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第33讲　固体、液体和气体
一、固体的微观结构、晶体和非晶体　液晶的微观结构
1．晶体与非晶体
　分类 比较　 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
熔点 确定 不确定
物理性质 各向异性 各向同性
原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则
形成与转化 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
典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香
2.晶体的微观结构
(1)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。
(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点
现象 原因
晶体有规则的外形 由于内部微粒有规则的排列
晶体各向异性 由于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
晶体的多形性 由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵
3.液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
(3)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。
(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。
二、液体的表面张力现象
1．概念
液体表面各部分间互相吸引的力。
2．作用
液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
3．方向
表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。
4．大小
液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。
三、饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压　相对湿度
1．饱和汽与未饱和汽
(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。
2．饱和汽压
(1)定义：饱和汽所具有的压强。
(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
3．相对湿度
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。即：相对湿度＝。
四、气体分子运动速率的统计分布　气体实验定律　理想气体
1．气体和气体分子运动的特点
2．气体的压强
(1)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。
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式：p＝。
(3)常用单位及换算关系：
①国际单位：帕斯卡，符号：Pa,1 Pa＝1 N/m2。
②常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)。
③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa
≈1.0×105Pa。
3.气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比
表达式 p1V1＝p2V2 ＝或＝ ＝或＝
图象
4.理想气体的状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。
②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C。
气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。
命题点一　固体与液体的性质
1．晶体与非晶体
单晶体 多晶体 非晶体
外形 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
典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香
形成与 转化 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可以转化为晶体.
2.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．
3．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．
（2024 汕头一模）半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（　　）
A．这种渗透过程是自发可逆的
B．硅晶体具有光学上的各向同性
C．这种渗透过程是分子的扩散现象
D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加
【解答】解：AC、掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，这种渗透过程是分子的扩散现象，该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，故A错误，C正确；
B、由于硅晶体的晶格结构，硅晶体具有光学上的各向异性，故B错误；
D、温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，分子的平均动能增大，则分子的平均速率增大，并不是所有分子的热运动速率都增加，故D错误。
故选：C。
（多选）（2024 宁波模拟）下列说法正确的是（　　）
A．有些非晶体在一定条件下可能转化为晶体
B．普朗克首先将量子观念引入了原子领域
C．霍尔元件可以测量磁场的磁感应强度大小和方向
D．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
【解答】解：A、同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，在一定条件下非晶体可以转化为晶体，如把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故A正确；
B、波尔首先将量子观念引入了原子领域，故B错误；
C、置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。霍尔元件可以测量磁场的磁感应强度大小和方向，故C正确；
D、不计分子之间的分子势能，气体内能由分子的平均动能与分子总数共同决定，由于温度决定了分子的平均动能，即气体内能由温度与分子数目共同决定，质量和温度相同的氢气和氧气，分子的平均动能相等，但分子数目不相等，所以质量和温度相同的氢气和氧气内能不相同，故D错误。
故选：AC。
（2024 泰州模拟）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　）
