新高考物理一轮复习精练题专题15.2 气体、固体和液体（含解析）

这是一份新高考物理一轮复习精练题专题15.2 气体、固体和液体（含解析），共13页。试卷主要包含了2 气体、固体和液体【练】，下列说法中正确的有等内容，欢迎下载使用。

目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc16136" 一．练基础题型 PAGEREF _Tc16136 1
\l "_Tc21974" 二、练名校真题 PAGEREF _Tc21974 7
\l "_Tc21280" 三．练规范解答 PAGEREF _Tc21280 15
一．练基础题型
1.(2021·河北秦皇岛一中月考)下列说法中正确的有( )
A.晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性
B.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
C.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
D.天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的
【答案】 D
【解析】 多晶体具有各向同性，A错误；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误；晶体熔化时吸收热量，但是温度不变，则分子平均动能一定不变，C错误；天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，D正确.
2.(2021·山东德州市二模)戴一次性医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片，对此以下说法正确的是( )
A.照片中的口罩一定为不合格产品
B.照片中附着层内分子比水滴的内部稀疏
C.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
D.水对所有材料都是不浸润的
【答案】 B
【解析】 根据题图中水滴呈球形可知水与材料是不浸润的，是合格产品，A错误；水与材料不浸润说明附着层内分子比水滴的内部稀疏，B正确；水滴表面分子比水滴的内部稀疏，故C错误；浸润和不浸润都是相对而言的，故D错误.
3(多选)下列说法正确的是( )
A.把一枚曲别针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故
B.形成液体表面张力的原因是由于液体表层的分子分布比内部密集
C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
【答案】 ACD
4.(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是( )
A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
B.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
【答案】 AC
【解析】 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，故A正确；单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C正确，D错误.
5.(2021·山东青岛市调研)一定质量的理想气体经历了如图所示的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过程中不断减小
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
【答案】 B
【解析】 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错误；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Vd6.(多选)(2021·广西高三模拟)如图所示，一定质量的理想气体，从A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列说法正确的是( )
A.A→B过程温度升高，压强不变
B.B→C过程体积不变，压强变小
C.B→C过程体积不变，压强不变
D.C→D过程体积变小，压强变大
【答案】 ABD
【解析】 由题图可知，AB为等压线，A→B的过程中，气体温度升高，压强不变，故选项A正确；在B→C的过程中，气体体积不变，温度降低，由eq \f(pV,T)＝C可知，气体压强变小，故选项B正确，C错误；在C→D的过程中，气体温度不变，体积变小，由eq \f(pV,T)＝C可知，气体压强变大，故选项D正确.
7.(多选)(2021·江苏卷·13A(1))玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的是( )
A.没有固定的熔点
B.天然具有规则的几何形状
C.沿不同方向的导热性能相同
D.分子在空间上周期性排列
【答案】 AC
8.(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )
A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C.气体分子的总数增加
D.单位体积内的分子数目增加
【答案】 BD
【解析】 理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，气体分子的总数不变，故B、D正确，A、C错误.
9.(多选)热学中有很多图象，对图中一定质量理想气体的图象的分析，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.图丁中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度
【答案】 ACD
【解析】 由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，A、C正确；若温度不变，p－V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，B错误；温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图丁中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，D正确.
10.(2021·安徽合肥市模拟)如图所示，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中的A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝20 cm.活塞A上方的水银深H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强，则此时封闭气体的压强为( )
A.100 cmHg B.95 cmHg
C.85 cmHg D.75 cmHg
【答案】 B
【解析】 当有一半的水银被推入细筒中时，由于粗筒横截面积是细筒横截面积的3倍，因此，细筒中水银柱的高度为eq \f(H,2)×3＝15 cm，活塞A上方水银柱的总高度为h＝15 cm＋eq \f(H,2)＝20 cm，因活塞A的重力不计，所以封闭气体的压强p＝p0＋ρgh＝95 cmHg，B正确.
