固體液體和氣體試題

專題14.2固體液體和氣體

國練基礎(chǔ)

1.關(guān)于晶體，下列說法正確的是（

A.石蠟做成的肖像是晶體B.導(dǎo)熱均勻的鐵是非晶體

C.粘在一起的糖塊是晶體D.液態(tài)物質(zhì)不可能是晶體

【答案】C

【解析】A.區(qū)分晶體與非晶體是看其有沒有固定的熔點(diǎn)，石蠟沒有固定的熔點(diǎn)，不是晶體，故A錯(cuò)誤；

B.區(qū)分晶體與非晶體是看其有沒有固定的熔點(diǎn)，鐵具有固定的熔點(diǎn)，是晶體，故B錯(cuò)誤；

C.區(qū)分晶體與非晶體是看其有沒有固定的熔點(diǎn)，粘在一起的糖塊有固定的熔點(diǎn)，是晶體，故C正確；

D.區(qū)分晶體與非晶體是看其有沒有固定的熔點(diǎn)，與是否是液態(tài)物質(zhì)無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.下列說法正確的是（）

A.液體的蒸發(fā)與沸騰均只發(fā)生在液體表面

B.玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端就會(huì)變鈍，是由于表面張力的緣故

C.給莊稼松土有助于將地下的水分引上來

D.飽和汽壓與溫度無關(guān)

【答案】B

【解析】A.液體的蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，沸騰發(fā)生在液體的表面與內(nèi)部，故A錯(cuò)誤；

B.玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端就會(huì)變鈍，是由于表面張力的緣故，故B正確；

C.給莊稼松土破壞了土壤里面的毛細(xì)管，不利于將地下的水分引上來，故C錯(cuò)誤；

D.飽和汽壓與溫度有關(guān)，會(huì)隨溫度的升高而增大，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.一定質(zhì)量的理想氣體，從初狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)8、C、。再回到狀態(tài)A,其體積V與溫度7的關(guān)系如圖所示。

圖中以、四和TD為己知量，則下列說法正確的是（）

A.從A到8的過程中，氣體向外放熱

B.從3到C的過程中，氣體吸熱

C.從D到A的過程中，單位時(shí)間撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多

D.氣體在狀態(tài)。時(shí)的體積%=畢

【答案】D

【解析】A.從A到3的過程中體積不變做功為零，溫度升高，氣體內(nèi)能增大，由公式

△U=Q+W

可知，氣體從外界吸熱，A錯(cuò)誤；

B.從8到C的過程中，溫度不變，氣體內(nèi)能不變，體積減小外界對氣體做正功，由公式

AU=Q+W

可知，氣體向外放熱，B錯(cuò)誤；

C.從。到A的過程中，壓強(qiáng)不變氣體溫度升高體積增大，單位時(shí)間撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)減少,

C錯(cuò)誤；

D.從。到4的過程中壓強(qiáng)不變，由公式

匕.=%

TATD

解得

D正確；

故選D。

4.一定量的理想氣體從狀態(tài)。開始，經(jīng)歷三個(gè)過程而、be、ca回到原狀態(tài)，其p-7圖像如圖所示。下列

A.而過程中氣體一定吸熱

B.Ac過程中氣體既不吸熱也不放熱

C.c“過程中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱

D.人和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)相同

【答案】A

【解析】A.必過程圖線的延長線過原點(diǎn)，根據(jù)查理定律素=C可知?dú)怏w經(jīng)歷等容變化，對外界做功為零,

而氣體溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w一定吸熱，故A正確；

B.兒過程中氣體經(jīng)歷等溫變化，壓強(qiáng)減小，根據(jù)玻意耳定律pV=C可知?dú)怏w體積增大，氣體對外界做功，

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w一定吸熱，故B錯(cuò)誤：

C.想過程氣中氣體經(jīng)歷等壓變化，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)蓋一呂薩克定律三=C可知?dú)怏w體積減小,

外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知外界對氣體所做的功小于氣體所放的熱，故C錯(cuò)誤；

D.6和c兩個(gè)狀態(tài)中，氣體溫度相同，分子平均功能相同，但〃狀態(tài)比c狀態(tài)壓強(qiáng)大，所以。狀態(tài)下容器

壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)比c狀態(tài)多，故D錯(cuò)誤。

故選A。

二、多選題

5.下列說法正確的是（）

A.只有液體和氣體能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，固體不能

B.擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)