A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
【解答】解：A．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误；
B．水银的表面张力比较大，同时水银不浸润玻璃，这就导致了玻璃容器中的小水银滴，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；
C．当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水不浸润塑料笔芯，故C错误；
D．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，故D错误。
故选：B。
（2024 泰安一模）我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撤下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验。在两个固体表面之间可形成大尺寸液析，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是（　　）
A．液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”
B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置
C．农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土形成了在壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表
D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字
【解答】解：A.由于气液界面之间存在表面张力，使得液体表面好比有一层很薄的弹性薄膜，使得液桥的表面形貌得以维持，而不会“垮塌”；正常的重力环境下，液桥的尺寸通常只有几毫米，太空环境下，重力几近消失，表面张力便能维持建立起很大尺寸的液桥，故A正确；
B.分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，“B”位置为平衡位置，表面张力表现为引力，因此能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“C”位置，故B错误；
C.锄地的核心是“松土保熵”。土壤在过水后会形成通往地表的毛细管，还会在缩水过程中开裂；“松土”，就是切断毛细管，堵塞裂缝；从而“保熵”，抑制水分沿毛细管上行至地表蒸发和直接经裂缝蒸发。因此“锄”的核心作用是松动表土，截断土壤毛细管，减少蒸发，故C错误；
D.毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部；而当毛笔尖与纸张接触时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用，故D错误。
故选：A。
命题点二　气体压强的产生与计算
1．产生的原因
由于大量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做气体的压强．
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
(1)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：选取与气体接触的液柱(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．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强．
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(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．
（2024 让胡路区校级开学）在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为3.20atm（1atm是指1个标准大气压）、温度为47℃。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为2.40atm、温度为27℃，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下列说法不正确的是（　　）
A．气体温度快速降低是因为气体对外界做了功
B．此过程中放出的气体质量是原有气体质量的
C．轮胎内的气体单位时间内撞击轮胎的次数变少了
D．由于温度降低轮胎内每个气体分子的速度都变小了
【解答】解：A、气体温度快速降低是因为气体与外界无热交换的情况下对外界做了功，则气体的内能减小，温度降低，故A正确；
B、根据一定质量理想气体状态方程有：，代入数据解得：V2＝1.25V1
则此过程中放出的气体质量是原有气体质量的：，故B正确；
C、轮胎内的气体压强减小，温度降低，分子平均速率减小，质量减小，体积不变，分子数密度减小，单位时间内撞击轮胎的次数变少了，故C正确；
D、温度降低轮胎内气体分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速度都变小，故D错误。
本题选择错误的，
故选：D。
（多选）（2024 白云区校级模拟）潜水员在水中呼出的CO2气泡，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的CO2气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（　　）
A．CO2分子的平均动能保持不变
B．单位时间内与气泡壁碰撞的CO2分子数减少
C．气泡内CO2分子的密度减小
D．CO2气体对外做功，压强减小
【解答】解：AD、设CO2气泡在水下深度为h，则气泡压强为p＝p0+ρgh，可见从水下几米深处快速上升到水面的过程中，压强变小。
假设气体温度不变，则由玻意耳定律可知：p1V1＝p2V2
则随着气泡压强变小，气泡体积会增大，气体对外做功为：W＜0
又因为这一过程中气体与外界未实现热交换，由热力学第一定律可知
ΔU＝W+Q
其中，Q＝0
则ΔU＝W＜0
即气体内能减小，又因为将气泡内的CO2气体视为理想气体，则内能减小温度会降低，与假设矛盾，即气体温度会降低，则CO2分子的平均动能减小，故A错误，D正确；
BC、因为气体分子平均动能减小且气体体积增大，则气泡内CO2分子的密度减小，单位时间内与气泡壁碰撞的CO2分子数减小，故BC正确。
故选：BCD。
命题点三　气体实验定律的应用
1．气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比
表达式 p1V1＝p2V2 ＝或 ＝ ＝或 ＝
图象
2.理想气体的状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．
②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能．
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C.
气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．
