统考版高考物理一轮复习课时分层作业（三十七）固体、液体与气体含答案

这是一份统考版高考物理一轮复习课时分层作业（三十七）固体、液体与气体含答案，共12页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

基础题组
1．(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是( )
A．温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同
B．温度升高时，饱和汽压增大
C．在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大
D．饱和汽压和相对湿度都与体积有关
E．在一定温度下水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不变
2.
(多选)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是( )
A．沿A→B→C变化，气体温度不变
B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高
C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低
D．从A→B，气体压强减小，温度升高
E．从B→C，气体密度减小，温度降低
3．(多选)一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的( )
A．b→c过程中，气体压强不变，体积增大
B．a→b过程中，气体体积增大，压强减小
C．c→a过程中，气体压强增大，体积不变
D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小
E．c→a过程中，气体从外界吸热，内能增大
4．[2021·湖北省十堰市调研](多选)热学中有很多图象，对图中一定质量的理想气体图象的分析，正确的是( )
A．甲图中理想气体的体积一定不变
B．乙图中理想气体的温度一定不变
C．丙图中理想气体的压强一定不变
D．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程
E．戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度
5.
如图为在抗击新冠疫情中消杀使用的某型喷雾器简化原理图，其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 L，气压为1 atm.用打气筒活塞可以打进空气，如果药液上方的气体压强达到6 atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有________升(不考虑环境温度的变化和药液的压强).
6．如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积S＝0.01 m2的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1 000 N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距l0＝0.6 m．已知外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，圆筒内气体温度为t0＝27 ℃.
(1)若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到t＝227 ℃，求此时圆筒内封闭气体的压强；(结果保留3位有效数字)
(2)若保持圆筒内气体温度t0＝27 ℃不变，然后对A施加一水平推力F＝500 N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中活塞A移动的距离．(假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内)
7．“天问一号”的发射开启了我国探测火星的征程．设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”形管带往火星表面．“U”形管分别在地球和火星表面竖直放置时的相关参数如表中所示．
求：(结果保留两位有效数字)
(1)火星表面高1 m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强；(已知ρ水银＝13.6×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(2)火星表面的大气压强p火．
8．[2022·山东泰安模拟]如图所示，将横截面积S＝100 cm2、容积为V＝5 L，开口向上的导热良好的汽缸置于t1＝－13 ℃的环境中．用厚度不计的轻质活塞将体积为V1＝4 L的理想气体封闭在汽缸中，汽缸底部有一个单向阀门N.外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2，不计一切摩擦．求：
(1)将活塞用卡销Q锁定，用打气筒通过阀门N给汽缸充气，每次可将体积V0＝100 mL，压强为p0的理想气体全部打入汽缸中，则打气多少次，才能使其内部压强达到1.2p0；
(2)当汽缸内气体压强达到1.2p0时，停止打气，关闭阀门N，将质量为m＝20 kg的物体放在活塞上，然后拔掉卡销Q，则环境温度为多少摄氏度时，活塞恰好不脱离汽缸．
综合题组
9．[2022·江西抚州一模]如图所示是某潜艇的横截面示意图，它有一个主压载水舱系统结构，主压载水舱有排水孔与海水相连，人们可以通过向水舱里注水或者排水来控制潜艇的浮沉．潜艇内有一个容积V＝3 m3的贮气钢筒，在海面上时，贮气钢筒内贮存了p＝200 atm的压缩空气，压缩空气的温度为t＝27 ℃.某次执行海底采矿任务时，通过向主压载水舱里注入海水，潜艇下潜到水面下h＝290 m处，此时海水及贮气钢筒内压缩空气的温度均为t1＝7 ℃；随着采矿质量的增加，需要将贮气钢筒内的压缩空气压入水舱内，排出部分海水，使潜艇保持水面下深度不变，每次将筒内一部分空气压入水舱时，排出海水的体积为ΔV＝1 m3，当贮气钢筒内的压强降低到p2＝50 atm时，就需要重新充气．在排水过程中气体的温度不变，已知海水的密度ρ＝1×103 kg/m3，海面上大气压强p0＝1 atm，g＝10 m/s2，1 atm＝1×105 Pa.求在该贮气钢筒重新充气之前，可将贮气钢筒内的空气压入水舱多少次？
10.
[2022·银川一中模拟]新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批钢瓶氧气(如图)，每个钢瓶内体积为0.5 m3，在北方时测得钢瓶内氧气压强为6×107 Pa，温度为7 ℃，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为6.3×107 Pa，温度为21 ℃.实际使用过程中，先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为0.1 m3，分装后每个小钢瓶内氧气压强为4×105 Pa，要求大钢瓶内压强降到2×105 Pa时就停止分装，则：
(1)通过计算判断钢瓶运输途中是否漏气；
(2)一大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用．
课时分层作业（三十七） 固体、液体与气体
1．解析：在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关．空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对湿度；相对湿度＝ eq \f(水蒸气的实际压强,同温度下水的饱和汽压) ，夏天的饱和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大．
答案：BCE
2．解析：由理想气体状态方程 eq \f(pV,T) ＝常数可知，B 状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小，选项B、D、E正确，选项A错误．
答案：BDE
3．解析：b→c过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖－吕萨克定律 eq \f(V,T) ＝C可知，体积应减小，故A错误；a→b过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，压强减小．根据玻意耳定律pV＝C得知，体积增大，故B正确；c→a过程中，由图可知，p与T成正比，则气体发生等容变化，体积不变，故C正确；由C的分析可知，气体的体积不变，故D错误；一定质量的理想气体的内能与气体温度有关，并且温度升高气体的内能增大，则知c→a过程中，温度升高，气体内能增大，而体积不变，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以气体一定吸收热量，故E正确．
答案：BCE
4．解析：由理想气体方程 eq \f(pV,T) ＝C可知，A、C正确；若温度不变，p ­ V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；题图丁中理想气体从P到Q，经过了温度先升高后降低的过程，D错误；温度升高分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图戊中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，E正确．
答案：ACE
5．解析：当不能再向外喷药时，桶内空气的压强p2＝1 atm
p1＝6 atm，V1＝2 L
根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V2＝12 L
剩下的药液体积V＝15 L－12 L＝3 L.