二、练名校真题
1. (2021·山东滨州市模拟)如图所示，一导热良好的足够长汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足够高，汽缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体.一足够长轻绳跨过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一重物，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切摩擦.已知当地重力加速度为g，大气压强为p0，重物质量为m1，活塞质量为m2，汽缸质量为m3，活塞横截面积为S.则由静止释放重物，汽缸稳定运动过程中，汽缸内理想气体的压强为( )
A.p0－eq \f(m1m3g,m1＋m2＋m3S) B.p0－eq \f(m1m3g,m2＋m3S)
C.p0 D.p0－eq \f(m1g,S)
【答案】 A
解析 对重物、活塞和汽缸的整体有：m1g＝(m1＋m2＋m3)a；对汽缸p0S－pS＝m3a，联立解得：p＝.p0－eq \f(m1m3g,m1＋m2＋m3S) ，故A正确.
2.[2021·天津市河西区质量调查(二)]如图所示，一汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体。已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是( )

A B C D
【答案】B
【解析】当缓慢升高汽缸内气体温度时，开始一段时间气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与汽缸内气体的热力学温度T成正比，在p­T图象中，图线是过原点的倾斜直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p­T图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确。
3.(多选)[2021·天津市东丽区等级考试模拟(二)]下列说法正确的是( )
A.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
B.晶体在熔化过程中吸收热量，但温度不变，内能不变
C.杯中的茶水慢慢冷却，该过程中所有的水分子的运动速率都减小了
D.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
【答案】 AD
【解析】 空气的小雨滴呈球形是水的表面张力，使雨滴表面有收缩的趋势的结果，故A正确；晶体熔化过程中吸热，内能增加，故B错误；根据麦克斯韦速率的分布规律，当温度降低时，大部分的水分子的速率减小，但个别水分子的速率可能增加，故C错误；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确。
4.(2021·北京市海淀区二模)下列说法中不正确的是( )
A.水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和，说明分子间有空隙
B.将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味，这是扩散现象
C.在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果
D.用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力
【答案】 D
【解析】 水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和，说明分子间有空隙，故A正确；将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味，这是扩散现象，说明分子永不停息的无规则运动，故B正确；在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果，故C正确；用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这是因为压强增大的原因，故D错误。
5.(2021·海南省新高考3月线上诊断)中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法。其方法是以罐为工具，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“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。在刚开始的很短时间内，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是( )
A.火罐内气体的温度不变，体积减小，压强增大
B.火罐内气体的压强不变，温度降低，体积减小
C.火罐内气体的体积不变，温度降低，压强减小
D.火罐内气体的体积不变，温度降低，压强增大
【答案】 C
【解析】 将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，罐内气体的温度较高，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上时，罐内的气体温度降低，而体积不变，把罐内的气体看成理想气体，由其状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，火罐内的压强减小，所以它就会紧紧地“吸”在皮肤上了，故选项C正确。
6. (2021·北京市平谷区第二次模拟)如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持汽缸内气体温度不变，则对于封闭气体( )
A.外界对气体做功
B.气体分子平均动能不变
C.气体压强保持不变
D.单位体积内气体分子个数不变
【答案】 B
【解析】 气体的体积变大，则气体对外界做功，选项A错误；气体温度不变，则气体分子平均动能不变，选项B正确；根据eq \f(pV,T)＝C可知，气体体积变大，温度不变，则气体压强减小，选项C错误；气体体积变大，则单位体积内气体分子个数减小，选项D错误。
