2024屆一輪復(fù)習(xí)新人教版 第十四章第2講　氣體、固體和液體 學(xué)案

第2講氣體、固體和液體一、氣體1.理想氣體(1)宏觀模型:在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。[注意]實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體。(2)微觀模型:理想氣體的分子大小和相互作用力可以忽略不計(jì),也可以不計(jì)氣體分子與器壁碰撞的動能損失。2.氣體實(shí)驗(yàn)定律項(xiàng)目玻意耳定律查理定律蓋-呂薩克定律表達(dá)式p1V1=p2V2p1T或p1pV1T或V1V圖像3.理想氣體的狀態(tài)方程(1)表達(dá)式:p1V1T1(2)適用條件:一定質(zhì)量的理想氣體。二、固體和液體1.固體固體通常可分為晶體和非晶體,具體見下表。項(xiàng)目晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性微觀結(jié)構(gòu)組成晶體的物質(zhì)微粒在空間中有規(guī)則地、周期性地排列注意:多晶體中每個小晶體間的排列無規(guī)則無規(guī)則2.液體(1)液體的表面張力。①作用:液體的表面張力使液體的表面具有收縮的趨勢。②方向:表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直。③大小:液體的溫度越高,表面張力越小;液體中溶有雜質(zhì)時,表面張力變小;液體的密度越大,表面張力越大。(2)毛細(xì)現(xiàn)象。浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象,以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象。3.液晶(1)液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的流動性,又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。(2)分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性。1.正誤辨析(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。(×)(2)金剛石具有確定的熔點(diǎn),石墨沒有確定的熔點(diǎn)。(×)(3)船浮于水面上是由于液體的表面張力。(×)(4)液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的,具有各向異性。(×)(5)一定質(zhì)量的氣體的等溫線上的兩點(diǎn)的壓強(qiáng)p和V的乘積相等。(√)2.(2022·天津南開區(qū)模擬)關(guān)于固體、液體的性質(zhì),下列說法正確的是(B)A.單晶體有確定的熔點(diǎn),多晶體沒有確定的熔點(diǎn)B.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)C.玻璃管的裂口放在火焰上燒熔,其尖端變鈍,這是由于液體重力的作用D.唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”句,詩中荷葉和露水表現(xiàn)為浸潤解析:單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn),故A錯誤;彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)各向異性的特點(diǎn),故B正確;玻璃管的裂口放在火焰上燒熔,其尖端變鈍,這是由于液體表面張力的作用,故C錯誤;唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”句,詩中荷葉和露水表現(xiàn)為不浸潤,故D錯誤。3.中醫(yī)拔罐療法在中國有著悠久的歷史,其方法是以罐為工具,將點(diǎn)燃的紙片放入一個小罐內(nèi),當(dāng)紙片燃燒完時,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上,造成局部瘀血,達(dá)到一定的治療效果。在剛開始的很短時間內(nèi),火罐“吸”在皮膚上的主要原因是(C)A.火罐內(nèi)的氣體溫度不變,體積減小,壓強(qiáng)增大B.火罐內(nèi)的氣體壓強(qiáng)不變,溫度降低,體積減小C.火罐內(nèi)的氣體體積不變,溫度降低,壓強(qiáng)減小D.火罐內(nèi)的氣體體積不變,溫度降低,壓強(qiáng)增大解析:在剛開始的很短時間內(nèi),火罐內(nèi)部氣體體積不變,由于火罐導(dǎo)熱性良好,所以火罐內(nèi)氣體溫度迅速降低,根據(jù)pV=CT可知,氣體壓強(qiáng)減小,火罐在外界大氣壓的作用下“吸”在皮膚上?？键c(diǎn)一固體與液體的性質(zhì)1.晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性,但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體。(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體。2.