\l "_Tc2952" 02、知識導圖，思維引航 PAGEREF _Tc2952 \h 2
\l "_Tc3007" 03、考點突破，考法探究 PAGEREF _Tc3007 \h 3
\l "_Tc27425" 考點一.分子動理論 PAGEREF _Tc27425 \h 3
\l "_Tc8109" 知識點一、分子動理論的內容 PAGEREF _Tc8109 \h 3
\l "_Tc16291" 知識點二、溫度與物體的內能 PAGEREF _Tc16291 \h 4
\l "_Tc17888" 考向1.微觀量的估算 PAGEREF _Tc17888 \h 4
\l "_Tc25596" 考向2.布朗運動與分子熱運動 PAGEREF _Tc25596 \h 6
\l "_Tc3488" 考向3.分子力、分子勢能與物體的內能 PAGEREF _Tc3488 \h 7
\l "_Tc382" 考點二.固體、液體和氣體的性質 PAGEREF _Tc382 \h 9
\l "_Tc7542" 知識點一、固體和液體 PAGEREF _Tc7542 \h 9
\l "_Tc17670" 知識點二、氣體 PAGEREF _Tc17670 \h 10
\l "_Tc30047" 考向1.固體、液體性質的理解 PAGEREF _Tc30047 \h 11
\l "_Tc25320" 考向2 氣體壓強的計算及微觀解釋 PAGEREF _Tc25320 \h 12
\l "_Tc896" 考向3 氣體分子的運動特點 PAGEREF _Tc896 \h 14
\l "_Tc30543" 考點三.氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程 PAGEREF _Tc30543 \h 15
\l "_Tc10121" 知識點1．氣體實驗定律 PAGEREF _Tc10121 \h 15
\l "_Tc3735" 知識點2.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系 PAGEREF _Tc3735 \h 15
\l "_Tc25132" 考向1 等容變化與等溫變化 PAGEREF _Tc25132 \h 15
\l "_Tc15713" 考向2 等壓變化與等容變化 PAGEREF _Tc15713 \h 16
\l "_Tc6483" 考點四.氣體狀態(tài)變化的圖像問題 PAGEREF _Tc6483 \h 17
\l "_Tc11899" 考向1 氣體的p-V圖像 PAGEREF _Tc11899 \h 17
\l "_Tc24312" 考向2 氣體的V-T圖像 PAGEREF _Tc24312 \h 18
\l "_Tc31953" 考向3 氣體的p-T圖像 PAGEREF _Tc31953 \h 18
\l "_Tc22477" 考法4 氣體的p-eq \f(1,V)圖像 PAGEREF _Tc22477 \h 19
\l "_Tc8693" 考向5 氣體狀態(tài)變化圖像的轉換 PAGEREF _Tc8693 \h 19
\l "_Tc2071" 04、真題練習，命題洞見 PAGEREF _Tc2071 \h 20
考點一.分子動理論
知識點一、分子動理論的內容
1．物體是由大量分子組成的
(1)分子的直徑：數(shù)量級為10－10 m。
(2)分子的質量：數(shù)量級為10－26 kg。
(3)阿伏加德羅常數(shù)：NA＝6.02×1023 ml－1。
2．分子永不停息地做無規(guī)則運動
(1)擴散現(xiàn)象：在物理學中，人們把不同種物質能夠彼此進入對方的現(xiàn)象叫作擴散。溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。
(2)布朗運動：懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒的無規(guī)則運動。顆粒越小，運動越明顯；溫度越高，運動越明顯。
(3)熱運動：分子永不停息的無規(guī)則運動。溫度越高，分子熱運動越劇烈。
3．分子間的作用力
(1)引力和斥力總是同時存在，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。
(2)分子引力和斥力都隨距離的增大而減小，但斥力變化得更快。
知識點二、溫度與物體的內能
考向1.微觀量的估算
1．兩種分子模型
(1)球體模型：把分子看成球體，分子的直徑：d＝ eq \r(3,\f(6V0,π))。適用于固體和液體。
(2)立方體模型：把分子看成小立方體，其邊長：d＝eq \r(3,V0)。適用于固體、液體和氣體。
注意：對于氣體，利用d＝eq \r(3,V0)計算出的d不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離。
2．宏觀量與微觀量的相互關系
注意：阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量(摩爾質量Mml、摩爾體積Vml、密度ρ等)與微觀量(分子直徑d、分子質量m0、分子體積V0等)的“橋梁”。如圖所示。
1．晶須是一種發(fā)展中的高強度材料，它是一些非常細的、非常完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體?，F(xiàn)有一根鐵質晶須，直徑為d，用大小為F的力恰好將它拉斷，斷面呈垂直于軸線的圓形。已知鐵的密度為ρ，鐵的摩爾質量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力是( )
【答案】C
【解析】： 鐵的摩爾體積V＝eq \f(M,ρ)，單個鐵原子的體積V0＝eq \f(M,ρNA)，又V0＝eq \f(4,3)πr3，所以鐵原子的半徑r＝eq \f(1,2)·，鐵原子的最大截面積S0＝，鐵質晶須的橫截面上的鐵原子數(shù)n＝eq \f(\f(πd2,4),S0)，拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力F0＝eq \f(F,n)＝eq \f(F,d2)，故C正確。
2．若阿伏加德羅常數(shù)為NA，某液體的摩爾質量為M，密度為ρ。則下列說法正確的是( )
A．1 kg該液體所含有分子數(shù)為ρNA
B．1 m3該液體所含有分子數(shù)為eq \f(ρNA,M)
C．1個該液體分子的質量為eq \f(NA,M)
