第2章 气体、固体和液体（易错55题15大考点）-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019选择性必修第三册

第二章 气体、固体和液体（易错55题15大考点） 训练范围：人教版（2019）： 选择性必修第三册第2章。 一．温度与热平衡及热平衡定律（共2小题） 二．热力学温标和摄氏温标的换算（共4小题） 三．气体压强的计算（共8小题） 四．气体的等温变化与玻意耳定律的应用（共6小题） 五．气体的等容变化与查理定律的应用（共2小题） 六．理想气体及理想气体的状态方程（共10小题） 七．理想气体状态变化的图像问题（共3小题） 八．晶体和非晶体（共3小题） 九．新材料及应用（共2小题） 十．液体的表面张力（共3小题） 十一．浸润和不浸润（共2小题） 十二．毛细现象（共2小题） 十三．饱和汽与饱和汽压的概念及影响因素（共3小题） 十四．空气的湿度相对湿度湿度计（共2小题） 十五．理想气体的实验规律（共3小题） 一．温度与热平衡及热平衡定律（共2小题） 1．下列关于热现象的描述正确的是（　　） A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100% B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的 【答案】C 【解答】解；A、根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%；故A错误 B、做功是通过能量转化的方式改变系统内能，热传递是通过热量转移的方式改变系统内能，实质不同；故B错误 C、达到热平衡的两系统温度相同，故C正确 D、物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动具有统计规律，故D错误 故选：C。 2．下列叙述中正确的是（　　） A．一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大 B．分子间的距离r增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大 C．达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度 D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显 【答案】C 【解答】解：A、温度是分子平均动能的标志，不是由压强决定的，压强大，温度不一定高，故A错误 B、分子力做负功时分子势能变大是正确的，但分子间距离变大时，分子力不一定做负功，例如当分子间距离小于平衡距离时，故B错误 C、达到热平衡的系统，其内部各处分子平均动能相同，温度相同，故C正确 D、悬浮在液体中的布朗颗粒越小，布朗运动越明显，故D错误 故选：C。 二．热力学温标和摄氏温标的换算（共4小题） 3．有关热力学温度的说法中，正确的是（　　） A．热力学温度的零度是273.15℃ B．热力学温标表示的温度数值和摄氏温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C．绝对零度是低温的极限，永远达不到 D．1℃就是1K 【答案】C 【解答】解：A、热力学温度的零度是﹣273.15℃，故A错误； B、摄氏温度与热力学温度的差别为所选的零度的起点不同，单位不同；但每一度的大小和摄氏温度是相同的（ΔT＝Δt），故B错误； C、根据热力学第三定律知，绝对零度是低温的极限，不可达到，只能无限接近，故C正确； D、t＝1℃时，T＝273.15（K）+1℃＝274.15（K），所以1℃对应274.15K，故D错误。 故选：C。 4．关于热量和温度，下列哪些说法是正确的（　　） A．热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度 B．理想气体的内能既与温度有关又与体积有关 C．高温物体的内能多，低温物体的内能少 D．两个质量和比热容都相等的物体，若吸收相等的热量，则温度相等 【答案】A 【解答】解：A、根据热量的物理意义可知，热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能的标志，也是分子平均动能大小的量度，故A正确； B、理想气体的分子势能可以忽略不计，所以一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，故B错误； C、温度是分子平均动能的标志，温度高只是说明分子平均动能大，而物体内能还与物体质量、体积、物态等有关，故C错误； D、根据吸热公式Q＝CmΔt可知两个质量和比热容都相等的物体，若吸收相等的热量，则温度变化相等，但温度不一定相等，故D错误。 故选：A。 5．（多选）伽利略在1593年，制造了世界上第一个温度计﹣﹣空气温度计。如图所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则（　　） A．