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(共27张PPT)
第二章
气体、液体和固体
习题课1　变质量问题与理想气体图像问题
核心目标 1. 理解变质量问题的处理方法，会求解打气、抽气、灌气、漏气等各类问题．
2. 能根据理想气体状态方程分析图像斜率的意义、分析状态变化的特点，求解有关问题.
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　变质量问题
分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解．
1. 打气问题
向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题，只要选择球内原有气体和即将打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的问题转化为定质量气体的状态变化问题．
2. 抽气问题
从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题．分析时，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，故抽气过程中看成是等温膨胀过程．
3. 灌气问题
将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题．分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．
4. 漏气问题
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用理想气体状态方程求解．如果选容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用理想气体状态方程求解．
1
CD
如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景．已知篮球内部容积为7.5 L，环境温度为27 ℃，大气压强为1.0 atm，打气前球内气压等于外界大气压强，手持式打气筒每打一次气能将0.5 L、1.0 atm 的空气打入球内，当球内气压达到1.6 atm 时停止打气(1 atm＝1.0×105 Pa)，假设整个过程中篮球没有变形．
2
(1) 打气前，当篮球内温度变为多少摄氏度时，篮球内气压达到1.2 atm.
其中p1＝p0、T1＝300 K、p2＝1.2p0
代入数据得 T2＝360 K，t2＝87 ℃
(2) 要使篮球内气压达到1.6 atm，求需打气的次数N(设打气过程中气体温度不变)．
【解析】　 设篮球内部容积为V＝7.5 L，打气筒每打一次气的体积ΔV＝ 0.5 L，最后篮球内气压为p3＝1.6 atm
由玻意耳定律，有p0(V＋NΔV)＝p3V
解得N＝9次
(2022·河北邯山区一中)正常情况下，汽车胎压为200 kPa，轮胎最大限压为300 kPa，汽车轮胎容积为V0.将汽车轮胎内气体视为理想气体．在冬季，某室内地下停车场温度可以保持7 ℃，司机发现停在地下停车场的自家汽车仪表盘显示左前轮胎压为238 kPa.(忽略轮胎体积的变化)
(1) 若室外温度为－23 ℃，司机将车开到室外，充分热交换后，通过计算分析，轮胎内气压是否满足汽车正常行驶要求．
3
T1＝7 K＋273 K＝280 K，p1＝238 kPa
T2＝－23 K＋273 K＝250 K
解得p2＝212.5 kPa>200 kPa，则可以正常行驶．
(2) 司机将车开到单位时，发现仪表盘显示左前轮胎压为204 kPa，经检测此时轮胎内温度为－17 ℃，请判断轮胎是否漏气；并写出判断依据．如果漏气，求出轮胎内剩余气体与原来胎内气体的质量之比．
【解析】　 经分析T3＝－17 K＋273 K＝256 K，p3＝204 kPa
设轮胎未漏气，由理想气体状态方程有
考向2　理想气体的状态变化的图像问题
一定质量的理想气体的状态参量p、V、T可以用图像上的点表示出来，用点到点之间的连线表示气体从一个平衡态(与点对应)到另一个平衡态的变化过程．利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，是常用的方法．
1. 图像种类及特点
2. 分析方法及技巧
(1) 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析．例如：
①在图甲中，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(2) 作平行于横轴(或纵轴)的平行线，与同一坐标系内的两条等温线、等容线和等压线交于两点，两点的纵坐标 (或横坐标)相同，依据横坐标 (或纵坐标)关系，比较第三物理量的关系．
(多选)如图所示，一定质量的理想气体经历ab、bc、cd、da四个过程，下列说法中正确的是(　　　)
A. ab过程中气体压强减小
B. bc过程中气体压强减小
C. cd过程中气体压强增大
D. da过程中气体压强减小
4
BC
一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p －T和 V －T图像各记录了其部分变化过程．
5
(1) 求温度600 K时气体的压强．
(2) 在p －T图像上将温度从400 K升高到600 K 的变化过程补充完整．
气体从T3＝500 K变化到T2＝600 K，经历了等压变化，画出两段直线如图．
巩固验收
1. (2022·河南名校联考)某一定质量理想气体发生等压膨胀、等温压缩、等容降温三个状态变化后回到初始状态，整个过程的p －V图像如图所示，则下列也能反映该过程的图像是(　　 )
B
2. (2022·江苏灌云高级中学)如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的汽缸水平放置，一横截面积为S的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细绳与一质量为m的重物相连，汽缸右侧封闭且留有抽气孔．活塞右侧气体的压强为p0，活塞左侧气体的体积为V0，温度为T0.将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．已知重物的质量满足关系式mg＝p0S，重力加速度为g.求：
(1) 活塞刚碰到汽缸右侧时气体的温度．
右侧抽成真空时，左侧气体压强为p2，有p2＝p0
设此时左侧气体体积为V2，由玻意耳定律有p1V0＝p2V2
解得V2＝2V0
缓慢加热气体，气体发生等压变化，活塞与汽缸右侧接触时，气体体积为V3＝3V0
解得T3＝1.5T0
(2) 当气体温度达到2T0时气体的压强．(共27张PPT)
第二章
气体、液体和固体
第四节　液体的表面张力
核心目标 1. 知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因．
2. 了解浸润和不浸润现象，知道毛细现象及形成的原因.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　液体的表面张力
1. 表面层：液体表面跟气体接触的________，叫作表面层．
2. 分子力的特点：在液体内部，分子间的平均距离略小于______，分子间的作用力表现为________；在表面层，由于蒸发现象，分子比较________，分子间距离略大于______，分子间的作用力表现为________. 其作用效果是使液体表面________，具有____________.