D．該液體分子的直徑約為eq \r(3,\f(6M,ρNA))
【答案】B
【解析】： 1 kg該液體所含有分子數(shù)為N＝eq \f(1,M)·NA＝eq \f(NA,M)，故A錯誤；1 m3該液體所含有分子數(shù)為N＝eq \f(1,\f(M,ρ))·NA＝eq \f(ρNA,M)，故B正確；1個該液體分子的質量為m0＝eq \f(M,NA)，故C錯誤；設該液體分子的直徑為d，則有eq \f(4,3)πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,2)))3＝eq \f(\f(M,ρ),NA)，解得d＝eq \r(3,\f(6M,πρNA))，故D錯誤。
3．在壓強不太大、溫度不太低的情況下，氣體分子本身大小比分子間距小得多，可以忽略分子大小。氮氣的摩爾質量為2.8×10－2 kg/ml，標準狀態(tài)下摩爾體積是22.4 L，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023 ml－1。
(1)估算氮氣分子間距；
(2)液氮的密度為810 kg/m3，假設液氮可以看成由立方體分子堆積而成，估算液氮分子間距。(結果均保留一位有效數(shù)字)
【答案】：(1)3×10－9 m (2)4×10－10 m
【解析】：(1)由題知，一個氮氣分子占據(jù)的體積
V＝eq \f(Vml,NA)≈3.7×10－26 m3
氮氣分子間距L＝eq \r(3,V)≈3×10－9 m。
(2)設液氮分子間距為L0，則摩爾體積Vml＝NAL03
由題知Mml＝2.8×10－2 kg/ml
密度ρ＝eq \f(Mml,Vml)，解得L0≈4×10－10 m。
考向2.布朗運動與分子熱運動
擴散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較
1．我們在實驗室用酒精進行實驗時，整個實驗室很快就聞到了刺鼻的酒精氣味，這是一種擴散現(xiàn)象。以下有關分析錯誤的是( )
A．擴散現(xiàn)象只發(fā)生在氣體、液體之間
B．擴散現(xiàn)象說明分子在不停息地運動
C．溫度越高時擴散現(xiàn)象越劇烈
D．擴散現(xiàn)象說明分子間存在著間隙
【答案】A
【解析】： 氣體、液體、固體之間都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象，故A錯誤；擴散現(xiàn)象本身就是由分子不停地做無規(guī)則運動產生的，故B正確；物體的溫度越高，分子的熱運動就越劇烈，擴散現(xiàn)象就越劇烈，故C正確；不同的物質在相互接觸時可以彼此進入對方的現(xiàn)象叫作擴散現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象說明分子間存在著間隙，故D正確。本題選錯誤的，故選A。
2．(多選)PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，被人體吸入后會進入血液對人體形成危害，在靜穩(wěn)空氣中，下列關于PM2.5的說法中正確的是( )
A．在其他條件相同時，溫度越高，PM2.5的運動越激烈
B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動
C．周圍大量分子對PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規(guī)則運動
D．減少工業(yè)污染的排放對減少“霧霾”天氣的出現(xiàn)沒有影響
【答案】AC
【解析】：PM2.5的運動是布朗運動，不是分子的熱運動，是空氣分子無規(guī)則運動對PM2.5微粒的撞擊不平衡造成的，B錯誤，C正確；溫度越高，空氣分子無規(guī)則的運動越激烈，對PM2.5微粒的撞擊不平衡越明顯，PM2.5的運動越激烈，A正確；減少工業(yè)污染的排放可減少空氣中的PM2.5，進而減少“霧霾”天氣的出現(xiàn)，D錯誤。
3．對分子的熱運動，以下敘述中正確的是( )
A．分子的熱運動就是布朗運動
B．熱運動是分子的無規(guī)則運動，同種物質的分子的熱運動激烈程度相同
C．氣體分子的熱運動不一定比液體分子激烈
D．物體運動的速度越大，其內部分子的熱運動就越激烈
【答案】C
【解析】： 布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，而組成微粒的分子有成千上萬個，微粒的運動是大量分子集體的運動，并不是微粒分子的無規(guī)則運動，A錯誤；溫度是分子熱運動激烈程度的標志，同種物質的分子若溫度不同，其熱運動的激烈程度也不同， B錯誤；溫度是分子熱運動激烈程度的標志，溫度越高，分子熱運動越激烈，由于氣體和液體的溫度高低不確定，所以氣體分子的熱運動不一定比液體分子激烈，C正確；分子的無規(guī)則熱運動與物體的溫度有關，與物體的機械運動的速度無關，D錯誤。
考向3.分子力、分子勢能與物體的內能
1.分子力與分子勢能的比較
2.分子動能、分子勢能、內能、機械能的比較
1.設甲分子在坐標原點O處不動，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關系如圖中曲線所示，F(xiàn)＞0表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)＜0表現(xiàn)為引力。a、b、c為r軸上三個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放(設無窮遠處分子勢能為零)，則( )
A.乙分子從a到c，分子力先減小后增大
B.乙分子運動到c點時，動能最大
C.乙分子從a到c，分子力先做正功后做負功
D.乙分子運動到c點時，分子力和分子勢能都是零
【答案】 B
【解析】 由題圖可知，乙分子從a到c，分子力先增大后減小，故A錯誤；從a到c，分子間作用力為引力，引力做正功，動能一直增加，當乙分子運動到c點左側時，分子力為斥力，斥力做負功，所以乙分子運動到c點時，動能最大，故B正確；乙分子從a到c，分子力一直做正功，故C錯誤；乙分子運動到c點時，分子力為零，但由于分子力一直做正功，所以分子勢能應小于零，故D錯誤。
2.(多選)下列關于溫度及內能的說法中正確的是( )
A.溫度是分子平均動能的標志，所以兩個動能不同的分子相比，動能大的分子溫度高
B.兩個不同的物體，只要溫度和體積相同，內能就相同
