第十五章第2讲　固体、液体和气体-2025版高考总复习物理

[基础落实练]1．(多选)下列说法正确的是()A．金刚石、食盐、玻璃和天然水晶都是晶体B．质量相等的两种理想气体，温度相同时内能一定相同C．一切热现象的自发过程，总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D．荷叶表面的水珠呈现球形，是由于水对荷叶不浸润，在表面张力的作用下形成的解析：金刚石、食盐、天然水晶都是晶体，玻璃是非晶体，A错误；温度相同，两气体的分子平均动能相同，虽然质量相同，但气体分子数不一定相同，故内能不一定相同，B错误；根据熵增加原理可知，一切热现象的自发过程，总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，C正确；荷叶表面的水珠呈现球形，是由于水对荷叶不浸润，在表面张力的作用下形成的，D正确。答案：CD2．关于热学知识的理解，下列说法中正确的是()A．单晶体的某些物理性质呈现各向异性B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子间作用力表现为斥力C．雨水没有透过雨伞是因为水和伞的不浸润现象D．在熔化过程中，非晶体要吸收热量，但温度可以保持不变解析：单晶体的某些物理性质呈现各向异性，A正确；液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子间作用力表现为引力，B错误；雨水没有透过雨伞是因为液体表面张力，C错误；在熔化过程中，非晶体要吸收热量，温度升高，D错误。答案：A3．(2022·上海卷)将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体()A．分子热运动平均动能变小，压强变小B．分子热运动平均动能变小，压强变大C．分子热运动平均动能增大，压强变小D．分子热运动平均动能增大，压强变大解析：当水温升高时，乒乓球内的气体温度升高，气体分子平均动能增大，分子对器壁的撞击作用变大，气体压强变大，选项D正确。答案：D4.(多选)如图所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径。在圆板所处平面内把圆板从图示位置转90°后电流表示数发生了变化(两种情况下都接触良好)。关于圆板，下列说法正确的是()A．圆板是非晶体B．圆板是多晶体C．圆板是单晶体D．圆板在各个方向上导电性能不同解析：转过90°后电流表示数发生变化，说明圆板电阻的阻值发生变化，即显示各向异性。多晶体和非晶体都显示各向同性。故C、D正确。答案：CD5．如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水相对B中水面的高度差h应等于()A．0.6m B．0.8mC．1.2m D．1.5m解析：利用玻璃管C使A、B两球上部相通，可得pA＝pB，根据压强关系pA＝p0＋ρgh1，pB＝p0＋ρgh，联立可得h＝h1＝1.5m。故选D。答案：D6.(2023·江苏卷)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：答案：B7.(2023·海南卷)如图所示，某饮料瓶内密封一定质量的理想气体，t＝27℃时，压强p＝1.050×105Pa，则：(1)t′＝37℃时，气压是多大？(2)保持温度不变，挤压气体，使之压强与(1)相同时，气体体积变为原来的多少倍？解析：(1)由查理定律有eq\f(p,(t＋273)K)＝eq\f(p′,(t′＋273)K)代入数据解得p′＝1.085×105Pa。(2)由玻意耳定律有pV＝p′V′代入数据解得V′＝eq\f(30,31)V。答案：(1)1.085×105Pa(2)eq\f(30,31)[能力提升练]8．如图所示，一导热良好的足够长的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)解析：设汽缸稳定运动时轻绳的拉力为T，重物下落的加速度为a，则m1g－T＝m1a，T＝(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。答案：A9.如图所示，一定质量的理想气体用质量可忽略的活塞封闭在导热性能良好的质量m＝1kg的汽缸中，活塞的密封性良好，用劲度系数为k＝200N/m轻弹簧将活塞与天花板连接。汽缸置于水平桌面上，开始时弹簧刚好处于原长。已知活塞与汽缸底部的间距为L＝0.1m，活塞的横截面积为S＝0.01m2，外界环境的压强为p0＝1.0×105Pa，温度为T0＝300K，忽略一切摩擦，重力加速度g＝10m/s2。缓慢降低环境温度，则当汽缸刚好要离开水平桌面时环境温度为()A．125.0K B．148.5KC．297.0K D．248.5K解析：当汽缸刚好要离开水平桌面时，弹簧的弹力为mg，则mg＝kx，解得弹簧伸长量为x＝eq\f(mg,k)＝eq\f(1×10,200)m＝0.05m，则当汽缸刚好要离开水平桌面时，活塞与汽缸底部的间距为L1＝L－x＝0.05m，当汽缸刚好要离开水平桌面时，汽缸内气体压强p1＝p0－eq\f(mg,S)＝1.0×105Pa－eq\f(1×10,0.01)Pa＝0.99×105Pa，对汽缸内气体由理想气体状态方程得eq\f(p0LS,T0)＝eq\f(p1L1S,T1)，解得当汽缸刚好要离开水平桌面时环境温度为T1＝148.5K。故选B。答案：B10.(2024·四川绵阳北川中学诊断)如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h0＝4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1＝283K，大气压强p0＝76cmHg。(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)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2。由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①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＋ρgh0②p2＝p0＋ρgh③V1＝(2H－l－h0)S，V2＝HS④联立①②③④式并代入题给数据得h≈12.9cm。⑤(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eq\f(V2,T1)＝eq\f(V3,T2)⑥按题设条件有V3＝(2H－h)S⑦联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得T2≈363K。答案：(1)12.9cm(2)363K11．一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p­T和V­T图像各记录了其部分变化过程，试求：(1)温度600K时气体的压强；(2)在p­T图像上将温度从400K升高到600K的变化过程补充完整。解析：(1)由题图知p1＝1.0×105Pa，V1＝2.5m3，T1＝400K，V2＝3m3，T2＝600K，由理想气体状态方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得温度600K时气体的压强p2＝eq\f(p1V1T2,