向同性、无规则外形的特点,仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体.变式迁移1:(多选)某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物体()A.一定是非晶体B.可能具有确定的熔点C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质解析:导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体,因此,A选项不正确;多晶体具有确定的熔点,因此B选项正确;物体外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据,应该说,单晶体具有规则的几何外形是“天生”的,而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形,当然,这只能是“后天”人为加工的,因此C选项错误;因为单晶体区别于多晶体和非晶体在于其物理性质上的各向异性,因此D选项正确.答案:BD题型二:晶体的微观结构例二.关于晶体和非晶体,下列说法中错误的是()A.同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现B.晶体有天然规则的几何形状,也有确定的熔点C.不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体D.晶体在熔化过程中,分子平均动能不变,内能增加【答案】B【解析】A.同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,例如天然水晶与石英玻璃,A正确,不符合题意;B.单晶体有规则的几何形状,多晶体则没有规则的几何形状,晶体有确定的熔点,B错误,符合题意;C.多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性,单晶体某些物理性质表现为各向异性,所以不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体,C正确,不符合题意;D.晶体在熔化中,晶体的温度不变,分子平均动能不变,可分子的势能增加,内能增加,D正确,不符合题意。故选B。变式迁移2:下列说法不正确的是()A.气球充气后会膨胀,是由于所充气体分子斥力造成的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.若两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大,分子势能也可能逐渐增大D.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多【答案】A【解析】A.气球充气后会膨胀,这是气体压强作用的缘故,与分子斥力无关,A错误,符合题意;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,例如石墨和金刚石,B正确,不符合题意;C.当时,分子力表现为斥力,两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大,分子力做负功,分子势能增大,C正确,不符合题意;D.气体体积不变时,温度越高,分子平均动能越大,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多,导致压强越大,D正确,不符合题意。故选A。强化训练选择题1、将冰块放在烧杯中,冰块慢慢熔化成水,再逐渐蒸发。以下说法正确的是()A.几何形状不规则的冰块不是晶体B.冰熔化成水的过程中,水分子的平均动能增加C.在水的表面层,分子比较稀疏,分子间作用力表现为斥力D.水变成水蒸气,分子间距增大,分子势能增大【答案】D【解析】A.单晶体有规则的几何外形,而多晶体和非晶体没有规则的天然外形,几何形状不规则的冰块具有确定的熔点,属于多晶体,故A错误;B.温度是分子平均动能变化的标志,冰融化成水的过程中,温度不变,水分子的平均动能不变,故B错误;C.在水的表面层,分子比较稀疏,分子间距大于分子间的平衡距离,分子作用力表现为引力,故C错误;D.水变成水蒸气,分子间距增大,分子间作用力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,故D正确。故选D。2、石墨是碳原子按图甲排列形成的,其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构,单碳层石墨烯是单层的石墨,厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则()A.石墨中的碳原子静止不动B.碳原子的直径大约为3×10-9mC.石墨烯碳原子间只存在分子引力D.石墨烯的熔解过程中,碳原子的平均动能不变【答案】D【解析】A.石墨中的碳原子是运动的,A错误;B.由意义可知单层的距离为且层与层之间有间距,B错误;C.石墨烯碳原子间不仅存在分子引力,同时也存在分子斥力,C错误;D.石墨烯是晶体,在熔解过程中,温度不变,故碳原子的平均动能不变,D正确。故选D。3.关于晶体和非晶体,下列说法错误的是()A.有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质B.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体C.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D.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【答案】B【解析】A.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体有各向异性,有些晶体在不同的方向上具有不同的光学性质,A正确,不符合题意;B.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒还是晶体,B错误,符合题意;C.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,例如石墨和金刚石,C正确,不符合题意;D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体,例如天然石英是晶体,熔融的石英后却是非晶体;把晶体硫加热熔化,到入冷水中,会变成柔软的非晶体硫,再经一些时间又
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