高考物理一轮复习考点44-固体、液体与气体-实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

固体、液体与气体实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系考点44第一步狂刷小题·夯基础

[题组一基础小题]1．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图a、b、c所示，而对甲、乙、丙三种固体加热过程中温度随加热时间变化的关系如图d所示，以下说法正确的是(

)A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体C．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为晶体，乙为非晶体，丙为单晶体答案解析由图d可知，甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体；又由图a、b、c可知，甲、乙的导热性是各向同性的，丙是各向异性的，则甲可能为单晶体，也可能为多晶体，丙为单晶体。故A、B、C错误，D正确。解析2．(多选)对下列几种固体物质的认识，正确的有(

)A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列规则不同答案解析晶体都具有固定的熔点，A正确；熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母是晶体，B错误；天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，C错误；石墨和金刚石的物质微粒排列规则不同，导致了它们的物理性质不同，D正确。解析3．(多选)下列说法正确的是(

)A．液晶就是一种液体和晶体的混合物，既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性B．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体C．毛细玻璃管插入水中，管的内径越小，管内水面升得越高D．在液体内部，分子间的作用力表现为斥力答案解析液晶是一种特殊的物质，不是液体和晶体的混合物，它既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性，故A错误；将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故B错误；如果液体浸润管壁，则管内液面高于管外液面，且管越细，液面升得越高，水可以浸润玻璃，故C正确；在液体内部，分子间平均距离r略小于r0，分子间的作用力表现为斥力，故D正确。解析4．(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

(

)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。答案解析5．(多选)下列关于液体表面现象的说法中错误的是(

)A．把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，这是因为缝衣针受到的重力太小，又受到水的浮力的作用B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体表面分子间有相互吸引力C．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，这是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察呈圆形，这是因为油滴是各向同性的答案解析液体表面层中分子间距较大，分子力表现为引力，分子引力使液体的表面积有收缩到最小的趋势，故B、C正确；A、D中的现象都是由于液体表面张力的作用，故A、D错误。解析6．下列说法正确的是(

)A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体D．若液体P滴在固体Q上很难擦去，则说明液体P浸润固体Q解析液体表面张力的方向始终与液面相切，与分界线垂直，A错误；单晶体和多晶体都有固定的熔点，B错误；金属材料虽然显示各向同性，但具有固定的熔点，为晶体，C错误；若液体P滴在固体Q上很难擦去，则说明液体P浸润固体Q，D正确。答案解析7.一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其p­T图中直线ab平行于p坐标轴，直线bc的反向延长线通过坐标原点，三状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则根据图像可以判定(

)A．Va>Vb B．Va＝VbC．Vb>Vc D．Vb＝Vc答案解析8.一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体(

)A．状态b的压强大于状态c的压强B．状态a的压强大于状态b的压强C．从状态c到状态d，体积减小D．从状态a到状态c，温度不变答案解析分别过a、b、c、d四个点作出等压线，如图所示。在V­T图像中，等压线的斜率越大，压强越小，所以pa<pd<pc<pb，A正确，B错误；由图像可知，从状态c到状态d，体积增大，C错误；从状态a到状态c，温度升高，D错误。解析答案解析

[题组二高考小题]10．(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。解析11.(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C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是(

)A．TA＝TB，TB＝TCB．TA<TB，TB<TCC．TA＝TC，TB>TCD．TA＝TC，TB<TC答案解析12．(2021·山东高考)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(

)A．30cm3

B．40cm3C．50cm3

D．60cm3答案解析由于整个过程气体温度不变，根据玻意耳定律可知p0(V＋5V0)＝p1×5V，式中p0＝750mmHg，V0＝60cm3，p1＝750mmHg＋150mmHg＝900mmHg，代入数据得V＝60cm3，故选D。解析

[题组三模拟小题]13．(2021·北京市丰台区高三下二模)玻璃瓶中装入半瓶热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是(

)A．瓶内气体压强变小B．瓶内气体分子热运动的平均动能增加C．瓶内气体速率大的分子所占比例增大D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加答案解析答案14.(2022·湖南省湘潭市高三上9月第一次模拟)(多选)2021年8月5日东京奥运会跳水女子10m台决赛中，14岁的全红婵领先第二名90多分，以总分466.2拿到金牌，并打破了世界纪录。五次跳水有三次满分，娴熟的动作，标准的姿势，李小鹏感叹：我扔个硬币溅起的水花都比她跳水大。下列说法错误的是(

)A．运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为制造泳衣的材料对水不浸润B．运动员入水过程中，在水中产生的气泡内的气体压强小于大气压C．运动员入水过程中激起的水花中，很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用D．跳水池水温保持恒定约26℃，保证运动员入水后的舒适度，此时运动员和水池中的水处于热平衡状态E．跳水运动员入水后，身体周围会出现一些小气泡，这些小气泡在做无规则的布朗运动答案解析运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为泳衣采用了对水不浸润的材料制成，故A不符合题意；运动员入水后水中气泡内的气体压强大于大气压，故B符合题意；运动员入水激起的水花中，较小的水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用，故C不符合题意；跳水池水温约26℃，保证运动员入水后处于舒适的温度，此时运动员和水池温度并不相同，所以没有处于热平衡状态，故D符合题意；跳水运动员入水后，身体周围会有一些小气泡做无规则的运动，这些小气泡的运动肉眼可见，则其运动不是布朗运动，故E符合题意。解析15.(2021·山东省聊城市高三下二模)(多选)如图为伽利略设计的一种测温装置结构示意图，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的B管竖直插在水银槽中，管内外水银面的高度差x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，在1标准大气压(相当于76cmHg的压强)下，当温度t1＝27℃时，管内外水银面的高度差x1＝16cm。下列说法正确的是(