液體表面張力形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大,分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜,分子勢能大于液體內(nèi)部的分子勢能方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形的表面積最小一細(xì)玻璃管分別豎直插入水和水銀中,下列圖中符合實(shí)際情況的有哪些?提示:水對玻璃是浸潤的,甲圖符合實(shí)際情況;水銀對玻璃是不浸潤的,丙圖符合實(shí)際情況。[例1][晶體與非晶體的比較](2020·江蘇卷,13)(多選)玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史,它是一種非晶體。下列關(guān)于玻璃的說法正確的有(AC)A.沒有固定的熔點(diǎn)B.天然具有規(guī)則的幾何形狀C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同D.分子在空間上周期性排列解析:玻璃是非晶體,沒有固定的熔點(diǎn),也沒有規(guī)則的幾何形狀,具有各向同性的特點(diǎn),其分子在空間上的排列也是雜亂無章的,故A、C正確,B、D錯誤。[例2][液晶的特點(diǎn)]關(guān)于液晶,下列說法中正確的是(D)A.液晶是液體和晶體的混合物B.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下,能夠發(fā)光C.所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)D.筆記本電腦的彩色顯示器,是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?液晶中電場強(qiáng)度不同時,它對不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣,所以顯示出各種顏色解析:液晶并不是液體和晶體的混合物,而是一種特殊的物質(zhì),故A錯誤;當(dāng)液晶加上電壓時排列變得有秩序,使光線容易通過,沒有外加電壓時排列混亂,阻止光線通過,所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化,液晶并不發(fā)光,故B錯誤;不是所有的物質(zhì)都有液晶態(tài),故C錯誤;筆記本電腦的彩色顯示器,是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?液晶中電場強(qiáng)度不同時,它對不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣,所以顯示出各種顏色,故D正確。[例3][對液體性質(zhì)的理解]下列說法正確的是(C)A.把一枚針輕放在水面上,它會浮在水面上。這是針與水分子間存在斥力的緣故B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中,一大滴水銀會成球狀,是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互吸引力C.將玻璃管的裂口放在火上燒,它的尖端就變圓,是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟?表面要收縮到最小D.漂浮在熱菜湯表面上的油滴,從上面觀察是圓形的,是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性解析:題述現(xiàn)象都是表面張力的原因,C正確?？键c(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋1.氣體壓強(qiáng)的計(jì)算(1)活塞模型。如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。求氣體壓強(qiáng)的基本方法:先對活塞進(jìn)行受力分析,然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程。圖甲中活塞的質(zhì)量為m,活塞橫截面積為S,外界大氣壓強(qiáng)為p0。由于活塞處于平衡狀態(tài),所以p0S+mg=pS,則氣體的壓強(qiáng)為p=p0+mgS圖乙中的液柱也可以看成“活塞”,由于液柱處于平衡狀態(tài),所以pS+mg=p0S,則氣體壓強(qiáng)為p=p0-mgS=p0-ρ液(2)連通器模型。如圖所示,U形管豎直放置。同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等,所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來。則有pB+ρgh2=pA,而pA=p0+ρgh1,所以氣體B的壓強(qiáng)為pB=p0+ρg(h1-h2)。2.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋(1)產(chǎn)生原因:由于氣體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動,大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。(2)決定因素(一定質(zhì)量的某種理想氣體)。①宏觀上:決定于氣體的溫度和體積。②微觀上:決定于分子的平均動能和分子的數(shù)密程度。