適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第15章熱學(xué)第2講固體液體氣體

第2講固體液體氣體

基礎(chǔ)對點練題組一固體液體性質(zhì)1.(2024河南校聯(lián)考模擬)下列關(guān)于物理現(xiàn)象的說法正確的是()A.水黽和輪船都能漂浮在水面上而不會沉入水中,都是因為液體表面張力的作用B.在空間站內(nèi)可以做出很大的水球和幾十毫米長的“液橋”,是因為在微重力環(huán)境下水的表面張力明顯增大C.插入水中的細玻璃管,管內(nèi)水面會比管外水面高并穩(wěn)定在一定的高度,說明表面張力方向垂直液面向上D.液體表面張力有使液面收縮到最小的趨勢2.(2024廣東廣州統(tǒng)考期末)關(guān)于液體和固體的一些現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.圖(1)中水黽停在水面上是因為浮力作用B.圖(2)中石英晶體像玻璃一樣,沒有固定的熔點C.圖(3)中水銀在玻璃上形成“圓珠狀”的液滴說明水銀不浸潤玻璃D.圖(4)中組成晶體的微粒對稱排列,形成很規(guī)則的幾何空間點陣,因此表現(xiàn)為各向同性題組二氣體的壓強3.(2024廣東江門第一中學(xué)?？?模擬氣體壓強產(chǎn)生機理的演示實驗如圖所示。操作步驟如下:①把一顆豆粒從距秤盤20cm處松手讓它落到秤盤上,觀察指針擺動的情況;②再把100顆左右的豆粒從相同高度均勻連續(xù)地倒在秤盤上,觀察指針擺動的情況;③使100顆左右的豆粒從40cm的位置均勻連續(xù)倒在秤盤上,觀察指針擺動的情況。下列說法正確的是()A.步驟①和②模擬的是氣體壓強與氣體分子平均動能的關(guān)系B.步驟②和③模擬的是氣體壓強與分子密集程度的關(guān)系C.步驟②和③模擬的是大量氣體分子速率分布所服從的統(tǒng)計規(guī)律D.步驟①和②反映了氣體壓強產(chǎn)生的原因題組三氣體實驗定律4.(2023上海二模)一定質(zhì)量的氣體保持體積不變,溫度由0℃升高到10℃時,其壓強的增加量為Δp1;當(dāng)溫度由100℃升高到110℃時,其壓強的增加量為Δp2。則Δp1與Δp2之比是()A.1∶1 B.1∶10C.10∶110 D.273∶2835.如圖所示,兩端封閉的玻璃管在常溫下豎直放置,管內(nèi)充有理想氣體,一段汞柱將氣體封閉成上下兩部分,兩部分氣體的長度分別為l1、l2,且l1=l2,下列判斷正確的是()A.將玻璃管轉(zhuǎn)至水平,穩(wěn)定后兩部分氣體長度l1'>l2'B.將玻璃管轉(zhuǎn)至水平,穩(wěn)定后兩部分氣體長度l1'<l2'C.保持玻璃管豎直,使兩部分氣體升高相同溫度,穩(wěn)定后兩部分氣體長度l1'>l2'D.保持玻璃管豎直,使兩部分氣體升高相同溫度,穩(wěn)定后兩部分氣體長度l1'=l2'題組四理想氣體狀態(tài)方程的理解和應(yīng)用6.某科技小組自制了一個用力傳感器測量溫度的裝置。如圖所示,導(dǎo)熱性能良好的汽缸固定在水平地面上,汽缸橫截面積S為0.01m2。質(zhì)量m為5kg的活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣,活塞上方通過一剛性輕桿連接一個固定的力傳感器,傳感器可以直接顯示出傳感器對輕桿的力,傳感器示數(shù)為正表示傳感器對輕桿的作用力豎直向上。