C.露珠呈球形是因?yàn)橹亓Φ淖饔?/p>

D.水和酒精混合后總體積減小，說明分子間有空隙

【答案】BD

【解析】A.固體、液體和氣體都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；

B.擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B正確；

C.露珠呈球形是因?yàn)楸砻鎻埩Φ淖饔茫蔆錯(cuò)誤；

D.水和酒精混合后總體積減小，說明分子間有空隙，故D正確。

故選BDo

6.下列說法正確的是（）

A.一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的

B.在完全失重的宇宙飛船中，水的表面存在表面張力

C.當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，分子間的作用力一定減小

D.脫脂棉脫脂的目的，在于使它從不能被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?，以便吸取藥?/p>

【答案】BD

【解析】A.單晶體具有各向異性，而多晶體表現(xiàn)為各向同性，故A錯(cuò)誤；

B.液體表面層內(nèi)分子較為稀疏，分子力表現(xiàn)為引力，故在完全失重的宇宙飛船中，水的表面依然存在表面

張力，故B正確；

C.當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，如果開始時(shí)刻分子間距大于平衡距離，則分子間作用力可能減小，如果開始時(shí)

刻分子間距小于平衡距離，則分子力增大，故C錯(cuò)誤；

D.脫脂棉脫脂的目的，在于使它從不能被水浸潤變?yōu)榭梢员凰櫍员阄∷幰?，故D正確。

故選BD?

7.關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間作用力減小，分子勢能增大

B.空氣相對濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)就越接近飽和氣壓

C.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，故液體表面存在張力

D.密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大

E.溫度相同的氫氣和氧氣，它們分子的平均速率相同

【答案】BCD

【解析】A.分子間距等于平衡距離時(shí)，分子勢能最小，所以當(dāng)分子間距增大時(shí)，分子間作用力減小，分子

勢能可能增大，也可能減小，A錯(cuò)誤；

B.空氣相對濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)就越接近飽和氣壓，B正確：

C.液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子距離，此時(shí)分子之間的引力大于斥力，液體表面錯(cuò)在張力，C

正確；

D.密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大，故氣體分子對器壁單

位面積上的平均作用力增大，D正確；

E.溫度相同的氫氣和氧氣，它們分子的平均動(dòng)能相同，應(yīng)為質(zhì)量不同，所以速率不同，E錯(cuò)誤。

故選BCD。

三、填空題

8.圖示為豎直放置、上粗下細(xì)、兩端封閉的玻璃細(xì)管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同。

緩慢加熱氣體，使A、B升高相同溫度，水銀柱將（填“向上移動(dòng)”，“向下移動(dòng)''或"不動(dòng)”）；系

統(tǒng)穩(wěn)定后，A、B兩部分氣體壓強(qiáng)均變大，變化量大小關(guān)系為MB。

B

【答案】向上移動(dòng)大于##>

【解析】|1］假設(shè)液柱不動(dòng)，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化。對氣體A

玄=包2

7kPA

則得

Tfplp*

TAPA

即

7kP^

對氣體B,同理可得

k=WB

"PB

據(jù)題意初始溫度相同，升高相同的溫度，且PA>PB，則

公幺>WB

液柱將向上移動(dòng)。

⑵系統(tǒng)穩(wěn)定后，液注的上下表面的高度差將變大，液注上下表面的壓強(qiáng)差變大，即系統(tǒng)穩(wěn)定后

△Pz>幽

四、解答題

9.一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線。

(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度7X=300K,求氣體在狀態(tài)8、C和。的溫度各是多少？

(2)建立坐標(biāo)系，作出上述氣體上述狀態(tài)變化過程的圖像。注意，在圖中要標(biāo)明表示狀態(tài)A、B、C、

。的四點(diǎn)，畫箭頭標(biāo)明狀態(tài)變化的方向，并說明圖線上的各段分別表示氣體的什么狀態(tài)變化過程。

（2）見解析

【解析】（1）由題圖可知，A-B為等壓過程，根據(jù)蓋一呂薩克定律有

匕=%

，TB

得

TB=2TA=600K

由題設(shè)可知，BTC為等溫線,得

TC=TH=600K

C-D為等壓過程，根據(jù)蓋一呂薩克定律有

%=迄

TcTD

解得

TD=300K

（2）結(jié)合題圖作出的U—7圖像如圖所示，4T8是等壓膨脹過程，8一C是等溫膨脹過程，C-。是等壓壓

縮過程。

10.如圖甲、乙所示，兩個(gè)汽缸質(zhì)量均為“，內(nèi)部橫截面積均為S,兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為加，圖甲的汽缸

靜止在水平面上，圖乙的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，兩個(gè)汽缸內(nèi)分別

封閉有一定質(zhì)量的氣體A、B,大氣壓強(qiáng)為4,重力加速度為g,則封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各為多少？