C.質量和溫度相同的冰和水，內能不同
D.溫度高的物體不一定比溫度低的物體內能大
【答案】 CD
【解析】 溫度是大量分子熱運動的宏觀體現(xiàn)，單個分子不能比較溫度高低，選項A錯誤；物體的內能由溫度、體積、物質的量及物態(tài)共同決定，選項B錯誤，C正確；質量不確定，只知道溫度的關系，不能確定內能的大小，選項D正確。
3.(多選)關于物體的內能，下列說法正確的是( )
A．物體所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內能
B．一個物體，當它的機械能發(fā)生變化時，其內能也一定發(fā)生變化
C．一個物體內能的多少，與它的機械能的多少無關
D．摩擦生熱使機械能轉化為內能
【答案】ACD
【解析】： 內能是指物體內部所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，故A正確。內能與機械能是不同概念，內能與機械能沒有直接關系，一個物體內能的多少，與它的機械能的多少無關；一個物體，當它的機械能發(fā)生變化時，其內能不一定發(fā)生變化，故B錯誤，C正確。摩擦生熱時，要克服摩擦做功，將機械能轉化為內能，故D正確。
考點二.固體、液體和氣體的性質
知識點一、固體和液體
1．固體：固體通?？煞譃榫w和非晶體，具體見下表：
2．液體
(1)液體的表面張力
(2)浸潤和不浸潤
①浸潤：一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上的現(xiàn)象。
②不浸潤：一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面上的現(xiàn)象。
③當液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強時，液體能夠浸潤固體，反之，液體不浸潤固體。
(3)毛細現(xiàn)象：指浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，毛細管越細，毛細現(xiàn)象越明顯。
(4)液晶
①液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性，又可以自由移動位置，保持了液體的流動性。
②液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體。
③液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是雜亂無章的。
知識點二、氣體
考向1.固體、液體性質的理解
1．區(qū)別晶體和非晶體的方法
(1)要判斷一種物質是晶體還是非晶體，關鍵是看有無確定的熔點，有確定熔點的是晶體，無確定熔點的是非晶體。
(2)從導電、導熱等物理性質來看，物理性質各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體。
2．對液體表面張力的理解
1．隨著科技的發(fā)展，國家對晶體材料的研究也越來越深入，尤其是對稀土晶體的研究，已經走在世界的前列。關于晶體和非晶體，下列說法正確的是( )
A．晶體都有規(guī)則的幾何外形，非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形
B．同種物質不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)
C．單晶體具有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點
D．多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性
【答案】D
【解析】： 單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形，選項A錯誤；同種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，如煤炭與金剛石，選項B錯誤；單晶體和多晶體都具有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，選項C錯誤；多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性，選項D正確。
2．關于液晶，下列說法正確的是( )
A．液晶是液體和晶體的混合物
B．液晶的光學性質與某些晶體相似，具有各向異性
C．電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光
D．所有物質都具有液晶態(tài)
【答案】B
【解析】： 液晶并不是指液體和晶體的混合物，而是一種特殊的物質，液晶像液體一樣具有流動性，液晶的光學性質與某些晶體相似，具有各向異性，故A錯誤，B正確；當液晶通電時，排列變得有秩序，使光線容易通過，不通電時排列混亂，阻止光線通過，所以液晶的光學性質隨外加電壓的變化而變化，液晶并不發(fā)光，故C錯誤；不是所有的物質都有液晶態(tài)，故D錯誤。
3．噴霧型防水劑是現(xiàn)在市場上廣泛銷售的特殊防水劑。其原理是噴劑在玻璃上形成一層薄薄的保護膜，形成類似于荷葉外表的效果。水滴以橢球形分布在表面，故無法停留在玻璃上。從而在遇到雨水的時候，雨水會自然流走，保持視野清晰，如圖所示。下列說法正確的是( )
A．水滴呈橢球形是液體表面張力作用的結果，與重力無關
B．圖中的玻璃和水滴發(fā)生了浸潤現(xiàn)象
C．水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大
D．圖中水滴表面分子比水滴的內部密集
【答案】C
【解析】： 液體表面張力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈橢球形，A錯誤；題圖中的玻璃和水滴不浸潤，B錯誤；水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大，C正確；題圖中水滴表面分子比水滴的內部稀疏，D錯誤。
考向2 氣體壓強的計算及微觀解釋
1.平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法
2.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法