该温度计的测温物质是槽中的液体 B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体 C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气 D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的 【答案】CD 【解答】解：因不考虑外界大气压的变化，所以细长颈的球形瓶内的气体的压强不变，当温度发生变化时，瓶内的气体将发生热胀冷缩，体积发生变化，细管中的液面将发生变化，从而可反映出温度的变化，制成了温度计。所以测温物质是瓶内的空气，该温度计的原理是利用了测温物质的热胀冷缩的性质，选项AB错误，CD正确。 故选：CD。 6．入冬以来，冷空气频繁来袭，我省气温不断下降，24日更是降到自入冬来的最低，鲁中山区更是低至﹣5℃，如果用热力学温度表示该温度为　268　 K；高温超导材料是各国争相研究的新型导体材料，有着非常广阔的应用前景，目前临界温度比较高的超导体是铋锶钙铜氧超导体，临界温度为110K，用摄氏温度表示为　﹣163　 ℃。 【答案】268；﹣163。 【解答】解：根据摄氏温度和开氏温度的对应关系可知，T＝t+273K，﹣5℃的热力学温度为268K，110K的摄氏温度为﹣163℃。 故答案为：268；﹣163。 三．气体压强的计算（共8小题） 7．如图所示，活塞质量为m，气缸质量为M，通过弹簧吊在空中，气缸内封住一定质量的空气，气缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则（　　） A．气缸内空气的压强等于p0 B．气缸内空气的压强等于p0 C．内外空气对气缸的作用力大小为（M+m）g D．内外空气对活塞的作用力大小为mg 【答案】B 【解答】解：AB、以气缸为研究对象，由平衡条件得： pS+Mg＝p0S， 解得：p＝p0，故A错误，B正确； C、内外空气对气缸的作用力大小：F气缸＝（p0﹣p）S＝Mg，故C错误； D、内外空气对活塞的作用力大小；F活塞＝（p0﹣p）S＝Mg，故D错误。 故选：B。 8．在教室内将两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示。当把该装置放在竖直加速的电梯中，且电梯的加速度a＜g。则（　　） A．若电梯向上加速，则玻璃管内外的液面高度差将变大 B．若电梯向上加速，则玻璃管内外的液面高度差保持不变 C．若电梯向下加速，则玻璃管内外的液面高度差将变大 D．若电梯向下加速，则玻璃管内外的液面高度差保持不变 【答案】C 【解答】解：AB．若电梯向上加速，则加速度方向向上，液体将处于超重状态，液体向下的压力增大，则可知玻璃管内的液面要下降，玻璃管内外的液面高度差将减小，故AB错误； CD．若电梯向下加速，则加速度方向向下，液体将处于失重状态，液体向下的压力减小，则可知玻璃管内的液面要上升，玻璃管内外的液面高度差将变大，故C正确，D错误。 故选：C。 9．如图所示，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为10cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均5cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm，则B管在上方时，玻璃管内上部分气体的压强为（　　）（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位） A．56.4cmHg B．44.2cmHg C．36.4cmHg D．23.2cmHg 【答案】D 【解答】解：根据A管和B管的内径关系得：A管和B管的横截面积之比为：SA：SB＝（）2：12＝2：1 设B管在上方时，玻璃管B管内上部分气体的压强为pB，体积VB＝SB×5cm 则根据题目图示可知：玻璃管A管内下部分气体的压强为pA＝10cmHg+pB，体积VA＝SA×5cm 将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm，则玻璃管A管内上部分气体的压强减小，体积增大，设平衡后压强为pA1，体积VA1＝SA×（5+1）cm＝SA×6cm，根据水银柱体积不变可知，A管内水银柱减少1cm长，变为4cm长，由于SA：SB＝2：1，B管内水银柱增加2cm长，变为7cm长，则玻璃管B管内下部分气体的压强为pB1＝（4+7）cmHg+pA1＝11cmHg+pA1，体积VB1＝SB×（10﹣7）cm＝SB×3cm 对B管内气体应用玻意耳定律得：pBVB＝pB1VB1 对A管内气体应用玻意耳定律得：pAVA＝pA1VA1 代入数据得：pBSB×5cm＝（11cmHg+pA1）SB×3cm （10cmHg+pB）SA×5cm＝pA1SA×6cm 解得：B管在上方时，玻璃管内上部分气体的压强pB＝23.2cmHg 故D正确，ABC错误。 故选：D。 