2025年高考物理复习四十二：固体、液体和气体（含解析）

PAGE四十二固体、液体和气体(40分钟80分)【基础巩固练】1.(6分)关于气体压强的说法,下列说法不正确的是 ()A.一定质量的理想气体温度不断升高,其压强一定不断增大B.气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力C.大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强D.气体压强跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关2.(6分)(2023·金华模拟)喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰,如图所示。下列说法正确的是 ()A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果,与重力无关B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大D.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集3.(6分)开口向上,导热性能良好的汽缸,用活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒上细沙,则下列密封气体的图像中可能正确的是 ()4.(6分)0.3mol的某种气体的压强和温度的关系图像(p-t图像)如图所示。p0表示1个标准大气压,标准状态(0℃,1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4L∙mol-1。下列说法正确的是 ()A.状态A时气体的体积为5.6LB.状态A时气体的体积为7.72LC.状态B时气体的体积为1.2LD.状态B时气体的体积为8.4L5.(6分)(生产生活情境)(多选)(2023·拉萨模拟)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富相互配合,生动演示了微重力环境下太空“冰雪”实验、“液桥”演示实验(如图所示)、水油分离实验、太空抛物实验等,并深入浅出地讲解了实验现象背后的科学原理,下列说法正确的是 ()A.只有在太空中才能进行“液桥”实验B.图中水把两块液桥板连在一起靠的是液体的表面张力C.塑料制成的液桥板是非晶体D.冰是晶体6.(10分)汽缸的横截面积为S,质量为m的梯形活塞上表面是水平的,下表面与右侧竖直方向的夹角为α,如图所示。当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态。设外部大气压强为p0,若活塞与缸壁之间无摩擦,重力加速度为g,求汽缸中气体的压强。【综合应用练】7.(6分)(2023·江苏选择考)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中 ()A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小8.(6分)(2023·沈阳模拟)如图所示,一定质量的理想气体,由状态a经状态b变化到状态c,则选项中与这一变化过程相符合的是 ()9.(6分)(多选)(2024·开封模拟)土法爆米花已成为一代人童年的美好回忆。如图所示为一个土法爆米花铁质容器,把玉米倒入容器后将盖盖紧,然后一边加热一边转动容器,同时观察容器上压强计的示数变化,当压强达到一定值时,便可打开容器,就在打开容器的瞬间,爆米花便爆成了。已知容器的体积为V0,外界大气压强为p0,环境的温度为T0,容器内的气体可视为理想气体,玉米需要容器内气体压强达到5p0时打开容器才可爆成花,容器内玉米的体积忽略不计,下列说法正确的是()A.在整个加热过程中,容器内的气体压强与摄氏温度成正比B.在加热过程中,温度升高,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力增大C.当打开容器时,气体迅速膨胀,玉米粒内、外压强差变大,瞬间爆米花生成D.要使玉米正常爆成花,打开容器时,容器内气体的温度需达到5T010.(6分)(2024·宁德模拟)一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5℃升高到10℃,体积的增量为ΔV1;温度由283K升高到288K,体积的增量为ΔV2,则 ()A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2 D.无法确定11.(6分)(多选)(2023·全国乙卷改编)对于一定量的理想气体,经过下列过程,其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是 ()A.等温增压后再等温膨胀B.等压膨胀后再等温压缩C.等容减压后再等压膨胀D.等容增压后再等压压缩【情境创新练】12.(10分)某登山运动员在攀登一座超过8000m的山峰的过程中,在接近山顶时,他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击。该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为1.0×105Pa(常温下的海平面的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是-18℃,未爆裂前手表内气体体积的变化可忽略不计,请通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂及当时外界的大气压强值是多少?(已知T=t+273K)解析版1.(6分)关于气体压强的说法,下列说法不正确的是 ()A.一定质量的理想气体温度不断升高,其压强一定不断增大B.气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力C.大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强D.气体压强跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关【解析】选A。一定质量的理想气体温度不断升高,根据理想气体状态方程,其压强不一定增大,可能不变,A说法错误;气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力,B说法正确;大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强,C说法正确;气体压强跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关,D说法正确。2.(6分)(2023·金华模拟)喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰,如图所示。下列说法正确的是 ()A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果,与重力无关B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大D.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集【解析】选C。