【答案】PLP/弋；…普

【解析】由圖甲中的活塞為研究對象可得

PKS=PoS+mg

解得

…+等

以圖乙中汽缸為研究對象可得

paS+Mg=p°s

解得

_Mg

PB=Po--

國練提升

一、單選題

1.（2022?重慶巴蜀中學(xué)高三階段練習(xí)）以下說法中不正確的是（）

A.如果氣體分子總數(shù)不變，使氣體溫度升高，氣體壓強(qiáng)可能減小

B.自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的

C.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性

D.飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無關(guān)

【答案】D

【解析】A.如果氣體分子總數(shù)不變，即質(zhì)量一定，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，氣體溫度升高，由于體積變化

不明確，所以氣體壓強(qiáng)可能減小，故A正確；

B.根據(jù)埔增原理，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的，故B正確；

C.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故C正確：

D.飽和汽壓與分子種類、溫度有關(guān)，溫度一定時(shí)，飽和汽壓的分子數(shù)密度是一定的，故D錯(cuò)誤。

本題選錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選D。

2.（2022?重慶南開中學(xué)高三階段練習(xí)）2021年12月9日15時(shí)40分，“天宮課堂”第一課正式開講。在航天

員翟志剛、葉光富的輔助下，航天員王亞平把一個(gè)金屬圈插入飲用水袋中，慢慢抽出金屬圈，形成了一個(gè)

水膜。然后往水膜表面貼上一片花朵折紙，這朵花在太空中“綻放”。這正是因?yàn)樵谔帐е丨h(huán)境下水的表面

張力發(fā)揮的神奇作用。關(guān)于液體的表面張力，橙子輔導(dǎo)物理小組給出的下列說法正確的是（）

A.液體表面張力是液體各部分間的相互作用

B.液體表面張力的方向總是垂直于液面，指向液體內(nèi)部

C.產(chǎn)生液體表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間只有引力沒有斥力

D.液體表面張力使液體表面有收縮的趨勢

【答案】D

【解析】A.由定義知，如果在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力就是液體表面張力，所

以液體表面張力并不是液體各部分間的相互作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.液體表面張力的方向總是與液面相切，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.產(chǎn)生液體表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子力表現(xiàn)為引力，并不是只有引力沒有斥力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.液體表面張力使液體表面有收縮的趨勢，選項(xiàng)D正確。

故選D。

3.（2022?湖北?鄂南高中高三期中）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)b,再變?yōu)闋顟B(tài)c,其。-丫圖像

如下圖所示。下列說法正確的是（）

A.由狀態(tài)a沿圖像變化到狀態(tài)b氣體溫度升高

B.由狀態(tài)b沿圖像變化到狀態(tài)c氣體溫度升高

C.由狀態(tài)a沿圖像變化到狀態(tài)b氣體要從外界吸熱

D.氣體在狀態(tài)c的內(nèi)能大于在狀態(tài)a的內(nèi)能

【答案】B

【解析】AC.由狀態(tài)a沿圖像變化到狀態(tài)b,屬于等容變化，根據(jù)查理定律可得

立=莊

TaTh

由狀態(tài)a沿圖像變化到狀態(tài)b,壓強(qiáng)減小，則溫度降低，內(nèi)能減小，氣體需要放熱，AC錯(cuò)誤；

B.由狀態(tài)a沿圖像變化到狀態(tài)b,屬于等莊變化，由蓋-呂薩克定律可得

立二匕

ThTc

山狀態(tài)a沿圖像變化到狀態(tài)b,體枳增大，溫度升高，B正確：

D.對于一定量的氣體而言，則有

PMPM

Ta_Tc

結(jié)合圖形代入數(shù)據(jù)可得

Ta=Tc

理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，因此，氣體在狀態(tài)c的內(nèi)能等于在狀態(tài)a的內(nèi)能，D錯(cuò)誤。

故選B。

4.（2022?山西臨汾?高三期中）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷和arc兩個(gè)過程，則（）

A.狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)匕B.狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)匕

C.a—c過程中氣體吸收熱量D.4—c,過程中所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率增大

【答案】C

【解析】A.由圖可知，狀態(tài)。的溫度小于狀態(tài)從狀態(tài)〃的內(nèi)能小于狀態(tài)兒A錯(cuò)誤；

B.p-T圖像中，0a的斜率大于皿，則狀態(tài)。的體積小于狀態(tài)b,B錯(cuò)誤；

C.4TC過程中，體積變大，對外做功，溫度升高，內(nèi)能變大，氣體一定吸收了熱量，C正確；

D.a-c過程中氣體溫度升高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，但并非所有分子的速率都增大，D錯(cuò)誤。

故選C。

5.（2022.江蘇省如皋中學(xué)高二階段練習(xí)）如圖所示，A、B兩容器容積相等，用粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管連接,

