第二章 气体、固体和液体 真题体验-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

真题体验第二章气体、固体和液体 考点1固体与液体 器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管 1.(2020·江苏高考)（多选）玻璃的出现和使用 与压强传感器相连.活塞上端固定一托盘，托 在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种 盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体 非晶体下列关于玻璃的说法正确的有( 压强p和体积V(等于注射器示数V。与塑料 A.没有固定的熔点 管容积△V之和)，逐次增加砝码质量，采集多 B.天然具有规则的几何形状 组数据并作出拟合曲线如图乙所示. C.沿不同方向的导热性能相同 D.分子在空间上周期性排列 2.(2019·江苏高考)由于水 接计算机 的表面张力，荷叶上的小水 滴总是球形的.在小水滴表 压强传感器 面层中，水分子之间的相互 作用总体上表现为 (填“引力”或 1p×10Pa 220 “斥力”).分子势能E。和分子间距离r的关 系图像如图所示，能总体上反映小水滴表面 200 层中水分子E。的是图中 (填“A” 180 “B”或“C”)的位置 160 考点2气体的状态参量与变化规律 140 3.(2022·江苏高考)自主学习活动中，同学们 120 对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说 法中正确的是 100 ( 50 60 70 80 90 有x10ml 1001 A.体积增大时，氢气分子的密集程度保持 不变 回答以下问题： B.压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 (1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲 C.因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况 线为一条过原点的直线，说明在等温情况 下均可看成理想气体 下，一定质量的气体 D.温度变化时，氢气分子速率分布中各速率 区间的分子数占总分子数的百分比会变化 A.p与V成正比 B.p与成正比 4.(2023·山东高考)利用图甲所示实验装置可 (2)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读 探究等温条件下气体压强与体积的关系将带 出封闭气体压强为 Pa(保留3位 有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射 有效数字)： 第二章学霸035 (3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据 能量，用电高峰时释放能量.“空气充电宝”某 时漏掉了△V,则在计算pV乘积时，他的 个工作过程中，一定质量理想气体的P-T图 计算结果与同组正确记录数据同学的计 像如图所示.该过程对应的P-V图像可能是 算结果之差的绝对值会随p的增大而 ( (填“增大”或“减小”) 考点3气体状态图像 5.(2023·江苏高考)如图所示，密闭容器内一 定质量的理想气体由状态A变化到状态B.该 过程中 A.气体分子的数密度增大 B.气体分子的平均动能增大 考点4理想气体状态方程的应用 C.单位时间内气体分子对单 8.(2023·全国乙卷)如图，竖直放置的封闭玻 位面积器壁的作用力减小 璃管由管径不同、长度均为20cm的A、B两 D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分 段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管 子数减小 在上方管内空气被一段水银柱隔开.水银柱 6.(2023·重庆高考)密封于汽缸 在两管中的长度均为10cm.现将玻璃管倒置 中的理想气体，从状态a依次 使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度 经过ab、bc和cd三个热力学过 改变1cm.求B管在上方时，玻璃管内两部分 程达到状态d.若该气体的体 气体的压强（气体温度保持不变，以cmHg为 积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所 压强单位) 示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图 像正确的是 10 10m 7.(2023·辽宁高考)“空气充电 宝”是一种通过压缩空气实现储 能的装置，可在用电低谷时储存 选择性必修第三册学霸03阳 9.(2022·山东高考)某些鱼类通过调节体内鱼10.(2021·辽宁高考)如图(a)所示，“系留气 鳔的体积实现浮沉.