選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。
4.若已知大氣壓強為p0，如圖所示各裝置均處于靜止狀態(tài)，圖中液體密度均為ρ，重力加速度為g，則( )
A.圖甲中被封閉氣體的壓強為p0＋ρgh
B.圖乙中被封閉氣體的壓強為p0＋ρgh
C.圖丙中被封閉氣體的壓強為p0＋eq \f(\r(3),2)ρgh
D.圖丁中被封閉氣體的壓強為p0＋ρgh1
【答案】 D
【解析】 在圖甲中，以高為h的液柱為研究對象，由二力平衡知p氣S＋ρghS＝p0S，所以p氣＝p0－ρgh，故A錯誤；在圖乙中，以B液面為研究對象，由平衡條件得F上＝F下，即p氣S＋ρghS＝p0S，所以p氣＝p0－ρgh，故B錯誤；在圖丙中，以B液面為研究對象，有p氣S＋ρghSsin 60°＝p0S，所以p氣＝p0－eq \f(\r(3),2)ρgh，故C錯誤；在圖丁中，以液面A為研究對象，由二力平衡得p氣S＝p0S＋ρgh1S，所以p氣＝p0＋ρgh1，故D正確。
5.如圖所示，光滑水平面上放有一質量為M的汽缸，汽缸內放有一質量為m的可在汽缸內無摩擦滑動的活塞，活塞面積為S。已知外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞達到相對靜止狀態(tài)，則此時缸內封閉氣體的壓強為( )
A.p0＋eq \f(（m＋M）F,Sm) B.p0＋eq \f(mF,SM)
C.p0＋eq \f(MF,S（m＋M）) D.p0＋eq \f(mF,S（m＋M）)
【答案】 D
【解析】 以汽缸和活塞整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得F＝(M＋m)a；以活塞為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得 pS－p0S＝ma，聯(lián)立解得p＝p0＋eq \f(mF,S（M＋m）)，選項D正確。
6．夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內的氣體壓強變低。與白天相比，夜間輪胎內的氣體( )
A．分子的平均動能更小
B．單位體積內分子的個數(shù)更少
C．所有分子的運動速率都更小
D．分子對輪胎內壁單位面積的平均作用力更大
【答案】A
【解析】：夜間氣溫低，分子的平均動能更小，但不是所有分子的運動速率都更小，故A正確，C錯誤；由于汽車輪胎內的氣體壓強變低，輪胎會略微被壓癟，則單位體積內分子的個數(shù)更多，分子對輪胎內壁單位面積的平均作用力更小，故B、D錯誤。
考向3 氣體分子的運動特點
(1)氣體分子之間的距離遠大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計。
(2)氣體分子的速率分布，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律。
(3)氣體分子向各個方向運動的機會均等。
(4)溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大。
7．氧氣分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布如圖所示，縱軸表示對應速率的氧氣分子數(shù)目ΔN占氧氣分子總數(shù)N的百分比，則關于分子運動的說法正確的是( )
A．0 ℃的氧氣分子速率一定比100 ℃時速率小
B．0 ℃的氧氣分子平均動能可能比100 ℃時的大
C．同一溫度下，速率中等的氧氣分子所占比例大
D．溫度越高，同樣速率的分子對應的百分比都增加
【答案】C
【解析】： 0 ℃的氧氣分子平均速率一定比100 ℃ 氧氣分子平均速率小，但不是每個分子的速率都小，故A錯誤；0 ℃的氧氣分子平均動能比100 ℃氧氣分子平均動能小，故B錯誤；由題圖可以知道，氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下都滿足“中間多、兩頭少”的規(guī)律，所以同一溫度下，速率中等的氧氣分子所占比例大，故C正確；溫度越高，同樣速率的分子對應的百分比有的增加、有的減少，故D錯誤。
考點三.氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程
知識點1．氣體實驗定律
知識點2.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(溫度不變：p1V1＝p2V2（玻意耳定律）,體積不變：\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)（查理定律）,壓強不變：\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)（蓋－呂薩克定律）))
考向1 等容變化與等溫變化
1．汽車行駛時輪胎的胎壓太高或太低容易造成安全隱患。已知某型號輪胎能在－40～100 ℃溫度下正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內工作時的最高胎壓不超過3.535×105 Pa，最低胎壓不低于1.616×105 Pa。設輪胎容積不變，若在溫度t為20 ℃時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內比較合適？
【解析】：由于輪胎容積不變，故輪胎內氣體發(fā)生等容變化。設在T0＝293 K充氣后的最小胎壓為pmin，最大胎壓為pmax。
根據(jù)題意，當T1＝233 K時，胎壓p1＝1.616×105 Pa，由查理定律，有eq \f(p1,T1)＝eq \f(pmin,T0)，代入數(shù)據(jù)，解得pmin≈2.032×105 Pa；當T2＝373 K時，胎壓p2＝3.535×105 Pa，由查理定律，有eq \f(p2,T2)＝eq \f(pmax,T0)，代入數(shù)據(jù)，解得pmax≈2.777×105 Pa。
故充氣后的胎壓在2.032×105～2.777×105Pa比較合適。
2．如圖所示，某飲料瓶內密封一定質量的理想氣體，t＝27 ℃時，壓強p＝1.050×105 Pa，則(1)t′＝37 ℃時，氣壓是多大？