兩容器內(nèi)裝有不同氣體，細(xì)管中央有一段水銀柱，在兩邊氣體作用下保持平衡時(shí),A中氣體的溫度為273K,

B中氣體的溫度為293K,如果將它們的溫度都升高10K,則水銀柱將（）

A.向A移動(dòng)B.向B移動(dòng)

C.不動(dòng)D.不能確定

【答案】B

【解析】假定水銀柱兩邊氣體的體積不變，即S、匕不變，所裝氣體溫度分別為乃=273K和乃=293K,當(dāng)

溫度降低AGIOK時(shí)，由查理定律可知

T~\T

則

因?yàn)?/p>

P2=Pl，T2>T\

所以

M>Ap,

即A內(nèi)壓強(qiáng)增加得更多，所以最終A內(nèi)壓強(qiáng)大，水銀柱將向B移動(dòng)。

故選B。

二、多選題

6.（2020?湖南?新邵縣教研室高三期末）以下說法中正確的是（）

A.雨后葉子表面上的小水珠接近球形主要是液體表面張力作用的結(jié)果

B.在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加

C.液晶既有液體的流動(dòng)性，又具有單晶體的各向異性

D.布朗運(yùn)動(dòng)是液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高、微粒越大，運(yùn)動(dòng)越顯著

【答案】ABC

【解析】A.液體表面張力使液體有收縮成球形的趨勢，雨后葉子表面上的小水珠接近球形主要是液體表面

張力作用的結(jié)果，故A正確；

B.由熱力學(xué)第一定律

\U=Q+W

在絕熱條件下，Q=0,而壓縮氣體，W>0,所以可知

At/>0

所以內(nèi)能增加，故B正確；

C.液晶是一類特殊的物質(zhì)存在的狀態(tài)，液晶既有液體的流動(dòng)性，又具有單晶體的各向異性，故C正確；

D.布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是液體分子-不停地做無規(guī)則撞擊懸浮微粒，懸浮微粒受到的來自各個(gè)方向的液體分子的

撞擊作用不平衡的導(dǎo)致的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高，微粒越小，不平衡性越明顯，故D錯(cuò)誤。

故選ABCo

7.（2019?廣東?深圳市南頭中學(xué)高三期中）下列關(guān)于固體、液體和氣體的說法正確的是（）

A.固體中的分子是靜止的，液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的

B.在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零

C.固體、液體和氣體中都會(huì)有擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生

D.液體表面層中分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力

E.某些固體在熔化過程中，雖然吸收熱量但溫度卻保持不變

【答案】CDE

【解析】A.任何物質(zhì)的分子都在做永不停息的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.氣體對容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果，與重力無關(guān)，在完全失重狀態(tài)下，容器內(nèi)氣體

壓強(qiáng)依然存在，B錯(cuò)誤：

C.擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，任何

物質(zhì)的分子都在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，所以，固體、液體和氣體中都會(huì)有擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生，c正確；

D.在表面層，分子比較稀疏，分子間距離r略大于山，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，D正確；

E.晶體在熔化過程中，吸收熱量用來破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，這一過程中溫度不變，E正確。

故選CDE,

8.（2022?四川雅安?模擬預(yù)測）下列說法正確的是（）

A.空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越大，人體水分蒸發(fā)的越快

B.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液面分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具

有收縮的趨勢

C.晶體熔化時(shí)吸收熱量，分子平均動(dòng)能一定增大

D.密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大

E.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

【答案】BDE

【解析】A.空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越大，空氣的絕對濕度越大，但人體水分蒸發(fā)的快慢與相對濕度有關(guān)，不

能說明人體水分蒸發(fā)的越快，A錯(cuò)誤；

B.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液面分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具

有收縮的趨勢，B正確；

C.晶體熔化時(shí)吸收熱量，但溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，C錯(cuò)誤；

D.密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，則氣體分子對器壁單位面

積上的平均作用力增大，D正確；

E.一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，E正確。

故選BDEo

三、填空題

9.（2022.上海市延安中學(xué)高三期中）一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的

輕活塞，初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)

為止。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg,

環(huán)境溫度不變。末狀態(tài)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為cmHg,活塞向下移動(dòng)的距離（填“大

于“、“小于”、或“等于“）右側(cè)管內(nèi)水銀上升的距離。

活塞

【答案】144大于

【解析】II］設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為0,長度為//;左管中空氣柱的壓強(qiáng)為P2=po,長度為〃，活

塞被下推人后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p/,長度為//；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為P2'，長度為勿。以cmHg為

