2026届高考物理一轮总复习提能训练练案78固体液体和气体

这是一份2026届高考物理一轮总复习提能训练练案78固体液体和气体，共9页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
题组一 固体、液体和气体的性质
1．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状分别如图(a)、(b)、(c)所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(d)所示，则下列说法中正确的是( )
A．甲一定是单晶体
B．乙可能是金属薄片
C．丙在一定条件下可能转化成乙
D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的
[答案] C
[解析] 丙上面的石蜡熔化的区域为椭圆形，导热上表现为各向异性，则丙为单晶体，根据温度随加热时间变化关系可知，甲是晶体，乙是非晶体，金属属于晶体，故乙不可能是金属薄片，甲在导热上具有各向同性，从题中不能确定甲在其他性质上是否具有各向异性，因此甲可能是单晶体，也可能是多晶体，故A、B错误；一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；甲和丙都是晶体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误。
2．(多选)下列说法中正确的是( )
A．图甲所示，雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B．图乙所示，夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置
D．图丙所示，小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
[答案] ABC
[解析] 雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，故A正确；荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，故B正确；液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动，故C正确；小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)，受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非液体表面张力的作用，故D错误。
3．神舟十二号航天员刘伯明曾在太空中用毛笔写下“理想”二字。在太空舱内使用的毛笔、墨汁和纸张都是特制的，毛笔笔尖内部存在毛细管能够吸墨，笔尖与纸张接触时，墨汁就从笔尖转移到纸上。在太空舱内( )
A．使用普通中性笔也能流畅书写
B．墨汁分子间不存在作用力
C．墨汁不浸润毛笔笔尖
D．墨汁浸润纸张
[答案] D
[解析] 中性笔在太空舱中处于完全失重状态，普通中性笔需要靠重力作用才能使用，所以普通中性笔在太空舱内不能流畅书写，故A错误；由于分子间相互作用不受重力影响，则墨汁分子间仍存在相互作用力，故B错误；空间站能使用特殊的毛笔，其原理是毛细现象，则墨汁浸润毛笔笔尖、浸润纸张，故C错误，D正确。
4．(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知( )
A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度低
[答案] AD
[解析] 由题图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，A正确；随着温度的升高，绝大部分氧气分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能减小，B错误；随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误；①状态的温度比②状态的温度低，D正确。
题组二 气体压强的微观解释 气体实验定律和理想气体状态方程
5．2022年5月，我国首个商用压缩空气储能电站投产发电，在用电低谷期，利用剩余的电力把洞外空气压缩到盐矿开采后留下的密闭盐穴矿洞中，储存能量；在用电高峰期，将储存在矿洞内的高压空气释放出来驱动汽轮机发电。矿洞可视为体积不变的绝热容器，在充气过程中，矿洞内( )
A．气体内能保持不变
B．气体分子数密度不变
C．气体分子的运动速率都增加了
D．气体分子对洞壁单位面积平均撞击力变大
[答案] D
[解析] 在充气过程中，外界对气体做功，又矿洞可视为体积不变的绝热容器，则气体内能增大，A错误；矿洞体积一定，充气后，气体分子数增多，即气体分子数密度增大，B错误；气体分子运动是统计规律，具体到某一个分子的变化时，其运动速率变化是不确定的，有可能增大，有可能减小，也有可能不变，C错误；气体内能增大，温度升高，体积不变，气体压强增大，即气体分子对洞壁单位面积平均撞击力变大，D正确。
6．(2025·八省联考河南卷)汽车轮胎压力表的示数为轮胎内部气体压强与外部大气压强的差值。一汽车在平原地区行驶时，压力表示数为2.6p0(p0是1个标准大气压)，轮胎内部气体温度为315 K，外部大气压强为p0。该汽车在某高原地区行驶时，压力表示数为2.5p0，轮胎内部气体温度为280 K。轮胎内部气体视为理想气体，轮胎内体积不变且不漏气，则该高原地区的大气压强为( )