薄层
r0
斥力
稀疏
r0
引力
绷紧
收缩趋势
3. 表面张力
(1) 定义：表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的引力．它是由表面层内分子之间的________产生的．
(2) 方向：总是跟液面相切，垂直于液面上的各条__________.
(3) 作用效果：使液体表面具有____________.
特别提醒：表面张力使液体表面收缩到最小．
引力
分界线
收缩趋势
要点2　浸润和不浸润
1. 浸润和不浸润
(1) 一种液体会________某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作________；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫作__________.
润湿
浸润
不浸润
(2) 浸润和不浸润现象成因分析：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．
①当固体分子对液体分子的吸引力________液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体．
②当固体分子对液体分子的吸引力________液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体．
大于
小于
2. 毛细现象
(1) 概念：浸润液体在细管中________的现象，以及不浸润液体在细管中________的现象，称为毛细现象．
上升
下降
(2) 现象
①甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高．
②乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低．
(3) 毛细管内、外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差________.
越大
基础内化
1. 如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把铁丝环在肥皂液里浸一下，使铁丝环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是(　　 )
A. 液体表面层分子间的斥力作用
B. 液体表面受重力作用
C. 液体表面的张力作用
D. 棉线圈的张力作用
【解析】　由于液体表面层内分子间距离比较大，液体表面张力使得液体表面具有收缩的趋势，故松弛的棉线圈变为圆形，C正确．
C
2. 如图甲所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜．它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是图乙中的(　　 )
【解析】　肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹的圆弧形状．D正确．
D
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　液体的表面张力
1. 液体的结构更接近于固体，具有一定体积、难压缩、易流动、没有一定形状等特点．在体积相同的条件下，球形的表面积最小．所以，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形，只是由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．
2. 表面张力的特点
(1) 表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．
(2) 表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．
(3) 表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．
(4) 表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．
下列有关表面张力的说法中，错误的是(　　 )
A. 表面张力的作用是使液体表面伸张
B. 表面张力的作用是使液体表面收缩
C. 有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D. 用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于有表面张力的缘故
1
【解析】　表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B正确，A错误；由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C正确；由于表面张力，使液滴收缩成表面积最小的球形，D正确．
A
(2022·江苏苏州中学)下列说法中错误的是(　　 )
A. 把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故
B. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故
C. 在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D. 在毛细现象中，毛细管中的液面是升高或降低，与液体的种类和毛细管的材质有关
2
B
【解析】　把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故，A正确；由于油脂将水及玻璃隔开，而水与油脂是不浸润的，故水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，水和玻璃是浸润的，B错误；在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴处于完全失重状态，故水滴由于表面张力的原因而呈球形，故C正确；由于不同物质之间的分子作用力性质不同，可能是引力，也可能是斥力，因此毛细管中的液面有的升高，有的降低，与液体的种类和毛细管的材质有关，故D正确．
考向2　浸润和不浸润、毛细现象
1. 浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，与附着层的分子分布有关．
(1) 一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，例如：水银不浸润玻璃，但浸润铅；水浸润玻璃，但不浸润石蜡．
(2) 浸润和不浸润可以用附着层的液体分子的分布来解释，浸润的本质是扩展，不浸润的本质是收缩．
2. 毛细现象
(1) 两种表现：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降．
(2) 产生原因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低．
(2022·江苏响水中学)某同学将一个表面洁净、两端开口的细直玻璃管竖直插入不同液体中，他用放大镜观察，能看到的情景是(　　 )
3
C
【解析】　图A中液体与玻璃管表现为不浸润，即附着层内分子间引力表现为引力，附着层有收缩的趋势，液体表面张力会对管中的液体形成向下的拉力，则管内的液面会稍微低于管外的液面高度，A错误；图B中的液体与玻璃管外部表现为不浸润，而在管内部表现为浸润，这是相互矛盾的，B错误；图C中液体与玻璃管表现为不浸润，即附着层内分子间引力表现为引力，附着层有收缩的趋势，液体表面张力会对管中的液体形成向下的拉力，则管内的液面会稍微低于管外的液面高度，C正确；图D中的液体与玻璃管表现为浸润，即附着层内分子间引力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，此时液体表面张力会对管中的液体形成一个向上的拉力，则管内的液面会稍微高于管外的液面高度，D错误．故选C.
