人教版高考物理一轮总复习课时质量评价37气体、固体和液体含答案

三十七　气体、固体和液体

(建议用时：40分钟)

1．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的，下列说法正确的是(　　)

A. 晶体的物理性质都是各向异性的

B. 露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用

C. 布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

B　解析：晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质是各向同性，故A错误；液体表面张力的产生是由于液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力，合力表现为引力，露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒所做的无规则运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故D错误。

2．(多选)下列说法正确的是(　　)

A. 并不是所有晶体都有固定的熔点

B. 物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大

C. 由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D. 被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动

BC　解析：所有晶体都有固定的熔点，A错误；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大，B正确；同种元素构成的固体可能会由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，C正确；分子的运动是永不停息的，D错误。

3．下列说法正确的是(　　)

A. 用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力

B. 在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的尘埃做无规则运动，属于布朗运动

C. 一定质量的理想气体，温度升高，其压强一定增大

D. 一定质量的理想气体，温度升高，其内能一定增大

D　解析：用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以再压缩时就费力，与分子之间的斥力无关，故A错误；教室空气中尘埃飞舞是由于空气的对流而形成的，不是布朗运动，故B错误；由理想气体状态方程可知，当温度升高时，如果体积同时膨胀，则压强有可能减小，故C错误；理想气体不计分子势能，故温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大，故D正确。

4．(2020·北京模拟)对于一定质量的理想气体，下列叙述正确的是(　　)

A. 当分子间平均距离变大时，气体压强一定变小

B. 当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大

C. 当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大

D. 当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大

C　解析：气体压强在微观上与分子的平均动能和分子的密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大。故选C。

5．(2019·北京高考)下列说法正确的是(　　)

A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

A　解析：温度是分子平均动能的量度(标志)，A对；内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，B错；气体压强不仅与分子的平均动能有关，还与分子的密集程度有关，C错；温度降低，则分子的平均动能变小，D错。

6．(多选)女航天员王亚平——中国第一位“太空老师”，曾在太空中给全国青少年讲解了液体表面张力的作用、微重力环境下物体运动的特点等知识，下列现象是由表面张力引起的是(　　)

A. 钢针浮在水面上

B. 船只浮在水面上

C. 飞船中自由漂浮的水滴呈球形

D. 布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水

ACD　解析：钢针受到水的表面张力作用，与重力平衡，浮在水面上，A正确；船只在水的浮力作用下浮在水面上，与表面张力无关，B错误；飞船中自由漂浮的水滴在表面张力作用下使表面积收缩到最小，即呈球形，C正确；由于雨水表面存在表面张力，雨滴呈球形，虽然布伞有缝隙，但不漏雨水，D正确。

7．(多选)对下列图中一定质量的理想气体图像的分析，正确的是(　　)

A. 图甲中理想气体的体积一定不变

B. 图乙中理想气体的温度一定不变

C. 图丙中理想气体的压强一定不变

D. 图丁中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程

AC　解析：由理想气体状态方程 ＝C可知，A、C正确；若温度不变，p­V图像应该是双曲线的一支，而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。

8．一定质量的理想气体保持压强不变，它从0 ℃升到5 ℃的体积增量为ΔV1，从10 ℃升到15 ℃的体积增量为ΔV2，则(　　)

A. ΔV1＝ΔV2     B. ΔV1>ΔV2

C. ΔV1<ΔV2     D. 无法确定

A　解析：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下发生等压变化，根据盖—吕萨克定律得 ＝C，由数学知识可得 ＝＝C，则ΔV＝CΔT，由T＝t＋273.15 K，知ΔT＝Δt，ΔV＝CΔt，据题给条件知，从0 ℃升到5 ℃温度的变化量等于从10 ℃升到15 ℃温度的变化量，所以可得ΔV1＝ΔV2。故选A。

9．如图所示，一根竖直弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论正确的是(　　)

