课时作业38 固体、液体和气体-(课时作业)【红对勾讲与练】2025年高考物理大一轮复习全新方案

hh 课时作业38 固体、液体和气体 - 1.下雪时,晶莹的雪花像轻盈的 玉蝴蝶在翩翩起舞,部分雪花 的形状如图所示。下列关于 雪花的说法正确的是 ( ) A.雪花是多晶体 B.雪花是非晶体 C.雪花具有各向异性 D.雪花飞舞时,说明分子在做无规则运动 2.(2023·湖北武汉期末)关于如图所示的四幅 图中现象的分析,下列说法正确的是 ( ) 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P、Q 两部分的肥皂膜刺 破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果 C.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛 细现象,低于管外液面的不是毛细现象 D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的 尖端会变钝,是一种浸润现象 3.(2024·广东广州月考) 一块厚度和密度都均匀 分布 的 长 方 体 被 测 样 品,长AB 是宽AD 的2 倍,如图所示。如果用多用电表的欧姆挡沿 O1O'1 和O2O'2 两个方向测量,阻值均为R,则 这块样品可能是 ( ) A.单晶体 B.多晶体 C.非晶体 D.普通金属 4.(2023·山东日照第一次模 拟)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 的压强分别为 pc、pd,温度分别为Tc、Td。下列关系式正确 的是 ( ) A. Ta Tb = 1 3 B. Ta Tc = 1 2 C.pa pd = 2 3 D. pd pb = 1 2 5.(2023·江苏盐城二模)如 图,一端封闭的玻璃管,开 口向 下 竖 直 插 在 水 银 槽 里,管内封有长度分别为 L1 和L2 的两段气体。若 把玻璃管缓慢向上提起,但管口不离开液面, 则管内气体的长度 ( ) A.L1 和L2 都变小 B.L1 和L2 都变大 C.L1 变大,L2 变小 D.L1 变小,L2 变大 6.(多选)(2023·辽宁协作 体期 末)如图2021年11 月8日,王亚平身穿我国 自主研发的舱外航天服 “走出”太空舱,成为我国第一位在太空”漫步” 的女性。舱外航天服密封一定质量的气体,用 来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节 点舱(航天员出舱前的气闸舱)穿上舱外航天 服,航天服密闭气体的体积约为V1=1.4 L,压 强p1=1.0×105 Pa,温度t1=27 ℃。她穿好 航天服后,需要把节点舱的气压不断降低,以 便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱 门时,密闭航天服内气体体积能胀到V2= 2.0 L,温度变为t2=-3 ℃,此时航天服内压 强为p2。为便于舱外活动,航天员把航空服内 的一部分气体缓慢放出。出舱后气压降到 p3=2.1×104 Pa。假设释放气体过程中温度 不变,航天服内剩余气体体积变为V3=3.0 L。 航天服内封闭气体可视为理想气体。下列说 法正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -536- 第十四章 热学 3 A.p2=7.2×104 Pa B.p2=6.3×104 Pa C.航天服需要放出的气体与原来气体的质量 比为1 2 D.航天服需要放出的气体与原来气体的质量 比为1 3 7.(2023·山东泰安一模)气压式升降椅通过汽 缸上下运动来支配椅子升降,其简易结构如图 乙所示,圆柱形汽缸与椅面固定连接,柱状汽 缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与 汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体,设汽缸 气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。设气体 的初始状态为A,某人坐上椅面后,椅子缓慢 下降一段距离达到稳定状态B。