高考物理一轮复习课时分层作业（四十二）气体、固体与液体含答案

课时分层作业(四十二)　气体、固体与液体

基础性题组

1．[2022·广州市联考]关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是(　　)

A.图甲中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果

B.图乙中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果

C.图丙中毛细管中液面高于管外液面的毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象

D.图丁中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象

2.

(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有(　　)

A.固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体

B.固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形

C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性

D.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同

3．[2022·宁德市质查]下列说法正确的是(　　)

A.玻璃的传热性能是各向异性的

B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现

C.一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能

D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的

4．[2022·湖北省十堰市调研](多选)热学中有很多图像，对图中一定质量的理想气体图像的分析，正确的是(　　)

A.甲图中理想气体的体积一定不变

B.乙图中理想气体的温度一定不变

C.丙图中理想气体的压强一定不变

D.丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程

5．负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压．若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是    (　　)

A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能

B.负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中气体分子的运动速率

C.负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数

D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力

6.

一定质量的理想气体状态变化的一系列过程如图所示，以下四种说法正确的是   (　　)

A.a→b的过程气体体积增大

B.b→c的过程气体体积减小

C.c→d的过程气体体积增大

D.d→a的过程气体体积增大

7.

如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积—温度(V ­ t)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0＝－273.15 ℃；a、b为直线Ⅰ上的两点．由图可求：

(1)气体在状态a和b的压强之比

(2)气体在状态b和c的压强之比

8.

如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积S＝0.01 m2的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1 000 N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距l0＝0.6 m．已知外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，圆筒内气体温度为t0＝27 ℃.

(1)若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到t＝227 ℃，求此时圆筒内封闭气体的压强；(结果保留3位有效数字)

(2)若保持圆筒内气体温度t0＝27 ℃不变，然后对A施加一水平推力F＝500 N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中活塞A移动的距离．(假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内)

综合性题组

9.

[2022·山东莱州模拟]新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批钢瓶氧气(如图)，每个钢瓶内体积为0.5 m3，在北方时测得钢瓶内氧气压强为6×107 Pa，温度为7 ℃，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为6.3×107 Pa，温度为21 ℃.实际使用过程中，先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为0.1 m3，分装后每个小钢瓶内氧气压强为4×105 Pa，要求大钢瓶内压强降到2×105 Pa时就停止分装，则：

(1)通过计算判断钢瓶运输途中是否漏气；

(2)一大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用．

10．某排水管道的侧面剖视图如图所示．井盖上的泄水孔因故堵塞，井盖与管口间密封良好但不粘连．暴雨期间，水位迅速上涨，该井盖可能会不断跳跃．设井盖质量为m＝20.0 kg，圆柱形竖直井内水面面积为S＝0.300 m2，图示时刻水面与井盖之间的距离为h＝2.00 m，井内密封有压强刚好等于大气压强p0＝1.01×105 Pa、温度为T0＝300 K的空气(可视为理想气体)，重力加速度g取10 m/s2.密闭空气的温度始终不变．

(1)从图示位置起，水面上涨多少后井盖第一次被顶起？

(2)井盖第一次被顶起后迅速回落再次封闭井内空气，此时空气压强重新回到p0，温度仍为T0，则此次向外界排出的空气当压强变为p0、温度变为T1＝290 K时体积是多少？

(3)若水面匀速上涨，则井盖跳跃的时间间隔如何变化？

课时分层作业(四十二)　气体、固体与液体

1．解析：因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面都属于毛细现象，故C错误；玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误．故选B.