(多选)下列说法中正确的有(　　　)
A. 因为水银滴在玻璃上成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体
B. 由于大气压作用，液体在细管中上升或下降的现象称为毛细现象
C. 在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散
D. 当A液体和B固体接触时，发生浸润现象还是发生不浸润现象，关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些
4
CD
【解析】　水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，A错误；在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液体浸润其器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须盖紧，C正确；D选项正确说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理，D正确；毛细现象是由于液体浸润固体(细管)引起液体上升及不浸润固体引起的液体下降的现象，不是大气压作用，B错误．
巩固验收
1. (多选)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法中正确的是(　　　)
A. A固体和B管可能是由同种材料制成的
B. A固体和B管一定不是由同种材料制成的
C. 固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D. 固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力大些
BC
【解析】　由所给现象知，该液体对A不浸润，对毛细管B浸润，A错误，B正确；固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小，C正确，D错误．
2. (2022·江苏海门实验学校)规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一．合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，如图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，下列说法中正确的是(　　 )
A. 图片中的口罩为不合格产品
B. 图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关
C. 图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集
D. 该材料对所有的液体都是不浸润的
B
【解析】　根据题意，合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，如图所示水没有浸润到口罩内侧，所以照片中的口罩一定为合格产品，A错误；小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，B正确，C错误；浸润与不浸润现象是相对的，所以水不是对所有材料都是不浸润的，D错误．(共40张PPT)
第二章
气体、液体和固体
第一节　气体实验定律(Ⅰ)
核心目标 1. 能通过实验得出玻意耳定律．
2. 了解气体的等温变化的规律，理解等温线的意义.
3. 能用气体等温变化规律求解简单的实际问题.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　玻意耳定律
1. 实验探究
(1) 实验器材：铁架台、__________、__________、压力表(压强表)等．注射器下端用橡胶塞密封，上端用柱塞封闭一段空气柱，这段__________是我们的研究对象．
(2) 数据收集：空气柱的压强p由上方的__________读出，体积V用__________读出的空气柱长度l乘气柱的横截面积S.用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组值．
注射器
橡胶塞
空气柱
压力表
刻度尺
正比
反比
2. 玻意耳定律
(1) 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成________.
(2) 公式：____________ (常量)或______________________.
注意：常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的某种气体，温度越高，C越大．
(3) 适用条件：
①气体质量不变、________不变．
②气体温度不太低、________不太大．
反比
pV＝C
p1V1＝p2V2
温度
压强
要点2　等温图像
1. p －V图像：一定质量的气体的p －V图像为一条__________，如图甲所示．
双曲线
倾斜直线
基础内化
1. 某同学用如图所示装置做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验．
(1) 在实验中，下列哪些操作不是必需的______.
A. 用橡胶套密封注射器的下端
B. 用游标卡尺测量柱塞的直径
C. 读取压力表上显示的气压值
D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度
C
【解析】　为了保证气密性，应用橡胶套密封注射器的下端，A需要；由于注射器的直径均匀恒定，根据V＝LS可知体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度，无需测量直径，B不需要，D需要；为了得知气压的变化情况，所以需要读取压力表上显示的气压值，C需要．选不需要的，故选B.
(2) 实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动柱塞，这些要求的目的是________________________________________
______.
【解析】　手温会影响气体的温度，且实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高，所以这样做的目的是为保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变．
保证气体状态变化过程中温度尽可能保持
不变
(3) 下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是______.
C
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　探究气体等温变化规律的实验
1. 保证气体质量不变的方法：实验前在柱塞上涂好润滑油，以免漏气．
2. 保证气体温度不变的方法：
(1) 改变气体体积时，要缓慢进行．
(2) 实验操作时不要触摸注射器的空气柱部分．
用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
(1) 把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接．
(2) 移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p.
1
① 为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______________
__________.
【解析】　 为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油．这样可以保持气密性．
在注射器活塞上
涂润滑油
② 为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是__________________和__________________________________.
【解析】　为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．这样能保证装置与外界温度一样．
移动活塞要缓慢
不能用手握住注射器封闭气体部分
【解析】　 如果实验操作规范正确，但图线不过原点，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积．
代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积
考向2　玻意耳定律的应用
1. 应用玻意耳定律解题的一般步骤：
(1) 确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的 条件　.
(2) 确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)．
(3) 根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位)．
(4) 注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明．
(5) 有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果要删去．
2. 应用玻意耳定律解题时，要特别注意认准、选定同一部分气体的两个状态列方程求解．
(2022·广东八校联考)某兴趣小组发射自制的水火箭．发射前瓶内空气的体积为1.4 L，水的体积为0.6 L，瓶内气压为3p0.打开喷嘴后水火箭发射升空．忽略瓶内空气温度的变化，设外界大气压强一直保持p0不变，求：
(1) 当瓶内的水完全喷完瞬间，瓶内空气的压强p.
2
【解析】　水喷完前，瓶内空气发生等温变化，由玻意耳定律可得3p0V1＝pV2
其中V1＝1.4 L，V2＝1.4 L＋0.6 L＝2 L
解得p＝2.1p0
(2) 当瓶内空气压强与外界大气压强相等时，瓶内所剩空气质量与发射前瓶内空气质量之比．
【解析】　当瓶内空气压强降到与外界大气压强相等时，有3p0V1＝p0V3，解得V3＝4.2 L
考向3　气体等温变化图像(即等温线)的理解与应用
1. 一定质量的某种气体，其p －V图像等温线是 双曲线　，双曲线上的每一个点均表示一定质量的气体在该温度下的一个状态，而且同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的，如图甲所示．
2. 温度越高，pV＝C(常量)中C越大，等温线离坐标轴越远．如图乙所示，四条等温线的关系为T4>T3 >　T2>T1.