如图所示，鱼鳔结构可简 球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的 化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A 氢气球，作为一种长期留空平台，具有广泛 室壁厚、可认为体积恒定，B室壁薄，体积可 用途.图(b)为某一“系留气球”的简化模型 变：两室内气体视为理想气体，可通过阀门进 图：主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分 行交换.质量为M的鱼静止在水面下H处.B 隔，主气囊内封闭有一定质量的氨气（可视 室内气体体积为V,质量为m:设B室内气体 为理想气体)，副气囊与大气连通.轻弹簧右 压强与鱼体外压强相等，鱼体积的变化与B 端固定，左端与活塞连接.当气球在地面达 室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔 到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处 内气体温度不变.水的密度为ρ，重力加速度 于原长状态.在气球升空过程中，大气压强 为g.大气压强为P。,求： 逐渐减小，弹簧被缓慢压缩.当气球上升至 (1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加 目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气 速度，需从A室充入B室的气体质 体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气 量△m; (2)鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质 体压强差为地面大气压强的。已知地面大 量m: 气压强Po=1.0×10Pa、温度T。=300K,弹 门 簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计. B室 A室 (1)设气球升空过程中氦气温度不变，求目 标高度处的大气压强p. (2)气球在目标高度处驻留期间，设该处大 气压强不变.气球内外温度达到平衡时， 弹簧压缩量为左，右挡板间距离的号求 气球驻留处的大气温度T 主气案 端海设施 右挡板 制气案 左挡板 wi (a） (b) 第二章学带037像可知，从A到B过程，气体压强不变，温度升高，所以体 据得，V,=30cm.(2)根据题意，由理想气体状态方程有 积增大，B到C过程，温度不变，压强减小，所以体积增大 C到D过程压强减小，温度降低，由于压强与温度成正比， pPo,解得V= T。T2 ，则深出气体与剩余气体质量 。 所以体积不变.A.图像中A到B过程压强不变，体积增大， V.-Vo 1 B到C过程压强减小，体积增大，该段图像符合温度不变 之比=V。30 的情况，C到D过程体积不变，压强减小，A正确：B.图像 中A到B过程体积不变，B错误；C.图像中B到C过程体 真题体验第二章 气体、固体和液体 积不变，C错误；D.图像中A到B过程体积不变，所以温度 1.AC2.引力C3.D 降低，D错误故选A 4.(1)B(2)2.04×10(3)增大 7.C解析：设至少需要把气囊完全按压n次，才能有水从出 解析：(1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一 水管流出，设大气压强为。，水桶内气体体积为V。,气囊体 积为V,根据等温变化有Pa(V。+nV,)=P,V%,其中%= 条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，P eh=9m·pg,%=(）x(35-5)em'4320mem, 与成正比故选R(2)若气体被压缩到V=10.0L,则有 1 1 π号）8cm'=72mcm2,P,=Pg(h+0.35m-0.05m+ 了10.0mL=100x103mlL,由图乙可读出封闭气体压 强为p=2.04×103Pa(3)某组同学进行实验时，一同学在 01m)=94m~pg,解得a=号，故至少需要把气装完全按 记录数据时漏掉了△V,则在计算pV乘积时，根据p(V。+ △V)-pV。=pAV,可知他的计算结果与同组正确记录数据 压3次，故C正确 同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而增大， 8.D解析：A.在活塞上涂润滑油不仅仅为了减小摩擦力」 还封闭了气体，A错误：B.移动活塞应缓慢但不能用手握 5.B解析：A根据=C可得P=7,则从A到B为等容 住注射器，避免热传递，B错误：C.活塞移至某位置时，待 线，即从A到B气体体积不变，则气体分子的数密度不 稳定时记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值， 变，A错误：B.从A到B气体的温度升高，则气体分子的平 C错误：D.