（2024 宁河区校级一模）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（　　）
A．体积变大，压强变小 B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小
【解答】解：细管中被封闭的空气温度不变，作等温变化，当水位升高时，细管内气体压强增大，由玻意耳定律pV＝C可知气体的体积减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2024 长春一模）排球比赛中球内标准气压为1.300×105Pa～1.425×105Pa。某次比赛时环境大气压强为1.000×105Pa，一排球内气体压强为1.100×105Pa，球内气体体积为5L。为使该排球内的气压达到比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中0.23L的空气充入排球，充气过程中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为（　　）
A．9次 B．7次 C．5次 D．4次
【解答】解：设至少充n次才能使球内气体的压强达到p＝1.300×105Pa。
赛前球内气体压强为p1＝1.100×105Pa，体积为V0＝5L，每次冲入气体的压强为p2＝1.000×105Pa，体积为V＝0.23L。
根据理想气体状态方程“分态式”可得
p1V0+np2V＝pV0
代入数据解得：n≈4.35次，所以赛前至少充气的次数为5次，故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2024春 天宁区校级期中）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。在实验中，下列哪些操作不是必需的（　　）
A．用橡胶塞密封注射器的下端
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
【解答】解：A、本实验目的是探究气体做等温变化的规律，因此需要保证注射器内气体质量不变，所以需要用橡胶塞密封注射器的下端，防止漏气，不符合题意，故A错误；
BD、探究气体做等温变化的规律需要测量气体的体积，但注射器的横截面积不变，注射器内气体的体积与空气柱的长度成正比，所以直接从注射器的刻度上读出空气柱的长度即可，即活塞的直径不是必需测量的，符合题意，故B错误，D正确；
C、探究气体做等温变化的规律需要探究压强变化与体积变化的关系，所以从压强计上读取气体压强是必需的，不符合题意，故C错误。
故选：B。
（2024 枣庄一模）水肺潜水运动中，潜水员潜水时需要携带潜水氧气瓶，以保障潜水员吸入气体的压强跟外界水压相等。潜水器材准备室中有一待充气的氧气瓶，其内部气体的压强、温度与外界大气相同，潜水员用气体压缩机为其充气，1s内可将压强为p0、温度为t0、体积V0＝700mL的气体充进氧气瓶内，充气完成时氧气瓶内气体压强p＝16atm，温度t＝47℃。已知外界大气压p0＝1atm，外界环境温度t0＝27℃，氧气瓶的容积V＝11L，氧气瓶的导热性能良好，水温恒为t0，水中每下降10m深度水压增加1atm。
（1）求气体压缩机对氧气瓶充气的时间；
（2）潜水员携带氧气瓶迅速下潜至水面下h1＝10m深处，在该水层活动期间吸入气体V1＝20L，随即迅速下潜至水面下h2＝20m深处，在该水层活动期间吸入气体V2＝16L，求此时氧气瓶内剩余气体的压强。
【解答】解：（1）充气过程有根据理想气体状态方程可得：
代入数据解得：
则充气时间为：，代入数据解得：t＝220s
（2）当下潜至水面下h1＝10m深处时，为保障潜水员吸入气体的压强跟外界水压相等，
则此时吸入气体压强为，代入数据解得：p1＝2atm
此时以吸入气体和氧气管内气体为研究对象，则有
当下潜至水面下h2＝20m深处时，为保障潜水员吸入气体的压强跟外界水压相等，
则此时吸入气体压强为：，代入数据解得：p2＝3atm
此时以吸入气体和氧气管内气体为研究对象，则有
代入数据联立解得：p″＝6atm
答：（1）气体压缩机对氧气瓶充气的时间为220s；
（2）此时氧气瓶内剩余气体的压强为6atm。
（2024 江苏模拟）“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，三位同学根据实验数据得到的p﹣V图像分别如图线a、b、c所示。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（　　）
A．a、b不重合是由于b气体质量大
B．a、b不重合是由于b气体温度高
C．产生c图线可能是容器密闭性不好
D．产生c图线可能是推动活塞过于快速
【解答】解：AB、由理想气体状态方程pV＝CT，可知a、b是不重合的两条双曲线，即等温线，当体积V相同时，a图线对应的压强较大，pV值较大，温度较高，可知a、b不重合是由于b气体温度低，故AB错误；
D、若推动活塞过于快速导致温度上升，体积减小时，c应与a相交才对，故D错误；
C、由理想气体状态方程可得：pV＝nRT，c与b相交，可知n减小，即容器密闭性不好漏气导致，故C正确。
故选：C。
（2024 聊城一模）布雷顿循环由两个等压变化、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，则下列说法中正确的是（　　）
A．A到B过程，气体的内能在减小
B．状态B的温度低于状态C的温度
C．C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D．经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量
【解答】解：A．根据理想气体状态方程
A到B过程，气体为等压变化，体积增大，气体对外界做功，热力学温度增加，即内能在增加，故A错误；
B．B到C过程，气体为绝热过程，气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律
ΔU＝W+Q
可知气体内能减小，热力学温度降低，所以状态B的温度高于状态C的温度，故B错误；
C．C到D过程，气体为等压变化，体积减小，外界对气体做功，根据理想气体状态方程可知热力学温度降低，即内能在减小。由热力学第一定律，可知外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C正确；
D．经过一个布雷顿循环，气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，即吸收的热量大于放出的热量，故D错误。
故选：C。
（2024 沈阳二模）如图（a），某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体，简化模型如图（b）所示。现缓慢将水杯向上提起一小段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出）。设环境温度保持不变，则此过程中杯中封闭气体（　　）
A．体积变小，压强变大 B．体积变大，压强变小
C．体积变小，压强变小 D．体积变大，压强变大