壓強(qiáng)單位，由題給條件可得

Pi=+(%-%)cmHg=90cmHg

4=20.0cm

20.0-5.00

=(20.0-)cm=12.5cm

2

由玻意耳定律得

PiG=p，S

解得

p；=144cmHg

⑵依題意

P2=Pl

《=4.00cm+20°r°°cmj=lL5cmi

2

山玻意耳定律得

P212s=P；l；S

解得活塞向下移動(dòng)的距離為

hb9.42cm

右側(cè)管內(nèi)水銀上升的距離

△〃=/]-1[=20-12.5cm=7.5cm

所以活塞向下移動(dòng)的距離大于右側(cè)管內(nèi)水銀上升的距離。

四、解答題

10.（2022?廣東?惠州一中高三階段練習(xí)）圖（a）為一氣壓升降椅，圖（b）為其模型簡圖，導(dǎo)熱性能良好

的氣缸用活塞封閉有壓強(qiáng)為外（與外界大氣壓相同）、體積為匕的氣體（可視為理想氣體）；某同學(xué)坐上座

,,2

椅后，氣體被活塞緩慢壓縮，活塞靜止時(shí)氣體體積為:匕。已知活塞截面積為S,與汽缸間摩擦不計(jì)，活塞

和與其連接的部件質(zhì)量可忽略不計(jì)，環(huán)境溫度不變，重力加速度為g。求：

（1）該同學(xué)坐上座椅穩(wěn)定后，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p；

（2）該同學(xué)的質(zhì)量機(jī)。

圖（a）圖（b）

【答案】（1）P=L5p。；（2）胴=與苴

2g

【解析】（1）同學(xué)坐上后，由于氣缸導(dǎo)熱性能良好，活塞緩慢壓縮氣體時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度不變。對缸內(nèi)氣

體，根據(jù)玻意耳定律得

PoVo=P.

解得

P=L5po

(2)對人、活塞及與其連接的部件整體，由平衡條件得

mg+puS=pS

解得

P°S

w=—2―

2g

11.(2022.廣東廣州.高三階段練習(xí))為了更方便監(jiān)控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋爐的外壁上鑲嵌一個(gè)

導(dǎo)熱性能良好的氣缸，氣缸內(nèi)氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。氣缸開口向上，用質(zhì)量為加=lkg的活

塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S=lcm2。當(dāng)氣缸內(nèi)溫度為300K時(shí)，活塞與氣缸底相距"=

6cm,活塞上部距活塞a=4cm處有一用輕質(zhì)繩懸掛的重物M。當(dāng)繩上拉力為零時(shí)，警報(bào)器報(bào)警。已知缸外

氣體壓強(qiáng)《=LOxl()5pa,重力加速度大小g=10m/s2,不計(jì)活塞厚度及活塞與缸壁間的摩擦。求：

(1)當(dāng)活塞剛剛碰到重物時(shí)，鍋爐外壁溫度為多少？

(2)若鍋爐外壁的安全溫度為800K,那么重物的質(zhì)量應(yīng)是多少？

【答案】(1)方=5O()K；(2)例=1.2kg。

【解析】(1)活塞上升過程為等壓變化。

K=HS；%=("+/7)S

則根據(jù)呂薩克定律得

，上

(T2

得

T2=500K

（2）活塞碰到重物后到繩的拉力為零是等容過程，設(shè)重物質(zhì)量為例，則

p2S=p?S+mg；p,S=p?S+(m+M)g

根據(jù)查理定律得

T24

可得

M=1.2kg

12.（2022?江蘇?南京市秦淮中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，汽缸中封閉著溫度為400K的空氣，一重物用繩

索經(jīng)滑輪跟缸中活塞相連接，且處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離汽缸底的高度為10cm,如果缸內(nèi)空氣的溫度變

為360K,變化過程中活塞始終處于平衡狀態(tài)。求重物將上升的高度是多少？

【答案】1cm

【解析】氣體溫度變化前后氣體的壓強(qiáng)P不變，以封閉氣體為研究對象，設(shè)缸內(nèi)空氣溫度由373K變?yōu)?73K

時(shí)，重物上升的高度為X,則

V；=105

7；=400K

V2=（10cm-x）5

T2=360K

由蓋一呂薩克定律有

代入數(shù)據(jù)解得

x=lcm

國練真題

一、單選題

1.（2022?重慶?高考真題）2022年5月15日，我國自主研發(fā)的“極目一號(hào)”111型浮空艇創(chuàng)造了海拔9032米的

大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。若在浮空艇某段上升過程中，艇內(nèi)氣體溫度降低，體積和質(zhì)量視為不變，則艇內(nèi)

氣體（）（視為理想氣體）

A.吸收熱量B.壓強(qiáng)增大C.內(nèi)能減小D.對外做負(fù)功

【答案】C

【解析】由于浮空艇上升過程中體積和質(zhì)量均不變，則艇內(nèi)氣體不做功；根據(jù)

T

可知溫度降低，則艇內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣體內(nèi)能減?。挥指鶕?jù)

