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03 固体、液体、气体和物态变化
基础知识
1.固体
(1)晶体和非晶体的区别
晶体:有固定的熔点,晶体内部物质微粒的排列有一定的规律。
非晶体:没有固定的熔点,内部物质微粒的排列没有一定的规律。
(2)单晶体和多晶体的区别
单晶体,具有规则的几何外形,物理特性为各向异性。多晶体,整体没有规则的几何外形,物理特性为各向同性。
(3)晶体的微观结构特点:组成晶体的物质微粒有规则的、周期性的空间排列。
(4)用晶体的微观结构解释晶体的特点
①因为内部微粒有规则的排列,所以晶体有规则的外形。
②因为内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同,所以晶体具有各向异性。
③因为组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵,所以晶体具有多形性。
【名师点拨】　有的物质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也可转化为晶体。
2.液体
(1)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。
(2)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。
(3)饱和汽、未饱和汽、饱和汽压和相对湿度
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。
典型例题
命题点一　固体和液体性质的理解
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)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体；
(3)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；
(4)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体；
(5)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化；
(6)液晶既不是晶体也不是液体.
2.液体表面张力
(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力；
(2)表面特征：表面层中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张紧的弹性薄膜；
(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线；
(4)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小.
【典例1】(多选)下列说法正确的是(　　)
A.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
B.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
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，说明蜂蜡是晶体
D.在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用
E.在一定温度下，当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大
【答案】　ABD
【解析】　在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，选项A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；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，说明云母片的物理性质具有各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确；在一定温度下，空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故E错误.
变式1　(多选)下列说法正确的是(　　)
A.晶体有固定的熔点
B.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
C.物体吸收热量后，其温度一定升高
D.给自行车打气时气筒压下后反弹，是分子斥力造成的
E.雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在
【答案】　ABE
【解析】　晶体区别于非晶体的是晶体有固定的熔点，故A正确；液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故B正确；物体吸收热量的同时，可能还对外做功，其温度不一定升高，故C错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由于气体压强的原因，不是分子作用力的作用，故D错误；雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面存在张力，从而不会透过雨伞，故E正确.
变式2　(多选)下列说法正确的是(　　)
A.水的饱和汽压随温度的升高而增大
B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现
C.一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能
D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
E.一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故
【答案】　ACE
【解析】　饱和汽压与液体种类和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；浸润与不浸润均是分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面的分子之间相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能，故C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和分子平均动能有关，故D错误；小昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故，故E正确.
变式3　(多选)关于固体、液体和物态变化，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.当分子间距离增大时，分子间的引力减小、斥力增大
C.一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D.水的饱和汽压随温度的升高而增大
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
【答案】　CDE
【解析】　在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积的平均碰撞次数必减少，故C正确；饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确.
命题点二　气体压强求解的“两类模型”
1.活塞模型
如图1所示是最常见的封闭气体的两种方式.
图1
对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS.
则气体的压强为p＝p0＋.
图乙中的液柱也可以看成一“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S.
则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh.
2.连通器模型
如图2所示，U形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来.则有pB＋ρgh2＝pA.
图2
而pA＝p0＋ρgh1，
所以气体B的压强为
pB＝p0＋ρg(h1－h2).
例2　汽缸的横截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图3所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为g，求汽缸中气体的压强.
图3
【答案】　p0＋
【解析】　对活塞进行受力分析，如图所示
由平衡条件得p气S′＝
又因为S′＝
所以p气＝＝p0＋.
变式4　如图4中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，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，大气压强为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？
图4
【答案】　p0＋　p0－
【解析】　题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图(a)所示，由平衡条件知pAS＝p0S＋mg，
得pA＝p0＋
题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图(b)所示，由平衡条件知p0S＝pBS＋Mg，
得pB＝p0－.
【典例3】若已知大气压强为p0，图5中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求各被封闭气体的压强.