答案：B

2．解析：晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体．故A正确；固体甲若是多晶体．则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则一定表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体，则固体甲和固体乙的化学成分有可能相同．故D正确．

答案：ABD

3．解析：玻璃是非晶体，其传热性能是各向同性的，选项A错误；浸润与不浸润均是分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面之间的分子之间相互作用的结果，选项B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能，选项C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和平均动能有关，选项D错误．

答案：C

4．解析：由理想气体方程＝C可知，A、C正确；若温度不变，p ­ V图像应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；题图丁中理想气体从P到Q，经过了温度先升高后降低的过程，D错误．

答案：AC

5．解析：温度是气体分子平均动能的标志，负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，A错误；但是负压病房内每个气体分子的运动速率不一定小于外界环境中每个气体分子的运动速率，B错误；决定气体分子压强的微观因素是单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度，现内外温度相等，即气体分子平均动能相等(撞击力度相等)，压强要减小形成负压，则要求负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，C正确；压力F＝pS，内外压强不等，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，D错误．

答案：C

6．解析：根据＝C可知，p＝T，则某点与绝对零度连线的斜率的倒数表示体积的大小，b点与绝对零度连线的斜率比a点大，可知b状态的体积较小，a→b的过程气体体积减小，选项A错误；b点与绝对零度连线的斜率比c点大，可知b状态的体积较小．b→c的过程气体体积变大，选项B错误；c点与绝对零度连线的斜率比d点大，可知c状态的体积较小，c→d的过程气体体积变大，选项C正确；a点与绝对零度连线的斜率比d点大，可知a状态的体积较小，d→a的过程气体体积减小，选项D错误．故选C.

答案：C

7．解析：(1)根据盖吕萨克定律有＝k，整理得V＝kt＋273k.由于体积—温度(V ­ t)图像可知，直线Ⅰ为等压线，则a、b两点压强相等，则有＝1.

(2)设t＝0 ℃时，当气体体积为V1其压强为p1，当气体体积为V2其压强为p2，根据等温变化，则有p1V1＝p2V2.

由于直线Ⅰ和Ⅱ各为两条等压线，则有p1＝pb，p2＝pc，联立解得＝＝.

答案：(1)1　(2)

8．解析：(1)设此时气体压强为p，由查理定律可得＝

T0＝(273＋t0) K＝300 K

T＝(273＋t) K＝500 K

代入数据可得p＝1.67×105 Pa.

(2)设再次平衡时封闭气体压强为p′，活塞A、B向左移动的距离分别为x、x′，由于气体温度始终不变．

由玻意耳定律可得p0l0S＝p′(l0＋x′－x)S

由平衡条件可知，对活塞A有p′S＝p0S＋F

对活塞B有p0S＋kx′＝p′S

联立解得x＝0.7 m.

答案：(1)1.67×105 Pa　(2)0.7 m

9．解析：(1)钢瓶的容积一定，从北方到武汉对钢瓶内气体，若＝成立，则气体的质量一定，即没有发生漏气．

在北方　＝ Pa/K

在武汉　＝ Pa/K

可见＝成立，即钢瓶在运输途中没有发生漏气．

(2)在武汉时，设大瓶内氧气由p2、V2等温变化为不分装时的状态p3、V3，则p2＝6.3×107 Pa，V2＝0.5 m3，

p3＝2×105 Pa

根据p2V2＝p3V3，得V3＝157.5 m3.

可用于分装小瓶的氧气

p4＝2×105 Pa，V4＝(157.5－0.5) m3＝157 m3

分装成小钢瓶的氧气p5＝4×105 Pa，V5＝nV，其中小钢瓶体积为V＝0.1 m3.

根据p4V4＝p5V5，得n＝785

即一大钢瓶氧气可分装785小瓶．

答案：见解析

10．解析：(1)井盖被顶起时，井内气体的压强满足：pS＝p0S＋mg，则p＝p0＋＝1.01×105 Pa＋ Pa≈1.016 7×105 Pa

设水面上涨x，根据玻意耳定律：p(h－x)S＝p0hS

代入数据解得x＝1.32 cm.

(2)井盖第一次被顶起后，排出压强为p，温度为T0＝300 K的气体的体积为V1＝xS，则排出的空气当压强为p0、温度为T1＝290 K时体积V2满足：＝，代入数据解得：V2＝3.85×10－3 m3.

(3)若水面匀速上涨，则井内气体的体积均匀减少，压强的变化变快，则井盖跳跃的时间间隔减小．

答案：(1)1.32 cm　(2)3.85×10－3 m3　(3)逐渐变小