環(huán)境溫度為7℃時,力傳感器的示數(shù)F為50N。整個裝置靜止,大氣壓p0恒為1.0×105Pa,g取10m/s2,0℃取273K。(1)環(huán)境溫度為多少時,傳感器示數(shù)恰好為零?(2)將輕桿替換為輕彈簧,環(huán)境溫度為7℃時,力傳感器的示數(shù)仍為50N,此時活塞與汽缸底部距離L為20cm。環(huán)境溫度由7℃緩慢上升為27℃的過程中,活塞緩慢上升的距離d為1cm,則27℃時力傳感器示數(shù)為多少?綜合提升練7.(2024廣東佛山模擬)“奮斗號”潛水器2020年成功坐底馬里亞納海溝,標(biāo)志著我國載人深潛技術(shù)已達世界領(lǐng)先水平?，F(xiàn)利用固定在潛水器體外的一個密閉汽缸做驗證性實驗:如圖所示,汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,輕質(zhì)導(dǎo)熱活塞可自由移動。在潛水器緩慢下潛的過程中,海水溫度逐漸降低,則此過程中理論上被封閉的氣體()A.從外界吸熱B.壓強與潛水器下潛的深度成正比C.體積與潛水器下潛的深度成反比D.單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)增多8.(2023廣東梅州三模)小明在使用運動吸管杯時發(fā)現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象:在熱力學(xué)溫度恒為300K的室內(nèi),向吸管杯內(nèi)注入開水并迅速蓋上帶有吸管的杯蓋,吸管上端封閉,杯蓋與杯體未擰緊,這時有大量氣泡從吸管底逸出,過了一會兒,吸管底端不再有氣泡逸出,此時水與吸管內(nèi)氣體熱力學(xué)溫度均為367.2K,測得杯體水面與吸管頂端的高度差h=2cm,吸管總長L=22cm。已知水面上方氣體的壓強始終與外界大氣壓強相同,外界大氣壓強p0=1.0×105Pa,吸管內(nèi)氣體可視為理想氣體,重力加速度g取10m/s2,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,求:(1)吸管底端不再有氣泡逸出時,吸管內(nèi)氣體的壓強;(2)從吸管內(nèi)逸出氣體的質(zhì)量與吸管內(nèi)初始氣體質(zhì)量的比值。9.如圖所示,熱氣球的下端有一小口,使球內(nèi)外的空氣可以流通,以保持球內(nèi)外壓強相等。球內(nèi)有溫度調(diào)節(jié)器,以便調(diào)節(jié)球內(nèi)空氣的溫度,使熱氣球可以上升或下降。設(shè)熱氣球的總體積V0=500m3(忽略球殼體積),除球內(nèi)空氣外,熱氣球的裝備及人的總質(zhì)量M=200kg。已知地球表面大氣溫度為27℃,密度ρ=1.2kg/m3,如果把大氣視為理想氣體,它的組成和溫度幾乎不隨高度變化而變化,重力加速度g取10m/s2。(1)當(dāng)熱氣球內(nèi)氣體剩余質(zhì)量為多少時,解開氣球固定裝置的瞬間,氣球可懸浮在地面附近?(2)調(diào)節(jié)球內(nèi)加熱裝置,若解開氣球固定裝置的瞬間,氣球上升的加速度是2m/s2,則此時球內(nèi)氣體的溫度是多少?

