考点42 固体、液体与气体

考点42固体、液体与气体

第1•步狂刷小题・夯基础

题组一基础小题

I.（多选）下列说法正确的是（）

A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学

性质

C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的

晶体

D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变

为晶体

E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

答案BCD

解析将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍然是晶体，A错误；固体可以分

为晶体和非晶体两类，有些单晶体在不同的方向上有不同的光学性质，B正确；

由同种元素构成的固体，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能构成石墨，

也可能构成金刚石，C正确；在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，例

如天然水晶是晶体，熔化后再凝固成的石英玻璃就是非晶体，某些非晶体在一定

条件下也可以转变为晶体，D正确；在熔化过程中，晶体吸收热量，但是温度保

持不变，所以分子平均动能保持不变，吸收的热量用来增加分子势能，故内能要

增加，E错误。

2.（多选）关于液体的表面张力，下列说法正确的是（）

A.液体表面层的分子间的距离比较大

B.液体表面层的分子间的距离比较小

C.表面张力的产生，是由于表面层中分子间的引力大于斥力

D.表面张力的方向与液面相切，与分界线相平行

E.叶面上的露珠呈球形，是表面张力使液体表面收缩的结果

答案ACE

解析液体的表面层像一个张紧的橡皮膜，这是因为表面层的分子间距比内

部要大，使表面层分子间的引力大于斥力，而产生表面张力。液体表面张力的方

向与液面相切，与分界线垂直。表面张力使液体表面收缩到最小，因此叶面上的

露珠呈球形。故A、C、E正确，B、D错误。

3.（多选）把极细的玻璃管分别插入水中和水银中，如图所示，正确表示毛细

现象的是（）

BCD

答案AC

解析因为水能浸润玻璃，而水银不能浸润玻璃，所以A、C正确，B、D

错误。

4.（多选）下列说法正确的是（）

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

C.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

D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故

E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布

中的水蒸发吸热的结果

答案BCE

解析悬浮在水中的花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动，A错误；

水的表面张力使空中的小雨滴呈球形，B正确；液晶的光学性质具有各向异性，

液晶显示器正是利用了这个特点，C正确；高原地区大气压较低，故水的沸点较

低，D错误；因为纱布中的水蒸发吸热，故干湿泡湿度计中湿泡显示的温度比干

泡显示的温度低，E正确。

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5.（多选）下列说法正确的是（）

A.饱和汽压与温度有关，旦随着温度的升高而增大

B.在温度不变的前提下，减小体积可以使饱和汽压变大

C.在同一温度下，某液体饱和汽的密度一定大于未饱和汽的密度

D.要把气体液化，先要?E未饱和汽变成饱和汽

E.在某一温度下，若空气中水蒸气的分气压为0,大气压强为po,则空气

的相对湿度为8二空X100%

答案ACD

解析温度越高，液体越容易蒸发，饱和汽压越大，A正确；饱和汽压只与

液体的种类和温度有关，与体积无关，B错误；在同一温度下，蒸汽未达到饱和

时，说明相同时间内的蒸发量仍然大于液化量，所以同一温度下某液体饱和汽的

密度一定大于未饱和汽的密度，C正确；要把气体液化，先要把未饱和汽变成饱

和汽，D正确；根据相对湿度的定义，可知空气的相对湿度为空气中水蒸气的压

强pi与同一温度下水的饱和汽压Ps的比值，E错误。

6.（多选）下列关于固体、液体、气体性质的说法正确的是（）

A.在对一定质量的理想气体进行等压压缩的过程中，气体的内能减少

B.如果某物质的导热性能表现为各向同性，它一定不是晶体

C.液体不浸润某种固体，则附着层中的液体分子间的相互作用力表现为引

力

D.在“太空授课”中处于完全失重状态的水滴呈球形，是由液体表面张力

引起的

答案ACD

解析

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一定质量的理想气体压强不变，体积减小，根据理想气体状态方程可知其温