10．（多选）如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高h B．B管内水银面比管外水银面高hcosθ C．B管内水银面比管外水银面低hcosθ D．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高水银柱 【答案】BD 【解答】解：以A管中的水银柱为研究对象，则有：pS+ρghcosθS＝p0S， 故B管内压强为：p＝p0﹣ρghcosθ， 显然p＜p0，且B管内水银面要比槽内水银面高出hcosθ，故AC错误，BD正确。 故选：BD。 11．（多选）如图所示，封有空气的圆柱形气缸挂在测力计上，测力计的示数为F，已知气缸的质量为M，横截面积为S，活塞的质量为m，大气压为P0，缸壁与活塞间的摩擦不计，则缸内气体的压强为（　　） A．P0 B．P0 C．P0 D．P0 【答案】BC 【解答】解：设缸内气体的压强为P。 以活塞为研究对象，分析活塞受力：重力mg、大气压向上的压力P0S和气缸内气体的向下的压力PS，根据平衡条件得：P0S＝PS+mg，则得 P＝P0； 以气缸为研究对象，分析气缸受力：重力Mg、大气压向下的压力P0S和气缸内气体的向上的压力PS，测力计向上的拉力F，根据平衡条件得：P0S+Mg＝PS+F， 则得 P＝P0； 故选：BC。 12．（多选）如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（　　） A．弯管左管内外水银面的高度差为h B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C．若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁下降 D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升 【答案】AD 【解答】解：A、对右管中的水银受力分析知，管中气体压强比大气压强高hcmHg，所以弯管左管内外水银面的高度差为h。故A正确。 B、弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变。故B错误。 C、封闭气体温度和压强不变，体积不变。所以弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升。故C错误。 D、环境温度升高，气体压强不变，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升。故D正确。 故选：AD。 13．如图所示，汽缸固定在平板车上，质量为m的活塞将气体封闭在汽缸内，已知外界大气压强为P0，活塞横截面积为S，不计活塞与汽缸壁的摩擦，当小车和汽缸以相同的加速度a沿水平方向运动时，则汽缸内气体的压强为 　P0　 ． 【答案】P0． 【解答】解：设气体的压强为P， 以活塞为研究对象，对活塞受力分析， 根据牛顿第二定律可得，PS﹣P0s＝ma 解得P＝P0． 故答案为：P0． 14．如图所示，导热性能良好的U形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的5倍，此时左端水银面到管口的距离L＝20cm，比右端水银面高h＝12cm。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为p0＝76cmHg，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求： （1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强p； （2）活塞向下推动的距离d。 【答案】（1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强为128cmHg； （2）活塞向下推动的距离d为10.125cm。 【解答】解：（1）设初始状态右管封闭气体的压强p1，则 p0+ph＝p1 据题有ph＝12cmHg，解得：p1＝88cmHg 推动活塞至两管水银面相平，设左端液面下降Δh，根据左端横截面积为右端的5倍，则右端液面上升5Δh，则有 h﹣Δh＝5Δh 解得：Δh＝2cm 对右管封闭气体，根据玻意耳定律得 p1（L+h）S＝p（L+h﹣5Δh）S 解得：p＝128cmHg （2）对左端封闭气体，根据玻意耳定律得 p（L+Δh﹣d）S′＝p0LS′ 解得：d＝10.125cm 答：（1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强为128cmHg； （2）活塞向下推动的距离d为10.125cm。 四．气体的等温变化与玻意耳定律的应用（共6小题） 15．