參考答案第2講固體液體氣體1.D解析水黽能漂浮在水面上是表面張力的作用,輪船能漂浮在水面上是水的浮力作用,故A錯誤;在空間站微重力環(huán)境下,重力的影響很小,可以做出很大的水球和幾十毫米長的“液橋”,并非表面張力增大的原因,故B錯誤;水浸潤玻璃,水面上升到一定高度,液體表面張力方向跟液面相切,液體表面張力形成向上的拉力,與管內(nèi)高出管外水面部分水的重力平衡,故C錯誤;液體表面層內(nèi)分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,表面層內(nèi)分子間表現(xiàn)為引力,使液面有收縮的趨勢,故D正確。2.C解析圖(1)中水黽停在水面上是因為水的表面張力作用,選項A錯誤;圖(2)中石英晶體有固定的熔點,而玻璃是非晶體,沒有固定的熔點,選項B錯誤;圖(3)中水銀在玻璃上形成“圓珠狀”的液滴說明水銀不浸潤玻璃,選項C正確;圖(4)中組成晶體的微粒對稱排列,形成很規(guī)則的幾何空間點陣,因此表現(xiàn)為各向異性,選項D錯誤。3.D解析步驟①和②都從相同的高度下落,不同的是豆粒的個數(shù),故模擬的是氣體壓強與分子密集程度的關(guān)系,也說明大量的豆粒連續(xù)地作用在盤子上能產(chǎn)生持續(xù)的作用力,即反映了氣體壓強產(chǎn)生的原因,A錯誤,D正確;步驟②和③的豆粒個數(shù)相同,讓它們從不同的高度落下,豆粒撞擊的速率不同,所以模擬的是氣體壓強與分子的速率的關(guān)系,或者說是氣體的分子壓強與氣體平均動能的關(guān)系,B、C錯誤。4.A解析一定質(zhì)量的氣體保持體積不變,根據(jù)查理定律的推論式有Δp1ΔT1=Δp2ΔT2,兩種情況溫度變化量相同,故可得Δp1=Δp2,所以Δp5.B解析設(shè)上方氣體為a、下方氣體為b,初狀態(tài)時,b內(nèi)氣體壓強大,a內(nèi)氣體壓強小,將玻璃管轉(zhuǎn)至水平,b內(nèi)的氣體壓強減小,a內(nèi)的氣體壓強增大,則b內(nèi)氣體體積增大、長度增加,a內(nèi)氣體長度減小,故l1'<l2',故A錯誤,B正確;假設(shè)水銀柱不動,則兩部分氣體做等容變化,對a內(nèi)氣體應(yīng)用查理定律有p1T=Δp1ΔT,解得Δp1=ΔTTp1,同理對b氣體由查理定律有p2T=Δp2ΔT,可得Δp2=ΔTTp2,由于p1<p2,可得Δp2>Δp6.答案(1)294K(2)30N解析(1)傳感器示數(shù)F=50N對活塞而言F=mg故7℃時封閉氣體的壓強p1=p0,T1=280K當(dāng)傳感器示數(shù)為0,封閉氣體的壓強p2=p0+mgS=1.05p由查理定律p得T2=1.05T1=294K。(2)環(huán)境溫度為7℃時,力傳感器的示數(shù)仍為50N,此時封閉氣體的壓強p1=p0,T1=280K,V1=LS溫度上升至27℃時T3=300K,V3=(L+d)S根據(jù)p得p3=1.02p0對活塞受力分析p3=p0+mg解得F'=30N。7.D解析在潛水器緩慢下潛的過程中,海水溫度逐漸降低,活塞導(dǎo)熱,壓強增大,則氣體被壓縮,外界對氣體做正功,根據(jù)熱力學(xué)定律可知此過程中理論上被封閉的氣體向外界放熱,故A錯誤;氣體壓強p=p0+ρgh,壓強與潛水器下潛的深度成一次函數(shù)關(guān)系,故B錯誤;根據(jù)pV=nRT,得V=nRTp=nRTp0+ρgh,可知體積與潛水器下潛的深度不成反比,故C錯誤;壓強增大8.答案(1)1.02×105Pa(2)1∶6解析(1)設(shè)吸管內(nèi)氣體壓強為p1,則有p1=p0+ρg(L-h)解得p1=1.02×105Pa。(2)吸管中的氣體初始狀態(tài)為p0=1.0×105Pa,V0=LS,T0=300K假設(shè)溫度升高時,吸管中的氣體沒有逸出,而是膨脹成一個整體,該整體的狀態(tài)為p1=1.02×105Pa,V2=V0+V1,T1=367.2K則有p逸出氣體的體積為V1=V2-V0則從吸管內(nèi)逸出氣體的質(zhì)量與吸管內(nèi)初始氣體質(zhì)量的比值m聯(lián)立解得m∶M=1∶6。9.答案(1)400kg(2)600K解析(1)熱氣球未升溫前球內(nèi)氣體的質(zhì)量m0=ρV0=600kg熱氣球受到的空氣浮力F浮=ρgV0=6000N氣球懸浮在空中則受