度降低，因此气体的内能减小，A正确；如果某物质的导热性能表现为各向同性,

则它可能是非晶体或多晶体，另外单晶体只是某些物理性质具有各向异性，并不

是所有的物理性质都具有各向异性，所以导热性能表现为各向同性的物质也有可

能是单晶体，B错误；液体不浸润某种固体，则附着层中的液体分子比液体内部

的分子稀疏，附着层内分子间的作用力表现为引力，从而使附着层有收缩的趋势,

C正确；由于液体的表面张力的作用，液面有收缩到最小的趋势，所以太空中处

于完全失重状态的水滴呈球形，D正确。

7.（多选）如图所示是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和

汽压的知识判断，下列说法正确的是（）

A.水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大

B.在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的

C.当水蒸气处于饱和状态时，水分子不再飞出液面

D.在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气

压

答案AB

解析由题图可知，水的饱和汽压随温度的升高而增大，A正确；在一定温

度下，从液面飞出的水分子数目与回到水中的水分子数目相等时，水面上方的蒸

汽达到饱和状态，饱和汽的分子数密度不再变化，B正确；当水蒸气处于饱和状

态时，飞出水面与进入水中的分子数达到了一种动态平衡，蒸发停止，但仍有水

分子飞出水面，C错误；在实际问题中，水面上方含有水分子和空气中的其他分

子，但饱和汽压只是水蒸气的气压，D错误。

8.（多选）在炎热的夏季，用打气筒为自行车充气，若充气太足，在太阳暴晒

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下，很容易发生车胎爆裂。已知打气筒的容积为Vo,轮胎容积为打气筒容积的20

倍，充气前轮胎内、外压强相等，温度为几。某次用打气筒给轮胎充气，设充气

过程气体温度不变，大气压强为网，充气结束轮胎内气体压强达到加，轮胎能

够承受的最高气压为2.78。则下列说法正确的是（）

A.让轮胎内气体压强达到2加，需要充气20次

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B.充气过程中，轮胎内气体的分子数密度不变

C.在太阳暴晒下，轮胎内气体分子的速率分布曲线发生变化

D.爆胎瞬间气体的温度为2.77b

E.爆胎过程气体对外做功，内能减小

答案ACE

解析充气时，气体做等温变化，让轮胎内气体压强达到2po,根据玻意耳

定律有（2O%+〃%）po=2m2OVb,解得〃=20,即需要充气20次，A正确；充气

过程中，轮胎内气体分子总数增大，体积不变，则轮胎内气体的分子数密度增大，

B错误；在太阳暴晒下，轮胎内气体温度升高，则气体分子的速率分布曲线发生

变化，C正确；太阳暴晒下，轮胎内气体做等容变化，根据查理定律有第二季,

解得爆胎瞬间气体的温度为了二L357b,D错误；爆胎过程气体体积迅速膨胀，对

外做功，W<0,气体来不及与外界发生热交换，热量交换可忽略，即。=0,由AU

=卬+。可知AUvO,即内能减小，E正确。

9.（多选）对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（）

A.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大

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

E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定

答案ACE

解析若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位时间器壁单

位面积上气体分子碰撞的次数和碰撞的平均作用力都增大，因此气体压强一定增

大，A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，气体分子热运动的平均动

能减小，则单位体积内分子个数一定增加，C正确，D错误；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，E正确。

10.（多选）一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的权一、Ld、

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d一。四个过程，其中尻的延长线通过原点，cd垂直于而旦与水平轴平行,

da与he平行，则气体体积在（）

A.。一匕过程中不断增加

B.力fC过程中保持不变

C.c-d过程中不断增加

D.1一。过程中保持不变

E.d-〃过程中不断增大

答案ABE

解析由题图可知，匕过程中温度不变，压强减小，根据所以体

积增大，0一C过程是等容变化，体积不变，A、B正确；cfd过程中压强不变，

温度降低，根据苧=C,体积不断减小，C错误；根据半二C,可知则p]