【解答】解：假设此过程中杯中液面静止不动，则封闭气体体积将变大，根据玻意耳定律，气体的压强会变小，则外部的水会进入杯子，杯中液面会上升。故假设不成立，杯中液面实际会上升，内外水面的高度差h变小，根据p气＝p0+ρgh，可知气体的压强变小，再根据玻意耳定律，可知气体体积变大，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2024 齐齐哈尔一模）如图甲所示，用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，并通过计算机作出了如图乙所示的图像，下列说法正确的是（　　）
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．活塞移至某位置时，应立即记录数据
C．图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部位气体的体积
D．若升高环境温度，则该图像斜率变大
【解答】解：A．推拉活塞时，动作快会改变气体的温度，动作慢，可以使其温度与环境温度保持一致，故A错误；
B．活塞移至某位置时，应等状态稳定后再记录数据，故B错误；
C．图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部分气体的体积，故C正确；
D．根据理想气体的状态方程可知
则温度升高时，图像斜率变小，故D错误。
故选：C。
（2024 昆明一模）如图所示，质量相等的同种理想气体甲和乙分别用绝热活塞封闭在两个绝热气缸中，两气缸固定在同一水平面上，开口分别竖直向上和水平向右，活塞质量不能忽略且可沿气缸无摩擦滑动。甲、乙两气体的体积相等，它们的压强分别用p甲、p乙表示，温度分别用T甲、T乙表示。下列关系正确的是（　　）
A．p甲＞p乙，T甲＞T乙 B．p甲＞p乙，T甲＜T乙
C．p甲＜p乙，T甲＞T乙 D．p甲＜p乙，T甲＜T乙
【解答】解：对气体甲，对活塞进行受力分析，设活塞是面积为S，质量为m，根据平衡条件有
p甲S＝mg+p0S
对气体乙，根据平衡条件有
p乙S＝p0S
通过比较可得p甲＞p乙
对两个缸内气体，质量相等，体积也相等设为V，根据理想气体的状态方程有
因为p甲＞p乙，可以得出T甲＞T乙。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 重庆模拟）小明将海边拾到的漂流瓶竖直放入热水中（如图），以便打开瓶塞。瓶塞的质量为m，横截面积为S，瓶内密闭气体的压强等于此时外界大气压强p0、温度为摄氏温度t1；当瓶子被置于热水中一段时间后，气体的温度为摄氏温度t2，瓶塞恰好能移动。0℃时的热力学温度为T0，重力加速度为g，不考虑瓶子的容积变化。瓶塞所受最大静摩擦力大小为（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：瓶内初态气体压强为p0，加热后，设瓶子内压强为p1，瓶内气体发生等容变化，根据查理定律
解得
对瓶塞恰好能移动时进行受力分析，有
p1S＝mg+f+p0S
解得fp0S﹣mg
故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2024 河南模拟）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态A，然后经过过程AB到达状态B或经过过程AC到达状态C，B、C状态温度相同，如图所示，设气体在状态B和状态C的体积分别为VB和VC，在过程AB和AC中吸收的热量分别为QAB和QAC，则（　　）
A．VB＞VC，QAB＞QAC B．VB＞VC，QAB＜QAC
C．VB＜VC，QAB＞QAC D．VB＜VC，QAB＜QAC
【解答】解：由图可知，气体在状态B体积大于状态C体积，即
VB＞VC
B、C状态温度相同，故过程AB和AC的内能变化量ΔU相等，气体从状态A到状态B，温度升高，体积增大，气体对外做功，即W为负值；气体从状态A到状态C，体积不变，对外不做功，即W为零，根据热力学第一定律
ΔU＝Q+W
可知，气体从状态A到状态C过程吸收的热量多，即
QAB＞QAC，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 长沙模拟）某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封。将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示。当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为h1。设红墨水的密度为ρ，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持p0不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上。下列说法正确的是（　　）
A．若室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等压变化
B．若室温升高，管内外水面的高度差将增大
C．当管内外水面的高度差为h2时，室温为
D．将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大
【解答】解：A、管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，故A错误；
B、玻璃管内水面一直在水槽水面之上，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，室温升高，玻璃瓶中的气体压强增大，管内外水面的高度差将减小，故B错误；
C、室温为T时，玻璃瓶中的气体压强：p1＝p0﹣ρgh1
当管内外水面的高度差为h2时，玻璃瓶中的气体压强：p2＝p0﹣ρgh2；玻璃瓶中的气体将发生等容变化，则有：
所以当管内外水面的高度差为h2时，室温为：T2，故C正确；
D、根据p1＝p0﹣ρgh1可得：h1；玻璃管内水面一直在水槽水面之上，将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越小，故D错误。
故选：C。
（2024 南通模拟）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计，则（　　）
A．吸管上的气温计刻度是均匀的
B．温度升高后，罐中气体压强增大
C．用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会减小
D．用更小的饮料罐，其余条件不变，可提高该气温计的测温灵敏度
【解答】解：A、设初始温度为T0，罐内空气体积为V0，吸管内空气柱长为L0，其横截面积为S，温度变化后温度为T1，罐内空气体积不变，吸管内空气柱长变为L1。其横截面积不变，在温度变化时气体发生等压变化，则
可知，
故温度变化量与距离的变化量成正比，故A正确；
B、罐内气体压强始终等于大气压，即罐内气体压强始终不变，故B错误；
C、根据题意及A选项的分析可知，油柱距离的变化与温度变化量关系为：
可知，若更换更粗的透明吸管，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，则测量范围会变大，故C错误；
D、根据
可得：
若用更小的饮料罐，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，即该气温计的测温灵敏度会降低，故D错误；
故选：A。
