2025高考物理一轮总复习第15章热学第37讲固体液体和气体提能训练

这是一份2025高考物理一轮总复习第15章热学第37讲固体液体和气体提能训练，共5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 固体和液体
1．(2024·河北秦皇岛月考)下列说法中正确的是( D )
A．晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性
B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔化温度
C．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
D．天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的
[解析] 多晶体具有各向同性，A项错误；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔化温度，B项错误；晶体熔化时吸收热量，但是温度不变，则分子平均动能不变，C项错误；天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，D项正确。
2．关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是( B )
A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果
C．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的
D．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润
[解析] 因为液体表面张力的存在，水黾才能在水面上行走自如，故A错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C错误；从题图丁中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润(不浸润液滴会因为表面张力呈球形)，故D错误。
3．合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是( B )
A．图片中的口罩为不合格产品
B．图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关
C．图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集
D．该材料对所有的液体都是不浸润的
[解析] 根据题意知，合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，题图所示水没有浸润口罩内侧，所以图片中的口罩为合格产品，故A错误；如题图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，题图中附着层内水分子比水滴内部分子稀疏，故B正确，C错误；浸润与不浸润现象是相对的，故D错误。
题组二 气体实验定律和理想气体状态方程
4．(2024·桂林高三阶段检测)拔罐是中医传统养生疗法之一，如图所示，以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，以达到通经活络、祛风散寒等作用。罐内封闭气体质量和体积变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上之后，下列说法正确的是( B )
A．火罐内的气体温度不变
B．火罐内的气体温度降低，压强减小
C．火罐内的气体温度降低，压强不变
D．火罐内的气体单位体积分子数增大，压强不变
[解析] 把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，小于大气压，火罐在内外气体压力差作用下，“吸”在皮肤上，故A、C错误，B正确；因为体积不变，火罐内气体单位体积分子数不变，温度降低，压强减小，故D错误。
5．(多选)一个开口玻璃瓶内有空气，现将瓶口向下按入水中，在水面下5 m深处恰能保持静止，下列说法中正确的是( BD )
A．将瓶稍向下按，放手后又回到水面下5 m深处
B．将瓶稍向下按，放手后加速下沉
C．将瓶稍向上提，放手后又回到水面下5 m深处
D．将瓶稍向上提，放手后加速上升
[解析] 瓶在水面下5 m深处恰能保持静止，根据平衡条件有mg＝ρ水gV排，由玻意耳定律可以知道，将瓶稍向下按后，因为p1V1＝p2V2，所以瓶内气体压强p增大而气体的体积V减小，则V排减小，mg>ρ水gV排，故放手后加速下沉，A错误，B正确；将瓶子稍向上提，因为p1V1＝p2V2，则瓶内气体压强p减小，瓶内空气体积V增大，则V排增大，mg＜ρ水gV排，放手后瓶子会加速上升，C错误，D正确。
6. (2023·海南卷)某饮料瓶内密封一定质量理想气体，t＝27 ℃时，压强p＝1.050×105 Pa。
(1)t′＝37 ℃时，气压是多大？
(2)保持温度不变，挤压气体，使之压强与(1)时相同时，气体体积为原来的多少倍？
[答案] (1)1.085×105 Pa (2)0.97
[解析] (1)瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
