第十五章第2講　固體、液體和氣體-2025版高考總復(fù)習(xí)物理

[基礎(chǔ)落實(shí)練]1．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．金剛石、食鹽、玻璃和天然水晶都是晶體B．質(zhì)量相等的兩種理想氣體，溫度相同時(shí)內(nèi)能一定相同C．一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過(guò)程，總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行D．荷葉表面的水珠呈現(xiàn)球形，是由于水對(duì)荷葉不浸潤(rùn)，在表面張力的作用下形成的解析：金剛石、食鹽、天然水晶都是晶體，玻璃是非晶體，A錯(cuò)誤；溫度相同，兩氣體的分子平均動(dòng)能相同，雖然質(zhì)量相同，但氣體分子數(shù)不一定相同，故內(nèi)能不一定相同，B錯(cuò)誤；根據(jù)熵增加原理可知，一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過(guò)程，總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，C正確；荷葉表面的水珠呈現(xiàn)球形，是由于水對(duì)荷葉不浸潤(rùn)，在表面張力的作用下形成的，D正確。答案：CD2．關(guān)于熱學(xué)知識(shí)的理解，下列說(shuō)法中正確的是()A．單晶體的某些物理性質(zhì)呈現(xiàn)各向異性B．液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子間距離比較大，分子間作用力表現(xiàn)為斥力C．雨水沒(méi)有透過(guò)雨傘是因?yàn)樗蛡愕牟唤?rùn)現(xiàn)象D．在熔化過(guò)程中，非晶體要吸收熱量，但溫度可以保持不變解析：?jiǎn)尉w的某些物理性質(zhì)呈現(xiàn)各向異性，A正確；液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子間距離比較大，分子間作用力表現(xiàn)為引力，B錯(cuò)誤；雨水沒(méi)有透過(guò)雨傘是因?yàn)橐后w表面張力，C錯(cuò)誤；在熔化過(guò)程中，非晶體要吸收熱量，溫度升高，D錯(cuò)誤。答案：A3．(2022·上海卷)將一個(gè)乒乓球浸沒(méi)在水中，當(dāng)水溫升高時(shí)，球內(nèi)氣體()A．分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能變小，壓強(qiáng)變小B．分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能變小，壓強(qiáng)變大C．分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)變小D．分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)變大解析：當(dāng)水溫升高時(shí)，乒乓球內(nèi)的氣體溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，分子對(duì)器壁的撞擊作用變大，氣體壓強(qiáng)變大，選項(xiàng)D正確。答案：D4.(多選)如圖所示，ACBD是一厚度均勻的由同一種微粒構(gòu)成的圓板，AB和CD是互相垂直的兩條直徑。在圓板所處平面內(nèi)把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)90°后電流表示數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好)。關(guān)于圓板，下列說(shuō)法正確的是()A．圓板是非晶體B．圓板是多晶體C．圓板是單晶體D．圓板在各個(gè)方向上導(dǎo)電性能不同解析：轉(zhuǎn)過(guò)90°后電流表示數(shù)發(fā)生變化，說(shuō)明圓板電阻的阻值發(fā)生變化，即顯示各向異性。多晶體和非晶體都顯示各向同性。故C、D正確。答案：CD5．如圖為一注水的玻璃裝置，玻璃管D、E上端與大氣相通，利用玻璃管C使A、B兩球上部相通，D、C、E三管與兩球接口處緊密封接。當(dāng)A、B、D的水面高度差如圖所示時(shí)，E管內(nèi)水相對(duì)B中水面的高度差h應(yīng)等于()A．0.6m B．0.8mC．1.2m D．1.5m解析：利用玻璃管C使A、B兩球上部相通，可得pA＝pB，根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系pA＝p0＋ρgh1，pB＝p0＋ρgh，聯(lián)立可得h＝h1＝1.5m。故選D。答案：D6.(2023·江蘇卷)如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過(guò)程中()A．氣體分子的數(shù)密度增大B．氣體分子的平均動(dòng)能增大C．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小D．單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小解析：答案：B7.(2023·海南卷)如圖所示，某飲料瓶?jī)?nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體，t＝27℃時(shí)，壓強(qiáng)p＝1.050×105Pa，則：(1)t′＝37℃時(shí)，氣壓是多大？(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與(1)相同時(shí)，氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)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)代入數(shù)據(jù)解得p′＝1.085×105Pa。(2)由玻意耳定律有pV＝p′V′代入數(shù)據(jù)解得V′＝eq\f(30,31)V。答案：(1)1.085×105Pa(2)eq\f(30,31)[能力提升練]8．如圖所示，一導(dǎo)熱良好的足夠長(zhǎng)的汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足夠高，汽缸內(nèi)有一活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。