A．0.6p0B．0.7p0
C．0.8p0D．0.9p0
[答案] B
[解析] 根据题意可知，在平原地区时，轮胎内部压强为p1＝3.6p0，温度T1＝315 K，设在高原地区轮胎内部压强为p2，温度T2＝280 K，轮胎做等容变化，根据eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)，解得p2＝3.2p0，该高原地区的大气压强p＝3.2p0－2.5p0＝0.7p0。故选B。
7．某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温(教室内的气压为一个标准大气压，相当于76 cm水银柱产生的压强)，结构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内有一定质量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的温度，据此在B管上标注出温度的刻度值。当教室内温度为7 ℃时，B管内水银面的高度为20 cm。B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝t＋273(K)，则以下说法正确的是( )
A．B管上所刻的温度数值上高下低
B．B管内水银面的高度为16 cm时，教室内的温度为17 ℃
C．B管上所刻的温度数值间隔是不均匀的
D．若把已刻好温度值的这个装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高
[答案] D
[解析] 当温度升高时，管内气体体积变大，B管水银面降低，则B管上所刻的温度数值上低下高，A错误；B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，可认为气体做等容变化，当温度为7 ℃时，T1＝273 K＋7 K＝280 K，大玻璃泡A内气体压强为p1＝76 cmHg－20 cmHg＝56 cmHg，设温度变为T2时，气体压强为p2＝76 cmHg－16 cmHg＝60 cmHg，根据查理定律eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)，可得T2＝300 K＝27 ℃，B错误；温度变为T时，气体压强为p＝76－x(cmHg)，根据eq \f(p1,T1)＝eq \f(p,T)，可得T＝380－5x(K)，则B管上所刻的温度数值间隔是均匀的，C错误；若把已经刻好温度值的这个装置移到高山上，大气压强比地面小，相同温度下B管内的水银面更低，由A项分析可知测出的温度比实际温度偏高，D正确。
8．如图所示，内径相同、导热良好的T形细玻璃管上端开口，下端、右端封闭，管中用水银封闭着A、B两部分理想气体，各部分长度如图所示。已知大气压强p0＝76 cmHg，设外界温度不变。现沿管壁向竖直管内缓慢灌入一定量的水银，B部分气体长度缩短1 cm，则灌入水银后B部分气体的压强为( )
A．77 cmHgB．86 cmHg
C．88 cmHgD．90 cmHg
[答案] C
[解析] 设玻璃管的横截面积为S，初始状态下，B部分气体的压强pB＝p0＋10 cmHg＝86 cmHg，由玻意耳定律有pBSlB＝pB′SlB′，又lB－lB′＝1 cm，解得pB′＝88 cmHg，故选C。
题组三 理想气体的图像问题
9．(2023·重庆卷)密封于汽缸中的理想气体，从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V－T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p－T图像正确的是( )
[答案] C
[解析] 由V－T图像可知，理想气体ab过程做等压变化，bc过程做等温变化，cd过程做等容变化。根据理想气体状态方程，有eq \f(pV,T)＝C，可知bc过程理想气体的体积增大，则压强减小。故选C。
10．(多选)一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强—体积(p－V)图上的两条曲线Ⅰ和Ⅱ表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a和b的压强分别pa、pb，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别pc、pd，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是( )
A．eq \f(Ta,Tb)＝eq \f(1,3)B．eq \f(Ta,Tc)＝eq \f(1,2)
C．eq \f(pa,pd)＝eq \f(3,2)D．eq \f(pd,pb)＝eq \f(1,2)
[答案] BC
[解析] 因为曲线都为反比例函数，根据理想气体的状态方程，可知曲线Ⅰ和Ⅱ皆为等温变化曲线，A错误；ac两点压强相等，根据盖—吕萨克定律eq \f(Ta,Tc)＝eq \f(V0,2V0)＝eq \f(1,2)，B正确；a点的压强和c点相同，而cd两点在等温变化曲线Ⅱ中，根据玻意耳定律eq \f(pa,pd)＝eq \f(pc,pd)＝eq \f(3V0,2V0)＝eq \f(3,2)，C正确；bd两点体积一样，根据查理定律eq \f(pd,pb)＝eq \f(Td,Tb)＝eq \f(Tc,Ta)＝eq \f(2,1)，D错误。故选BC。