A. 若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些

B. 若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大

C. 若气温升高，则活塞距地面的高度将减小

D. 若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大

D　解析：若外界大气压增大或气温升高，因弹簧的弹力总等于活塞与汽缸的总重力保持不变，则弹簧长度不变，A、C项错误；对汽缸分析，根据平衡条件可知，大气压增大，密封气体的压强增大，又气体的温度不变，则体积减小，而活塞的位置不变，所以汽缸的上底面距地面的高度将减小，B错误；若气温升高，分析汽缸的平衡可知，密封气体发生等压变化，根据盖－吕萨克定律知气体体积增大，汽缸的上底面距地面的高度将增大，D项正确。

10．大气压强为1.0×105 Pa。某容器的容积为10 L，装有压强为1.0×106 Pa的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为(　　)

A. 1∶9     B. 1∶10

C. 1∶11     D. 1∶20

B　解析：以容器内原来所有气体为研究对象，初状态：p1＝1.0×106 Pa，V1＝10 L，把容器的开口打开，气体等温膨胀，末状态：p2＝1.0×105 Pa，设体积为V2，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入数据得V2＝100 L，即容器中剩余10 L压强为p0的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100 L，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比 ＝＝＝，故选B。

11．(2020·全国卷Ⅱ)潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为横截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，H≫h，忽略温度的变化和水的密度随深度的变化。

(1)求进入圆筒内水的高度l；

(2)保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。

解析：(1)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有

p1V1＝p0V0 ①

V0＝hS ②

V1＝(h－l)S ③

p1＝p0＋ρg(H－l) ④

联立以上各式并考虑到H≫h，h>l，解得

l＝h。 ⑤

(2)设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有

p2V0＝p0V3  ⑥

其中p2＝p0＋ρgH ⑦

设需压入筒内的气体体积为V，依题意知

V＝V3－V0  ⑧

联立②⑥⑦⑧式得

V＝。 ⑨

答案：(1)h　(2)

12．(2020·全国卷Ⅲ)如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18 cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高 h0＝4 cm 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12 cm。管底水平段的体积可忽略，环境温度为T1＝283 K，大气压强为p0＝76 cmHg。(结果均保留3位有效数字)

(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？

(2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？

解析：(1)设密封气体的初始体积为V1，压强为p1，左、右两侧管的横截面积均为S，密封气体先经过等温压缩，体积变为V2，压强变为p2，由玻意耳定律有

p1V1＝p2V2

设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有

p1＝p0＋ρgh0，p2＝p0＋ρgh

V1＝S，V2＝SH

联立以上各式并代入题给数据得

h＝12.9 cm。

(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖－吕萨克定律有

＝

按题设条件有

V3＝S(2H－h)

代入题给数据得

T2＝363 K。

答案：(1)12.9 cm　(2)363 K

13．一同学制造了一个便携气压千斤顶，其结构如图所示，直立圆筒形汽缸导热性能良好，高度为L0，活塞面积为S，活塞通过连杆与上方的顶托相连接，连杆长度大于L0，在汽缸内距缸底 L0处有固定的限位装置A、B，以避免活塞运动到缸底。开始时活塞位于汽缸顶端，再将重力为3p0S的物体放在顶托上，已知大气压强为p0，活塞、连杆及顶托重力忽略不计，求：

(1)稳定后活塞下降的高度；

(2)为使物体升高到原位置，需用气泵打入多大体积的压强为p0的气体。

解析：(1)以密封气体为研究对象，初态压强为p0，体积为L0S。假设没有限位装置A、B，末态时压强为p，气柱长度为L，则

p＝p0＋＝4p0

气体做等温变化，根据玻意耳定律可得

p0L0S＝pLS

解得L＝

因 <，故活塞停在限位装置A、B处，活塞下降高度为h＝L0－＝。

(2)以活塞回到初始位置时的气体为研究对象，把原来气体和打入的气体作为整体，气体发生等温变化。

初态：p2＝p0，V2＝L0S＋V

末态：p3＝4p0，V3＝L0S

根据玻意耳定律可得p2V2＝p3V3

解得V＝3L0S。

答案：(1)　(2)3L0S