（2024 广州二模）如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计的实验。两个底面积相同的轻质圆筒，开口端紧密对接，圆筒内封闭气体的总体积为V0＝28mL，其压强与大气压强相等，均为p0＝1.0×105Pa，将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为ΔV＝12mL时停止拉动。已知圆筒的底面积S＝6×10﹣4m2，装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。
（1）求停止拉动活塞时圆筒内气体的压强p；
（2）关闭气阀，撤去注射器，求将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力F。
【解答】解：（1）拉动活塞时，气体发生等温变化，根据玻意耳定律得：
p0V0＝p（V0+ΔV）
解得：p＝7×104Pa
（2）对其中一个圆筒受力分析，根据平衡条件得：
F+pS＝p0S
解得：F＝18N
答：（1）停止拉动活塞时圆筒内气体的压强为7×104Pa；
（2）将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力为18N。
（2024 新泰市校级一模）如图所示，横截面积均为S的两导热气缸A、B中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两气缸中各有一个质量为m的活塞，气缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，气缸B中气柱长度为L，气缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为3L。将一个质量为2m的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为2L。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气。求：
（1）此时弹簧的形变量；
（2）最后关闭阀门时气缸A中气体与打开阀门前相比减少的百分比。
【解答】解：（1）未放重物C时，根据平衡条件可求气缸A中气体的压强：pA1＝（p0），
放上重物C后，同理可求A中气体压强变为：pA2＝p0
由于气缸导热，对A中气体，根据玻意耳定律有：pA1×3L＝pA2×2L
联立解得：p0
打开阀门，A中有气体进入B中，但对A，由于发生等压变化，所以气缸B中活塞平衡时：p0S+kx＝pA2S
代入解得数据解得：打开阀门时弹簧的压缩量
（2）取气缸B中气体为研究对象，将其看成等温变化，当被压缩到压强为pA2时，设其压缩后的长度为x′，则根据玻意耳定律有：p0LS＝pA2x′S
代入数据得：
可知进入B中的气缸A中的气体体积减少部分为：ΔV＝（L+x﹣x′）S
减少量占比：
答：（1）时弹簧的形变量；
（2）最后关闭阀门时气缸A中气体与打开阀门前相比减少的百分比为50%。第33讲　固体、液体和气体
一、固体的微观结构、晶体和非晶体　液晶的微观结构
1．晶体与非晶体
　分类 比较　 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
熔点 确定 不确定
物理性质 各向异性 各向同性
原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则
形成与转化 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
典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香
2.晶体的微观结构
(1)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。
(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点
现象 原因
晶体有规则的外形 由于内部微粒有规则的排列
晶体各向异性 由于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
晶体的多形性 由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵
3.液晶
(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
(3)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。
(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。
二、液体的表面张力现象
1．概念
液体表面各部分间互相吸引的力。
2．作用
液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
3．方向
表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。
4．大小
液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。
三、饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压　相对湿度
1．饱和汽与未饱和汽
(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。
2．饱和汽压
(1)定义：饱和汽所具有的压强。
(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
3．相对湿度
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。即：相对湿度＝。
四、气体分子运动速率的统计分布　气体实验定律　理想气体
1．气体和气体分子运动的特点
2．气体的压强
(1)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。
(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式：p＝。
(3)常用单位及换算关系：
①国际单位：帕斯卡，符号：Pa,1 Pa＝1 N/m2。
②常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)。
③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa
≈1.0×105Pa。
3.气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比
表达式 p1V1＝p2V2 ＝或＝ ＝或＝
图象
4.理想气体的状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。
②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C。
气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。
命题点一　固体与液体的性质
1．晶体与非晶体
单晶体 多晶体 非晶体
外形 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
典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香
形成与 转化 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可以转化为晶体.