7.[2021·天津市等级考模拟(一)]如图所示，一导热性能良好的金属汽缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中( )
A.单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多
B.汽缸内大量分子撞击汽缸壁的平均作用力增大
C.汽缸内大量分子的平均动能增大
D.气体的内能增大
【答案】 A
【解析】 温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多，故A正确；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，压强增大，大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力增大，但大量分子撞击汽缸壁的平均作用力却不一定增大，故B错误；温度不变，则汽缸内分子平均动能保持不变，故C错误；金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温压缩，温度不变，气体的内能不变，故D错误。
8.(2021·山东滨州第二次模拟)如图所示，一导热良好且足够长的汽缸，倒置悬挂于天花板下。汽缸内被活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量为m，横截面积为S，当地大气压为p且不随温度变化，重力加速度为g，忽略一切摩擦。当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是( )
A.悬线的拉力变大
B.被封闭理想气体的内能增大
C.被封闭理想气体的压强大小不变，且始终为p＋eq \f(mg,S)
D.外界对气体做功
【答案】 B
【解析】 以汽缸和活塞为对象，受到重力和悬线对其的拉力，根据平衡条件可知重力和悬线对其的拉力大小相等，方向相反，所以当环境温度缓慢升高时，悬线的拉力不变，故A错误；由于汽缸的导热良好，当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的温度缓慢升高，所以被封闭理想气体的内能增大，故B正确；以活塞为对象，根据平衡条件可知p1S＋mg＝pS，解得被封闭理想气体的压强大小p1＝p－eq \f(mg,S)，故C错误；当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的压强不变，根据盖·吕萨克定律可得被封闭理想气体的体积增大，气体对外界做功，故D错误。
9.(多选)(2021·山东省等级考试第二次模拟卷)如图所示，一绝热汽缸由导热隔板分为左右两部分，隔板可沿汽缸内壁无摩擦滑动，汽缸两侧充有同种气体(可视为理想气体)。缓慢推动绝热活塞压缩右侧气体，当左右两侧气体达到新的热平衡时，以下说法正确的是( )
A.两侧气体的温度相等
B.两侧气体分子的平均速率相等
C.右侧气体压强大于左侧气体压强
D.汽缸内每个气体分子的动能均相等
【答案】 AB
【解析】 由热平衡定律可知，当左右两侧气体达到新的热平衡时，两侧气体温度相等，故A正确；温度是分子平均动能的标志，所以两侧气体分子的平均动能相等，由于汽缸两侧充有同种气体，则两侧气体分子的平均速率相等，故B正确；当左右两侧气体达到新的热平衡时，右侧气体压强等于左侧气体压强，故C错误；两侧气体分子的平均动能相等，但不能说明汽缸内每个气体分子的动能均相等，故D错误。
20. [2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，15(1)]某学生在水瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现瓶盖变紧。其本质原因是单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数________(选填“增加”“减少”或“不变”)，瓶内气体分子平均动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 减少 减小
【解析】 随着温度降低，内部气体的压强变小，瓶盖变紧。由于温度降低，则分子平均动能减小；由于平均动能减小，分子平均速率减小，则在其他条件不变的情况下，单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数减少。
三．练规范解答
1.(2021·山东潍坊市模拟)一同学制造了一个便携气压千斤顶，其结构如图所示，直立圆筒型汽缸导热良好，长度为L0，活塞横截面积为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eq \f(L0,3)处有固定限位装置AB，以避免活塞运动到缸底.开始活塞位于汽缸顶端，现将重力为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)为使重物升高到原位置，需用气泵加入多大体积的压强为p0的气体.
【答案】 (1)eq \f(2,3)L0 (2)3L0S
【解析】 (1)取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AB，末态时压强为p，气体长度为L，
则p＝p0＋eq \f(3p0S,S)＝4p0
由等温变化有：p0L0S＝pLS
解得：L＝eq \f(L0,4)
因eq \f(L0,4)故活塞停在限位装置处，活塞下降高度为eq \f(2L0,3).
(2)以活塞回到初始位置时的气体为研究对象，气体发生等温变化，则有
4p0L0S＝p0V
气泵压入的压强为p0的气体体积为ΔV＝V－L0S
解得：ΔV＝3L0S.
2.(2021·山东济宁市模拟)如图甲是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象.已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.
(1)写出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值；
(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.