某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验数据却在p、V图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是（　　） ①两次实验中空气质量不同 ②两次实验中温度不同 ③两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同 ④两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同． A．①② B．②④ C．②③ D．①②④ 【答案】A 【解答】解：根据理想气体状态方程：C可知：PV＝CT； 若PV乘积一定，则P﹣V图是双曲线，且乘积不同，双曲线不同； 故题中可能是温度T不同，也可能是常数C不同，而常数C由质量决定，即也可能是气体质量不同； 故①②正确，③④错误，故A正确，BCD错误； 故选：A。 16．呼吸机在抗击新冠肺炎的战疫中发挥了重要的作用。呼吸机的工作原理可以简述为：吸气时会将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。若吸气前肺内气体的体积为V0，肺内气体压强为p0（大气压强）。吸入一些压强为p0的气体后肺内气体的体积变为V，压强变为p，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　） A．V﹣V0 B． C． D． 【答案】D 【解答】解：设压入的气体体积为V1，气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p0（V0+V1）＝pV， 解得：V1，故D正确，ABC错误。 故选：D。 17．如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：设气闸舱容积为V，第一次抽气相当于气体的体积由V变为V+ΔV，且 抽气过程中温度保持不变，根据玻意耳定律得 p0V＝p1（V+ΔV） 解得 同理可得，第二次抽气后，根据玻意耳定律有 p1V＝p2（V+ΔV） 联立解得 ，故ABC错误，D正确。 故选：D。 18．（多选）2020年初，新冠病毒来袭，我国人民万众一心、英勇抗“疫”，取得阶段性胜利。为确保师生健康，各校都进行了严格的消杀工作，图为某同学设计的消杀喷药装置，内部装有8L药液，上部密封1atm的空气1L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法正确的是（　　） A．充气后，密封气体的压强增大为1.2atm B．充气后，密封气体的分子平均动能不变 C．打开阀门后，密封气体对外界做负功 D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光 【答案】AB 【解答】解：AB．根据题意可知，气体的温度不变，则密封气体的分子平均动能不变，玻意耳定律有p0V1+p0V2＝p1V1，代入数据解得p1＝1.2atm，故AB正确； C．由上述分析可知，打开阀门之前，封闭气体的压强大于外界大气压强，则打开阀门后，气体膨胀，密封气体对外界做正功，故C错误； D．根据题意，由玻意耳定律有pV1＝p2V3，解得，容器的气体压强小于外界气体压强，则不能把药液喷光，故D错误。 故选：AB。 19．一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 （1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）； （2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m＝8.66×10﹣3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：（p﹣p0）（V﹣VB0）＝C，其中为大气压强，为气球无张力时的最大容积，C＝18J为常数。已知该气球自身质量为，外界空气密度为，求气球内气体体积V的大小。 【答案】（1）此时气体的体积V0为； （2）气球内气体体积V的大小为5×10﹣3m3。 【解答】解：（1）理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有： pV＝p0V0 解得： （2）题中p和V满足的关系为：（p﹣p0）（V﹣VB0）＝C 可得：pp0 设气球内的气体质量为m1，密度为ρ。因等温变化时，封闭气体的体积与压强成反比，封闭气体的密度与体积成反比，故封闭气体的密度与压强成正比，则有： 可得：• 气球置于电子天平上，由受力平衡可得： m1g+m0g﹣F浮＝mg F浮＝ρ0gV m1＝ρV 联立可得：m﹣m0 已知：m＝8.66×10﹣3kg，，，C＝18J，，。 代入数据解得：V＝5×10﹣3m3 答：（1）此时气体的体积V0为； （2）气球内气体体积V的大小为5×10﹣3m3。 20．