2.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．
3．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．
（2024 汕头一模）半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（　　）
A．这种渗透过程是自发可逆的
B．硅晶体具有光学上的各向同性
C．这种渗透过程是分子的扩散现象
D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加
（多选）（2024 宁波模拟）下列说法正确的是（　　）
A．有些非晶体在一定条件下可能转化为晶体
B．普朗克首先将量子观念引入了原子领域
C．霍尔元件可以测量磁场的磁感应强度大小和方向
D．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
（2024 泰州模拟）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　）
A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
（2024 泰安一模）我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撤下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验。在两个固体表面之间可形成大尺寸液析，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是（　　）
A．液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”
B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置
C．农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土形成了在壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表
D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字
命题点二　气体压强的产生与计算
1．产生的原因
由于大量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做气体的压强．
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
(1)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：选取与气体接触的液柱(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．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强．
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(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．
（2024 让胡路区校级开学）在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为3.20atm（1atm是指1个标准大气压）、温度为47℃。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为2.40atm、温度为27℃，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下列说法不正确的是（　　）
A．气体温度快速降低是因为气体对外界做了功
B．此过程中放出的气体质量是原有气体质量的
C．轮胎内的气体单位时间内撞击轮胎的次数变少了
D．由于温度降低轮胎内每个气体分子的速度都变小了
（多选）（2024 白云区校级模拟）潜水员在水中呼出的CO2气泡，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的CO2气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（　　）
A．CO2分子的平均动能保持不变
B．单位时间内与气泡壁碰撞的CO2分子数减少
C．气泡内CO2分子的密度减小
D．CO2气体对外做功，压强减小
命题点三　气体实验定律的应用
1．气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比
表达式 p1V1＝p2V2 ＝或 ＝ ＝或 ＝
图象
2.理想气体的状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．
②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能．
(2)理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C.
气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．
（2024 宁河区校级一模）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（　　）
A．体积变大，压强变小 B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小
（2024 长春一模）排球比赛中球内标准气压为1.300×105Pa～1.425×105Pa。某次比赛时环境大气压强为1.000×105Pa，一排球内气体压强为1.100×105Pa，球内气体体积为5L。为使该排球内的气压达到比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中0.23L的空气充入排球，充气过程中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为（　　）
A．9次 B．7次 C．5次 D．4次
（2024春 天宁区校级期中）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。在实验中，下列哪些操作不是必需的（　　）
A．用橡胶塞密封注射器的下端
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
（2024 枣庄一模）水肺潜水运动中，潜水员潜水时需要携带潜水氧气瓶，以保障潜水员吸入气体的压强跟外界水压相等。潜水器材准备室中有一待充气的氧气瓶，其内部气体的压强、温度与外界大气相同，潜水员用气体压缩机为其充气，1s内可将压强为p0、温度为t0、体积V0＝700mL的气体充进氧气瓶内，充气完成时氧气瓶内气体压强p＝16atm，温度t＝47℃。已知外界大气压p0＝1atm，外界环境温度t0＝27℃，氧气瓶的容积V＝11L，氧气瓶的导热性能良好，水温恒为t0，水中每下降10m深度水压增加1atm。