能力提升练
11．(2023·河北卷)如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为0.1 cm2的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为300 K时，气柱长度l1为10 cm；当外界温度缓慢升高到310 K时，气柱长度变为50 cm。已知外界大气压恒为1.0×105 Pa，水柱长度不计。
(1)求温度变化过程中氮气对外界做的功；
(2)求葫芦的容积；
(3)试估算被封闭氮气分子的个数(保留2位有效数字)。已知1 ml氮气在1.0×105 Pa、273 K状态下的体积约为22.4 L，阿伏伽德罗常数NA取6.0×1023 ml－1。
[答案] (1)0.4 J (2)119 cm3 (3)2.9×1021
[解析] (1)由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强为p0，塑料管的横截面积为S，初、末态气柱的长度分别为l1、l2，气体对外做的功为W。根据功的定义有W＝p0S(l2－l1)
解得W＝0.4 J。
(2)设葫芦的容积为V，封闭气体的初、末态温度分别为T1、T2，体积分别为V1、V2，根据盖—吕萨克定律有eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
V1＝V＋Sl1
V2＝V＋Sl2。
联立以上各式并代入题给数据得V＝119 cm3。
(3)设在1.0×105 Pa、273 K状态下，1 ml氮气的体积为V0、温度为T0，封闭气体的体积为V3，被封闭氮气的分子个数为n。根据盖—吕萨克定律有eq \f(V＋Sl1,T1)＝eq \f(V3,T0)
其中n＝eq \f(V3,V0)NA
联立以上各式并代入题给数据得n＝2.9×1021。
12．(2024·广西卷)如图，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积S＝500 mm2的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度l0＝200 mm。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5 mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程F－eq \f(1,5＋x)曲线如图。大气压强p0＝1×105 Pa。
(1)求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小；
(2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化；
(3)画出封闭气体等温变化的p－V图像，并通过计算标出a、b处坐标值。
[答案] (1)50 N (2)见解析 (3)见解析
[解析] (1)活塞位于b处时，根据平衡条件可知，此时气体压强等于大气压强p0，故此时封闭气体对活塞的压力大小F＝p0S＝1×105×500×10－6 N＝50 N。
(2)根据题图可知F－eq \f(1,5＋x)图线为一条过原点的倾斜直线，设该直线斜率为k，则有函数关系式
F＝k·eq \f(1,5＋x)
根据F＝pS可得气体压强p＝eq \f(k,5＋xS)
活塞从a处到b处的过程中，对封闭气体有
pV＝eq \f(k,5＋xS)·(5＋x)S＝k
可见该过程中封闭气体的pV值恒定不变，故封闭气体经历了等温变化。
(3)由第(2)问的分析可知，活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化，
活塞在b处时，气压压强pb＝p0
气体体积Vb＝Sl0＝10×10－5 m3
活塞在a处时气体体积Va＝Sla＝0.25×10－5 m3
根据玻意耳定律有paVa＝pbVb＝p0Sl0
解得pa＝40×105 Pa
故封闭气体等温变化的p－V图像如图所示
13．如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降eq \f(1,3)H，左侧活塞上升eq \f(1,2)H。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
(1)最终汽缸内气体的压强；
(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
[答案] (1)eq \f(18,17)p0 (2)eq \f(2p0S,17H) eq \f(2p0S,17g)
[解析] (1)对左右气缸内所封的气体，初态压强p1＝p0
体积V1＝SH＋2SH＝3SH
末态压强p2，体积V2＝S·eq \f(3,2)H＋eq \f(2,3)H·2S＝eq \f(17,6)SH
根据玻意耳定律可得p1V1＝p2V2
解得p2＝eq \f(18,17)p0。
(2)对右边活塞受力分析可知
mg＋p0·2S＝p2·2S
解得m＝eq \f(2p0S,17g)
对左侧活塞受力分析可知
p0S＋k·eq \f(1,2)H＝p2S
解得k＝eq \f(2p0S,17H)。