液体表面张力作用使得水滴呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形,A错误;照片中的玻璃和水滴不浸润,B错误;水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大,C正确;照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏,D错误。3.(6分)开口向上,导热性能良好的汽缸,用活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒上细沙,则下列密封气体的图像中可能正确的是 ()【解析】选D。汽缸导热性能良好,由于热交换,汽缸内的气体温度不变,缓缓向活塞上倒上细沙,气体体积减小,压强增大,由玻意耳定律得知,温度不变时气体体积与压强成反比,A、B、C错误,D正确。4.(6分)0.3mol的某种气体的压强和温度的关系图像(p-t图像)如图所示。p0表示1个标准大气压,标准状态(0℃,1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4L∙mol-1。下列说法正确的是 ()A.状态A时气体的体积为5.6LB.状态A时气体的体积为7.72LC.状态B时气体的体积为1.2LD.状态B时气体的体积为8.4L【解析】选D。此气体在0℃时,压强为标准大气压,所以此时它的体积应为22.4×0.3L=6.72L。由题中图线可知,从压强为p0到A状态,气体做等容变化,A状态时气体的体积为6.72L,温度为(127+273)K=400K。从A状态到B状态为等压变化,B状态的温度为(227+273)K=500K。根据盖-吕萨克定律VATA=VBTB得V5.(6分)(生产生活情境)(多选)(2023·拉萨模拟)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富相互配合,生动演示了微重力环境下太空“冰雪”实验、“液桥”演示实验(如图所示)、水油分离实验、太空抛物实验等,并深入浅出地讲解了实验现象背后的科学原理,下列说法正确的是 ()A.只有在太空中才能进行“液桥”实验B.图中水把两块液桥板连在一起靠的是液体的表面张力C.塑料制成的液桥板是非晶体D.冰是晶体【解析】选B、C、D。“液桥”实验主要靠的是液体的表面张力作用,在地面也可以进行,只不过在地面时由于重力的影响,“液桥”不太明显,A错误,B正确;塑料没有固定的熔点,属于非晶体,C正确;冰有固定的熔点,在冰的晶体结构中,水分子以一定的方向排列在晶体点阵内,因此冰是晶体,D正确。6.(10分)汽缸的横截面积为S,质量为m的梯形活塞上表面是水平的,下表面与右侧竖直方向的夹角为α,如图所示。当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态。设外部大气压强为p0,若活塞与缸壁之间无摩擦,重力加速度为g,求汽缸中气体的压强。【解析】对活塞进行受力分析,如图所示,由平衡条件得p气S'=(m又因为S'=Ssin所以p气=(m+M)g+答案:p0+(【综合应用练】7.(6分)(2023·江苏选择考)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中 ()A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小【解析】选B。根据pVT=C,可得p=CVT,则从A到B为等容线,即从A到B气体体积不变,则气体分子的数密度不变,选项A错误;从A到B气体的温度升高,则气体分子的平均动能变大,则选项B正确;从A到B气体的压强变大,气体分子的平均速率变大,则单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力变大,选项C错误;气体分子的数密度不变,从A到8.(6分)(2023·沈阳模拟)如图所示,一定质量的理想气体,由状态a经状态b变化到状态c,则选项中与这一变化过程相符合的是 ()【解析】选B。由题图知,a→b过程为等压过程,由VT=C可知,气体温度升高,体积增大;b→c过程为等容过程,由pT=9.(6分)(多选)(2024·开封模拟)土法爆米花已成为一代人童年的美好回忆。如图所示为一个土法爆米花铁质容器,把玉米倒入容器后将盖盖紧,然后一边加热一边转动容器,同时观察容器上压强计的示数变化,当压强达到一定值时,便可打开容器,就在打开容器的瞬间,爆米花便爆成了。已知容器的体积为V0,外界大气压强为p0,环境的温度为T0,容器内的气体可视为理想气体,玉米需要容器内气体压强达到5p0时打开容器才可爆成花,容器内玉米的体积忽略不计,下列说法正确的是()A.在整个加热过程中,容器内的气体压强与摄氏温度成正比B.在加热过程中,温度升高,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力增大C.当打开容器时,气体迅速膨胀,玉米粒内、外压强差变大,瞬间爆米花生成D.要使玉米正常爆成花,打开容器时,容器内气体的温度需达到5T0【解析】选B、C、D。以容器内的气体为研究对象,在整个加热过程中,气体的体积不变,压强与热力学温度成正比,故A错误;玉米在容器中加热,随着温度不断上升,气体平均分子动能增大,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力增大,容器内气体压强增大,故B正确;当打开容器,容器内气体迅速膨胀,压强降低,玉米粒内、外压强差变大,瞬间爆米花生成,故C正确;根据查理定律有p0T0=p1T1,由题可知,当气压p1=5p0时才可以正常爆成花,解得10.(6分)(2024·宁德模拟)一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5℃升高到10℃,体积的增量为ΔV1;温度由283K升高到288K,体积的增量为ΔV2,则 ()A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2 D.无法确定【解析】选A。在压强不变的情况下,由盖-吕萨克定律VT=C,得ΔV=ΔTTV,所以ΔV1=5278V1,ΔV2=5283V2。因为V1、V2分别是气体在5℃和283K时的体积,而V1278=V11.(6分)(多选)(2023·全国乙卷改编)对于一定量的理想气体,经过下列过程,其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是 ()A.等温增压后再等温膨胀B.等压膨胀后再等温压缩C.等容减压后再等压膨胀D.等容增压后再等压压缩【解析】选A、C、D。对于一定质量的理想气体,内能由温度决定,等温增压和等温膨胀过程温度均保持不变,故内能不变,A正确;根据理想气体状态方程pVT=C【情境创新练】12.(10分)某登山运动员在攀登一座超过8000m的山峰的过程中,在接近山顶时,他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击。该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为1.0×105Pa(常温下的海平面的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是-18℃,未爆裂前手表内气体体积的变化可忽略不计,请通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂及当时外界的大气压强值是多