查理
定律
等容
变化
等容变化在p－t图象中是通过t轴上－273.15℃的直线，在同一温度下，同一气体压强越大，气体的体积就越小，所以V1>V2.
等容变化在p－T图象中是通过原点的直线，由p＝
可知，体积大时图线斜率小，所以V1>V2.
盖－
吕萨克
定律
等压
变化
等压变化在V－t图象中是通过t轴上－273.15℃的直线，温度不变时，同一气体体积越大，气体的压强就越小，所以p1>p2.等压变化在V－T图象中是通过原点的直线，由V＝
可知，压强大时斜率小，所以p1>p2.
【例3】（2010·上海物理·17）
图3
一定质量理想气体的状态经历了如图3所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在（ ）
A．ab过程中不断增加B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变
四、晶体与非晶体
【例4】（2010·课标全国理综·33
（1））关于晶体和非晶体，下列说法正确的是________（填入正确选项前的字母）．
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
[规范思维]
[针对训练1]
图4
（2011·福建·28
（1））如图4所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T.从图中可以确定的是________．（填选项前的字母）
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
五、液体的表面张力及浸润问题
（1）液体与气体、固体分别构成的两个不同液体薄层，浸润时液面是凹面，不浸润时，液面是凸面．
（2）表面层内液体分子间距比液体内部大，不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大，表现引力，浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小，表现斥力．
（3）液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势．
图5
【例5】对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图5所示．对此有下列几种解释，正确的是（ ）
A．表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B．表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C．附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
D．附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
[针对训练2] 把极细的玻璃管插入水中与水银中，如下图所示，正确表示毛细现象的是（ ）
【基础演练】
1．（2011·山东·36
（1））人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是________．
A．液体的分子势能与体积有关
B．晶体的物理性质都是各向异性的
C．温度升高，每个分子的动能都增大
D．露球呈球状是由于液体表面张力的作用
2．关于液晶，下列说法中正确的有（ ）
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
3．下列关于液体表面现象的说法中正确的是（ ）
A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体的浮力的缘故
B．处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力
C．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
D．飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故
4．（2010·上海理综·6）民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体（ ）
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
5．一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图6所示，则下列四图中能正确反映出这一变化过程的是（ ）
图6
图7
6．（2010·上海物理·10）如图7所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则（ ）
A．h，l均变大
B．h，l均变小
C．h变大，l变小
D．h变小，l变大
题号
1
2
3
4
5
6
答案
【能力提升】
7．（2010·开封模拟）
（1）干湿泡温度计通常由干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发________，湿泡所示的温度________（选填“大于”或“小于”）干泡所示的温度．干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，说明空气越________（选填“干燥”或“潮湿”）．
（2）一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0×10－3m3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa.推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的温度和压强分别为320K和1.6×105Pa.
①求此时气体的体积；
②保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa，求此时气体的体积．
8．有一排气口直径为2.0mm的压力锅，如图8甲所示，排气口上用的限压阀A的质量为34.5g，根据图乙所示的水的饱和汽压跟温度关系的曲线，求：
当压力锅煮食物限压阀放气时（即限压阀被向上顶起时）锅内能达到的最高温度．（g取10m/s2,1标准大气压即1atm＝1.0×105Pa）
图8
9．（2009·海南高考）一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变．此后停止加热，保持高度不变．已知在这一海拔高度气温为－48.0℃.求：
（1）氦气在停止加热前的体积；
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积．
图9
10．（2009·宁夏高考）图9中系统是由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面积均为S的容器组成．左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭．两个容器的下端由可忽略容积的细管连通．容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气．大气的压强为p0，温度为T0＝273K，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时，各气体柱的高度如图所示．现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度．用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体．求：
（1）第二次平衡时氮气的体积；
（2）水的温度．
学案52 固体 液体 气体
【课前双基回扣】
1．D [只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚地观察到，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故D对．]
2．C [液体表面张力就是液体表面各部分之间相互吸引的力，A错．液体的表面层分子要比内部稀疏些，分子间的距离较内部分子间的距离大，表面层分子间表现为引力，B错．液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势，C正确．液体表面张力的方向总是与液面相切，总是跟液面分界线相垂直，D错．]
3．D [由理想气体状态方程
＝
可判断，只有D项正确．]
4．A [温度不变，一定量气体分子的平均动能、平均速率不变，每次碰撞分子对器壁的平均作用力不变，但体积增大后，单位体积内的分子数减少，因此单位时间内碰撞次数减少，气体压强减小，A正确，B、C、D错误．]
5．AB [A图象横坐标T不变，是等温变化，A正确；而pV＝C，因此
＝C，在p－
图上等温线是过原点的倾斜直线，B正确；C图象中等温线应是双曲线，C错误；D图线的温度发生变化，不表示等温变化，D错误．]
思维提升
1．晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点．
单晶体表现为各向异性，而多晶体及非晶体则表现为各向同性．
2．液体表面层内的分子比液体内部的稀疏，分子间表现为引力，形成表面张力，它使液面具有收缩的趋势．方向沿液面的切线，与分界线垂直．
3．理想气体状态方程
一定质量的理想气体状态方程：
＝
或
＝恒量．气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．
4．可用p－V、p－T、V－T图象表示等温、等容、等压变化．
【核心考点突破】
例1
（1）p0－ρgh
（2）p0－ρgh （3）p0＋
解析 在图
（1）中，选B液面为研究对象，由二力平衡得F下＝F上，即p下S′＝p上S′（S′为小试管的横截面积），所求气体压强就是A液面所受压强pA.B液面所受向下的压强p下是pA加上液柱h所产生的液体压强，由连通器原理可知B液面所受向上的压强为大气压强p0，故有pA＋ρgh＝p0，所以pA＝p0－ρgh.