图线上的点与原点连线的斜率与V成反比，则过程中体积不断增大，D错

误，E正确。

11.（多选）关于生活中的热学现象，下列说法正确的是（）

A.夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相

同的情况下，夏天的绝对湿度较大

B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是用镜子夹一棉球，沾一些

酒精，点燃，在罐内迅速旋转一下再抽出，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火

罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体体积不变时，温度

降低，压强增大

C.盛有氧气的钢瓶，在27c的室内测得其压强是9.0X106pa。将其搬到-

3℃的工地上时，测得瓶内氧气的压强变为7.8X106pa,通过计算可判断出钢瓶

漏气

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D.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自

发地分离，既清洁了空气又变废为宝

E.一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙过程中，若车胎不漏气，胎

内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体向外界放热

答案ACE

绝对湿度

解析根据相对湿度的定义，相对湿度=同温度下水的饱和汽压，夏天和冬

天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，则在相对湿度相同的情况下，夏

天的绝对湿度较大，A正确；根据华二C可知，当火罐内的气体体积不变时，温

度降低，压强减小，B错误；若钢瓶不漏气，则气体做等容变化，有卷二发，得

P2=^=8.1X106Pa,由于p2>7.8Xl（）6pa,所以可判断出钢瓶漏气，C正确；

一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，各类有害气体排入大气后无法

自发分离，D错误；卡车车胎内气体温度不变，且车胎不漏气，则内能不变，在

缓慢装沙过程中，外界对气体做功，故气体应向外界放热，E正确。

题组二高考小题

12.（2020・江苏高考）（多选）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有（）

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

解析非晶体没有固定的熔点，A正确；根据非晶体的微观结构可知，组成

非晶体的分子在空间上不是周期性排列的，所以非晶体没有天然规则的几何形状,

且它的物理性质在各个方向上是相同的，故C正确，B、D错误。

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13.（2019・江苏高考）（多选）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气

体静置足够长时间后，该气体（）

A.分子的无规则运动停息下来

B.每个分子的速度大小均相等

C.分子的平均动能保持不变

D.分子的密集程度保持不变

答案CD

解析分子永不停息地做无规则运动，A错误；气体分子之间的碰撞是弹性

碰撞，气体分子在频繁的碰撞中速度变化，每个分子的速度不断变化，速度大小

并不都相等，B错误；理想气体静置足够长的时间后达到热平衡，气体的温度不

变，分子的平均动能不变，C止确；气体体积不变，则分子的密集程度保持不变，

D正确。

14.（2019•北京高考）下列说法正确的是（）

A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

答案A

解析温度是分子平均动能的量度（标志），分子平均动能越大，分子热运动

越剧烈，A正确；内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，B错误;

气体压强不仅与气体分子的平均动能有关，还与气体分子的密集程度有关，C错

误；温度降低，则分子的平均动能变小，D错误。

15.（2020.北京高考）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两

个过程，先后到达状态B和。。有关A、8和。三个状态温度心、加和Tc的关

系，正确的是（）

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3p“

2V03%V

A.TA-TB,TB=TC

B.TA<TB,TB<TC

C.TA=7c,TB>TC

D.TA=Tc,TB<TC

答案c

解析由图可知，从状态A到状态B是一个等压过程，则有称二号,因为

VA<VB,故TA<TB\而从状态B到状态C是一个等容过程，则有驿器因为P5>〃c,

33

2poX-Vb/X2Vb

故7^>左；从状态A到状态。有一亍一=—^―,可得入=笈。综上所述，

可知C正确，A、B、D错误。

16.（2017•全国卷I）（多选）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的

分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图口两条曲线所示。下

列说法正确的是（）

A.图中两条曲线下面积相等

B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

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E.与0℃时相比，100C时氧气分子速率出现在0〜400m/s区间内的分子