然后打开空 调,一段时间后,室内温度降低到设定温度,稳 定后气体状态为C(此过程人的双脚悬空);接 着人缓慢离开座椅,直到椅子重新达到另一个 稳定状态D,室内大气压保持不变,则气体从 状态A 到状态D 的过程中,关于p、V、T 的关 系图正确的是 ( ) A B C D 8.(2024· 九 省 联 考 河 南 卷)房间内温度升高空气 外溢的过程可以抽象为 如图 所 示 的 汽 缸 模 型。 汽缸内活塞可以无摩擦自由滑动,室内温度升 高空气外溢,可视为空气膨胀推动活塞向外滑 动。室内体积为V0,初始温度为T0。室内温 度升高到T 的过程中,活塞向外缓慢移至虚线 位置。室内外气压始终恒定且相等,空气可视 为理想气体。求: (1)汽缸内空气升温膨胀后的总体积V; (2)升温前后室内空气质量之比。 4  9.(2023·山东淄博一模)一根足够长 的试管开口竖直向下,中间用水银 封闭了一定质量的理想气体,如图 所示。现将试管绕定点缓慢向右转 到虚线处,则下列图像中可能正确 的是 ( ) A B C D 10.(2023·江苏如皋中学模拟)如图 所示,两个内壁光滑的导热汽缸 通过一个质量不能忽略的“工”字 形活塞封闭了A、B 两部分理想 气体。下面汽缸的横截面积大于 上面汽缸的横截面积,现使环境温度降低10 ℃, 外界大气压保持不变,下列说法正确的是 ( ) A.活塞下降 B.活塞上升 C.活塞静止不动 D.不能确定 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -537- hh 11.(2023·湖北武汉模拟)某实验小组用图甲所 示装置,研究烧瓶内封闭气体的体积一定时 压强与温度的关系,初始时封闭气体的摄氏 温度为t0,往烧杯内加热水,可以改变封闭气 体的温度t,用Δt(Δt=t-t0)表示封闭气体 升高的摄氏温度,p 表示温度为t时封闭气体 的压强,则图乙中可能正确的图线是 ( ) A.① B.② C.③ D.④ 12.(2023·江苏苏、锡、常、镇四 市联考一模)气体弹簧是车辆 上常用的一种减震装置,其简 化结构如图所示。直立圆柱 形密闭汽缸导热良好,面积 为S 的活塞通过连杆与车轮 轴连接。初始时汽缸内密闭 一段长度为L0,压强为p1 的理想气体。汽缸 与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时相当 于在汽缸顶部增加一个物体 A,稳定时汽缸 下降了0.5L0,气体温度保持不变。 (1)求物体A的重力大小; (2)已知大气压强为p0,为使汽缸升到原位 置,求需向汽缸内充入与汽缸温度相同大气 的体积。 13.(2023·广东深圳调研)“手 掌提杯”实验可反映大气压 的存在。先将热水加入不计 壁厚的玻璃杯中,杯子升温 后将水倒掉,再迅速用手盖 住杯口,待杯中密封气体缓慢冷却至室温,手 掌竖直向上提起,杯子跟着手掌被提起而不 脱落(杯内气体各处温度相等)。 (1)杯口横截面积为S,手掌刚盖上时,杯内气 体温度为T1,冷却后温度为T2,大气压强为 p0,忽略杯内气体体积变化,则能提起的杯子 最大重力G 为多少? (2)若杯口横截面积S=40 cm2,p0=1.00× 105 Pa,冷却后杯内气体温度为17 ℃,杯内气 体体积减为原来的29 30 ,将杯子固定,需要用 F=25 N竖直向上的力才能将手掌和杯子分 开(不计拉开过程中杯内气体体积变化的影 响),则刚封闭时杯内气体温度约为多少摄 氏度? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -538- 参 考 答 案 解析:(1)房间内一 氧 化 碳 分 子 个数 N= m M NA= 84×10-3 28 ×6.02×10 23 个=1.806×1021 个,设分子间平均距 离 为d,由 Nd3=V,得d= 3V N = 3 30 1.806×1021 m= 3 5 301×10 -6 m。 (2)呼吸一次吸入的一氧化碳分子数 n= V0 VN= 300×10-6 30 ×1.806×10 21 个=1.8×1016 个。 课时作业38 固体、液体和气体 1.C 单片雪花会呈现旋转角度为六十 度的旋转 对 称 结 构,体 现 了 雪 花 凝 结 时具有各 向 异 性,是 单 晶 体。雪 花 是 固体颗粒,飞 舞 时 是 宏 观 上 的 机 械 运 动,不能说明分子在做无规则运动。 