图5
【答案】　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ρgh
丁：p0＋ρgh1
【解析】　题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件知p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知
pAS＋ρghS＝p0S
p乙＝pA＝p0－ρgh
题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有
pA′S＋ρghsin 60°·S＝p0S
所以p丙＝pA′＝p0－ρgh
题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件得
p丁S＝(p0＋ρgh1)S
所以p丁＝p0＋ρgh1.
变式5　竖直平面内有如图6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，大气压强为p0，重力加速度为g，求空气柱a、b的压强各多大.
图6
【答案】　pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3)　pb＝p0＋ρg(h2－h1)
【解析】　从开口端开始计算，右端大气压强为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).
命题点三　气体状态变化的图象问题
1.四种图象的比较
类别 特点(其中C为常量) 举例
p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
2.分析技巧
利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系.
例如：(1)在图7甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2>T1.
(2)如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2图7
【典例4】(多选)热学中有很多图象，对图8中一定质量的理想气体图象的分析，正确的是(　　)
图8
A.甲图中理想气体的体积一定不变
B.乙图中理想气体的温度一定不变
C.丙图中理想气体的压强一定不变
D.丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程
E.戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度
【答案】　ACE
【解析】　由理想气体方程＝C可知，A、C正确；若温度不变，p－V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；题图丁中理想气体从P到Q，经过了温度先升高后降低的过程，D错误；温度升高分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图戊中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，E正确.
变式6一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图9所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA＝300 K，求：
图9
(1)气体在状态C时温度TC；
(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？
【答案】　(1)375 K　(2)气体内能增加　增加了400 J
【解析】　(1)D→A为等温线，则TA＝TD＝300 K，C到D过程由盖－吕萨克定律得：＝
所以TC＝375 K
(2)A→B过程压强不变，
W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3 J＝－600 J
由热力学第一定律，得：
ΔU＝Q＋W＝1 000 J－600 J＝400 J
则气体内能增加，增加了400 J.
命题点四　气体实验定律的微观解释
【典例5】(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(　　)
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
【答案】　BD
【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，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误.
变式7　(多选)对于一定质量的理想气体，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
【答案】　AD
热身训练
1．下列关于固体的说法中，正确的是　　
A．晶体熔化时，温度不变，但内能变化
B．单晶体一定是单质，有确定的几何形状，有确定的熔点
C．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点
D．晶体都是各向异性的，而非晶体都是各向同性的
2．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为
B.气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果
C.改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能
D.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
E.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
3．关于固体、液体、气体和物态变化，下列说法中正确的是　　
A．晶体一定具有各向异性的特征
B．一定质量的某种理想气体状态改变时，内能不一定改变
C．的铁和的铜，它们的分子平均速率相同
D．液体表面张力是液体内部分子间的相互作用
4．关于液晶和液体表面张力，下列说法中正确的是　　
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶既具有流动性，又具有光学性质各向异性
C．水黾能够停在水面上，是由于它受到水的浮力大于其重力的缘故
D．小草上的露珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大趋势的缘故
5．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.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
B.温度越高，水的饱和汽压越大
C.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.当两薄玻璃板夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于大气压强的作用
6．下列关于干湿泡湿度计的说法正确的是　　
A．干湿泡湿度计测的是绝对湿度
B．湿泡温度计所示的温度高于干泡温度计所示的温度
C．干泡温度计所示的温度高于湿泡温度计所示的温度
D．干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大，相对湿度越大
7．下列说法正确的是　　
A．使未饱和汽变成饱和汽，可采用升高温度的方法
B．绝对湿度一定的情况下，温度越高相对湿度越大
C．空气的相对湿度越小，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压
D．干湿泡湿度计两温度读数相差越小，空气湿度越大
8．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C.水的饱和汽压会随着温度的升高而减小
D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小
E.一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多
9．（多选）下列说法不正确的是　　
A．将大颗粒的盐磨成细盐，细盐不再属于晶体
B．当分子之间作用力表现为斥力时，分子力随分子间的距离增大而减小
C．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大
D．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自发进行
10．（多选）关于液体表面张力，下列说法中正确的有　　
A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D．丁图中液体表面张力方向与液面平行
11．（多选）下列说法中正确的有　　
A．分子间引力和斥力大小相等时，分子势能最小
B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
C．非晶体具有各向异性的特点
D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢
12.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.不同温度下，空气的绝对湿度不同，而相对湿度相同