如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法中正确的是(　　 )
A. D→A是一个等温过程
B. A→B是一个等温过程
C. A与B的状态参量相同
D. B→C体积减小，压强减小，温度不变
3
A
(多选)(2022·河北武强中学)如图所示，由导热性良好材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述汽缸中被封闭的理想气体状态变化的图像中与上述过程不相符合的是(　　　　)
4
ABD
考向4　汽缸活塞类气体问题的求解
1. 常见情形下、活塞平衡时的受力分析及气体的压强
2. 汽缸活塞类问题是热学部分典型的物理综合题，解题一般思路：
(1) 确定研究对象，一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)．
(2) 分析物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程．
(3) 挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程．
(4) 多个方程联立求解．对求解的结果注意检验它们的合理性．
3. 常见类型
(1) 气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题．
(2) 气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题．
(3) 两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解．
5
考向5　管中连通器类气体问题的求解
1. 常见情形下、水银柱平衡时的受力分析及气体的压强
说明：当全部以国际单位制计算时，p＝ρgh的单位为Pa，当h表示汞柱高时，p0也用汞柱高，p的单位为汞柱高．
2. 如图所示，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，所以有pB＋ρgh2＝pA
而pA＝p0＋ρgh1
所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)．
其他分析方法：
(1) 参考液片法：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．
(2022·湖南华容县一中)如图所示，竖直放置的粗细均匀的U形试管，横截面积S＝5 cm2，左侧管长l＝25 cm且封闭了一定质量的理想气体，右管足够长且管口开口，初始时左右两管水银面高度相等，高度h＝10 cm，已知周围环境温度T0＝300 K，大气压强p0＝75 cmHg.现对左侧密闭气体缓慢加热，直至两管水银面形成10 cm的高度差，再保持此温度不变的情况下，从右侧管口缓慢加入水银，使得左侧管内气体恢复最初的体积，则加入的水银的体积约为(　　 )
A. 176 cm3
B. 192 cm3
C. 203 cm3
D. 212 cm3
６
B
巩固验收
1. 如图是一定质量的某种气体在p －V 图中的等温线，A、B是等温线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则(　　 )
A. S1＞S2
B. S1＝S2
C. S1＜S2
D. 无法比较
B
2. (2022·安徽安庆二中)U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示．现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：
(1) 粗管中气体的最终压强．
【解析】　设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，以右管封闭气体为研究对象
p1＝80 cmHg，V1＝11×3S＝33S
由Sh1＝3Sh2，h1＋h2＝4 cm，
联立得h2＝1 cm，故右管液面上升1 cm
V2＝10×3S＝30S
等温变化p1·V1＝p2·V2，
即80×33S＝p2·30S
解得p2＝88 cmHg
【解析】　以左管被活塞封闭气体为研究对象
p1＝76 cmHg，V1＝11S，p2＝88 cmHg
等温变化p1·V1＝p2·V2，V2＝9.5S
那么活塞推动的距离
L＝11 cm＋3 cm－9.5 cm＝4.5 cm
(2) 活塞推动的距离．(共32张PPT)
第二章
气体、液体和固体
第三节　气体实验定律的微观解释
核心目标 1. 知道气体压强的微观解释．
2. 能运用理想气体状态方程解释气体实验定律，解决相关实际问题.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　气体压强的微观解释
1. 产生原因：气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的．压强就是在器壁______________受到的压力．
2. 从微观角度来看，气体压强的决定因素
(1) 一方面是气体分子的____________.
(2) 另一方面是气体分子的数________.
单位面积上
平均速率
密度
要点2　对气体实验定律的微观解释
1. 玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子热运动的平均速率是________的．在这种情况下，体积减小时，分子的__________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________.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，分子热运动的____________增大；只有气体的________同时增大，使分子的__________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__________保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子热运动的____________增大，气体的________就增大．这就是查理定律的微观解释．
一定
数密度
增大
平均速率
体积
数密度
数密度
平均速率
压强
要点3　理想气体
1. 理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从________________的气体．
2. 理想气体与实际气体：在________不低于零下几十摄氏度、________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．
气体实验定律
温度
压强
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__________________的乘积与________________之比保持不变．
(2) 表达式：①____________.②__________.
(3) 成立条件：一定质量的____________.
特别提醒：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．
压强p跟体积V
热力学温度T
理想气体
基础内化
1. (2022·广东北师大附属外国语学校)一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩体积，气体的压强会变大，这是因为气体分子的(　　 )
A. 平均动能增大 B. 平均动能减小
C. 密集程度增加 D. 密集程度减小
【解析】　温度保持不变时，所以分子平均动能不变，A、B错误；当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．体积减小，所以气体密度增大，即气体分子的密集程度增加，C正确，D错误．
C
2. (多选)一定质量的气体，下列说法中正确的是(　　　)
A. 气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大
B. 密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
C. 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
D. 气体的温度降低，体积减少，压强可能不变
BD
【解析】　气体体积变小时，单位体积的分子数增多，但当温度下降时，分子的平均动能减小，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数不一定增多，气体的压强也不一定增大，A错误；密封在体积不变的容器中的气体，气体密度不变，温度升高，则气体分子平均速率变大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，B正确；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，但是若气体体积增大，分子密度减小，单位时间内撞击器壁的分子数减小，则气体的压强不一定增大，C错误；气体温度降低时，分子的平均动能减小，撞击器壁时对器壁的作用力减小，但是体积减小，分子密度增大，单位时间内撞击器壁的分子数增多，则气体的压强可能不变，D正确.