AU=W+Q

可知?dú)怏w放出熱量。

故選C。

2.（2013?重慶?高考真題）某未密閉房間的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對該室內(nèi)空氣緩慢加熱，當(dāng)室內(nèi)空氣

溫度高于室外空氣溫度時(shí)，下列正確的是（）

A.室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小

B.室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大

C.室內(nèi)空氣的密度比室外大

D.室內(nèi)空氣對室外空氣做了負(fù)功

【答案】B

【解析】A.房間未密閉，室內(nèi)外空氣的壓強(qiáng)相等，故A錯(cuò)誤；

B.室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度，室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能大于室外，故B正確；

C.等壓升溫，氣體體積應(yīng)該增大，但室內(nèi)空間不會(huì)變化，室內(nèi)氣體的總質(zhì)量減小，密度減小，故C錯(cuò)誤:

D.等壓升溫，氣體體積增大，氣體對外做正功，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.（2022?北京?高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達(dá)狀態(tài)人和c。

下列說法正確的是（）

A.從a到4氣體溫度保持不變B.從a到6,氣體對外界做功

C.從6到c,氣體內(nèi)能減小D.從匕到c,氣體從外界吸熱

【答案】D

【解析】AB.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。開始，沿題圖路徑到達(dá)狀態(tài)〃過程中氣體發(fā)生等容變化，壓強(qiáng)

減小，根據(jù)查理定律苧=。，可知?dú)怏w溫度降低，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+W,由于氣體不做功，內(nèi)

能減小，則氣體放熱，AB錯(cuò)誤；

CD.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)b沿題圖路徑到達(dá)狀態(tài)。過程中氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，根據(jù)三=C,

可知?dú)怏w溫度升高，內(nèi)能增大，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律△{/=?+W，可知b到c過程吸熱，且吸收的熱量大

于功值，C錯(cuò)誤、D正確。

故選D。

4.（2022.江蘇.高考真題）自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同學(xué)們對密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論，下列說法中正確的

是（）

A.體積增大時(shí)，氫氣分子的密集程度保持不變

B.壓強(qiáng)增大是因?yàn)闅錃夥肿又g斥力增大

C.因?yàn)闅錃夥肿雍苄?，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體

D.溫度變化時(shí)，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化

【答案】D

【解析】A.密閉容器中的氫氣質(zhì)量不變，分子個(gè)數(shù)不變，根據(jù)

N

n=--o

V

可知當(dāng)體積增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)變少，分子的密集程度變小，故A錯(cuò)誤；

B.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的；壓強(qiáng)增大并不是因?yàn)榉肿?/p>

間斥力增大，故B錯(cuò)誤；

C.普通氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯(cuò)誤；

D.溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的規(guī)律，溫度變化時(shí)，大

量分子的平均速率會(huì)變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化，故D正確。

故選Do

5.（2022?江蘇?高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷4-〃和c兩個(gè)過程，其中。一方為

等溫過程，狀態(tài)伉c的體積相同，則（）

A.狀態(tài)。的內(nèi)能大于狀態(tài)bB.狀態(tài)。的溫度高于狀態(tài)c

C.afc過程中氣體吸收熱量D."fc過程中外界對氣體做正功

【答案】C

【解析】A.由于a—b的過程為等溫過程，即狀態(tài)。和狀態(tài)〃溫度相同，分子平均動(dòng)能相同，對于理想氣體

狀態(tài)。的內(nèi)能等于狀態(tài)〃的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤：

B.由于狀態(tài)人和狀態(tài)c體積相同，且4＜凡，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

pNbPM

ThTc

可知［〈I,又因?yàn)椋?［,故＜＜4，故B錯(cuò)誤；

CD.因?yàn)椤癟C過程氣體體積增大，氣體對外界做正功；而氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)

\U=W+Q

可知?dú)怏w吸收熱量；故C正確，D錯(cuò)誤；

故選C。

6.（2022?遼寧?高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)4其體積V和熱力學(xué)溫度7變化圖像

如圖所示，此過程中該系統(tǒng)（）

A.對外界做正功B.壓強(qiáng)保持不變C.向外界放熱D.內(nèi)能減少

【答案】A

【解析】A.理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)從體積增大，理想氣體對外界做正功，A正確;

B.由題圖可知

VVo+kT

根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有

2C

T

聯(lián)立有

可看出7增大，p增大,B錯(cuò)誤；

D.理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)6,溫度升高，內(nèi)能增大，D錯(cuò)誤;

C.理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,由選項(xiàng)AD可知，理想氣體對■外界做正功且內(nèi)能增大，則根據(jù)熱力學(xué)

第一定律可知?dú)怏w向外界吸收熱量，C錯(cuò)誤。

故選Ao

7.（2022.湖北.高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c,其過程如p—V圖中a-c直線段所示,