数占总分子数的百分比较大

答案ABC

解析曲线下面积均表示1,二者相等，A正确。温度是分子平均动能的标

志，温度越高，分子的平均动能越大，故虚线为氧气分子在0℃时的情形，分子

平均动能较小，实线为氧气分子在100℃时的情形，B、C正确。曲线给出的是

分子数占总分子数的百分比，D错误。与0C时相比，100℃时氧气分子速率出

现在。〜400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，E错误。

17.（2018・江苏高考）如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端

浸在水中。纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度。当

空气温度不变，若一段时间后发现该温度计不数减小，贝版）

温度计、I

纱布

A.空气的相对湿度减小

B.空气中水蒸汽的压强增大

C.空气中水的饱和汽压减小

D.空气中水的饱和汽压增大

答案A

解析温度计示数减小说明蒸发加快，空气中水蒸汽的压强减小，B错误；

因水的饱和汽压只与温度有关，空气温度不变，所以饱和汽压不变，C、D错误;

根据相对湿度的定义，空气的相对湿度减小，A正确。

题组三模拟小题

18.（2020•河北省邯郸市二模）（多选）以下说法中正确的是（）

A.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体

B.如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力表现为引力

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C.附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离时，液体与固体之间

表现为浸润

D.液晶具有液体的流动性，所有物质都具有液晶态

E.空气中水蒸气的压强越大，相对湿度就越大

答案ABC

解析有些晶体在一定条件下可转化为非晶体，有些非晶体在一定条件下也

可以转化为晶体，A正确；液体表面层分子比内部稀疏，分子间作用力表现为引

力，所以如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力表现为引力，

B正确；附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离时，附着层内液体分

子间作用力表现为斥力，附着层有扩张趋势，液体与固体之间表现为浸润，C正

确；液晶具有液体的流动性，但不是所有物质都具有液晶态，D错误；空气中水

蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值是空气的相对湿度，因此空气中水蒸

气的压强越大，相对湿度不一定越大，E错误。

19.（2020.北京市丰台区一模）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人

所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环

境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中

气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（）

A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能

B.负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的

运动速率

C.负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子

的个数

D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力

答案C

解析

第11页，共30页

由于负压病房内气体的温度和外界环境中气体的温度相同，故它们的分子平

均动能相等，A错误；气体分子的运动速率遵循统计学的规律，虽然病房内外气

体分子的平均速率相等，但同一温度下各种速率的分子都有，所以负压病房内某

些气体分子的速率可能大于外界环境中某些气体分子的速率，B错误；负压病房

内外气体的温度相等，气体分子的平均速率相等，而病房中气压小于病房外气压,

所以负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个

数，C正确；因为负压病房的气压比外界环境小，故相同面积病房内壁受到的气

体压力比外壁受到的气体压力小，D错误。

20.（2020•广东省深圳市第二次调研）（多选）某同学用喝完的饮料罐，制作一

个简易气温计。如图所示，在这个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸

管，接口处用蜡密封。吸管中引入一段长度可忽略的油柱，在吸管上标上温度刻

度值。罐内气体可视为理想气体，外界大气压不变。以下说法中正确的有（）

A.吸管上的温度刻度值左小右大

B.吸管上的温度刻度分布不均匀

C.气温升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量

D.在完全失重的环境下，这个气温计仍可使用

E.随着气温升高，单位时间内，罐内壁单位面积上受到气体分子撞击的次

数减小

答案ADE

解析由题意知，封闭的理想气体发生等压变化，若温度升高，气体体积变

大，油柱向右移动，故吸管上的温度刻度值左小右大，A正确；根据盖一吕萨克

定律卷二盘可得卷=静，而专AT弋M可知与△/成正比，

所以吸管上所标温度的刻度是均匀的，B错误；气温升高时发生等压膨胀，内能

增加，△〃>（）,对外做功，W<0,根据热力学第一定律AU=Q+W,可知

气体吸热，且吸收的热量大于罐内气体增加的内能，C错误；气体压强是大量气

第12页，共30页

体分子做无规则热运动时对器壁的频繁碰撞形成的，故在完全失重的环境下，这

N~F

个气温计仍可使用，D正确；根据气体压强的微观表达式p二工

第12页，共30页

,随着气温升高，单个气体分子对罐内壁产生的平均撞击力下变大，而气体

发生等压变化，则单位时间内罐内壁单位面积上受到气体分子撞击的次数N减少,

E正确。

21.（2020•云南省昆明市高三“三诊一模”摸底诊断测试）（多选）一定质量的

理想气体从状态4经过状态5和。又回到状态上其压强〃随体积丫变化的图线

如图所示，其中A到B为绝热过程,C到A为等温过程。则下列说法正确的是（）

A.A状态速率大的分子比例较8状态多

B.A-8过程，气体分子平均动能增大

C.BfC过程，气体对外做功

D.8fC过程，气体放热

E.C状态单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数比A状态少

答案ACE

解析由图可知，A-B过程，气体绝热膨胀，对外做功，内能减小，温度降

低，气体分子的平均动能减小，则A状态速率大的分子比例较8状态多，A正确,

B错误。B-C过程，气体等压膨胀，对外做功，即WvO,由盖一吕萨克定律可

知，气体温度不高，内能增大，即△">（）,根据热力学第一定律=W+Q,得

2>0,即气体吸热，故C正确，D错误。状态A和状态C的温度相等，所以气

体分子平均动能相同，从图中可知，A状态气体压强更大，说明C状态单位时间

内碰撞单位面积容器壁的分子数比A状态少，故E正确。

第2步精做大题・提能力

题组一基础大题

22.

第13页，共30页

一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活

塞C初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内

两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。

已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏;