一足夠長(zhǎng)輕繩跨過(guò)定滑輪，一端連接在活塞上，另一端掛一重物，滑輪與活塞間的輕繩與桌面平行，不計(jì)一切摩擦。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，大氣壓強(qiáng)為p0，重物質(zhì)量為m1，活塞質(zhì)量為m2，汽缸質(zhì)量為m3，活塞橫截面積為S。則由靜止釋放重物，汽缸穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽缸內(nèi)理想氣體的壓強(qiáng)為()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：設(shè)汽缸穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩的拉力為T(mén)，重物下落的加速度為a，則m1g－T＝m1a，T＝(m2＋m3)a；對(duì)汽缸p0S－pS＝m3a，聯(lián)立解得：p＝p0－eq\f(m1m3g,(m1＋m2＋m3)S)，故A正確。答案：A9.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體用質(zhì)量可忽略的活塞封閉在導(dǎo)熱性能良好的質(zhì)量m＝1kg的汽缸中，活塞的密封性良好，用勁度系數(shù)為k＝200N/m輕彈簧將活塞與天花板連接。汽缸置于水平桌面上，開(kāi)始時(shí)彈簧剛好處于原長(zhǎng)。已知活塞與汽缸底部的間距為L(zhǎng)＝0.1m，活塞的橫截面積為S＝0.01m2，外界環(huán)境的壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，溫度為T(mén)0＝300K，忽略一切摩擦，重力加速度g＝10m/s2。緩慢降低環(huán)境溫度，則當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)水平桌面時(shí)環(huán)境溫度為()A．125.0K B．148.5KC．297.0K D．248.5K解析：當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)水平桌面時(shí)，彈簧的彈力為mg，則mg＝kx，解得彈簧伸長(zhǎng)量為x＝eq\f(mg,k)＝eq\f(1×10,200)m＝0.05m，則當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)水平桌面時(shí)，活塞與汽缸底部的間距為L(zhǎng)1＝L－x＝0.05m，當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)水平桌面時(shí)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1＝p0－eq\f(mg,S)＝1.0×105Pa－eq\f(1×10,0.01)Pa＝0.99×105Pa，對(duì)汽缸內(nèi)氣體由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0LS,T0)＝eq\f(p1L1S,T1)，解得當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)水平桌面時(shí)環(huán)境溫度為T(mén)1＝148.5K。故選B。答案：B10.(2024·四川綿陽(yáng)北川中學(xué)診斷)如圖所示，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H＝18cm的U形管，左管上端封閉，右管上端開(kāi)口。右管中有高h(yuǎn)0＝4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l＝12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為T(mén)1＝283K，大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg。(1)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無(wú)氣隙)，恰好使水銀柱下端到達(dá)右管底部。此時(shí)水銀柱的高度為多少？(2)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時(shí)密封氣體的溫度為多少？解析：(1)設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強(qiáng)為p1，左、右管的橫截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過(guò)程體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)變?yōu)閜2。由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設(shè)條件有p1＝p0＋ρgh0②p2＝p0＋ρgh③V1＝(2H－l－h(huán)0)S，V2＝HS④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得h≈12.9cm。⑤(2)密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過(guò)程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門(mén)2，由蓋—呂薩克定律有eq\f(V2,T1)＝eq\f(V3,T2)⑥按題設(shè)條件有V3＝(2H－h(huán))S⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得T2≈363K。答案：(1)12.9cm(2)363K11．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖所示，p-T和V-T圖像各記錄了其部分變化過(guò)程，試求：(1)溫度600K時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)在p-T圖像上將溫度從400K升高到600K的變化過(guò)程補(bǔ)充完整。解析：(1)由題圖知p1＝1.0×105Pa，V1＝2.5m3，T1＝400K，V2＝3m3，T2＝600K，由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得溫度600K時(shí)氣體的壓強(qiáng)p2＝eq\f(p1V1T2,