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　气体压强的微观解释
气体压强的分析方法
(1) 明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞．压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
(2) 明确气体压强的决定因素——气体分子的数密度与平均速率．
(3) 只有知道了两个因素的变化，才能确定压强的变化，任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化．
关于密闭容器中气体的压强，下列说法中正确的是(　　 )
A. 是由气体受到的重力产生的
B. 是由大量气体分子不断地碰撞器壁产生的
C. 压强的大小只取决于气体分子数量的多少
D. 容器运动的速度越大，气体的压强也越大
1
【解析】　气体的压强是大量气体分子不断地碰撞器壁产生的，A错误，B正确；压强的大小取决于气体分子的平均动能和分子的数密度，与物体的宏观运动无关，C、D错误．
B
考向2　对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，分子的数密度越大，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，如图所示．
2. 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，如图所示．
3. 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，则分子的数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁单位面积的作用力 变大　，所以气体的压强增大，如图所示．
在一定的温度下，—定质量的气体体积减小时，气体的压强增大，这是由于(　　 )
A. 单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多
B. 气体分子的数密度变大，分子对器壁的吸引力变大
C. 每个气体分子对器壁的平均撞击力都变大
D. 气体密度增大，单位体积内分子质量变大
2
【解析】　气体的温度不变，分子的平均动能不变，对器壁的平均撞击力不变，C错误；体积减小，单位体积内的分子数目增多，所以气体压强增大，A正确；分子和器壁间无引力作用，B错误；单位体积内气体的质量变大，不是压强变大的原因，D错误．
A
(2022·安徽临泉一中)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是(　　 )
A. 气体的体积是所有气体分子的体积之和
B. 气体温度越高，气体分子势能越大
C. 气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D. 当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小
3
【解析】　气体的体积是所有气体分子运动占据的空间的体积之和，A错误；气体温度越高，气体分子平均动能越大，理想气体不考虑分子势能，B错误；气体对容器的压强是由大量气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，C正确；理想气体不考虑分子势能，只需考虑分子平均动能，该选项不清楚温度变化情况，故无法判断内能如何变化，D错误．
C
考向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．
(1) 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．
(2) 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．
(3) 方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，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．
3. 成立条件：一定质量的 理想气体　.
5. 利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路
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p1、V1、T1，在另一状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是(　　 )
C. p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝T2 D. p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2
4
D
(2022·安徽六安一中)如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14 cm，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76 cmHg的压强．
(1) 当空气柱温度为T1＝273 K，长为l1＝8 cm时，BC管内左边水银柱长2 cm，AB管内水银柱长也是2 cm，则右边水银柱总长是多少？
5
【解析】　 由于左边AB管内水银柱长是2 cm，所以右边CD管内水银柱长也是2 cm.
右边水银柱总长度为(14－2－8＋2) cm＝6 cm.
(2) 当空气柱温度升高到多少时，左边水银恰好全部进入竖直管AB内？
【解析】　 由于p1＝p0＋ρgh1＝(76＋2) cmHg＝78 cmHg
当左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时
p1＝p0＋ρg(h1＋l1)＝(76＋2＋2) cmHg＝80 cmHg
设管截面积为S，则V1＝8S，V2＝12S
得T2＝420 K
(3) 当空气柱温度为490 K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？
得l3＝14 cm
左边竖直管AB内水银柱上表面高度为6 cm，右边竖直管CD内水银柱上表面高度为4 cm.
考向4　多系统问题的处理技巧
多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联，若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系．
(2022·河北邯山区一中)如图所示，两个直立汽缸由管道相通．具有一定质量的活塞a、b用钢性杆固连，可在汽缸内无摩擦地移动．缸内及管中封有一定质量的气体．整个系统处于平衡状态．大气压强不变．现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时 (　　 )
A. 活塞向下移动了一点，缸内气体压强不变
B. 活塞向下移动了一点，缸内气体压强增大
C. 活塞向上移动了一点，缸内气体压强减小
D. 活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大
6
A
巩固验收
1. (多选)(2022·河北邢台二中)如图所示，一开口向下的固定容器内，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下方挂上一较轻物体，活塞与容器壁无摩擦且导热良好．一位同学发现活塞在某段时间内随环境温度的变化缓慢向下移动一小段距离后停止．下列说法中正确的是(　　 )
A. 此过程中气体分子的平均动能增加
B. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的次数不变
C. 气体的压强与气体体积的乘积不变
D. 气体体积变化量与气体温度变化量成正比
AD
2. (2022·河北名校月考)汽缸竖直放于水平地面上，缸体质量M＝4 kg，活塞质量m＝2 kg，活塞横截面积S＝2×10－3 m2.活塞上方的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下方通过气孔P与外界相通，大气压强p0＝1.0×105 Pa.活塞下面与劲度系数 k＝2×103 N/m的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为12 ℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20 cm.已知T＝(273＋t) K，取g＝10 m/s2，活塞不漏气、与缸壁无摩擦，且始终未达到P孔．给封闭气体加热，下列说法中错误的是(　　 )
A. 缸内气柱长度L1＝20 cm时，缸内气体压强为9×104 Pa
B. 当缸内气柱长度L2＝22 cm时，缸内气体温度约为383 K
C. 缸内气体温度上升到522 K以上，气体将做等压膨胀
D. 缸内气体温度上升到437 K以上，气体将做等压膨胀
C(共13张PPT)
第二章
知识整合与能力提升
章末复习
核心知识·整合建构
应用创新·链接高考
1. (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60 cm3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150 mmHg.已知大气压强等于750 mmHg，气体温度不变．忽略细管和压强计内的气体体积．则V等于(　　 )
A. 30 cm3
B. 40 cm3
C. 50 cm3
D. 60 cm3
D
【解析】　充气前臂带内气体压强为p1＝750 mmHg，每次挤压气囊都能将V0＝60 cm3 的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积为5V，压强为p2＝750 mmHg＋150 mmHg＝900 mmHg，由玻意耳定律，p1V＋5p1V0＝p2·5V，解得V＝60 cm3，D正确．
1
3. (2021·全国乙卷)如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通．A、B两管的长度分别为l1＝13.5 cm，l2＝32 cm.将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差h＝5 cm.已知外界大气压为p0＝75 cmHg.求A、B两管内水银柱的高度差．
【解析】　设A、B两管内截面积分别为S1和S2，注入水银后A、B空气柱分别减小了h1和h2，压强分别为p1和p2，由玻意耳定律
p0l1S1＝p1(l1－h1)S1
p0l2S2＝p2(l2－h2)S2
p2＝p0＋ρgh
p1＝p0＋ρg(h＋h2－h1)
A、B两管内水银柱的高度差Δh＝h2－h1
联立解得Δh＝1 cm
4. (2021·湖北卷)质量为m的薄壁导热柱形汽缸，内壁光滑，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体．在下述所有过程中，汽缸不漏气且与活塞不脱离．当汽缸如图(a)竖直倒立静置时，缸内气体体积为V1，温度为T1.已知重力加速度大小为g，大气压强为p0.