B.一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度可能增大
C.在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小
D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
13．（多选）密闭的导热容器中盛有部分水，长时间静置后，液面与空气、容器壁的接触情形如图所示，则　　
A．水对容器壁是浸润的
B．水的表面层分子间作用力表现为斥力
C．水面上方的水蒸汽为饱和汽
D．环境温度改变时，水的饱和气压不变
14．使用高压锅烧水，水烧开后，锅内水面上方充满了饱和汽，现停止加热，让高压锅在密封状态下，水蒸气温度从缓慢降低至，则上述过程中，锅内水蒸气将　 　（选填“一直是饱和汽”或“先是饱和汽，后是未饱和汽” ，水蒸气压强　 　（选填“变小”“不变”、或“变大” 。
15．房间里空气的相对湿度为，温度为，则绝对湿度为多少？（已知时水的饱和汽压为，水银的密度为 ，取
16．如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量m＝1 kg、横截面积S＝5×10－4 m2，原来活塞处于A位置.现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的V－T图象如图乙所示，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g＝10 m/s2.
(1)求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积；
(2)若缸内气体原来的内能U0＝72 J，且气体内能与热力学温度成正比.求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量.03 固体、液体、气体和物态变化
基础知识
1.固体
(1)晶体和非晶体的区别
晶体:有固定的熔点，晶体内部物质微粒的排列有一定的规律。
非晶体:没有固定的熔点，内部物质微粒的排列没有一定的规律。
(2)单晶体和多晶体的区别
单晶体，具有规则的几何外形，物理特性为各向异性。多晶体，整体没有规则的几何外形，物理特性为各向同性。
(3)晶体的微观结构特点:组成晶体的物质微粒有规则的、周期性的空间排列。
(4)用晶体的微观结构解释晶体的特点
①因为内部微粒有规则的排列，所以晶体有规则的外形。
②因为内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同，所以晶体具有各向异性。
③因为组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵，所以晶体具有多形性。
【名师点拨】　有的物质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也可转化为晶体。
2.液体
(1)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。
(2)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。
(3)饱和汽、未饱和汽、饱和汽压和相对湿度
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。
典型例题
命题点一　固体和液体性质的理解
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)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体；
(3)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；
(4)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体；
(5)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化；
(6)液晶既不是晶体也不是液体.
2.液体表面张力
(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力；
(2)表面特征：表面层中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张紧的弹性薄膜；
(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线；
(4)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小.
【典例1】(多选)下列说法正确的是(　　)
A.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
B.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
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，说明蜂蜡是晶体
D.在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用
E.在一定温度下，当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大
【答案】　ABD
【解析】　在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，选项A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；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，说明云母片的物理性质具有各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确；在一定温度下，空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故E错误.
变式1　(多选)下列说法正确的是(　　)
A.晶体有固定的熔点
B.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
C.物体吸收热量后，其温度一定升高
D.给自行车打气时气筒压下后反弹，是分子斥力造成的
E.雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在
【答案】　ABE
【解析】　晶体区别于非晶体的是晶体有固定的熔点，故A正确；液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故B正确；物体吸收热量的同时，可能还对外做功，其温度不一定升高，故C错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由于气体压强的原因，不是分子作用力的作用，故D错误；雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面存在张力，从而不会透过雨伞，故E正确.
变式2　(多选)下列说法正确的是(　　)
A.水的饱和汽压随温度的升高而增大
B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现
C.一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能
D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
E.一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故
【答案】　ACE
【解析】　饱和汽压与液体种类和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；浸润与不浸润均是分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面的分子之间相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能，故C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和分子平均动能有关，故D错误；小昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故，故E正确.
变式3　(多选)关于固体、液体和物态变化，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.当分子间距离增大时，分子间的引力减小、斥力增大
C.一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D.水的饱和汽压随温度的升高而增大
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
【答案】　CDE
【解析】　在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积的平均碰撞次数必减少，故C正确；饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确.