[例4][氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因及微觀解釋]對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是(C)A.若氣體的溫度不斷升高,其壓強(qiáng)也一定不斷增大B.在完全失重的狀態(tài)下,氣體的壓強(qiáng)為零C.若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變,其內(nèi)能也一定不變D.當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時,壓強(qiáng)一定增大解析:若氣體的溫度不斷升高,氣體分子的平均動能增大,但不知道氣體分子的數(shù)密度如何變化,故壓強(qiáng)不一定增大,A錯誤;氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生的,即使在完全失重的狀態(tài)下,只要容器密閉,氣體分子仍然會不停地頻繁碰撞器壁,B錯誤;若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變,說明氣體分子的平均動能不變,可知其溫度不變,而理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關(guān),所以其內(nèi)能也一定不變,C正確;當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時,分子數(shù)密度可能減小,故氣體壓強(qiáng)也可能減小或者不變,D錯誤。[例5][液柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算]若已知大氣壓強(qiáng)為p0,在下圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài),圖中液體密度均為ρ,求被封閉氣體的壓強(qiáng)。解析:在題圖甲中,以高為h的液柱為研究對象,由平衡條件知pAS=-ρghS+p0S,所以p甲=pA=p0-ρgh;在題圖乙中,以B液面為研究對象,由平衡條件有pAS+ρghS=p0S,得p乙=pA=p0-ρgh;在題圖丙中,仍以B液面為研究對象,有pAS+ρghSsin60°=p0S,所以p丙=pA=p0-32ρgh;在題圖丁中,以液面A為研究對象,由平衡條件得pAS=(p0+ρgh1)S,所以p丁=pA=p0+ρgh1;在題圖戊中,從開口端開始計(jì)算,右端為大氣壓p0,同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同,所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb=p0+ρg(h2-h1),而a氣柱的壓強(qiáng)為pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3答案:甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:p0-32丁:p0+ρgh1戊:pa=p0+ρg(h2-h1-h3)pb=p0+ρg(h2-h1)[例6][活塞和汽缸封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算](2021·湖北卷,14)質(zhì)量為m的薄壁導(dǎo)熱柱形汽缸,內(nèi)壁光滑,用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中,汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)汽缸如圖甲豎直倒立靜置時,缸內(nèi)氣體體積為V1,溫度為T1。已知重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)為p0。(1)將汽缸如圖乙豎直懸掛,缸內(nèi)氣體溫度仍為T1,求此時缸內(nèi)氣體體積V2。(2)如圖丙所示,將汽缸水平放置,穩(wěn)定后對汽缸緩慢加熱,當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為V3時,求此時缸內(nèi)氣體的溫度。解析:(1)題圖甲狀態(tài)下,對汽缸受力分析,如圖1所示,則封閉氣體的壓強(qiáng)為p1=p0+mgS當(dāng)汽缸按題圖乙方式懸掛時,對汽缸受力分析,如圖2所示,則封閉氣體的壓強(qiáng)為p2=p0-mgS對封閉氣體由玻意耳定律得p1V1=p2V2,解得V2=p0S+mg(2)當(dāng)汽缸按題圖丙的方式水平放置時,封閉氣體的壓強(qiáng)為p3=p0,由理想氣體狀態(tài)方程得p1V1解得T3=p0答案:(1)p0S+mgp有關(guān)氣體壓強(qiáng)的計(jì)算可以轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題進(jìn)行處理(1)確定研究對象:如活塞、汽缸、液柱等。(2)受力分析:特別注意分析內(nèi)、外氣體的壓力。(3)用力學(xué)規(guī)律分析:根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程?？键c(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用1.氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程2.