(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與(1)相同時，氣體體積變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?br>【答案】：(1)1.085×105 Pa (2)eq \f(30,31)
【解析】：(1)瓶內氣體的始末狀態(tài)的熱力學溫度分別為T＝(27＋273)K＝300 K，
T′＝(37＋273)K＝310 K
溫度變化過程中體積不變，
故由查理定律有eq \f(p,T)＝eq \f(p′,T′)
解得p′＝1.085×105 Pa。
(2)保持溫度不變，擠壓氣體，
則該過程為等溫變化過程，
由玻意耳定律有pV＝p′V′
解得V′＝eq \f(30,31) V。
考向2 等壓變化與等容變化
3．某同學制作了一個簡易的環(huán)境溫度監(jiān)控器，如圖所示，汽缸導熱，缸內溫度與環(huán)境溫度可以認為相等，達到監(jiān)控的效果。汽缸內有一質量不計、橫截面積S＝10 cm2的活塞封閉著一定質量理想氣體，活塞上方用輕繩懸掛著矩形重物。當缸內溫度為T1＝300 K時，活塞與缸底相距H＝3 cm，與重物相距h＝2 cm。環(huán)境空氣壓強p0＝1.0×105 Pa，重力加速度大小g＝10 m/s2，不計活塞厚度及活塞與缸壁間的摩擦。
(1)當活塞剛好接觸重物時，求缸內氣體的溫度T2；
(2)若重物質量為m＝2 kg，當輕繩拉力剛好為零時，警報器開始報警，求此時缸內氣體溫度T3。
【答案】：(1)500 K (2)600 K
【解析】：(1)從開始到活塞剛接觸重物，氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律得eq \f(HS,T1)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H＋h))S,T2)
解得T2＝500 K。
(2)從剛接觸重物到輕繩拉力剛好為零，有
p1S＝p0S＋mg
由查理定律得eq \f(p0,T2)＝eq \f(p1,T3)
解得T3＝600 K。
考點四.氣體狀態(tài)變化的圖像問題
氣體的四類“等值變化”圖像的比較
考向1 氣體的p-V圖像
1．(2024·邯鄲模擬)一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的A→B→C狀態(tài)變化，已知該氣體在狀態(tài)C時的熱力學溫度為280 K，則該氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)B時的熱力學溫度分別為( )
A．567 K,280 K B．420 K,280 K
C．567 K,300 K D．420 K,300 K
【答案】B
【解析】： 從狀態(tài)B到狀態(tài)C，由理想氣體狀態(tài)方程可知eq \f(pBVB,TB)＝eq \f(pCVC,TC)，解得TB＝TC＝280 K，又因狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容過程，有eq \f(pA,TA)＝eq \f(pB,TB)，解得TA＝420 K，選項B正確。
考向2 氣體的V-T圖像
2．(多選)汽缸中有一定質量的理想氣體。氣體由初始狀態(tài)A開始，經歷AB、BC、CA三個過程回到初始狀態(tài)，其V-T圖像如圖所示，下列說法正確的是( )
A．AB過程中氣體分子的平均動能增大
B．BC過程中氣體分子數(shù)密度增大
C．CA過程中氣體分子在單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加
D．AB過程中氣體對外做的功小于CA過程中外界對氣體做的功
【答案】AC
【解析】： 溫度是分子平均動能的標志，AB過程中氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，故A正確；BC過程中，根據(jù)圖像可知氣體的體積不變，則單位體積內的氣體分子數(shù)不變，故B錯誤；CA過程中，氣體溫度不變，分子平均動能不變，但體積減小，單位體積內的分子數(shù)目增多，因此單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確；AB過程中氣體體積的變化量等于CA過程中氣體體積的變化量，但CA過程中氣體的平均壓強小于AB過程中氣體的平均壓強，所以AB過程中氣體對外做的功大于CA過程中外界對氣體做的功，故D錯誤。
考向3 氣體的p-T圖像
3．如圖所示，密閉容器內一定質量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中( )
A．氣體分子的數(shù)密度增大
B．氣體分子的平均動能增大
C．單位時間內氣體分子對單位面積器壁的作用力減小
D．單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小
【答案】B
【解析】： 根據(jù)eq \f(pV,T)＝C，可得p＝eq \f(C,V)T，則從A到B為等容線，即從A到B氣體體積不變，則氣體分子的數(shù)密度不變，A錯誤；從A到B氣體的溫度升高，則氣體分子的平均動能增大，B正確；從A到B氣體的壓強變大，氣體分子的平均速率變大，則單位時間內氣體分子對單位面積器壁的作用力變大，C錯誤；氣體分子的數(shù)密度不變，從A到B氣體分子的平均速率增大，則單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增大，D錯誤。
考法4 氣體的p-eq \f(1,V)圖像
4．一定質量的理想氣體經歷一系列狀態(tài)變化，其p-eq \f(1,V)圖線如圖所示，變化順序由a→b→c→d→a，圖中ab線段延長線過坐標原點，cd線段與p軸垂直，da線段與eq \f(1,V)軸垂直。氣體在此狀態(tài)變化過程中( )
A．a→b，壓強減小、溫度不變、體積增大
B．b→c，壓強增大、溫度降低、體積減小
C．c→d，壓強不變、溫度升高、體積減小
D．d→a，壓強減小、溫度升高、體積不變
【答案】A
【解析】： 由圖像可知，a→b過程，氣體壓強減小而體積增大，氣體的壓強與體積倒數(shù)成正比，則壓強與體積成反比，氣體發(fā)生的是等溫變化，故A正確； 由理想氣體狀態(tài)方程可知pV＝C·T，由圖像可知，連接Ob的直線的斜率小，所以b的溫度小，b→c過程溫度升高，同時壓強增大，且體積也增大，故B錯誤；由圖像可知，c→d過程，氣體壓強p不變而體積V變小，由理想氣體狀態(tài)方程eq \f(pV,T)＝C可知，氣體溫度降低，故C錯誤；由圖像可知，d→a過程，氣體體積V不變，壓強p變小，由理想氣體狀態(tài)方程eq \f(pV,T)＝C可知，氣體溫度降低，故D錯誤。