大气压强po=75.OcmHg。环境温度不变。

答案144cmHg9.42cm

解析设初始时，右管中空气柱的压强为0,长度为/1；左管中空气柱的压

强为小二P。，长度为'活塞被下推力后，右管中空气柱的压强PJ,长度为，；

左管中空气柱的压强为P2‘，长度为/2'。以cmHg为压强单位。由题给条件得：

pi=po+(20.0-5.00)cmHg①

,(20.0-5.00、/

/i=I20.0-----2----1cm=12.5cm②

对右管中空气柱由玻意耳定律得：？/】二p「3③

联立①②③式和题给条件得：0,=144cmHg④

依题意〃2'-p\'⑤

20.0-5.00

M=4.00cm+---2----cm-/?=11.5cm-/?⑥

对左管中空气柱由玻意耳定律得：〃2/2=p2'121⑦

联立④⑤⑥⑦式和题给条件得：h=9.42cmo

23.如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积S

=1X10-3m2、质量用=2kgs厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的

理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离m二24cm,在活塞的右侧箝二12cm

处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度7b=300K,大气压强po=1.0X105

第14页，共30页

Pao现将汽缸竖直放置，如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2。

第14页，共30页

(1)求汽缸竖直放置稳定后，活塞与汽缸底部之间的距离X；

(2)若汽缸竖直放置稳定后，对封闭气体缓慢加热至广=720K,求此时封闭

气体的压强p'。

答案⑴20cm⑵lEXUPa

解析(1)汽缸水平放置时：

封闭气体的压强1.0X105Pa,温度7|=n=3()0K,体积力=xoS,

汽缸竖直放置时：

封闭气体的压强。=〃。+等=1.2X105pa,温度乃二刀=300K,体积L二

xS,

由玻意耳定律得：piVi=p2V2,解得：x=20cm。

(2)对封闭气体加热，气体温度升高，至活塞刚到达卡环过程，气体做等压变

化，

有P3=〃2,

初态：V2=xSt72=300K,

末态：匕=(xo+xi)S,

根据盖一吕萨克定律得：首二盘解得：73=540K；

汽缸内气体温度继续升高，气体做等容变化，

初态：pa=1.2X105Pa,73=540K,

末态：r=720K,

由查理定律得：界亭~，解得：P1=1.6X105pa。

题组二高考大题

第15页，共30页

24.（2020・江苏高考）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方

形成了酒精的饱和汽，此时（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞

出。当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的密度_______（选填“增大”“减小”或

“不变”）o

答案有增大

解析瓶内液面上方形成酒精的饱和汽后，在相同时间内回到液面的酒精分

子数等于从液面飞出的酒精分子数，液体与气体之间达到了动态平衡，故此时仍

然会有酒精分子从液面飞出；当温度升高时，液体分子的平均动能增大，单位时

间内从液面飞出的酒精分子数增多，瓶中酒精饱和汽的密度增大。

25.（2019.江苏高考）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水

滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为（选填“引力”或“斥

力”）o分子势能EP和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴

表面层中水分子耳的是图中（选填K"'中或C）的位置。

答案引力C

解析水滴呈球形，使水滴表面层具有收缩的趋势，因此水滴表面层中，水

分子之间的作用力总体上表现为引力；水分子之间，引力和斥力相等时，分子间

距离〃二皿分子势能最小；当分子间表现为引力时，分子间距离「＞皿因此，能

总体上反映小水滴表面层中水分子稣的是题图中。的位置。

26.（2019•全国卷II）如p・V图所示，1、2、3三个点代表其容器中一定量理想