2.B 水黾未下沉,未排开水,浮力为零, 停在水面而不沉因为液体表面张力的 存在,故A错误;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,故B正确;浸润液体情 况下容器 壁 对 液 体 的 吸 引 力 较 强,附 着层内分子密度较大,分子间距较小, 故液体分 子 间 作 用 力 表 现 为 斥 力,附 着层内液 面 升 高,故 浸 润 液 体 呈 凹 液 面,不浸润液体呈凸液面,故C错误; 玻璃管的 裂 口 在 火 焰 上 烧 熔 后,它 的 尖端会变钝,是表面张力的原因,不是 浸润现象,故D错误。 3.A 沿O1O'1 和O2O'2 两对称轴测长 方体所得阻值相等,根据电阻定律R= ρ l S 可知该物质沿O1O'1 和O2O'2 方 向电阻率 不 同,即 表 现 出 各 向 异 性 的 物理性质,所以为单晶体,故 A正确, B、C、D错误。 4.B 根据理想气体状态方程及曲线均 为反比例 函 数 曲 线 的 一 部 分,可 得 曲 线Ⅰ为等温 变 化,故 可 得a、b 两 点 的 温度相同,A错误;根据理想气体状态 方程,知a 到c为等压变化,即有 Ta Tc = Va Vc = 1 2 ,B正确;根据理想气体状态方 程,知pd pc = Vc Vd = 2 3 ,故pa pd = 3 2 ,同 理 pa pb = Vb Va =3,故 pd pb =2,C、D错误。 5.B 由玻意耳定律p2L2S=C2,p2= p1+ρgh,p1L1S=C1,把玻璃管缓慢 向上提起,L2 增大,p2 减小,p1 减小, L1 增大,B正确,A、C、D错误。 6.BC 由理想气体状态方程得: p1V1 T1 = p2V2 T2 ,T1=t1+273,T2=t2+273,联 立解得:p2=6.3×104 Pa,故 A错误, B正确;设 航 天 服 需 要 放 出 的 质 量 为 m1,原 来 气 体 质 量 为 m2,则 m1 ∝ (p2V2 -p3V3),m2 ∝p2V2,解 得: m1 m2 = 1 2 ,故C正确,D错误。 7.B 从状态 A 到状态B 过程中,气体 等温压缩,体 积 减 小,压 强 增 大,温 度 不变,从B 到C,气 体 等 压 降 温,温 度 降低,体积减小,压强不变,从C 到D 过程中,气 体 等 温 膨 胀,体 积 变 大,压 强减小,且 D 状态的压强恢复为原A 状态的压强。A图中 A、D、O 三点不 在同一条直线上,说明 A 与D 的压强 不同,故A错误;B图中的过程与发生 的过程一一对应,故B正确;C图与D 图中各过程是正确的,但 A 与D 点的 压强不相等,故C、D错误。 8.(1) T T0 V0 (2) T T0 解析:(1)由题知室内外气压始终恒定 且相等,则 由 盖 吕 萨 克 定 律 有V0 T0 = V T ,解得V= T T0 V0。(2)根据气体变化 前后质量相等有ρ0V0=ρV,解得ρ= T0 Tρ0 ,则升温前后室内空气 质 量 之 比 为ρ0V0 ρV0 = T T0 。 9.D 设管内气体的压强为p、体积为V, 水银柱的 长 度 为h,转 过 的 角 度 为θ。 则p=p0-phcos θ,当θ增大时,cos θ 减小,封 闭 气 体 的 压 强 增 大、体 积 减 小、温度不 变。根 据 理 想 气 体 状 态 方 程pV T =C ,可 得V= C p T,压 强 增 大、 V T 图 像 中 斜 率 应 该 减 小,故 A 错 误;根据理想气体状态方程pV T =C ,可 得p= C VT ,气体体积减小,p T 图像 的斜率增大,故B错误;根据理想气体 状态方程pV T =C 可得p= C VT ,温度 不变,压强增大,p 1 V 图 像 中 箭 头 方 向反了,故C错误;p V 图像的等温 线为双曲 线 的 一 支,由 于 封 闭 气 体 的 压强增大,故体积减小,故D正确。 10.A 初态时,对“工”字形活塞整体受 力分析,有pASA+M工 g+p0SB= pBSB+p0SA ,对上面汽缸受力分析, 有pASA=p0SA+M上缸 g,末 态 时, 对“工”字 形 活 塞 整 体 受 力 分 析,有 p'ASA +M工 g+p0SB =p'BSB + p0SA ,对 上 面 汽 缸 受 力 分 析,有 p'ASA=p0SA+M上缸 g,联立方程解 得p'A=pA ,p'B=pB,对A、B 两部分 气体,根 据 理 想 气 体 状 态 方 程 可 得 pAVA T = p'AV'A T' ,pBVB T = p'BV'B T' ,因温 度降低,p'A=pA ,p'B=pB,则V'A< VA 、V'B<VB,则活塞下降,上面汽缸 下降,才能使 A、B 气体体积均变小, 故选A。 