答案：3
6．解析：（1）设此时气体压强为p，由查理定律可得 eq \f(p0,T0) ＝ eq \f(p,T)
T0＝（273＋t0） K＝300 K
T＝（273＋t） K＝500 K
代入数据可得p＝1.67×105 Pa.
（2）设再次平衡时封闭气体压强为p′，活塞A、B向左移动的距离分别为x、x′，由于气体温度始终不变．
由玻意耳定律可得p0l0S＝p′（l0＋x′－x）S
由平衡条件可知，对活塞A有p′S＝p0S＋F
对活塞B有p0S＋kx′＝p′S
联立解得x＝0.7 m.
答案：（1）1.67×105 Pa （2）0.7 m
7．解析：（1）根据液体压强公式p＝ρgh得
ρ水银×0.38g×h0＝ρ水gh
代入数据解得
h≈5.2 m.
（2）由题表数据分析得h火＝2（l火－l地）－h地
解得h火＝1 cm
“U”形管在地球表面时，有
p1＝p地－ρ水银gh地＝3 cmHg，V1＝l地S，T1＝300 K
在火星表面时，有
p2＝p火－ρ水银·0.38gh火，V2＝l火S，T2＝280 K
根据理想气体状态方程有 eq \f(p1V1,T1) ＝ eq \f(p2V2,T2)
联立解得火星表面的大气压强p火＝0.57 cmHg.
答案：（1）5.2 m （2）0.57 cmHg
8．解析：（1）由玻意耳定律得
p0（V1＋nV0）＝1.2p0V1
其中V1＝4 L，V0＝100 mL，n为打气次数，代入数值解得：n＝8
（2）初态气体温度为T1＝t1＋273 K＝260 K，最终稳定时，体积为V＝5 L，内部气体压强为p2＝p0＋ eq \f(mg,S) ＝1.2×105 Pa
即拔掉卡销后，缸内气体压强不变，由盖－吕萨克定律得： eq \f(V1,T1) ＝ eq \f(V,T2) ，解得
T2＝325 K
则汽缸内气体的温度为t2＝T2－273 K＝52 ℃
答案：（1）8 （2）52 ℃
9．解析：设在水面下h＝290 m处贮气钢筒内气体的压强变为p1
由查理定律得 eq \f(p,T) ＝ eq \f(p1,T1)
设贮气钢筒内气体的压强变为p2时，体积为V2
由玻意耳定律得p2V2＝p1V
重新充气前，用去的气体在p2压强下的体积为
V3＝V2－V
设用去的气体在水舱压强为p4时的体积为V4
由玻意耳定律得p2V3＝p4V4
其中p4＝p0＋ eq \f(ρgh,1×105) ＝30 atm
则压入水舱的次数N＝ eq \f(V4,ΔV) ＝13.67
贮气筒内的空气压入水舱的次数为13次．
答案：13次
10．解析：（1）钢瓶的容积一定，从北方到武汉对钢瓶内气体，若 eq \f(p1,T1) ＝ eq \f(p2,T2) 成立，则气体的质量一定，即没有发生漏气．
在北方 eq \f(p1,T1) ＝ eq \f(6×107 Pa,280 K) ＝ eq \f(3×106,14) Pa/K
在武汉 eq \f(p2,T2) ＝ eq \f(6.3×107 Pa,294 K) ＝ eq \f(3×106,14) Pa/K
可见 eq \f(p1,T1) ＝ eq \f(p2,T2) 成立，即钢瓶在运输途中没有发生漏气．
（2）在武汉时，设大瓶内氧气由p2、V2等温变化为不分装时的状态p3、V3，则p2＝6.3×107 Pa，V2＝0.5 m3，p3＝2×105 Pa
根据p2V2＝p3V3，得V3＝157.5 m3.
可用于分装小瓶的氧气p4＝2×105 Pa，V4＝（157.5－0.5） m3＝157 m3
分装成小钢瓶的氧气p5＝4×105 Pa，V5＝nV，其中小钢瓶体积为V＝0.1 m3.
根据p4V4＝p5V5，得n＝785
即一大钢瓶氧气可分装785小瓶．
答案：见解析地球
火星
重力加速度
g
0.38g
环境温度
T地＝300 K
T火＝280 K
大气压强
p地＝76.0 cmHg
p火
封闭气柱长度
l地＝19.0 cm
l火＝56.0 cm
水银柱高度差
h地＝73.0 cm
h火