气体的三个不同状态，对应的温度分别是不、不、73c用N1、M、M分别表示这

三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则

MN2,T\73,NiN3。（填“大于”“小于”或“等于”）

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2Pl

°匕2匕v

第16页，共30页

答案大于等于大于

解析根据理想气体状态方程有0j="片J'片一,可知Ti>

Ti,72<T3,TI=T3;对于状态1、2,由于7>不，所以状态1时气体分子热运动

的平均动能大，热运动的平均速率大，体积相等，分子数密度相等，故分子在单

位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数多，即M>M；对于状态2、3,由于

乃<不，所以状态2时分子热运动的平均速率小，每个分子单位时间内对器壁的平

均撞击力小，而压强等于单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数N与单位时间

每个分子对器壁的平均撞击力的乘积，即〃二N•下，而=P3’，了2</3,

则N»N3。

27.（2020.全国卷II）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封

闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间呈存有空气，以满足

潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为〃、开

口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为"的水下，

如图所示。已知水的密度为P，重力加速度大小为g,大气压强为po,H》h,忽

略温度的变化和水密度随深度的变化。

（1）求进入圆筒内水的高度/；

（2）保持”不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压人的空气在其压强为

po时的体积。

答案⑴悬片（2蟠

解析（1）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内空气的体积分别为％和

V1,放入水下后筒内空气的压强为0,由玻意耳定律和题给条件有

p\V\=poVo①

第17页，共30页

Vo=hS②

Vi=(h-r)s③

考虑到有

pi=po+pgH④

联立①②③④式，解得/二说鬻彳儿⑤

(2)设压入筒内的空气在其压强为"o时的体积为V,在水下即其压强为pi时

的体积为上，由玻意耳定律有0吻二8丫⑥

其中％二/S⑦

联立④⑤⑥⑦式解得V=曙勺⑧

28.(2020•全国卷I)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。

甲罐的容积为V,罐中气体的压强为P；乙罐的容积为2匕罐中气体的压强为人。

现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相

同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后

(1)两罐中气体的压强；

(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。

2

答案

耳⑵

、

解析(1)设甲罐中原有气体的体积最终变为V1,乙罐中原有气体的体积最终

变为调配后两罐中气体的压强为，由玻意耳定律有

pV=p'V|①

%(2V)=p'V2

②

且V|+v2=V+2V③

2

联立①②③式可得p'=孙④

(2)设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k,则有

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2

联立①④⑤式可得％=至⑥

29.(2020•全国卷III)如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为“二18

cm的U形管，左管上端封闭：右管上端开口。右管中有高例=4cm的水银柱，

水银柱上表面离管口的距离/=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为不

=283K,大气压强po=76cmHg。

T

w

!