如图所示，横截面积均为S的两导热汽缸A、B中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两汽缸中各有一个质量为m的活塞，汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，汽缸B中气柱长度为L，汽缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为3L。将一个质量为2m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为2L。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气。求： （1）大气压强p0； （2）放上C打开阀门，系统稳定后弹簧的形变量； （3）最后关闭阀门时汽缸A中活塞与底端距离。 【答案】（1）大气压强p0为； （2）放上C打开阀门，系统稳定后弹簧的形变量为； （3）最后关闭阀门时汽缸A中活塞与底端距离为L。 【解答】解：（1）初始时，根据平衡条件可知汽缸A中气体的压强为 放上C至稳定后，汽缸A中气体的压强为 汽缸A中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 p1•3L＝p2•2L 解得： （2）初始时汽缸B中气体的压强等于p0，放上C打开阀门，因为p2＞p0，所以系统稳定后，弹簧将压缩，设弹簧的形变量为x，根据平衡条件有 p0S+kx＝p0S+3mg 解得： （3）最后关闭阀门时汽缸A、B中气体压强均等于p2，设此时汽缸A中活塞与底端距离为h，将汽缸A、B中的气体整体分析，根据玻意耳定律有 p0L+p2•2L＝p2（x+L+h） 解得：h＝L 答：（1）大气压强p0为； （2）放上C打开阀门，系统稳定后弹簧的形变量为； （3）最后关闭阀门时汽缸A中活塞与底端距离为L。 五．气体的等容变化与查理定律的应用（共2小题） 21．在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，4个学生在常温（约20℃）下根据实验数据画出的p图线在图中分别用a、b、c、d表示，则实验中操作符合规范，结果正确的是图线　b　 ；若在实验中用手握住注射器压缩气体，则实验结果为图线　a　 。 【答案】b，a。 【解答】解：实验中操作符合规范，气体发生等温变化，气体遵守玻意耳定律，则pV＝c，p＝c•，由数学知识可知，p图象是过原点的直线，结果正确的是图线是b。 若在实验中用手握住注射器压缩气体，气体的温度升高，由气态方程 c，知pV增大，图象的斜率不断增大，实验结果为图线为a。 故答案为：b，a。 22．高压氧舱是进行高压氧疗的设备，某高压氧舱内气体压强为大气压强的1.5倍，温度为17℃，体积为29m3，密度为1.6kg/m3，热力学温度T与摄氏温度t之间的关系式为T＝（t+273）K。高压氧舱中的气体始终可视为理想气体。（计算结果均保留3位有效数字） （1）仅将高压氧舱内的气体温度升高至27℃，求高压氧舱内的压强为标准大气压强的几倍； （2）保持高压氧舱内的温度为27℃，释放出舱内部分气体，使压强恢复到大气压强的1.5倍，求释放出的气体质量。 【答案】（1）高压氧舱内的压强为标准大气压强的1.55倍； （2）释放出的气体质量为1.35kg。 【解答】解：（1）仅将高压氧舱内的气体温度升高至27℃，可知高压氧舱内气体做等容变化，设标准大气压强为p0，则有 p1＝1.5p0 T1＝（17+273）K＝290K T2＝（27+273）K＝300K 由查理定律可： 可得： 解得： （2）保持高压氧舱内的温度为27℃，以舱内气体为研究对象，气体做等温变化，则有 p3＝p2＝1.03×1.5p0 p4＝p1＝1.5p0 由玻意耳定律得： p3V3＝p4V4 解得： 由气体的密度公式可得，此时气体的密度为 气体体积的变化为 释放出的气体质量为 Δm＝ρΔV＝1.55×0.87kg＝1.35kg 答：（1）高压氧舱内的压强为标准大气压强的1.55倍； （2）释放出的气体质量为1.35kg。 六．理想气体及理想气体的状态方程（共10小题） 23．一定质量的气体从状态a经历如图所示的过程，最后到达状态c，设a、b、c三状态下的密度分别为ρa、ρb、ρc，则（　　） A．ρa＞ρb＞ρc B．ρa＝ρb＝ρc C．ρa＞ρb＝ρc D．ρa＜ρb＝ρc 【答案】C 【解答】解：先考虑从a到b过程，根据玻意耳定律，有：PV＝c，由于压强减小，故体积增加，故密度减小，即ρa＞ρb； 再考虑从b到c过程，根据理想气体状态方程，有：，由于P与T成正比，故V一定，故密度不变，故ρb＝ρc； 故ABD错误，C正确； 故选：C。 24．某小组制作了一个空间站核心舱模型，舱的气密性良好，将舱门关闭，此时舱内气体的温度为27℃、压强为1.0p0（p0为大气压强）。经过一段时间后，环境温度升高，舱内气体的温度变为37℃，压强为p1，此时打开舱门，缓慢放出气体，舱内气体与外界平衡，则（　　） A．气体压强 B．气体压强 C．放出气体的质量是舱内原有气体的 D．