根据理想气体状态方程兴=C,可得p=C7, 均动能变大，B正确：C从A到B气体的压强变大，气体分 子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积器 十，可知p十图像斜率大的图线对应温度升高了，D正 壁的作用力变大，C错误：D.气体分子的数密度不变，从A 到B气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积 确，故选D. 器壁碰撞的气体分子数变多，D错误故选B. 9.C解析：AB.开始时，封闭铁炉内气体（可视为理想气体） 6.C解析：由V-T图像可知，理想气体ab过程做等压变化， 的温度为室温=27℃，气体的压强为Po玉米粒内外压强 bc过程做等温变化，cd过程做等容变化.根据理想气体状 差为3.5p。才能炸成爆米花，则内部最终压强至少为4,5po, 态方程学=C,可知c过程理想气体的体积增大，则压强 根据查理定律二=二，解得炉内温度至少为1=107℃， 减小.故选C 故AB错误： 7B解析：根据 C T=C可得p=T,从a到6，气体压强不 CD.打开炉盖，当炉内温度变为327℃时，根据_Po 变，温度升高，则体积变大；从b到©，气体压强减小，温度 炉内剩余气体与加热前气体的质量之比为 V_1 降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜 2,故c正 率，c态的体积大于b态体积故选B. 确，D错误 8.pP4=74.36cmHg,Pn=54.36 cmHg解析：设B管在上方时 故选C 上部分气压为P,则此时下方气压为P4,此时有Pu=PB 20cmHg,倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加 10.(1)△L=1.6cm(2)T=253.3K 1cm,A管中水银柱减小1cm,A管的内径是B管的2倍 解析：(1)地面上长玻璃管竖直放置时，空气柱L,和L2的 压强分别为P1=(76+4)cmg=80 cmHg,P2=(76+ 则S4=4S可知B管水银柱增加4cm,空气柱减小4cm; 14)cmHg=90cmHg,在轨运行时，神舟十五号内，空气柱 设此时两管的压强分别为PA、p,所以有p以+23cmHg=PR: L,和L2的压强均为p%=76cmHg由玻意耳定律得 倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有PS,L4= PL,S=PoS,P2L,S=pS,解得L=4cm,=9cm,则水银 pSL对B管有PaSaLg?=pSaL,其中L=10cm+1cm= 柱上表面向管口处移动的距离为△L=(-L)+(-L2)= 11cm,Lg=10cm-4cm=6cm.联立以上各式解得Pa= 1.6cm(2)和地面上的初态相比，下侧气体发生等容变化，有 74.36 cmHg,Pa=54.36 cmHg. 会-号解得T3K 9.(1)Mma (2) m解析：(1)由题知开始时鱼静止 PgH+P。 在H处，设此时角的体积为V。,有Mg=pgV。且此时B室内 a30m2(20 气体体积为V,质量为m,则m=P,V鱼通过增加B室体积 获得大小为a的加速度，则有pg(V。+△V)-Mg=Ma,联立 解析：(1)根据题意，由平衡条件有mg+2pS=2p,S,由玻 意耳定律有poV。=P1V,联立解得V,= 2poS g+2p,S6,代人数 解得需从A室充人B室的气体质量△m=P4△V=M Vpg (2)B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处 选择性必修第三份学霸10 和水面下H,处时，B室内的压强分别为P,=PgH+Pa,P2= 解析：(1)气囊中的温度不变，则发生的是等温变化，设气 PgH,+Po由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变 囊内的气体在目标位置的压强为P1,由玻意耳定律 由题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则 鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼 P,=A·1,5北，解得P=子由目标处的内外压强差 静止在H处时，B室内气体体积为V,质量为m,由于鱼鳔 内气体温度不变，若H1≥H,则在H处时，B室内气体需要 可得P1P= 6Po,解得p= 2P%=5.0x10Pa(2)由胡克定 增加，设吸入的气体体积为△V,根据玻意耳定律有 P1(V4△V)=P2V,则此时B室内气体质量m,=P气(V+△V)= 律F=:可知弹簧的压缩量变为原来的等，则活塞受到 pgH,+Po .若H,<H,则在H处时，B室内气体需要减少，设 PgH+Po 弹簧的压力也变为原来的子，即2=6x号：2 释放的气体体积为△V,根据玻意耳定律有P,(V-△V)= 6P%*15P,设 V,则此时B室内气体质量m,=m(A_刚。 