(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？

答案(1)12.9cm(2)363K

解析(1)设密封气体初始体积为Vi,压强为pi,密封气体先经等温压缩过程

体积变为％,压强变为由玻意耳定律有/■二〃2V2①

设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为P，左、右管的横截面积均为S,

由题设条件有

p\=po+pgho②

P2=po+pgh③

Vi=(2H-/-/io)S,V2=HS④

联立①②③④式并代入题给数据得h^n.9cm。⑤

⑵设密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为乃，由盖一吕萨克定

由题设条件有V3=(2H-h)S⑦

联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得乃g363Ko⑧

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30.（2020♦山东高考）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸

附在人体穴位上，进而治疗某些疾病C常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，

下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加

热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，

使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐

内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450

20

K,最终降到300K,因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的五。若换用抽气拔

20

罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的五，罐内气压与火罐降温后的

内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程口气体温度的变化。

求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。

答案|

解析设火罐内气体初始状态参量分别为⑶、不、Vi,温度降低后状态参量

分别为P2、乃、V2,火罐的容积为坏,大气压强为外，

由题意知〃I=小Ti=450K、0=%、72=300KS=帝）①

由理想气体状态方程得常二管②

代入数据得〃=0.7川③

对于抽气拔罐，设初态气体状态参量分别为P3、匕，末态气体状态参量分别

为P4、0,抽气拔罐的容积为V。'，由题意知

P3=心％=%'、=〃2④

由玻意耳定律得⑤

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联立③⑤式，代入数据得匕二与Vo'⑥

设抽出的气体在压强P4下的体积为△匕由题意知

帝’⑦

故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为

A/nAV_

百二石⑧

联立⑥⑦⑧式得誓斗⑨

31.(2019•全国卷III)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段

高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管

口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴

落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg,环境温度为296Ko

L0cm

2.0cm

(1)求细管的长度；

(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管

口平齐为止，求此时密封气体的温度。

答案(1)41cm(2)312K

解析(1)设细管的长度为匕横截面的面积为S,水银柱高度为〃；初始时,

设水银柱上表面到管口的距离为历，被密封气体的体积为V,压强为p；细管倒

置时，被密封气体的体积为压强为由玻意耳定律有

pV=p\Vi①

由力的平衡条件有

pS=poS+pghS②

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p\S+pghS=p()S③

式中，〃、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，网为大气压强C由题意

有

V=S(L-hi-h)④

V\=S(L-h)⑤

由①②③④⑤式和题给数据得L=41cm⑥

(2)设气体被加热前后的温度分别为仆和T,由盖一吕萨克定律有

VVi

7b=T⑦

由④⑤⑥⑦式和题给数据得T=312Ko

32.(2019•全国卷I)热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，

先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔口，然后炉腔升温，

利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压

设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13n?,炉腔抽真空后，在室温

下用压缩机将10瓶氨气压入到炉腔中。已知每瓶氨气的容积为3.2X10-2m3,使

用前瓶中气体压强为L5Xl()7pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0X106Pa;室温

温度为27氯气可视为理想气体。

(1)求压入氯气后炉腔中气体在室温下的压强；