放出气体的质量是舱内原有气体的 【答案】D 【解答】解：AB、以核心舱内部气体为研究对象，初态：T0＝300K，p＝1.0p0，V0＝V 末态：T1＝310K，密闭气体压强p1 根据查理定律可得： 解得p1，故AB错误； CD、打开舱门，缓慢放出气体，气体的压强恢复为p的过程为等温过程，则：p1V0＝p（V0+ΔV） 联立可得： 在相同的压强、温度条件下，气体的密度是相同的，则气体的质量跟它的体积成正比，所以放出气体的质量是舱内原有气体的：，故C错误，D正确。 故选：D。 25．汽车轮胎内气体压强过高或过低都将缩短轮胎的使用寿命，夏季轮胎内气体压强过高还容易爆胎。假设某型号轮胎容积是30升，冬天最低气温﹣23℃时胎内压强值为2.6atm，为了确保夏季某天最高气温为37℃时胎内压强不超过2.2atm，当天早晨给轮胎放气，以避免温度最高时胎内压强过高，则放出气体的质量与轮胎内原有气体质量比至少约为（已知37℃时大气压强为1atm）（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：对于轮胎内气体，初态温度、体积、压强分别为 T1＝（t1+273）K＝（﹣23+273）K＝250K，V1＝30L，p1＝2.6atm 对轮胎内气体末态，留在轮胎内的部分气体温度、体积、压强分别为 T2＝（t2+273）K＝（37+273）K＝310K，V2＝30L，p2＝2.2atm 对轮胎内气体末态，在轮胎外的部分温度、压强分别为 T3＝（t3+273）K＝（37+273）K＝310K，p3＝1atm 根据理想气体状态方程得 代入数据解得：V3＝30.72L 对轮胎内剩余气体，在37℃时将它等温变化到压强为p3＝1atm的体积为V4，对这部分气体，由等温变化过程有 p2V2＝p3V4 代入数据解得：V4＝66L 所以放出气体质量与轮胎内原有质量比为 ，故ABD错误，C正确。 故选：C。 26．如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，面积之比为SA：SB＝1：2．两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动。两个气缸都不漏气。初始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0＝300K．A中气体压强pA＝1.5p0，p0是气缸外的大气压强。现对A加热，使其中气体的压强升到pA＝2.0p0，同时保持B中气体的温度不变。则此时A中气体温度（　　） A．400K B．450K C．500K D．600K 【答案】C 【解答】解：开始时，据活塞平衡时，有 pA•SA+pB•SB＝p0（SA+SB） 解得：pB 加热后，据活塞平衡有： pA′•SA+pB′•SB＝p0（SA+SB） 解得：pB′ 由于B中气体初、末态温度相等，设末态体积为，则有：pB′•VB′＝pB•V0 解得：VB′V0．故活塞向右移动，B的体积增加了V0 因为两活塞移动的距离相等，可以得到A的末态体积为：VA′V0 由气态方程有： 解得： 故C正确，ABD错误。 故选：C。 27．如图甲所示，斜面上气缸和活塞内封闭了一定质量的理想气体，一根平行于斜面的轻绳一端连接活塞，另一端固定，系统处于平衡状态。开始气体摄氏温度为t，通过气缸内电热丝缓慢升高气体温度，升温过程封闭气体的V﹣t图像如图乙所示，已知斜面倾角为30°，重力加速度为g，大气压强为P0，气缸和活塞均绝热且不漏气，气缸（含电热丝）质量为M、活塞面积为S、质量为m，所有接触面均光滑。则（　　） A．封闭气体压强恒为 B．在此过程中，封闭气体增加的内能等于吸收热量 C．封闭气体的体积为2V时，其摄氏温度为2t D．剪断轻绳瞬间，气缸的加速度大小为 【答案】A 【解答】解：A．缓慢加热，则气缸处于动态平衡状态，故有 pS+Mgsin30°＝p0S 得 故A正确； B．根据热力学第一定律可知ΔU＝W+Q 体积增大过程W＜0，ΔU＞0， 因此封闭气体增加的内能小于吸收的热量，故B错误； C．根据盖—吕萨克定理可知 温度为热力学温标时成正比，此题为摄氏温标，不成正比，故C错误； D．剪断轻绳瞬间，活塞和气缸位置不变，因此缸内气体压强不变，故气缸的受力不变、合力为零，加速度大小为零。故D错误。 故选：A。 28．（多选）气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可上下移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦力。气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示，升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B。然后打开空调调节室内温度，经过一段时间室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体状态为C。最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D。已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．