考向5 氣體狀態(tài)變化圖像的轉換
5.“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時儲存能量、用電高峰時釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€工作過程中，一定質量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對應的p-V圖像可能是( )
【答案】B
【解析】：根據(jù)eq \f(pV,T)＝C，可得p＝eq \f(C,V)T，從a到b，氣體壓強不變，溫度升高，則體積變大；從b到c，氣體壓強減小，溫度降低，因c點與原點連線的斜率小于b點與原點連線的斜率，c狀態(tài)的體積大于b狀態(tài)體積。故選B。
1．（2024·海南·高考真題）用鋁制易拉罐制作溫度計，一透明薄吸管里有一段油柱（長度不計）粗細均勻，吸管與罐密封性良好，罐內氣體可視為理想氣體，已知罐體積為，薄吸管底面積，罐外吸管總長度為20cm，當溫度為27℃時，油柱離罐口10cm，不考慮大氣壓強變化，下列說法正確的是（ ）
A．若在吸管上標注等差溫度值，則刻度左密右疏
B．該裝置所測溫度不高于31.5℃
C．該裝置所測溫度不低于23.5℃
D．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，則油柱離罐口距離增大
【答案】B
【詳解】A．由蓋—呂薩克定律得
其中
，，
代入解得
根據(jù)可知
故若在吸管上標注等差溫度值，則刻度均勻，故A錯誤；
BC．當時，該裝置所測的溫度最高，代入解得
故該裝置所測溫度不高于，當時，該裝置所測的溫度最低，代入解得
故該裝置所測溫度不低于，故B正確，C錯誤；
D．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，由蓋—呂薩克定律可知，油柱離罐口距離不變，故D錯誤。
故選B。
2．（2024·浙江·高考真題）下列說法正確的是（ ）
A．中子整體呈電中性但內部有復雜結構
B．真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都相同
C．增加接收電路的線圈匝數(shù)，可接收更高頻率的電臺信號
D．分子間作用力從斥力變?yōu)橐Φ倪^程中，分子勢能先增加后減少
【答案】AB
【詳解】A．中子靠弱相互作用結合成整體，則中子呈電中性但內部有復雜結構，故A正確；
B．根據(jù)愛因斯坦的相對論可知，真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都相同，故B正確；
C．根據(jù)
可知，增加接收電路的線圈匝數(shù)，可減小振蕩電路的固有頻率，則可接收較低頻率的電臺信號，故C錯誤；
D．分子間作用力從斥力變?yōu)橐Φ倪^程中，即分子距離從小于到大于的過程，分子力先做正功后做負功，則分子勢能先減小后增大，故D錯誤。
故選AB。
3.（2024·全國·高考真題）如圖，四個相同的絕熱試管分別倒立在盛水的燒杯a、b、c、d中，平衡后燒杯a、b、c中的試管內外水面的高度差相同，燒杯d中試管內水面高于試管外水面。已知四個燒杯中水的溫度分別為、、、，且。水的密度隨溫度的變化忽略不計。下列說法正確的是（ ）
A．a中水的飽和氣壓最小
B．a、b中水的飽和氣壓相等
C．c、d中水的飽和氣壓相等
D．a、b中試管內氣體的壓強相等
E．d中試管內氣體的壓強比c中的大
【答案】ACD
【詳解】A．同一物質的飽和氣壓與溫度有關，溫度越大，飽和氣壓越大，a中水的溫度最低，則a中水的飽和氣壓最小，故A正確；
B．同理，a中水的溫度小于b中水的溫度，則a中水的飽和氣壓小于b中水的飽和氣壓，故B錯誤；
C．c中水的溫度等于d中水的溫度，則c、d中水的飽和氣壓相等，故C正確；
D．設大氣壓強為，試管內外水面的高度差為，則a、b中試管內氣體的壓強均為
故D正確；
E．d中試管內氣體的壓強為
c中試管內氣體的壓強為
可知
故E錯誤。
故選ACD。
4.（2023·海南·高考真題）下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是（ ）

A．分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力
B．分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大
C．分子勢能在r0處最小
D．分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小
【答案】C
【詳解】分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢能減小，則在r0處分子勢能最小；繼續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負功，分子勢能增大。
故選C。
5．（2023·北京·高考真題）夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內的氣體壓強變低。與白天相比，夜間輪胎內的氣體（ ）
A．分子的平均動能更小B．單位體積內分子的個數(shù)更少
C．所有分子的運動速率都更小D．分子對輪胎內壁單位面積的平均作用力更大
【答案】A
【詳解】AC．夜間氣溫低，分子的平均動能更小，但不是所有分子的運動速率都更小，故A正確、C錯誤；
BD．由于汽車輪胎內的氣體壓強變低，輪胎會略微被壓癟，則單位體積內分子的個數(shù)更多，分子對輪胎內壁單位面積的平均作用力更小，BD錯誤。
故選A。
6．（2023·遼寧·高考真題）“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時儲存能量、用電高峰時釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€工作過程中，一定質量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對應的p-V圖像可能是（ ）

A． B．
C． D．
【答案】B