(2)将压入氨气后的炉腔加热到1227°C,求此时炉腔中气体的压强。

答案(l)3.2X107Pa(2)1.6X108Pa

解析(1)设初始时每瓶气体的体积为Vo,压强为po；使月后瓶中剩余气体的

压强为假设体积为Vbs压强为8的气体压强变为pi时，其体积膨胀为协。

由玻意耳定律有

poVo=p\V\①

每瓶被压入进炉腔的气体在室温和压强为p\条件下的体枳为

vr=vi-vb②

设10瓶气体压入炉腔后炉腔中气体的压强为小，体积为由玻意耳定律

有

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/72V2=10/71V/③

联立①②③式并代入题给数据得6=3.2XIO7Pa@

(2)设加热前炉腔的温度为7b,加热后炉腔温度为Ti,与体压强为〃3。由查

理定律有发咪⑤

联立④⑤式并代入题给数据得〃3=1.6X108pa。

33.(2018•全国卷III)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,

水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱

的长度分别为1=18.0cm和八12.0cm,左边气体的压强为12.0cmHg。现将U

形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形

管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。

1|f

答案22.5cm7.5cm

解析设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为0和U

形管水平放置时，两边气体压强相等，设为P，此时原左、右两边气体长度分别

变为小和N。由力的平衡条件有

p\=p2+pg(l\-h)①

式中"为水银密度，g为重力加速度大小。

由玻意耳定律有

pi/i=pl\'②

pili=ph'③

lx1-l\=h-h'④

由①②③④式和题给条件得/J=22.5cm;=7.5cm。

34.(2019•全国卷II)如图，一容器由横截面积分别为2s和S

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的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被

通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气C平衡时，

氮气的压强和体积分别为P。和％,氢气的体积为2%,空气的压强为现缓慢

地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到

达两汽缸的连接处，求：

抽气口

(1)抽气前氨气的压强；

(2)抽气后氢气的压强和体积。

1114(/70+p)Vb

答案(与的+P)⑵渺+揖2加+〃

解析(1)设抽气前氢气的压强为0。，根据力的平衡条件得mo-2S+pS=p-2S

+po-S①

得Pio[(po+P)②

(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为0和Vi,氮气的压强和体积分别为〃2

和V2o根据力的平衡条件有

piS=p\'2S③

由玻意耳定律得

p\V\=pio-2Vb④

p2V2=poVo⑤

由于两活塞用刚性杆连接，故

Vi-2Vo=2(Vb-V2)⑥

联立②③④⑤⑥式解得

11

0=?。+承

4(po+p)Vo

V1=~O

2po+p

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35.（2017.全国卷II）一热气球体积为匕内部充有温度为A

第24页，共30页

的热空气，气球外冷空气的温度为已知空气在1个大气压、温度为7b

时的密度为〃。，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。

(1)求该热气球所受浮力的大小；

(2)求该热气球内空气所受的重力；

(3)设充气前热气球的质量为/no,求充气后它还能托起的最大质量。

答案⑴原磅⑵陶靖

解析(1)设1个大气压下质量为加的空气在温度为n时的体积为vb,密度

为。。二而①

在温度为7时的体积为b，密度为P⑺二晋②

由盖一吕萨克定律得V手o=早VT③

联立①②③式得P⑺=0)与④

气球所受的浮力为F=pmgv⑤

联立④⑤式得尸=3。能⑥

(2)气球内热空气所受的重力为G=p(Ta)Vg⑦

联立④⑦式得G=%糕⑧

(3)设该气球还能托起的最大质量为〃2,由力的平衡条件得

mg=F-G-mog⑨

联立⑥⑧⑨式得m=9070傍-力—恤。

36.(2017•全国卷III)一种测量稀薄气体压强的仪器如图a所示，玻璃泡M的

上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K和K2。K长为I,顶端封闭，氏上端与

待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M

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与K2相通；逐渐提升R,直到K2中水银面与Ki顶端等高，此时水银已进入

Ki,且K中水银面比顶端低心如图h所示。设测量过程中温度、与心相通的

待测气体的压强均保持不变。已知K和长的内径均为d,M的容积为％,水银

的密度为P，重力加速度大小为g。求:

与待测气体连通

与待测气体连通

(1)待测气体的压强；

(2)该仪器能够测量的最大压强。

口案⑴川+必/-田⑵4Vo

解析(1)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭

的气体的体积为V,压强等于待测气体的压强p,提升R,直到长中水银面与K

顶端等高时，K中水银面比顶端低〃；设此时封闭气体的压强为⑶，体积为j,

则

V=Vo+①

Vi=②

由力学平衡条件得Pi=P+Pgh③

整个过程为等温过程，由玻意耳定律得py=p\v