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专题 30 固体、液体、气体
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题型一 固体和液体性质的理解...........................................................................................................1
题型二 气体压强求解的方法...............................................................................................................3
题型三 气体状态变化的图像问题.......................................................................................................5
题型四 气体实验定律的微观解释.......................................................................................................6
[考点分析]
题型一 固体和液体性质的理解
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 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
转化 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．
[例题1] 下列说法中不正确的是（ ）
A．单晶体和多晶体都有固定的熔点B．浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
C．水的饱和汽压随温度的升高而增大，且增大得越来越快
D．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
[例题2] （多选）下列说法正确的是（ ）
A．当分子间引力和斥力相等时，分子势能最大
B．晶体一定表现出各向异性，非晶体一定表现出各向同性
C．可以通过升温的方式使饱和汽变成不饱和汽
D．同一液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
E．一定质量的理想气体，如果温度升高，则气体分子的平均动能增大，压强可能不变
[例题3] （多选）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）
A．高原地区煮饭会夹生，水的沸点较低，是因为高原地区温度较低的缘故
B．晶体一定具有固定的熔点，但不一定具有规则的几何外形
C．降低温度能够使气体的饱和气压降低，从而使气体液化
D．在一定温度下，当人们感到潮湿时，水汽蒸发慢，空气的相对湿度一定较小
E．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
[例题4] 用纸折一只小船静放水面，在船尾P附近沾一点洗洁精，小船会自动加速前进一
小段距离，如图甲。现将两纸片a和b对称静放在水盆中的水面中心O两侧，如图乙（ ）
A．小船自动加速前进是因为加入洗洁精后表面张力变大了的缘故
B．小船自动加速前进是因为水的表面张力做功的缘故
C．若在O处滴入少量洗洁精，纸片a和b会绕O点做匀速圆周运动
D．若在O处滴入少量洗洁精，纸片a和b会立即向O点运动
[例题5] （多选）下列说法正确的是（ ）
A．某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的自身体积为V ，则阿伏加德罗常数可表示为N
0 A
V
=
V
0
B．悬浮在空气中的携带新冠病毒的气溶胶（aerosol）颗粒所做的运动不是布朗运动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．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
E．夏天荷叶上小水珠大致呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
题型二 气体压强求解的方法
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＝p＋ρgh，p 为液面上方的压强．
0 0
[例题6] （1）如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A的上表
面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为 ，圆板质量为m，不计圆板与容器
内壁之间的摩擦。若大气压强为p ，则封闭在容器内的气体θ的压强为多少？
0
（2）如图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。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，两
个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p ，求封闭气体A、B的压强各多大？图
0
乙应选什么为研究对象进行受力分析？
（3）如图所示，光滑水平面上放有一质量为 M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内
无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S。现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止
状态，求此时缸内封闭气体的压强p。（已知外界大气压为p ）
0[例题7] 如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和
顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K．两汽缸的容积均为V ，汽缸中各有一个绝热活塞
0
（质量不同，厚度可忽略）。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想
P
气体），压强分别为P 和 0；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为
0
3
V
0．现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；
4
右活塞保持不动，然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T ，不计活塞
0
与汽缸壁间的摩擦。求：
（i）恒温热源的温度T；
（ii）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积V 。
x
[例题8] 长玻璃管开口向上竖直放置，管内两段水银柱C、D封闭两段空气柱A、B，水
银柱C上端与管口平齐，下端是一个厚度不计可自由移动轻质活塞P，水银柱的长度h ＝
1
15.0cm，当环境温度t ＝27.0℃时，空气柱B的长度为L ＝30.0cm。如图甲所示；现将空气柱
1 B
B浸入温水中，对水加热，当水温缓慢升高到t ＝67.0℃时，活塞P上的水银刚好全部排出玻
2
璃管外，如图乙所示，此时空气柱B的长度L ′＝39.1cm，大气压强p ＝75cmHg，求：
B 0
（ⅰ）水银柱D的长度h ；
2
（ⅱ）空气柱A在图甲状态时的长度L 。（结果保留三位有效数字）
A题型三 气体状态变化的图像问题
1．气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
一定质量的某种气体， 一定质量的某种气体，
一定质量的某种气体，
在体积不变的情况下， 在压强不变的情况下，
内容 在温度不变的情况下，
压强与热力学温度成正 其体积与热力学温度成
压强与体积成反比
比 正比
＝或 ＝或
表达式 pV ＝ p V
1 1 2 2
＝ ＝
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．
[例题9] 图甲是一定质量的气体由状态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 1.5×105Pa 。（1）说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算出状态A的温度T 。
A
（2）请在图乙所示坐标系中，作出气体由状态A经过状态B变为状态C的p﹣T图像，并在图
像相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。
[例题10] 如图所示，在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两部分理想气体，中
间用水银柱隔开。玻璃管静止时，A部分气柱长度为3L，压强为P ；B部分气柱长度为2L，
0
水银柱产生的压强为0.5P 。已知大气压强为P ，环境温度保持不变。
0 0
（i）若将玻璃管沿竖直平面内缓慢转过90°，待稳定后求气柱A的长度；
（ii）若在玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，现缓慢加热气体B，当气体B从外界吸收的热量
为Q时，水银刚好到达小孔处，求该过程气体B内能的增量ΔU。
题型四 气体实验定律的微观解释
1．等温变化
一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．在这种情况下，体积减小时，分子的密
集程度增大，气体的压强增大．
2．等容变化
一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子
的平均动能增大，气体的压强增大．3．等压变化
一定质量的气体，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，使分子的密集程
度减小，才能保持压强不变．
[例题11] 夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近
水面，湖水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内的气体看作理想气体。则上升过程中，
以下说法正确的是（ ）
A．气泡内气体的内能可能不变
B．气泡上升过程中可能会放热
C．气泡内气体的压强增大
D．气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力变小
[例题12] 如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上
安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p ，气室2内气体压强为
0
p ，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好。现在活塞上方
0
3p S
缓慢放上质量为m的细砂，重力加速度为g。若m= 0 ，则气室1内气体压强为多少？
g
[例题13] （多选）对于一定质量的气体，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
[例题14] （多选）封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）
A．气体的密度增大
B．气体的压强增大
C．气体分子的平均动能减小
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