在图
（2）中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有pAS″＋phS″＝p0S″（S″为U型管的横截面积），所以pA＝p0－ρgh.
在图（3）中，以活塞为研究对象，由平衡条件得
pS＝mg＋p0S，所以p＝p0＋
.
例2
p0＋
解析 设当小瓶内气体的长度为
l时，压强为p1；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气体的压强为p2，汽缸内气体的压强为p3.依题意知p1＝p0＋
ρgl①
由玻意耳定律得 p1
S＝p2（l－
l）S②
式中S为小瓶的横截面积．联立①②两式，得
p2＝
（p0＋
ρgl）③
又有p2＝p3＋
ρgl④
联立③④式，得p3＝
p0＋
[规范思维] 解此类题，先要分析气体初、末状态参量；然后明确气体经历的过程特点，再选择合适的方程进行求解．
例3AB [
首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd例4BC [玻璃是非晶体，选项A错误；多晶体和非晶体是各项同性的，选项D错误．]
[规范思维] 晶体和非晶体的根本区别在于有没有确定的熔点；单晶体和多晶体的区别在于各向同性还是各向异性．
例5ACD [表面层内的分子比液体内部稀疏，分子间表现为引力，这就是表面张力，A正确，B错误；浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集，不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏，而附着层Ⅰ为浸润液体，附着层Ⅱ为不浸润液体，故C、D均正确．]
[针对训练]
1．B [晶体有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，在熔化过程中，是固液共存的，故B正确．] 2.AC
思想方法总结
1．液体的有关性质：
（1）液体与气体、固体分别构成的两个不同液体薄层，浸润时液面是凹面，不浸润时，液面是凸面．
（2）表面层内液体分子间距比液体内部大，不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大，表现为引力，浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小，表现为斥力．
（3）液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势．
2．封闭气体压强的计算方法：
选与气体接触的液柱（或活塞、汽缸）为研究对象，进行受力分析；再根据运动状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程，从而求出压强．
3．对气体状态变化图象的理解
（1）图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态．它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程．
（2）在V－T或p－T图象中，比较两个状态的压强或体积大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断．斜率越大，压强或体积越小；斜率越小，压强或体积越大．
4．应用实验定律及状态方程解题的一般步骤
（1）明确研究对象，即某一定质量的理想气体；
（2）确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
（3）由实验定律或状态方程列式求解
（4）讨论结果的合理性．
【课时效果检测】
1．AD 2.CD 3.C 4.B
5．C [由题图知：
a→b过程为气体等容升温，压强增大；b→c过程为气体等温降压，根据玻意耳定律，体积增大，由此可知选项C正确．]
6．A [根据pV＝plS＝C，l变大，S不变，故p变小，根据p＝p0－ρgh知，h变大，选A.]
7．
（1）吸热 小于 干燥
（2）①由状态方程可知：
＝
代入数据可得：
V2＝2.0×10－3m3
②在温度不变的情况下，有p2V2＝p3V3
所以V3＝
＝4.0×10－3m3
8．122℃
解析 限压阀被顶起时，压力锅内最大压强应为：
p＝p0＋
＝1atm＋
Pa
≈1atm＋1.1atm＝2.1atm.
由图乙查得锅内温度为122℃左右．
9．
（1）7.39m3
（2）5.54m3
解析
（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程．
根据玻意耳定律有
p1V1＝p2V2①
式中，p1＝76.0cmHg，V1＝3.50m3，p2＝36.0cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积．
由①式得V2≈7.39m3②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1＝300K下降到与外界气体温度相同，即T2＝225K，这是一等压过程，根据盖—吕萨克定律有
＝
③
式中，V3是在此等压过程末氦气的体积．由③式得V3≈5.54m3.
10．
（1）2.7hS
（2）368.55K
解析
（1）考虑氢气的等温过程．该过程的初态压强为p0，体积为hS，末态体积为0.8hS.设末态的压强为p，由玻意耳定律得
p＝
＝1.25p0
活塞A从最高点被推回到第一次平衡时位置的过程是等温过程，该过程的初态压强为1.1p0，体积为V；末态压强为p′，体积为V′，则
p′＝p＋0.1p0＝1.35p0
V′＝2.2hS
由玻意耳定律得
V＝
×2.2hS＝2.7hS
（2）活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程．该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0＝273K，末态体积为2.7hS.设末态温度为T，由盖—吕萨克定律得
T＝
T0＝368.55K
易错点评
1．对液体、气体产生的压强的原因不清．误认为在完全失重的情况下，气体的压强也变为零．
气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁的结果，而液体压强的产生原因是由于液体受重力的作用．
2．只能根据物体是否有固定的熔点判断是晶体还是非晶体；只有单晶体才有各向异性．
3．对于气体图象问题，看不清纵横坐标轴的意义，不清楚图象中图线的意义是出错的原因．
4．分析气体实验定律的相关问题时，气体状态方程一定是对一定质量的理想气体．如气体的质量发生变化，则需要转化为定质量问题求解．
5．在解题时，若解题过程不规范、分析不清气体所经历的过程，不能确定各过程的初、末状态参量，也会出现错误．
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