狀態(tài)b對應(yīng)該線段的中點(diǎn)。下列說法正確的是（）

A.a-b是等溫過程

B.a—b過程中氣體吸熱

C.a—c過程中狀態(tài)b的溫度最低

D.a-c過程中外界對氣體做正功

【答案】B

【解析】AB.根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程

&C

T

可知a-b氣體溫度升高，內(nèi)能增加，且體積增大氣體對外界做功，則W<0,由熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q

可知a—b過程中氣體吸熱，A錯(cuò)誤、B正確;

C.根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程

2C

T

可知，p—V圖像的坐標(biāo)值的乘積反映溫度，a狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)值的乘積相等，而中間狀態(tài)的坐標(biāo)值乘

積更大，a-c過程的溫度先升高后降低，且狀態(tài)b的溫度最高，C錯(cuò)誤；

D.a-c過程氣體體積增大，外界對氣體做負(fù)功，D錯(cuò)誤。

故選B。

8.（2022?山東?高考真題）如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)

氣缸開口向上放置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90。過程中，缸內(nèi)氣體（）

n!!不、

?<?■?）??

I

A.內(nèi)能增加，外界對氣體做正功

B.內(nèi)能減小，所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都減小

C.溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少

D.溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加

【答案】C

【解析】初始時(shí)氣缸開口向上，活塞處于平衡狀態(tài)，氣缸內(nèi)外氣體對活塞的壓力差與活塞的重力平衡，則

有

（P「Po）s=mg

氣缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，氣缸內(nèi)外氣體對活塞的壓力差大于重力沿氣缸壁的分力，故氣缸內(nèi)氣體緩慢的

將活塞往外推，最后氣缸水平，缸內(nèi)氣壓等于大氣壓。

AB.氣缸、活塞都是絕熱的，故缸內(nèi)氣體與外界沒有發(fā)生熱傳遞，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)作用將活塞往外推，氣

體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+w得：氣體內(nèi)能減小，故缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)

動(dòng)的平均速率減小，并不是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都減小，AB錯(cuò)誤；

CD.氣體內(nèi)能減小，缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，故速率大的分子數(shù)占總分子

數(shù)的比例減小，C正確，D錯(cuò)誤。

故選C?

二、多選題

9.（2022?全國?高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)其過程如P-T圖上從a到匕的線段所

示。在此過程中（)

A.氣體一直對外做功

B.氣體的內(nèi)能一直增加

C.氣體一直從外界吸熱

D.氣體吸收的熱量等于其對外做的功

E.氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量

【答案】BCE

【解析】A.因從a到6的p—T圖像過原點(diǎn)，由，=C可知從。到。氣體的體積不變，則從。到6氣體不

對外做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.因從a到6氣體溫度升高，可知?dú)怏w內(nèi)能增加，選項(xiàng)B正確；

CDE.因W=0,AC/>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律

\U=W+Q

可知，氣體一直從外界吸熱，且氣體吸收的熱量等于內(nèi)能增加量，選項(xiàng)CE正確，D錯(cuò)誤。

故選BCE?

10.（2022?全國?高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)8變化到狀態(tài)c,其過程如7-丫圖上的兩條

線段所示，則氣體在（）

\T

b

o-----------2

A.狀態(tài)a處的壓強(qiáng)大于狀態(tài)c處的壓強(qiáng)

B.由〃變化到人的過程中，氣體對外做功

C.由〃變化到c的過程中，氣體的壓強(qiáng)不變

D.由a變化到人的過程中，氣體從外界吸熱

E.由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能

【答案】ABD

【解析】AC.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知

7=2.V

nR

即7-丫圖像的斜率為《，故有

nR

Pa=Pb>Pc

故A正確，C錯(cuò)誤：

B.理想氣體由a變化到匕的過程中，因體積增大，則氣體對外做功，故B正確；

DE.理想氣體由a變化到b的過程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律有

\V=Q+W

而△">（）,W<0,則有

AU=Q-\W\

可得

2>0,Q>\U

即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯(cuò)誤；

故選ABD。

11.（2020.江蘇.高考真題）玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列

關(guān)于玻璃的說法正確的有（）

A.沒有固定的熔點(diǎn)

B.天然具有規(guī)則的幾何形狀

C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同

D.分子在空間上周期性排列

【答案】AC

【解析】根據(jù)非晶體的特點(diǎn)可知非晶體是指組成物質(zhì)的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列

的固體。它沒有一定規(guī)則的外形。它的物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒有固定的熔點(diǎn)。

故選ACo

三、填空題

12.（2022?河北?高考真題）如圖，絕熱密閉容器中裝有一定質(zhì)量的某種理想氣體和一個(gè)充有同種氣體的氣

球。容器內(nèi)溫度處處相同。氣球內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)。氣球慢慢漏氣后，容器中氣球外部氣體的壓強(qiáng)將