兩個重要的推論(1)查理定律的推論:ΔpΔT(2)蓋-呂薩克定律的推論:ΔVΔT3.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問題的基本思路[例7][理想氣體狀態(tài)方程及玻意耳定律的應(yīng)用]如圖所示,一粗細(xì)均勻的“山”形管豎直放置,A管上端封閉,B管上端與大氣相通,C管內(nèi)裝有帶柄的活塞,活塞下方直接與水銀接觸。A管上方用水銀封有長度L=10cm的空氣柱,溫度t1=27℃,B管水銀面比A管中高出h=4cm。已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg。為了使A、B管中的水銀面等高,可以用以下兩種方法:(1)固定C管中的活塞,改變A管中氣體的溫度,使A、B管中的水銀面等高,求此時A管中氣體的熱力學(xué)溫度T2;(2)在溫度不變的條件下,向上抽動活塞,使A、B管中的水銀面等高,求活塞上移的距離ΔL。(結(jié)果保留1位小數(shù))解析:(1)設(shè)“山”形管的橫截面積為S,對A部分氣體,初態(tài)有p1=p0+ρgh=80cmHg,末態(tài)有p0=76cmHg,氣柱長度為L=10cm,L′=8cm,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p1V1故有p1LST1=(2)由于溫度不變,對A部分氣體根據(jù)玻意耳定律可得p1V1=p0V3,即有p1LS=p0L3S,解得L3≈10.53cm,所以C管中水銀長度的增加量為ΔL=4cm+0.53cm+0.53cm≈5.1cm,即活塞上移的距離為5.1cm。答案:(1)228K(2)5.1cm[例8][蓋-呂薩克定律及查理定律的應(yīng)用]如圖所示,兩個球形容器容積之比為V1∶V2=10∶11,由一細(xì)管(容積忽略)相連,細(xì)管的水平部分封有一段汞柱,兩容器中盛有等量同種氣體,并置于兩個溫度分別為T1和T2的熱庫內(nèi),已知T1=300K,位于細(xì)管中央的汞柱靜止。(1)求另一個熱庫的溫度T2;(2)若使兩熱庫溫度都升高ΔT,汞柱是否發(fā)生移動?請通過計(jì)算說明理由。解析:(1)兩容器中盛有等量同種氣體,當(dāng)位于細(xì)管中央的汞柱平衡時,氣體壓強(qiáng)相等。由蓋-呂薩克定律V1T1=V(2)假設(shè)汞柱不移動,當(dāng)兩熱庫溫度都升高ΔT,對左容器,由查理定律有pT1=得Δp1=pΔ同理對右容器Δp2=pΔ因?yàn)門1<T2,故Δp1>Δp2,所以汞柱向右移動。答案:(1)330K(2)向右移動,理由見解析考點(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像問題1.氣體狀態(tài)變化的圖像比較名稱圖像特點(diǎn)其他圖像等溫線p-VpV=CT(C為常量),即p、V之積越大的等溫線對應(yīng)的溫度越高,離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p-1p=CTV續(xù)表名稱圖像特點(diǎn)其他圖像等容線p-Tp=CVT,斜率k=Cp-tp與t呈線性關(guān)系,但不成正比,圖線的延長線均過點(diǎn)(-273.15,0),斜率越大,對應(yīng)的體積越小等壓線V-TV=CpT,k=CV-tV與t呈線性關(guān)系,但不成正比,圖線延長線均過(-273.15,0)點(diǎn),斜率越大,對應(yīng)的壓強(qiáng)越小2.氣體狀態(tài)變化圖像的分析方法(1)明確點(diǎn)、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題,應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個平衡狀態(tài),它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量;圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程。(2)明確圖像斜率的物理意義:在V-T圖像(p-T圖像)中,比較兩個狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小,可以比較這兩個狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小,其規(guī)律是斜率越大,壓強(qiáng)(或體積)越小;斜率越小,壓強(qiáng)(或體積)越大。(3)明確圖像面積的物理意義:在p-V圖像中,p-V圖線與V軸所圍面積表示氣體對外界或外界對氣體所做的功。