（1）求气体压缩机对氧气瓶充气的时间；
（2）潜水员携带氧气瓶迅速下潜至水面下h1＝10m深处，在该水层活动期间吸入气体V1＝20L，随即迅速下潜至水面下h2＝20m深处，在该水层活动期间吸入气体V2＝16L，求此时氧气瓶内剩余气体的压强。
（2024 江苏模拟）“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，三位同学根据实验数据得到的p﹣V图像分别如图线a、b、c所示。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（　　）
A．a、b不重合是由于b气体质量大
B．a、b不重合是由于b气体温度高
C．产生c图线可能是容器密闭性不好
D．产生c图线可能是推动活塞过于快速
（2024 聊城一模）布雷顿循环由两个等压变化、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，则下列说法中正确的是（　　）
A．A到B过程，气体的内能在减小
B．状态B的温度低于状态C的温度
C．C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D．经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量
（2024 沈阳二模）如图（a），某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体，简化模型如图（b）所示。现缓慢将水杯向上提起一小段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出）。设环境温度保持不变，则此过程中杯中封闭气体（　　）
A．体积变小，压强变大 B．体积变大，压强变小
C．体积变小，压强变小 D．体积变大，压强变大
（2024 齐齐哈尔一模）如图甲所示，用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，并通过计算机作出了如图乙所示的图像，下列说法正确的是（　　）
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．活塞移至某位置时，应立即记录数据
C．图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部位气体的体积
D．若升高环境温度，则该图像斜率变大
（2024 昆明一模）如图所示，质量相等的同种理想气体甲和乙分别用绝热活塞封闭在两个绝热气缸中，两气缸固定在同一水平面上，开口分别竖直向上和水平向右，活塞质量不能忽略且可沿气缸无摩擦滑动。甲、乙两气体的体积相等，它们的压强分别用p甲、p乙表示，温度分别用T甲、T乙表示。下列关系正确的是（　　）
A．p甲＞p乙，T甲＞T乙 B．p甲＞p乙，T甲＜T乙
C．p甲＜p乙，T甲＞T乙 D．p甲＜p乙，T甲＜T乙
（2024 重庆模拟）小明将海边拾到的漂流瓶竖直放入热水中（如图），以便打开瓶塞。瓶塞的质量为m，横截面积为S，瓶内密闭气体的压强等于此时外界大气压强p0、温度为摄氏温度t1；当瓶子被置于热水中一段时间后，气体的温度为摄氏温度t2，瓶塞恰好能移动。0℃时的热力学温度为T0，重力加速度为g，不考虑瓶子的容积变化。瓶塞所受最大静摩擦力大小为（　　）
A． B．
C． D．
（2024 河南模拟）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态A，然后经过过程AB到达状态B或经过过程AC到达状态C，B、C状态温度相同，如图所示，设气体在状态B和状态C的体积分别为VB和VC，在过程AB和AC中吸收的热量分别为QAB和QAC，则（　　）
A．VB＞VC，QAB＞QAC B．VB＞VC，QAB＜QAC
C．VB＜VC，QAB＞QAC D．VB＜VC，QAB＜QAC
（2024 长沙模拟）某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封。将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示。当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为h1。设红墨水的密度为ρ，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持p0不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上。下列说法正确的是（　　）
A．若室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等压变化
B．若室温升高，管内外水面的高度差将增大
C．当管内外水面的高度差为h2时，室温为
D．将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大
（2024 南通模拟）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计，则（　　）
A．吸管上的气温计刻度是均匀的
B．温度升高后，罐中气体压强增大
C．用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会减小
D．用更小的饮料罐，其余条件不变，可提高该气温计的测温灵敏度
（2024 广州二模）如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计的实验。两个底面积相同的轻质圆筒，开口端紧密对接，圆筒内封闭气体的总体积为V0＝28mL，其压强与大气压强相等，均为p0＝1.0×105Pa，将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为ΔV＝12mL时停止拉动。已知圆筒的底面积S＝6×10﹣4m2，装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。
（1）求停止拉动活塞时圆筒内气体的压强p；
（2）关闭气阀，撤去注射器，求将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力F。
（2024 新泰市校级一模）如图所示，横截面积均为S的两导热气缸A、B中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两气缸中各有一个质量为m的活塞，气缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，气缸B中气柱长度为L，气缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为3L。将一个质量为2m的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为2L。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气。求：
（1）此时弹簧的形变量；
（2）最后关闭阀门时气缸A中气体与打开阀门前相比减少的百分比。

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