【詳解】根據(jù)
可得
從a到b，氣體壓強不變，溫度升高，則體積變大；從b到c，氣體壓強減小，溫度降低，因c點與原點連線的斜率小于b點與原點連線的斜率，c態(tài)的體積大于b態(tài)體積。
故選B。
7．（2023·浙江·高考真題）下列說法正確的是（ ）
A．熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
B．液體的表面張力方向總是跟液面相切
C．在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的
D．當波源與觀察者相互接近時，觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率
【答案】BD
【詳解】A．根據(jù)熱力學第二定律可知熱量能不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故A錯誤；
B．液體的表面張力方向總是跟液面相切，故B正確；
C．由狹義相對論的兩個基本假設可知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故C錯誤；
D．根據(jù)多普勒效應可知當波源與觀察者相互接近時，觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率，故D正確。
故選BD。
8．（2024·江西·高考真題）可逆斯特林熱機的工作循環(huán)如圖所示。一定質量的理想氣體經完成循環(huán)過程，和均為等溫過程，和均為等容過程。已知，氣體在狀態(tài)A的壓強，體積，氣體在狀態(tài)C的壓強。求：
（1）氣體在狀態(tài)D的壓強；
（2）氣體在狀態(tài)B的體積。
【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）從D到A狀態(tài)，根據(jù)查理定律
解得
（2）從C到D狀態(tài)，根據(jù)玻意耳定律
解得
9．（2024·江蘇·高考真題）某科研實驗站有一個密閉容器，容器內有溫度為300K、壓強為105Pa的理想氣體，容器內有一個面積0.06m2的觀測臺，現(xiàn)將這個容器移動到月球上，容器內的溫度變成240K，整個過程可認為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：
（1）在月球上容器內氣體的壓強；
（2）觀測臺所受的壓力大小。
【答案】（1）8 × 104Pa；（2）4.8 × 103N
【詳解】（1）由題知，整個過程可認為氣體的體積不變，則有
解得
p2 = 8 × 104Pa
（2）根據(jù)壓強的定義，氣體對觀測臺的壓力
F = p2S = 4.8 × 103N
10．（2024·安徽·高考真題）某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個輪胎內氣體的壓強有所下降（假設輪胎內氣體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在哈爾濱給該輪胎充入壓強與大氣壓相同的空氣，使其內部氣體的壓強恢復到出發(fā)時的壓強（假設充氣過程中，輪胎內氣體的溫度與環(huán)境相同，且保持不變）。已知該輪胎內氣體的體積，從北京出發(fā)時，該輪胎氣體的溫度，壓強。哈爾濱的環(huán)境溫度，大氣壓強取。求：
（1）在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小。
（2）充進該輪胎的空氣體積。
【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）由查理定律可得
其中
，，
代入數(shù)據(jù)解得，在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小為
（2）由玻意耳定律
代入數(shù)據(jù)解得，充進該輪胎的空氣體積為
考情分析
2024·海南·高考物理第5題
2024·浙江·高考物理第9題
2024·全國甲卷 ·高考物理第33題
2024·江西 ·高考物理第13題
2024·江蘇 ·高考物理第13題
2024·安徽 ·高考物理第13題
復習目標
目標1.知道阿伏加德羅常數(shù)，會進行微觀物理量的計算。 理解擴散現(xiàn)象、布朗運動、熱運動。
目標2.知道分子力、分子勢能與分子間距離的關系，理解物體的內能的概念。
目標3.了解固體的微觀結構，知道晶體和非晶體的特點，了解液晶的主要性質。了解表面張力現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象，知道它們的產生原因。
目標4.掌握氣體壓強的計算方法及氣體壓強的微觀解釋。 能用氣體實驗定律解決實際問題，并會分析氣體圖像問題。
溫度與溫標
溫度
表示物體的冷熱程度，一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度
溫標
包括攝氏溫標(t)和熱力學溫標(T)，兩者的關系是T＝t＋273.15_K
分子
動能
概念
分子動能是分子熱運動所具有的動能
決定因素
溫度是分子熱運動的平均動能的標志
分子
勢能
概念
分子勢能是由分子間的相對位置決定的能
決定因素
①微觀上：決定于分子間距離和分子排列情況；
②宏觀上：決定于體積和狀態(tài)
物體的內能
概念
物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，是狀態(tài)量
決定因素
對于給定的物體，其內能大小是由物體的溫度、體積和質量決定，即由物體的內部狀態(tài)決定
微觀量
分子體積V0、分子直徑d、分子質量m0等
宏觀量
物體的體積V、密度ρ、質量m、摩爾質量Mml、摩爾體積Vml、物質的量n等
相互關系
①一個分子的質量：m0＝eq \f(Mml,NA)＝eq \f(ρVml,NA)
②一個分子的體積：V0＝eq \f(Vml,NA)＝eq \f(Mml,ρNA)(對于氣體，V0表示一個氣體分子占有的空間)
擴散現(xiàn)象
布朗運動
熱運動
活動主體
分子
固體微小顆粒
分子
區(qū)別
是分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間
是比分子大得多的顆粒的運動，只能在液體、氣體中發(fā)生
是分子的運動，不能通過光學顯微鏡直接觀察到
共同點