[例9][氣體的p-V圖像問題](2023·浙江金華模擬)某容器中一定質(zhì)量的理想氣體,從狀態(tài)A開始經(jīng)狀態(tài)B到達(dá)狀態(tài)C,其p-V圖像如圖所示,A、B、C三個狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別是TA、TB、TC,用NA、NB、NC分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù),則(C)A.TA>TB>TC B.TA=TC>TBC.NA>NB>NC D.NA>NC>NB解析:根據(jù)pVT=C可知,p與V的乘積pV越大,溫度T越高,故TB>TA=TC,A、B錯誤;從A到C溫度不變,體積增大,壓強(qiáng)減小,則碰撞的頻率減小,則NA>NC;從A到B溫度上升,體積增大,壓強(qiáng)減小,則碰撞的頻率減小,則NA>NB;從B到C,溫度降低,體積增大,壓強(qiáng)減小,可得NB>NC,則有NA>NB>NC[例10][氣體的V-T圖像問題](2022·遼寧沈陽模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始,經(jīng)歷A→B→C→A后回到原狀態(tài),其V-T圖像如圖所示,下列說法正確的是(C)A.A→B過程中氣體被壓縮B.B→C過程每個氣體分子的速率都增大C.A、B狀態(tài)對應(yīng)的氣體壓強(qiáng)之比為9∶1D.B→C過程容器壁單位面積上的分子平均作用力變小解析:由題圖知,A→B過程中氣體體積增大,故A錯誤;B→C過程溫度升高,分子平均動能增大,但并不是每個氣體分子的速率都增大,故B錯誤;根據(jù)pAVATA=p[例11][由V-T圖像確定p-T圖像]圖甲所示是一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖像。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時的壓強(qiáng)是1.5×105Pa。(1)分析A到B過程中壓強(qiáng)的變化情形,并根據(jù)圖像提供的信息,計(jì)算圖甲中TA的值。(2)請?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中,作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖像,并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值,請寫出計(jì)算過程。解析:(1)由題圖甲可以看出,A與B的連線的延長線過原點(diǎn)O,所以從A到B是等壓變化,即pA=pB。根據(jù)蓋-呂薩克定律可得VATA所以TA=VA(2)由題圖甲可以看出,從B到C是一個等容變化,根據(jù)查理定律得pBTB所以pC=TCpBTB=400×1則可畫出由狀態(tài)A經(jīng)B到C的p-T圖像如圖所示。答案:見解析1.(2022·山東泰安三模)固、液、氣是物質(zhì)存在的常見三種狀態(tài)。下列關(guān)于固體和液體的說法正確的是(D)A.天然石英是晶體,熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶體B.黃金可以做成各種不同造型的首飾,說明它有規(guī)則的幾何外形,是單晶體C.液體跟固體比具有很強(qiáng)的流動性,是因?yàn)橐后w分子間存在相互作用的斥力D.玻璃管裂口放在火上燒熔,使尖端變圓,是利用了熔化的玻璃在表面張力作用下收縮的性質(zhì)解析:天然水晶是晶體,熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)是非晶體,故A錯誤;黃金以及其他金屬都是多晶體,故B錯誤;液體相比固體具有流動性,是因?yàn)橐后w分子間的距離較大,分子間的引力更小,故C錯誤;玻璃管裂口放在火上燒熔,使尖端變圓,是熔化的玻璃在表面張力的作用下,表面要收縮到最小的緣故,故D正確。2.(2022·山東青島二模)兩根不同材質(zhì)的細(xì)管甲、乙插入水中,管內(nèi)形成的水面如圖所示。下列說法正確的是(A)A.若內(nèi)徑變小,乙管中水面會變低B.甲管的材質(zhì)更適合用來制作防水材料C.甲管中表面層內(nèi)水分子間作用力表現(xiàn)為斥力D.乙管中表面層內(nèi)水分子間作用力表現(xiàn)為斥力解析:當(dāng)不浸潤液體與毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時,引起液體附著層收縮,而表面張力也使液面收縮,從而使液面彎曲對液面起壓低下降的作用,而且毛細(xì)管內(nèi)徑越小,壓低下降的高度也越大,當(dāng)液面彎曲下壓的力與被壓低的液柱的重力平衡時,管內(nèi)液面不再下降,故A正確;甲管中表現(xiàn)為浸潤,甲管中表面層內(nèi)水分子間作用力表現(xiàn)為引力,故C錯誤;乙管中表現(xiàn)為不浸潤,乙管中表面層內(nèi)水分子間作用力表現(xiàn)為引力,故D錯誤。由C、D選項(xiàng)分析可知,乙管的材質(zhì)更適合用來制作防水材料,故B錯誤。3.(2022·上海浦東新區(qū)模擬)如圖,封有空氣的玻璃瓶開口向下靜置于恒溫水中。將其緩慢往下壓了一小段距離,此過程中氣體的質(zhì)量保持不變。不考慮氣體分子間的相互作用,則能反映瓶內(nèi)氣體狀態(tài)變化的圖像是(C)解析:由題意可知?dú)怏w經(jīng)歷等溫變化,且壓強(qiáng)增大,體積減小,根據(jù)玻意耳定律可知p與V的乘積不變,即pV圖像應(yīng)為雙曲線的一支,p1V圖像應(yīng)為過原點(diǎn)的傾斜直線,故A、B、D錯誤,C正確。4.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強(qiáng)增大,用分子動理論的觀點(diǎn)分析,這是因?yàn)?BD)A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B.單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C.氣體分子的總數(shù)增加D.