______（填“增大”“減小”或“不變”）；溫度將_______（填“升高”“降低”或“不變”）。

111

【答案】增大升高

【解析】⑵假設(shè)氣球內(nèi)部氣體和氣球外部氣體的溫度不變，當(dāng)氣球內(nèi)部的氣體緩慢釋放到氣球外部，氣球

內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部氣體壓強(qiáng)，根據(jù)玻意爾定律。丫=<^可知?dú)馇騼?nèi)的氣體釋放到外部時(shí)體積增大，相當(dāng)

于容器的體積增大：而容器的體積無法改變，所以將假設(shè)擴(kuò)大體積的容器絕熱壓縮到原來容器的體積即可，

氣體絕熱壓縮，與外界無熱交換，即。=0,外界對氣體做功，即W>0,根據(jù)絕熱情況下的熱力學(xué)第一定

律AU=W可知?dú)怏w內(nèi)能增加，溫度T升高；

⑴氣體溫度T升高，根據(jù)理想氣體實(shí)驗(yàn)定律，=C可知?dú)怏w壓強(qiáng)P增大。

13.（2020?江蘇?高考真題）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內(nèi)液面上方形成了酒精的飽和汽，

此時(shí)（選填"有''或"沒有”）酒精分子從液面飛出。當(dāng)溫度升高時(shí)，瓶中酒精飽和汽的密度（選填

“增大”“減小”或“不變

【答案】有增大

【解析】［1］形成飽和氣后，酒精還是會(huì)蒸發(fā)，只是液體里跑到氣體中的分子和氣體中的分子跑到液體里的

速度一樣快，整體來看是不變的，維持了動(dòng)態(tài)平衡。但此時(shí)仍然會(huì)有酒精分子從液面飛出；

⑵溫度升高使氣體分子的動(dòng)能增大，離開液體表面的氣體分子更多，飽和汽的密度增大。

四、解答題

14.（2022?重慶?高考真題）某同學(xué)探究一封閉氣缸內(nèi)理想氣體的狀態(tài)變化特性，得到壓強(qiáng)p隨溫度，的變化

如圖所示。已知圖線I描述的是體積為匕的等容過程，當(dāng)溫度為％時(shí)氣體的壓強(qiáng)為口；圖線n描述的是壓

強(qiáng)為小的等壓過程。取0℃為273K,求

①等容過程中，溫度為0℃時(shí)氣體的壓強(qiáng)；

②等壓過程中，溫度為時(shí)氣體的體積。

273D.273PM

【答案】①②匕=

P2(4+273)

【解析】①在等容過程中，設(shè)0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)為p°；根據(jù)查理定律有

PiPo

：+273-273

解得

_273Pl

“-6+273

②當(dāng)壓強(qiáng)為P2,溫度為0℃時(shí)，設(shè)此時(shí)體積為上，則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

_-2匕

4+273

解得

一273PM

2P2（6+273）

15.（2022?廣東?高考真題）玻璃瓶可作為測量水深的簡易裝置。如圖所示，潛水員在水面上將80mL水裝入

容積為380mL的玻璃瓶中，擰緊瓶蓋后帶入水底，倒置瓶身，打開瓶蓋，讓水進(jìn)入瓶中，穩(wěn)定后測得瓶內(nèi)

水的體積為230mL。將瓶內(nèi)氣體視為理想氣體，全程氣體不泄漏且溫度不變。大氣壓強(qiáng)P。取1.0xl（）5pa,

重力加速度g取lOm/s?,水的密度。取l.OxUkg/n?。求水底的壓強(qiáng)p和水的深度瓦

--

、、下潛后液面

漕小下潛前液面

【答案】p=2.0xl05Pa,10m

【解析】對瓶中所封的氣體，由玻意耳定律可知

PoVo=

即

1.0X105X(380-80)=/?X(380-230)

解得

p=2.0x105pa

根據(jù)

p=p0+pgh

解得

A=10m

16.（2022?河北?高考真題）水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)

一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，連桿與隔板之間密

封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)外。活塞面積為S,隔板兩側(cè)氣體體積均為SL。，各接觸面光滑。

連桿的截面積忽略不計(jì)?，F(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來的設(shè)整

個(gè)過程溫度保持不變，求：

（i）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；

（ii）"H”型連桿活塞的質(zhì)量（重力加速度大小為g）。

【答案】（1）2p。，（2）誓

33g

【解析】（1）旋轉(zhuǎn)前后，上部分氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意爾定律可知

PO,SLO=PI；SLO

解得旋轉(zhuǎn)后上部分氣體壓強(qiáng)為

Pi=2Po

]