此时气囊内气体的压强为P2,对活塞由压强平衡可得 P P2=p.+p= pgH+po 】30P。-由理想气体状态方程可得T一二其 19 pgH+po 10.(1)5.0x10Pa(2)266K 了5，解得T=133 中%=%+0,5%x4=7 13507。=266K 第三章 热力学定律 第1节功、热和内能的改变 明Q=0,忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子 动能的总和根据热力学第一定律△U=W+Q,可知内能增 第1关（练速度） 加量△U<0,故内能减小，分子平均动能减小，温度降低.所 1.C2.C3.A4.D 以只有A正确. 5.B解析：A.达到热平衡时，钨锅的温度和铁的温度相同， 5.A解析：A.根据热力学第一定律△U=Q+W可知，在汽缸 故A错误：B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量，故 绝热的情况下Q=0,而当缓慢推压活塞，气体被压缩的过 B正确：CD.达到热平衡时，根据能量守恒可知钨锅内能的 程中，外界对气体做功W>0,因此可得△U>0,即缸内气体 减少量等于铁内能的增加量，故CD错误故选B. 的内能增大，故A正确；B.由于隔板右侧为真空，当抽去 第2关（练准确率） 隔板，气体自发扩散，并不对外做功，而汽缸绝热，根据热 6.B7.D8.B9.C 力学第一定律可知W=0,Q=0,由此可知△U=0,即气体自 10.B解析：AB.爆胎前随着气温的升高，车胎体积不变.则 发扩散过程中缸内气体内能不变，故B错误：C.对于一定 压强变大，车胎内气体吸收热量，内能增大，故A错误， 量的理想气体而言，内能不变则温度不变，分子的平均速 B正确：C.爆胎前随着气温的升高，气体分子平均动能变 率不变，气体自发扩散过程中，内能不变，则气体分子的平 大，分子平均速率变大：车胎体积不变，气体分子数密度 均速率不变，故C错误：D.根据热力学第一定律可知，该 不变，气体压强变大，车胎内气体分子在单位时间单位面 气体被压缩过程中，外界对气体做功，汽缸绝热，气体内能 积上碰撞车胎的次数增加，C错误：D,爆胎过程中，车胎 增加，温度升高，因此可知气体分子的平均速率增大，但并 内气体体积变大，气体对外做功，来不及与外界进行热交 不是所有分子的速率都增大，故D错误故选A 换.则内能减小，D错误故选B 6.B解析：BC.被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温 第3关（练思维宽度） 度不变，压强变大，可知气体体积减小，外界对气体做正 11.A解析：第一次打开开关，被压缩的气体“迅速”喷出， 功：由于气体温度不变，气体分子平均动能不变，气体内能 筒内空气体积膨胀对外做功，则简内空气内能减小，即关 不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正 闭开关时筒内空气温度必然低于外界温度，而压强等于 确，C错误：A.分子间斥力只在分子间距离小于分子平衡 外界大气压：“过一段时间”经过热交换，筒内空气的温度 距离时才会明显增加，距离稍大则分子间引力大于斥力， 升高，由于体积未变，所以简内空气压强将增大，即大于 气体分子间距远大于分子平衡距离，瓶内气体分子斥力不 大气压，因此再次打开开关，将会有空气逸出故选A 会增大，故A错误；D.气体分子平均动能不变，气体体积 第2~3节热力学第一定律 能量守恒定律 诚小，则气体分子的数密度变大，则单位时间与瓶壁碰撞 的分子数增多，故D错误故选B. 第1关（练速度） 7.D解析：气体分子运动剧烈程度仅由温度决定，充气过程 1.C 中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，但温度不 2.C解析：AB.一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保 变，所以气体分子运动刚烈程度不变，故A错误；温度是分 持不变，则气体内能不变，故AB错误：CD.根据热力学第 子平均动能的标志，由于温度不变，充气过程中，储气室内 一定律得：△U=W+Q.则Q=△U-W=0-(-0.6)J=0.6J,即 气体分子平均动能不变，故B错误；理想气体内能由温度 气泡内气体从外界吸收了0.6J的热量，故C正确，D错误 和质量决定，气体温度不变，充气过程中，储气室内气体质 3.B解析：由热力学第一定律得△U=W+Q,Q=△U-W= 量增大，气体内能增加，故C错误：喷液过程中，气体膨胀， -1.3×10J-7.0×10J=-2.0×105J,故气体对外放出热 气体对外做功，即W<0,但气体内能不变，即△U=0,根据 量2.0×10J.故选项B正确。 热力学第一定律：△U=Q+W,可知Q>0,则气体一定从外界 4.A解析：密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外 吸收热量，故D正确故选D. 界对气体做负功，因而W<0,缸内气体与外界无热交换说8.B解析：A.在1→2过程，体积不变，压强增大，根据查理 参考答案学露11