命题点二　气体压强求解的“两类模型”
1.活塞模型
如图1所示是最常见的封闭气体的两种方式.
图1
对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS.
则气体的压强为p＝p0＋.
图乙中的液柱也可以看成一“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S.
则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh.
2.连通器模型
如图2所示，U形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来.则有pB＋ρgh2＝pA.
图2
而pA＝p0＋ρgh1，
所以气体B的压强为
pB＝p0＋ρg(h1－h2).
例2　汽缸的横截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图3所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为g，求汽缸中气体的压强.
图3
【答案】　p0＋
【解析】　对活塞进行受力分析，如图所示
由平衡条件得p气S′＝
又因为S′＝
所以p气＝＝p0＋.
变式4　如图4中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，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，大气压强为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？
图4
【答案】　p0＋　p0－
【解析】　题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图(a)所示，由平衡条件知pAS＝p0S＋mg，
得pA＝p0＋
题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图(b)所示，由平衡条件知p0S＝pBS＋Mg，
得pB＝p0－.
【典例3】若已知大气压强为p0，图5中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求各被封闭气体的压强.
图5
【答案】　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ρgh
丁：p0＋ρgh1
【解析】　题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件知p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知
pAS＋ρghS＝p0S
p乙＝pA＝p0－ρgh
题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有
pA′S＋ρghsin 60°·S＝p0S
所以p丙＝pA′＝p0－ρgh
题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件得
p丁S＝(p0＋ρgh1)S
所以p丁＝p0＋ρgh1.
变式5　竖直平面内有如图6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，大气压强为p0，重力加速度为g，求空气柱a、b的压强各多大.
图6
【答案】　pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3)　pb＝p0＋ρg(h2－h1)
【解析】　从开口端开始计算，右端大气压强为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).
命题点三　气体状态变化的图象问题
1.四种图象的比较
类别 特点(其中C为常量) 举例
p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
2.分析技巧
利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系.
例如：(1)在图7甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2>T1.
(2)如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2图7
【典例4】(多选)热学中有很多图象，对图8中一定质量的理想气体图象的分析，正确的是(　　)
图8
A.甲图中理想气体的体积一定不变
B.乙图中理想气体的温度一定不变
C.丙图中理想气体的压强一定不变
D.丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程
E.戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度
【答案】　ACE
【解析】　由理想气体方程＝C可知，A、C正确；若温度不变，p－V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；题图丁中理想气体从P到Q，经过了温度先升高后降低的过程，D错误；温度升高分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图戊中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，E正确.
变式6一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图9所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA＝300 K，求：
图9
(1)气体在状态C时温度TC；
(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？
【答案】　(1)375 K　(2)气体内能增加　增加了400 J
【解析】　(1)D→A为等温线，则TA＝TD＝300 K，C到D过程由盖－吕萨克定律得：＝
所以TC＝375 K
(2)A→B过程压强不变，
W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3 J＝－600 J
由热力学第一定律，得：
ΔU＝Q＋W＝1 000 J－600 J＝400 J
则气体内能增加，增加了400 J.
命题点四　气体实验定律的微观解释
【典例5】(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(　　)
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
【答案】　BD
【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，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误.
变式7　(多选)对于一定质量的理想气体，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
【答案】　AD
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1．下列关于固体的说法中，正确的是　　
A．晶体熔化时，温度不变，但内能变化
B．单晶体一定是单质，有确定的几何形状，有确定的熔点
C．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点
D．晶体都是各向异性的，而非晶体都是各向同性的
【答案】
【解析】、晶体具有一定的熔点，在熔化时温度保持不变，但要不断的吸收热量，改变分子间的距离，所以内能也要发生变化，故正确；、单晶体具有确定的几何形状，有确定的熔点。单晶体可以是单质，也可以是化合物，比如食盐、雪花等，故错误；
、多晶体没有确定的几何形状，但有确定的熔点，故错误；、多晶体也是各向同性的，单晶体具有各向异性，故错误。
2．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为
B.气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果
C.改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能
D.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
E.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
【答案】　ABD
【解析】　某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1摩尔气体的分子数为，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为，选项A正确；气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果，选项B正确；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，则即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终也不可能实现内能完全转化为机械能，选项C错误；生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项D正确；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项E错误.