(1) 将汽缸如图(b)竖直悬挂，缸内气体温度仍为T1，求此时缸内气体体积V2.
【解析】　 对图(a)，由平衡条件
p1S＝p0S＋mg
将汽缸如图(b)竖直悬挂，由平衡条件 p2S＋mg＝p0S
由玻意耳定律p1V1＝p2V2
(2) 如图(c)所示，将汽缸水平放置，稳定后对汽缸缓慢加热，当缸内气体体积为V3时，求此时缸内气体的温度．
【解析】　如图(c)所示，将汽缸水平放置，其压强等于大气压p0，设体积为V，由玻意耳定律p1V1＝p0V(共28张PPT)
第二章
气体、液体和固体
第五节　晶体
第六节　新材料
核心目标 1. 知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道它们物理性质的区别．知道晶体分为单晶体和多晶体，知道它们物理性质的异同．
2. 了解晶体的微观结构，知道晶体的微观结构决定了晶体的宏观性质.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　晶体和非晶体
1. 固体可以分为________和__________两类．石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是________，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是__________. 晶体又分为__________和多晶体．
2. 晶体__________的熔点，非晶体____________的熔点．这是从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据．
3. 单晶体具有天然的、________的几何形状，这种规则的外形不是人工造成的．多晶体和非晶体没有________的几何形状．
晶体
非晶体
晶体
非晶体
单晶体
有确定
没有确定
确定
确定
4. 有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为____________.非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作____________.
5. 单晶体具有各向异性；由于多晶体是许多__________杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是____________的．
特别提醒：具有各向异性的一定是单晶体，具有各向同性的则可能是非晶体或多晶体．这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据．
各向异性
各向同性
单晶体
各向同性
要点2　晶体的微观结构
1. 规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的________排列的，具有__________的周期性．如图所示是食盐晶体中氯离子和钠离子分布的示意图．
规则
空间上
(1) 同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质．例如，碳原子如果按图甲那样排列，就成为石墨，而按图乙那样排列，就成为金刚石．
(2) 组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别．
(3) 原子(或分子、离子)并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动，它们时刻都在不停地振动，结构图中所画的那些点，是它们振动的平衡位置．
2. 变化或转化
(1) 在不同条件下，同种物质的微粒按照____________在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石．同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的．
(2) 有些晶体________________可以转化为非晶体，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体．例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体．
不同规则
在一定条件下
要点3　液晶和新材料
1. 液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有____________的物质叫液晶．这是介于液态和固态间的一种中间态．
2. 出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的________范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定________范围内具有液晶态．
3. 液晶的微观结构：通常________分子的物质容易具有液晶态．
4. 新材料主要有：______________、纳米材料、超材料．
各向异性
温度
浓度
棒状
半导体材料
基础内化
1. (多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　　 )
A. 具有各向同性的物体一定没有固定的熔点
B. 晶体熔化时，温度不变，但内能变化
C. 通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是多晶体
D. 晶体和非晶体在适当条件下可以相互转化
【解析】　多晶体显示各向同性，但具有固定的熔点，故A错误；晶体熔化时，其温度虽然不变，但其内部结构可能发生变化，则内能就可能发生变化，故B正确；金属材料大多显示各向同性，是多晶体，而晶体和非晶体在适当条件下可以相互转化，故C、D正确．
BCD
2. (2022·广东八校联考)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体．下列关于玻璃的说法中正确的有(　　 )
A. 有固定的熔点
B. 天然具有规则的几何形状
C. 沿不同方向的导热性能相同
D. 分子在空间上周期性排列
【解析】　非晶体没有固定的熔点，A错误；根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，B、D错误；非晶体的物理性质在各个方向上是相同的，C正确．
C
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　晶体和非晶体
1. 正确理解单晶体的各向异性
(1) 在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性．
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质时，测试结果不同．
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．
(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．
2. 判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法
(1) 区分晶体与非晶体的方法：看其有无确定的 熔点　，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体．
(2) 区分单晶体和多晶体的方法：看其是否具有 各向异性　，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性．
(多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　　)
A. 有规则的几何外形的固体一定是晶体
B. 晶体在物理性质上一定是各向异性的
C. 晶体熔化时具有一定的熔点
D. 晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的
1
【解析】　外形是否规则可以用人工的方法处理，A错误；晶体可以分为单晶体和多晶体，而多晶体在物理性质上是各向同性的，B错误；晶体在物理性质上的重要特征之一是具有一定的熔点，C正确；理论和实验都证明非晶体是不稳定状态，在适当的条件下会变成晶体，D正确．
CD
(2022·河北大名县一中)关于固体，下列说法中正确的是(　　 )