(1)都是無規(guī)則運動
(2)都隨溫度的升高而更加激烈
聯(lián)系
擴散現(xiàn)象、布朗運動都反映了分子做無規(guī)則的熱運動
分子力F
分子勢能Ep
圖像
隨分
子間
距離
的變
化情
況
r＜r0
F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力
r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小
r＞r0
r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力
r增大，F(xiàn)做負功，Ep增大
r＝r0
F引＝F斥，F(xiàn)＝0
Ep最小，但不為零
r＞10r0
引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0
Ep＝0
分子動能
分子勢能
內能
機械能
定義
分子無規(guī)則運動的動能
由分子間相對位置決定的勢能
所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和
物體的動能、重力勢能和彈性勢能的總和
決定因素
溫度(決定分子平均動能)
分子間距
溫度、體積、物質的量
跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和參考平面的選取有關
說明
溫度、內能等物理量只對大量分子才有意義，對單個或少量分子沒有實際意義
分類
比較
晶體
非晶體
單晶體
多晶體
外形
規(guī)則
不規(guī)則
熔點
確定
不確定
物理性質
各向異性
各向同性
微觀結構
組成晶體的物質微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列
注意：多晶體中每個小晶體間的排列無規(guī)則
無規(guī)則
作用
液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢
方向
表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界面垂直
氣體壓強
產生原因
由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫作氣體的壓強
決定因素
①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積
②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度
理想氣體模型
宏觀模型
在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體
注意：實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體
微觀模型
理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能
氣體實驗三定律
玻意耳定律
p1V1＝p2V2
查理定律
eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)或eq \f(p1,p2)＝eq \f(T1,T2)
蓋-呂薩克定律
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)或eq \f(V1,V2)＝eq \f(T1,T2)
理想氣體的狀態(tài)方程
表達式
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)或eq \f(pV,T)＝C
形成原因
表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力
表面特性
表面層分子間的引力使液面產生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜
表面張力的方向
和液面相切，垂直于液面上的各條分界線
表面張力的效果
表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小
力平衡法
選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強
等壓面法
在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。液體內深h處總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強
液
片法
選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方程，求得氣體的壓強
玻意耳定律
查理定律
蓋呂薩克定律
內容
一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比
一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比
一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比
表達式
p1V1＝p2V2
eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)
拓展：Δp＝eq \f(p1,T1)ΔT
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
拓展：ΔV＝eq \f(V1,T1)ΔT
類別
特點(其中C為常量)
舉例
等溫變化
p-V圖像
pV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠
p-eq \f(1,V)圖像
p＝CTeq \f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高
等容變化：p-T圖像
p＝eq \f(C,V)T，斜率k＝eq \f(C,V)，即斜率越大，體積越小
等壓變化：V-T圖像
V＝eq \f(C,p)T，斜率k＝eq \f(C,p)，即斜率越大，壓強越小
注意：各個常量“C”意義有所不同，可以根據(jù)pV＝nRT確定各個常量“C”的意義。

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