3．关于固体、液体、气体和物态变化，下列说法中正确的是　　
A．晶体一定具有各向异性的特征
B．一定质量的某种理想气体状态改变时，内能不一定改变
C．的铁和的铜，它们的分子平均速率相同
D．液体表面张力是液体内部分子间的相互作用
【答案】。
【解析】、单晶体有各向异性的特征，多晶体有各向同性，故错误；、一定质量的理想气体的状态改变时，只要能保持温度不变，则其内能不变，故正确；、温度是分子热运动平均动能的标志，的铁和的铜，它们的分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，故错误；、液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，不是液体内部分子间的相互作用，故错误。
4．关于液晶和液体表面张力，下列说法中正确的是　　
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶既具有流动性，又具有光学性质各向异性
C．水黾能够停在水面上，是由于它受到水的浮力大于其重力的缘故
D．小草上的露珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大趋势的缘故
【答案】。
【解析】、液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，液晶既像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故错误，正确；、水黾能够停在水面上，是由于它受到水面的表面张力的作用，没有受到浮力，故错误；、小草上的露珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面积具有缩小到最小的趋势的缘故，故错误。
5．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.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
B.温度越高，水的饱和汽压越大
C.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.当两薄玻璃板夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于大气压强的作用
【答案】　ABD
【解析】　同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，故A正确；水的饱和汽压只与温度有关，温度越高，水的饱和汽压越大，故B正确；扩散现象不是物质间的一种化学反应，故C错误；“热量不可能自发地从低温物体传给高温物体”是符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律的，故D正确；当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水和玻璃板间存在引力，不是由于大气压强的作用，故E错误.
6．下列关于干湿泡湿度计的说法正确的是　　
A．干湿泡湿度计测的是绝对湿度
B．湿泡温度计所示的温度高于干泡温度计所示的温度
C．干泡温度计所示的温度高于湿泡温度计所示的温度
D．干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大，相对湿度越大
【答案】。
【解析】、干湿泡湿度计测的是相对湿度。故错误；、干泡温度计所示的温度高于湿泡温度计所示的温度。故错误，正确；、干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大，相对湿度越小。故错误；
7．下列说法正确的是　　
A．使未饱和汽变成饱和汽，可采用升高温度的方法
B．绝对湿度一定的情况下，温度越高相对湿度越大
C．空气的相对湿度越小，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压
D．干湿泡湿度计两温度读数相差越小，空气湿度越大
【答案】。
【解析】、温度升高，实际气压不变，饱和汽压增大，故错误；、绝对湿度一定的情况下，温度越高，饱和汽压增大，相对湿度越小，故错误；、空气的相对湿度越小，水蒸气的压强越小于饱和汽压，故错误；、干湿泡温度计两温度读数相差越小，即实际气压越接近饱和汽压，空气湿度越大，故正确。
8．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C.水的饱和汽压会随着温度的升高而减小
D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小
E.一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多
【答案】　ABE
【解析】　自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A正确；液体表面张力产生的原因是，液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；水的饱和汽压会随着温度的升高而增大，故C错误；两分子间距大于r0时，分子间表现为引力，则分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，故D错误；一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多，故E正确.