【答案】 (1)压强不变 200 K (2)见解析
【解析】 (1)由题图甲所示图象可知，A与B的连线的延长线过原点，
VA＝0.4 m3，VB＝0.6 m3，
TB＝300 K
所以A→B是一个等压变化过程，
即pA＝pB＝1.5×105 Pa，
从A到B过程，由盖—吕萨克定律得eq \f(VA,TA)＝eq \f(VB,TB)
代入数据得TA＝200 K.
(2)由题图甲所示图象可知，从B到C为等容过程，由(1)知pB＝1.5×105 Pa，TB＝300 K，TC＝400 K，
由查理定律得eq \f(pB,TB)＝eq \f(pC,TC)，
解得pC＝2×105 Pa，气体状态变化的p－T图象如图所示.
3.(2021·福建福州市第一中学高三下学期质检)如图所示，导热性能极好的汽缸静止于水平地面上，缸内用横截面积为S、质量为m的活塞封闭着一定质量的理想气体.在活塞上放一砝码，稳定后气体温度与环境温度相同，均为T1.当环境温度缓慢下降到T2时，活塞下降的高度为Δh；现取走砝码，稳定后活塞恰好上升Δh.已知外界大气压强保持不变，重力加速度为g，不计活塞与汽缸之间的摩擦，T1、T2均为热力学温度，求：
(1)气体温度为T1时，气柱的高度；
(2)砝码的质量.
【答案】 (1)eq \f(T1,T1－T2)Δh (2)eq \f(p0S＋mgT1－T2,gT2)
【解析】 (1)设气体温度为T1时，气柱的高度为H，环境温度缓慢下降到T2的过程是等压变化，
根据盖—吕萨克定律有eq \f(HS,T1)＝eq \f(H－ΔhS,T2)
解得H＝eq \f(T1,T1－T2)Δh.
(2)设砝码的质量为M，取走砝码后的过程是等温变化
p2＝p0＋eq \f(m＋Mg,S)，V2＝(H－Δh)S
p3＝p0＋eq \f(mg,S)，V3＝HS
由玻意耳定律得p2V2＝p3V3
联立解得M＝eq \f(p0S＋mgT1－T2,gT2).
4.(2020·四川成都石室中学一诊)如图所示，在长为l＝57 cm、一端封闭且另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃.现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平.此时管中气体的压强为多少？新注入水银柱的高度为多少？(大气压强为p0＝76 cmHg)
【答案】 85 cmHg 5 cm
【解析】 设玻璃管的横截面积为S，水银的密度为ρ，初态时，管内气体的温度为T1＝306 K，
体积为V1＝51 cm·S，
压强为p1＝p0＋ρgh＝80 cmHg.
当水银面与管口相平时，设水银柱高度为H，
则管内气体的体积为V2＝(l－H)S，
压强为p2＝p0＋ρgH，
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
联立解得H＝9 cm(H＝－28 cm不合题意，舍去)
所以p2＝85 cmHg
新注入水银柱的高度为Δh＝H－4 cm＝5 cm.
5.(2021·广西三市联考)如图，内径均匀的弯曲玻璃管 ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB＝120 cm，BC＝40 cm，CD＝50 cm，DE＝60 cm.在水平段DE内有一长10 cm的水银柱，其左端距D点10 cm.在环境温度为300 K时，保持BC段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10 cm.已知大气压为75 cmHg且保持不变．
(1)若环境温度缓慢升高，求温度升高到多少时，水银柱刚好全部溢出；
(2)若环境温度缓慢降低，求温度降低到多少时，水银柱刚好全部进入CD段．
【答案】：(1)354.5 K (2) 212.7 K
【解析】：(1)A端插入水银槽后，液柱向右移动10 cm，气体发生等压变化，V1＝220S cm3，V2＝260S cm3，T1＝300 K
由盖—吕萨克定律可eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
代入数据解得：T2＝354.5 K
(2)当液柱刚好全部进入CD管时，水银槽中的水银将沿AB管上升10 cm.
封闭气体体积及压强：p1＝75 cmHg，V3＝180S cm3，p3＝65 cmHg
由理想气体状态方程得：eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p3V3,T3)
代入数据解得：T3＝212.7 K.