A. 窗户上的玻璃有规则的几何外形，因此玻璃是晶体
B. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
C. 金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，因此金属是非晶体
D. 用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
2
【解析】　玻璃没有固定的熔点是非晶体，A错误；在一定条件下，物质可以在晶体和非晶体相互转化，所以同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，B正确；金属有固定的熔点，是晶体，C错误；用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，表现为各向异性，说明云母是单晶体，D错误．
B
考向2　晶体的微观结构
1. 晶体各向异性的原因
(1) 单晶体物理性质的不同取决于其微观结构，单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着，有规则的几何外形，在物理性质上表现为各向异性．
(2) 多晶体是由许许多多晶粒组成的，晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，无规则的几何外形，多晶体在物理性质上表现为各向同性．
2. 晶体具有规则的几何外形和确定的熔点，都是因为它的内部微粒有规则的排列．晶体熔化时吸收的热量用来破坏晶体的空间点阵，所以温度不升高．
(多选)晶体不同于非晶体，它具有规则的几何外形，在不同方向上物理性质不同，而且具有确定的熔点．下列哪些说法可以用来解释晶体的上述特性(　　　　)
A. 组成晶体的物质微粒，在空间按一定的规律排成整齐的行列，构成特定的空间点阵
B. 晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上微粒数目不同，微粒间距不同
C. 晶体在不同方向上物理性质不同，是由于不同方向上的物质微粒的性质不同
D. 晶体在熔化时吸收热量，全部用来瓦解晶体的空间点阵，转化为分子间势能；因此，晶体在熔化过程中保持一定的温度不变；只有空间点阵完全被瓦解，晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高
3
ABD
【解析】　很多晶体都是由相同的物质微粒组成的，例如，金刚石和石墨都是由碳原子组成的，不同方向上物质微粒完全一样，但其物理性质完全不同．可见各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同引起的，而是粒子的数目和粒子间距不相同造成的．故C错误，A、B、D正确．
(2022·江苏名校期中)如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料．下列说法中正确的是(　　 )
A. 单层石墨烯的厚度约在微米数量级
B. 石墨烯可以通过物理方法获得
C. 石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形的顶点不动
D. 石墨烯熔解过程中吸热，碳原子的平均动能增加
4
B
【解析】　据查到的资料可知，1 mm后的石墨大约包含三百万层石墨烯，所以计算可得单层石墨烯的厚度约为0.33 nm，A错误；由题意可知，可以通过剥离石墨而获得石墨烯，所以石墨烯可以通过物理方法获得，B正确；石墨中的碳原子是运动的，C错误；石墨烯是晶体，熔解过程中吸热，温度不变，碳原子的平均动能不变，D错误．
考向3　液晶
1. 液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以还具有流动性，但液晶并不是液体和晶体的混合物．
2. 液晶是现代生活的一个重要角色，从最初的电子手表到如今的笔记本电脑、液晶电视、可视电话……液晶一步步地深入了我们的生活， 不同分子形状的液晶其用途往往也不同，但它在作为显示元件方面的用途已经深入到了生物医学、电子工业、航空工业以及生活中的各个方面，在今后的显示器中，液晶将扮演主角．
关于液晶，下列说法中正确的是(　　 )
A. 液晶表现各向同性的性质
B. 液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的状态
C. 因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
D. 笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
5
【解析】　液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A错误；液晶不是在一定温度范围内才具有的状态，故B错误；液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，不是液晶在一定条件下发光，故C错误，D正确．
D
(2022·江苏响水中学)下列属于液晶分子示意图的是(　　 )
6
B
【解析】　当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化．液晶是像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性．液晶可以流动，所以和固态分子排列不相同，但液晶不可以像液体一样任意流动，所以和液态分子排列也不相同，故B正确，A、C、D错误．
巩固验收
1. 如图所示，ACBD是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表示数发生了变化(两种情况下都接触良好)．关于圆板，下列说法中正确的是(　　 )
A. 圆板是非晶体
B. 圆板是多晶体
C. 圆板是单晶体
D. 不知有无固定熔点，无法判定是晶体还是非晶体
【解析】　电流表示数发生变化，说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同，即各向异性，所以圆板是单晶体，故C正确．
C
2. (2022·江苏徐州期中)江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉．天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示．关于天然水晶，下列说法中正确的是(　　 )
A. 具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点
B. 微观粒子的空间排列不规则
C. 在熔化过程中分子平均动能不变
D. 在光学性质上表现为各向同性
C
【解析】　水晶是晶体，具有规则的几何外形，有固定的熔点，A错误；水晶是晶体，微观粒子的空间排列规则，B错误；水晶是晶体，有固定的熔点，在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，C正确；水晶是晶体，在光学性质上表现为各向异性，D错误．(共31张PPT)
第二章
气体、液体和固体
第二节　气体实验定律(Ⅱ)
核心目标 1. 了解查理定律、盖－吕萨克定律、并能应用于简单问题．
2. 了解等容变化的p －T图像、等压变化的V －T图像及其物理意义.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　查理定律
1. 等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，________随________变化的过程，叫等容变化．
2. 查理定律
(1) 内容：一定质量的某种气体，在____________的情况下，__________与________________成正比．
(3) 适用条件：气体的________一定，气体的________不变．
压强
温度
体积不变
压强p
热力学温度T
CT
质量
体积
3. 等容变化的图像(即等容线)
(1) 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．
(2) 图乙坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0 K．可以证明，新坐标原点对应的温度就是__________________℃.