9．（多选）下列说法不正确的是　　
A．将大颗粒的盐磨成细盐，细盐不再属于晶体
B．当分子之间作用力表现为斥力时，分子力随分子间的距离增大而减小
C．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大
D．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自发进行
【答案】。
【解析】、将大颗粒的盐磨成细盐，盐的分子结构不变，仍为晶体，故错误；、分子之间的的作用力表现为斥力时，在此区间内分子力随分子间距离的增大而减小，故正确；、温度是分子平均动能的标志，是一个统计概念，当温度升高时分子的平均动能增大，但不排除有个别分子的动能反而会减小，故正确；、自然界的一切过程能量都是守恒的，但违背热力学第二定律的宏观过程不能自发进行，故错误；
10．（多选）关于液体表面张力，下列说法中正确的有　　
A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D．丁图中液体表面张力方向与液面平行
【答案】：。
【解析】．甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故错误；．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子表现为引力，从而产生表面张力，故正确；．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故错误；．表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，故正确；
11．（多选）下列说法中正确的有　　
A．分子间引力和斥力大小相等时，分子势能最小
B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
C．非晶体具有各向异性的特点
D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢
【答案】。
【解析】、当两分子间的引力和斥力大小相等时，分子势能最小，故正确；
、由于气体分子间距很大，知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不能算出气体分子的体积，故错误；、非晶体具有各向同性，故错误；、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，蒸发的速度越接近水蒸气液化的速度，水蒸发越慢，故正确。
12.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.不同温度下，空气的绝对湿度不同，而相对湿度相同
B.一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度可能增大
C.在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小
D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
【答案】　BCD
【解析】　不同温度下，饱和汽压不同，空气的绝对湿度不同，则相对湿度不一定相同，故A错误； 饱和汽压与温度有关，控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则饱和汽压增大，达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，故B正确；分子间距离小于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小，分子间距离大于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； 根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；气体的温度升高时，虽然分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但单位时间内撞击的个数不一定增加，气体的压强不一定增大，故E错误.
13．（多选）密闭的导热容器中盛有部分水，长时间静置后，液面与空气、容器壁的接触情形如图所示，则　　
A．水对容器壁是浸润的
B．水的表面层分子间作用力表现为斥力
C．水面上方的水蒸汽为饱和汽
D．环境温度改变时，水的饱和气压不变
【答案】。
【解析】、如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，附着层内分子间的作用表现为斥力，附着层有扩张的趋势，这样液体与固体之间表现为浸润；根据图象可知水对容器是浸润，故正确；
、水的表面层表现的分子间的距离大于平衡位置，表现为引力，故错误；
、密闭的导热容器中盛有部分水，长时间静置后，水的上方形成饱和汽，饱和气压与温度有关，当温度发生变化时，饱和气压也随之发生变化，故正确，错误。
14．使用高压锅烧水，水烧开后，锅内水面上方充满了饱和汽，现停止加热，让高压锅在密封状态下，水蒸气温度从缓慢降低至，则上述过程中，锅内水蒸气将　 　（选填“一直是饱和汽”或“先是饱和汽，后是未饱和汽” ，水蒸气压强　 　（选填“变小”“不变”、或“变大” 。
【答案】一直是饱和汽；变小。
【解析】水上方蒸汽达到饱和时的气压叫饱和气压，只与温度有关，在冷却过程中，锅内水蒸汽一直处于饱和状态，但锅内水蒸汽压强随着温度的降低而减小。
15．房间里空气的相对湿度为，温度为，则绝对湿度为多少？（已知时水的饱和汽压为，水银的密度为 ，取
【答案】绝对湿度为1782 。
【解析】由于相对湿度，
因此绝对湿度相对湿度同温度水的饱和汽压，
即绝对湿度 。
16．如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量m＝1 kg、横截面积S＝5×10－4 m2，原来活塞处于A位置.现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的V－T图象如图乙所示，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g＝10 m/s2.
(1)求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积；
(2)若缸内气体原来的内能U0＝72 J，且气体内能与热力学温度成正比.求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量.
【答案】　(1)1.2×105 Pa　6×10－4m3　(2)60 J
【解析】　(1)活塞从A位置缓慢到B位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象：pS＝p0S＋mg
解得：p＝p0＋＝1.2×105 Pa
由盖－吕萨克定律有：＝，
解得：VB＝＝6×10－4 m3
(2)由气体的内能与热力学温度成正比：＝，解得：UB＝108 J
外界对气体做功：W＝－p(VB－VA)＝－24 J
由热力学第一定律：ΔU＝UB－U0＝Q＋W
得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q＝60 J.

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