11.A 根据一定质量的理想气体状态方 程可 得pV T =C ,在 体 积 不 变 的 情 况 下,p T =C' (C'为常数),T=(273+ t)K=(273+t0+Δt)K,所 以 p T = p 273+t0+Δt =C',则 p=C'(273+ t0+Δt)=C'Δt+C'(273+t0), C'(273+t0)为 大 于 零 的 确 定 值,故 p=C'(273+t0 +Δt)=C'Δt+ C'(273+t0)是p 关 于 Δt 的 带 有 正 截距的一 次 函 数,故 A正 确,B、C、D 错误。 12.(1)p1S (2) p1 p0 L0S 解析:(1)设 稳 定 时 汽 缸 内 气 体 压 强 为p2,根 据 玻 意 耳 定 律 有 p1L0S= p2 1 2L0S ,解得p2=2p1,则物体 A 的重 力 大 小 为 G=(p2-p1)S= p1S。(2)设充入的气体体积为V,则 有p1L0S+p0V=p2L0S,解得V= p1 p0 L0S。 13.(1) T1-T2 T1 p0 S (2)47 ℃ 解析:(1)气体的体积不变,根据查理 定律有 p0 T1 = p2 T2 ,得降温后杯内气 体 压强为p2= T2 T1p0 ,由杯子受力平衡 可知 杯 子 重 力 最 大 值 为 G=(p0- p2)S= T1-T2 T1 p0 S。(2)根 据 手 受 力平衡 可 知 降 温 后 杯 内 气 体 压 强 为 p3=p0- F S =9.375×10 4 Pa,根 据 理想 气 体 状 态 方 程 有 p0V0 T0 = p3V3 T3 , 其中 T3=(273+17) K=290 K, V3= 29 30V0 ,解得 T0=320 K,则t0= 47 ℃。 课时作业39 热力学定律与 能量守恒定律 1.A 当 汽 缸 由 图(a)位 置 缓 慢 转 到 图 (b)位 置 时,在 活 塞 所 受 的 重 力 作 用 下,气体被 压 缩,体 积 减 小,外 界 对 气 体做功;由于汽缸和活塞的导热性 能 良好,则气体的温度不变,气体分子的 平均动能不变,则内能不变,根据热力 学第一定律可知,气体对外放热。 2.C 自热米饭盒爆炸,是盒内气体温度 升高,气体压强急剧增大的结果,故 A 错误;在自热米饭盒爆炸的瞬间,盒内 气体对外 做 功,且 来 不 及 与 外 界 进 行 热量交换,根 据 热 力 学 第 一 定 律 可 知 盒内气体内能减少,温度降低,故B错 误,C正确;自热米饭盒爆炸前,盒内气 体温度升高,气体分子平均速率增大, 表现的是 一 种 统 计 规 律,并 不 代 表 每 一个 气 体 分 子 速 率 都 增 大 了,故 D 错误。 3.BC 物体分子动能与分子运动速率和 分子质量有关,与物体运动速度无关, 物体运动 速 度 增 大,物 体 分 子 动 能 不 一定增大,故A错误;一定质量的理想 气体经历等容放热过程,则Q<0,W= 0,根据ΔU=W+Q 可知ΔU<0,即理 想气体的温度降 低,由p T =C 可 知 气 体的压强减小,故B正确;气体分子单 位时间内与单位面积器壁碰撞的次数 与单位体积内的分子数和分子的平均 速率有关,而 分 子 的 平 均 速 率 与 温 度 有关,因此,气体分子单位时间内碰撞 器壁单位面积上的次数与单位体积内 分子数和温度有关,故C正确;悬浮在 液体中的 微 粒 越 大,某 瞬 间 跟 它 相 撞 的液体分 子 数 越 多,撞 击 作 用 的 平 衡 性就表现 得 越 明 显,布 朗 运 动 越 不 明 显,故D错误。 4.C 以密封空气和充入空气为研究对 象,由“分 态 式”可 得:p1V1+p2V2= pV1,其中p1=p2=1 atm,V1=0.5 L、 V2=0.1 L,代入数据可得:p=1.2 atm, 故A错误;温度不变,则分子平均动能 不变,故B错误;由于p>p0,打开阀 门后密封气体膨胀,对外界做正功,故 C正确;打开阀门后密封气体膨胀,对 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -675-