－273.15
(3) 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，如图丙所示，且V1(4) 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，如图丁所示，等容线是一条延长线通过横轴上 __________________℃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___________时的压强．
－273.15
0 ℃
要点2　盖－吕萨克定律
1. 等压变化：一定质量的某种气体，在____________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________.
(3) 适用条件：气体________一定，气体________不变．
压强不变
正比
CT
质量
压强
3. 等压变化的图像(即等压线)
(1) 由V＝CT可知在V －T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，如图甲所示，p2______(填“>”或“<”)p1.
(2) V －t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，但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__________________℃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_______时的体积．
>
－273.15
0 ℃
基础内化
1. 如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p －t图线．p0表示1 atm，则在状态B时气体的体积为(　　 )
A. 5.6 L B. 3.2 L
C. 1.2 L D. 8.4 L
D
2. (2022·河南灵宝五中)一定质量的气体保持其压强不变，若热力学温度降为原来的一半，则气体的体积变为原来的 (　　 )
A. 四倍 B. 二倍
C. 一半 D. 四分之一
C
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　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. 利用查理定律解题的一般步骤
(1) 确定研究对象，即被封闭的气体．
(2) 分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即是否质量和 体积　保持不变．
(3) 确定初、末两个状态的温度、压强．
(4) 按查理定律公式列式求解，并对结果进行讨论．
3. 在讨论水银柱移动类问题时，要假设气体做等容变化，研究压强增量，根据水银柱受力情况分析、判断．
(多选)(2022·安徽合肥一中)如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是(　　　)
1
CD
　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管插在水银槽中，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76 cmHg的压强，等于101 kPa)．已知当温度t1＝27 ℃时，管内水银面高度x＝16 cm，此高度即为27 ℃的刻度线．问t＝0 ℃的刻度线在何处？
2
【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＝300 K
p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg
末态，即t＝0 ℃的状态T0＝273 K
所以t＝0 ℃时水银面的高度，即刻度线的位置是
x0＝(76－54.6) cm＝21.4 cm
考向2　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. 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．
如图所示，空的饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处密封，吸管内注入一小段油柱(长度可以忽略)，制成简易气温计，已知饮料罐的容积为V，吸管内部横截面积为S，接口外吸管长度为L0.当温度为T1时，油柱与接口相距L1，不计大气压的变化．
(1) 简要说明吸管上标示的气温刻度是否均匀．
3
(2) 求气温计能测量的最高温度Tm.
【解析】　 罐内气体压强保持不变，同理有
(2022·辽宁沈阳第120中学)如图所示，两根粗细不同，两端开口的直玻璃管A和B竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量温度相同的理想气体，气柱长度H1h2，现使封闭空气降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中空气柱上方水银柱的移动情况是(　　 )
A. 均向下移动，A管移动较多
B. 均向下移动，B管移动较多
C. 均向下移动，两管移动的一样多
D. 水银柱的移动距离与管的粗细有关
4
B
考向3　p －T图像、V －T图像及理想气体状态变化的图像　　
1. p －T图像与V －T图像的比较
不同点 图像
纵坐标 压强p 体积V
斜率意义 斜率越大，体积越小，V4相同点 ① 都是一条通过原点的倾斜直线 ② 横坐标都是热力学温度T ③ 都是斜率越大，气体的另外一个状态参量越小
2. 分析气体图像问题的注意事项
(1) 在根据图像判断气体的状态变化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其次根据图像的形状判断各物理量的变化规律．
(2) 不是热力学温度的先转换为热力学温度．
(3) 要将图像与实际情况相结合．
(多选)(2022·海南东方中学)如图所示，一定质量的理想气体，从A状态开始，经历了B、C状态，最后达到D状态．下列说法中正确的是(　　　　)
A. A→B过程温度升高，压强不变
B. B→C过程体积不变，压强变小
C. B→C过程体积不变，压强不变
D. C→D过程体积变小，压强变大
5
ABD
巩固验收
1. (多选)(2022·湖北示范高中)如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V －T图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.关于气体的状态，下列说法中正确的是(　　　)
A. 从状态A到状态B气体的压强减小
B. 从状态A到状态B气体的压强不变
C. 气体在状态C的压强为2.0×105 Pa
D. 气体在状态C的压强为3.0×105 Pa
BD
2. (2022·河北邯山区一中)如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开．当A中气体温度为tA，B中气体温度为tB，且tA>tB，水银柱恰好在管的中央静止．若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法中正确的是(　　 )
A. 水银柱将向上移动
B. 水银柱一定保持不动
C. 水银柱将向下移动
D. 水银柱的移动情况无法判断
D

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