)A．若外界大气压不变，细管中水银柱上升，可知温度降低B．若外界大气压不变，细管中水银柱上升，可知温度升高C．在1标准大气压下，t＝0℃时管内外水银面的高度差x0＝21.4cmD．若环境真实压强比标准大气压小，管内外水银面的高度差仍为16cm时，实际温度大于27℃答案解析16.(2021·山东省潍坊市一模)(多选)如图所示，一竖直放置的汽缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)答案解析解析第二步精做大题·提能力

[题组一基础大题]17．在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过压力连杆上拉或下压活塞得到了a、b、c、d四组实验数据。如图甲是压力表记录b组数据时的状态。通过记录对应的四组封闭气柱的长度值L(单位：cm)算出体积，已知封闭气柱的截面积S＝2cm2，且V＝LS，若测c组数据时，读出空气柱的长度为2.0cm。0.250

1.04.0答案如图所示答案由图像可得实验结论：质量一定的某种气体，_____________________________________________。解析在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比

18．如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；AB

解析(1)完成本实验的基本要求是：此实验必须在等温条件下操作，A正确；封闭气体的注射器必须密封良好，否则注射器漏气的话，会出现误差，B正确；实验中不是必须弄清所封闭气体的质量，只要保证气体的质量不变即可，C错误；气体的压强和体积不是必须用国际单位，D错误。解析为过坐标原点的倾斜直线

传感器与注射器间有气体

传感器与注射器间气体的体积

解析19.如图所示，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距为L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程温度保持不变，求小车的加速度大小。答案解析

[题组二高考大题]20．(2021·广东高考)在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)机场地面大气压强；从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。解析机场地面温度与高空客舱内温度相同，下飞机后矿泉水瓶变瘪了，说明瓶内气体体积变小，根据玻意耳定律，可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；由于分子平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱内温度相同，故从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能不变。解析小于

不变

1

解析22.(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”)。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Ep的是图中________(选填“

A”“

B”或“

C”)的位置。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；水分子之间距离r＝r0时，分子势能最小；当分子间表现为引力时，分子间距离r>r0，因此，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是题图中C的位置。解析23．(2019·全国卷Ⅱ)如p­V图所示，1、2、3三个点代表某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T1、T2、T3。用N1、N2、N3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N1________N2，T1________T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”)大于

等于

大于

解析24．(2021·广东高考)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示。某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105Pa。护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。答案1.3×105Pa答案解析开始时，瓶内气体体积为V1＝0.9mL－0.5mL＝0.4mL＝0.4cm3，注射器内气体体积为V2＝0.3×0.4cm3＝0.12cm3，瓶内气体与注射器内气体的压强同为p0＝1.0×105Pa，则相当于把体积为V1＋V2、压强为p0的气体等温压缩到体积为V1，设注入气体后药瓶内气体的压强为p1，由玻意耳定律有p0(V1＋V2)＝p1V1代入数据解得p1＝1.3×105Pa。解析25．(2021·湖北高考)质量为m的薄壁导热柱形汽缸，内壁光滑，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体。在下述所有过程中，汽缸不漏气且与活塞不脱离。当汽缸如图a竖直倒立静置时，缸内气体体积为V1，温度为T1。已知重力加速度大小为g，大气压强为p0。(1)将汽缸如图b竖直悬挂，缸内气体温度仍为T1，求此时缸内气体体积V2；(2)如图c所示，将汽缸水平放置，稳定后对汽缸缓慢加热，当缸内气体体积为V3时，求此时缸内气体的温度。答案解析解析26．(2021·河北高考)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为3.0×103Pa。(1)当夹层中空气的温度升至37℃，求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。设环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa。答案解析解析27．(2021·湖南高考)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1＝600g、截面积S＝20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m2＝1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.0g时，测得环境温度T1＝300K。设外界大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。(1)当电子天平示数为400.0g时，环境温度T2为多少？(2)该装置可测量的最高环境温度Tmax为多少？答案(1)297K

(2)309K答案解析解析28．(2021·辽宁高考)如图a所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图b为某一“系留气球”的简化模型图：主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体)，副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。答案(1)5×104Pa

(2)266K答案解析解析29.(2020·海南高考)如图，圆柱形导热汽缸长L0＝60cm，缸内用活塞(质量和厚度均不计)密闭了一定质量的理想气体，缸底装有一个触发器D，当缸内压强达到p＝1.5×105Pa时，D被触发，不计活塞与缸壁的摩擦。初始时，活塞位于缸口处，环境温度t0＝27℃，压强p0＝1.0×105Pa。(1)若环境温度不变，缓慢向下推活塞，求D刚好被触发时，到缸底的距离；(2)若活塞固定在缸口位置，缓慢升高环境温度，求D刚好被触发时的环境温度。答案(1)40cm

(2)450K答案解析30．(2021·