T＝(27＋273)K＝300 K，T′＝(37＋273)K＝310 K
温度变化过程中体积不变，故由查理定律有eq \f(p,T)＝eq \f(p′,T′)
解得p′＝1.085×105 Pa。
(2)保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有pV＝p′V′
解得V′≈0.97V。
能力综合练
7．(2023·河南安阳模拟预测)上端开口的导热汽缸放置在水平面上，大气压强为p0。汽缸内有一卡子，横截面积为S的轻质活塞上面放置一个质量为m的重物，活塞下面密封一定质量的理想气体。当气体温度为T1时，活塞静止，此位置活塞与卡子距离为活塞与气缸底部距离的eq \f(1,3)。现缓慢降低气缸温度，活塞被卡子托住后，继续降温，直到缸内气体压强为eq \f(1,2)p0。已知重力加速度为g，活塞厚度及活塞与气缸壁之间的摩擦不计。求：
(1)活塞刚接触卡子瞬间，缸内气体的温度；
(2)缸内气体压强为eq \f(1,2)p0时气体的温度。
[答案] (1)eq \f(2,3)T1 (2)eq \f(p0ST1,3p0S＋mg)
[解析] (1)活塞被卡子托住前，气体经历等压变化，设活塞刚刚接触卡子时气体的温度为T2，根据盖—吕萨克定律有eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
式中V1＝SL1，V2＝SL2
根据题意L2＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(1,3)))L1＝eq \f(2,3)L1
联立解得T2＝eq \f(2,3)T1。
(2)活塞被卡子托住后，再降低温度，气体经历等容变化
根据查理定律有eq \f(p2,T2)＝eq \f(p3,T3)
式中p3＝eq \f(1,2)p0
根据力的平衡条件有p2＝p0＋eq \f(mg,S)
联立可得T3＝eq \f(p0ST1,3p0S＋mg)。
8．“⊥”形且上端开口的玻璃管如图甲所示，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗、细部分的横截面积分别为S1＝2 cm2、S2＝1 cm2。封闭气体初始温度为57 ℃，气体长度L＝22 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。(摄氏温度t与热力学温度T的关系是T＝t＋273 K)
(1)求封闭气体在初始状态的压强；
(2)若缓慢升高气体温度，升高至多少方可将所有水银全部压入细管内？
(3)当温度升高至492 K时，求液柱下端离开粗、细接口处的距离。
[答案] (1)80 cmHg (2)369 K (3)16 cm
[解析] (1)初始状态封闭的气体温度T1＝(273＋57)K＝330 K
体积V1＝LS1＝44 cm3，
由图像可知，此时气体压强p1＝80 cmHg。
(2)当水银全部进入细管后，气体将做等压变化，故从图乙可知当水银全部进入细管内时，其封闭的气体压强p2＝82 cmHg，体积V2＝48 cm3；由理想气体状态方程得eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)，
代入数据解得T2＝369 K。
(3)当温度升高至T3＝492 K时，水银已经全部在细管内，封闭气体做等压变化，设此时气体的体积为V3，由盖—吕萨克定律得eq \f(V2,T2)＝eq \f(V3,T3)，
解得V3＝64 cm3，气体体积V3＝V2＋S2hx，
代入数据解得hx＝16 cm。
9．如图所示，一个导热汽缸质量M＝1.5 kg，用一质量m＝0.5 kg的活塞A封闭一段理想气体，活塞横截面积为S＝2 cm2，汽缸厚度不计。活塞通过两光滑的定滑轮与一质量也为m＝0.5 kg的铁桶B相连。不计活塞与汽缸之间的摩擦，环境温度t1＝27 ℃，汽缸内气体长度为l1＝0.1 m，汽缸的长度足够长，铁桶的高度足够高。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。则：
(1)若用灯丝加热封闭气体，气体温度为多高时，气体长度变为l2＝0.2 m?
(2)若在铁桶内缓慢倒入细沙，倒入细沙的质量为多大时，汽缸刚好离开地面，此时气体的长度为多大？
[答案] (1)600 K或327 ℃ (2)1.5 kg 0.4 m
[解析] (1)初始状态，对B受力分析可得细绳的拉力F1＝mg
对活塞受力分析p0S＋mg＝F1＋p1S
解得p1＝p0
则封闭气体初始时的参量p1＝p0，T1＝300 K，V1＝l1S
加热气体，气体发生等压变化，设气体温度为T2时，气体的长度l2＝0.2 m，V2＝l2S，根据盖—吕萨克定律，有eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
代入数据解得T2＝600 K。
(2)研究活塞A和汽缸整体，汽缸刚好离开地面，细绳的拉力F2＝(M＋m)g
因此加入细沙的质量和汽缸的质量相等，即m沙＝M＝1.5 kg
以汽缸为研究对象，设此时封闭气体的压强为p2，则有p2S＋Mg＝p0S
解得p2＝eq \f(1,4)p0
设此时气体的长度为l3，V3＝l3S，此过程为等温变化，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V3
解得l3＝0.4 m。