單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加解析:理想氣體經(jīng)等溫壓縮,體積減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加,則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,壓強(qiáng)增大,但氣體分子總數(shù)不變,每次碰撞器壁的平均沖力不變,故B、D正確,A、C錯誤。5.在冬季,剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚后,第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊,不易拔出來。其中主要原因是(D)A.軟木塞受潮膨脹B.瓶口因溫度降低而收縮變小C.白天氣溫升高,大氣壓強(qiáng)變大D.瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強(qiáng)減小解析:瓶內(nèi)氣體只會有少量液化,為分析“主要原因”,可視其為質(zhì)量一定且體積不變(這又是理想化思想的體現(xiàn)),根據(jù)查理定律,則瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強(qiáng)減小,軟木塞受到外界大氣壓的作用而不易拔出來。6.如圖所示,在VT圖像中,1mol的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、狀態(tài)C、狀態(tài)D再回到狀態(tài)A。BC、DA線段與橫軸平行,BA、CD的延長線過原點(diǎn)。則下列說法正確的是(C)A.從D變化到A的過程,氣體分子平均動能不變B.氣體從A變化到B的過程屬于等容過程C.從B變化到C的過程,氣體壓強(qiáng)增大D.從C變化到D的過程,氣體分子平均動能不變解析:從D變化到A的過程,氣體溫度降低,則分子平均動能減小,A錯誤;氣體從A變化到B的過程氣體體積變大,不屬于等容過程,B錯誤;從B變化到C的過程,氣體體積不變,溫度升高,則根據(jù)pVT7.(2022·重慶沙坪壩區(qū)模擬)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用DIS研究“在溫度不變時,一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如題圖所示。保持溫度不變,封閉氣體的壓強(qiáng)p用氣體壓強(qiáng)傳感器測量,體積V由注射器刻度讀出。某次實(shí)驗(yàn)中,采用20mL注射器,當(dāng)氣體體積壓縮到12mL時,封閉氣體壓強(qiáng)最接近(C)A.60kPa B.120kPaC.168kPa D.195kPa解析:氣體進(jìn)行等溫變化,則根據(jù)玻意耳定律可知p0V0=p1V1,解得p1=p0V0V1=18.(2022·廣東珠海模擬)暴雨季節(jié),路面水井蓋因排氣孔堵塞可能會井蓋移位而存在安全隱患。如圖所示,某次暴雨,水位以40mm/h的速度迅速上漲,質(zhì)量為m=30kg的某井蓋排氣孔被堵塞且與地面不粘連,圓柱形豎直井內(nèi)水面面積為S=0.3m2,水位與井蓋之間的距離為h=2.02m時開始計(jì)時,此時井內(nèi)密封空氣的壓強(qiáng)恰好等于大氣壓強(qiáng)p0=1.00×105Pa,若空氣視為理想氣體,溫度始終不變,g取10m/s2。(1)求密閉空氣的壓強(qiáng)為多大時井蓋剛好被頂起;(2)求從圖示位置起,歷經(jīng)多長時間水井蓋會被頂起;(3)提出一個排除安全隱患的方案。解析:(1)設(shè)密閉空氣的壓強(qiáng)為p時井蓋剛好被頂起,則對井蓋由平衡條件得pS=p0S+mg,得p=1.01×105Pa。(2)設(shè)從圖示位置起,水面上漲x后水井蓋會被頂起,根據(jù)玻意耳定律得p0hS=p(h-x)S,解得x=0.02m,水井蓋會被頂起所用的時間t=xv=0(3)定期對排水井蓋排氣孔進(jìn)行清理,防止井下堵塞,促進(jìn)排水通暢,消除因積水帶來的安全隱患。答案:(1)1.01×105Pa(2)0.5h(3)見解析9.(2023·廣東廣州模擬)(多選)關(guān)于液體表面張力,下列說法正確的有(BD)A.甲圖中露珠呈球形,這是地球引力作用的結(jié)果B.乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,產(chǎn)生表面張力C.丙圖中水黽可以停在水面上,是由于水的浮力作用D.丁圖中液體表面張力方向與液面平行解析:題圖甲中露珠呈球形,這是液體表面張力作用的結(jié)果,A錯誤;題圖乙中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,分子力表現(xiàn)為引力,從而產(chǎn)生表面張力,B正確;題圖丙中水黽可以停在水面上,是由于水的表面張力作用,C錯誤;題圖丁中液體表面張力方向與液面平行,D正確。10.(2022·山東日照一模)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷兩個不同過程,分別由壓強(qiáng)-體積(pV)圖上的兩條曲線Ⅰ和Ⅱ表示,如圖所示,曲線均為反比例函數(shù)曲線的一部分。a、b為曲線Ⅰ上的兩點(diǎn),氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)分別為pa、pb,溫度分別為Ta、Tb。c、d為曲線Ⅱ上的兩點(diǎn)