人的质量可表示为 B．气体在状态A的温度高于状态D的温度 C．气体从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D．气体在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数少 【答案】BC 【解答】解：A、设人的质量为m。升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B，根据ΔpS＝mg，可得，故A错误； B、根据C变形得，图像与原点连线的斜率与温度成正比，所以气体在状态A的温度高于状态D的温度，故B正确； C、气体从状态A到状态D，体积减小，外界对气体做功。温度降低，气体内能减小，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体向外放出的热量，且气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确； D、状态C体积小，温度低，分子平均动能小，但是压强高，根据压强微观解释可知，在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数多，故D错误。 故选：BC。 29．如图所示，两端封闭的均匀半圆（圆心为O）管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞P，将管内气体分成两部分。开始时OP与管道的水平直径的夹角为θ＝45°，此时两部分气体压强均为p0＝1.0×105Pa，温度相同。 （1）若缓慢升高左侧气体的温度，而保持右侧气体温度不变，当活塞缓慢移动到管道最低点（不计摩擦）时，右侧气体的压强为　1.5×105　 Pa。 （2）若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度　1　 倍。 【答案】（1）1.5×105；（2）1。 【解答】解：（1）当活塞缓慢移动到管道最低点时，设右侧气体的体积为2V，则开始OP与管道的水平直径的夹角为θ＝45°时右侧气体的体积为3V， 设右侧气体末状态压强为p，初状态压强p0＝1.0×105Pa，右侧气体温度不变，由玻意耳定律得： p0•3V＝p•2V 代入数据解得：p＝1.5×105Pa （2）活塞位置不动，两侧气体体积不变，两侧气体发生等容变化， 两侧气体初状态压强相等都是p0，活塞静止不动，处于平衡状态，则两侧气体压强相等，设末状态两侧气体压强为p， 初状态两侧气体温度相等，设为T0，设末状态左侧气体温度T左，右侧气体温度为T右，由查理定律得： 对左侧气体： 对右侧气体： 解得：T左＝T右，则右侧气体是左侧气体温度的1倍； 故答案为：（1）1.5×105；（2）1。 30．冬季天气干燥易发火灾，为了保障群众生命安全，小李同学设计了一款家用救生装置，设计原理如图所示，绝热容器充气后，开口一端的轻质活塞距底部l1，活塞密封良好且仅能向下移动，初始时容器内气体压强为p1，温度为T1，容器底部有一阀门，当气体压强达到p2（p2＞2p1且未知）时阀门会自动放气。已知：容器内气体可视为理想气体，其内能与热力学温度的关系为U＝kT（k为常数），重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦和容器质量。 （1）若气体温度升高为2T1，求容器内压强？ （2）为了检验装置安全性，小李同学将质量为m的重物固定在活塞上并从某一高度静止释放，当重物重心下降h时，活塞距底部l2且阀门将要放气，假设重物的机械能全部转换为容器内气体的内能，求此时容器内气体的压强p2？ 【答案】（1）容器内压强为2p1； （2）此时容器内气体的压强p2为。 【解答】解：（1）温度升高，容器内气体发生等容变化，则由查理定律有 解得：p′1＝2p1 （2）质量m的重物安全落地时重心下降h，根据能量守恒得 ΔU＝mgh 结合理想气体内能与温度关系U＝kT有 ΔU＝kΔT 则有kΔT＝mgh，得ΔT 对于容器内气体，根据理想气体状态方程可得 可得： 答：（1）容器内压强为2p1； （2）此时容器内气体的压强p2为。 31．为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下： a.打开阀门K，使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置； b.关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为h1＝19.0cm； c.打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K； d.向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为h2＝20.0cm。 已知容器C和管A的总体积为V0＝1000cm3，大气压强p0＝1.0×105Pa，求被测固体体积V的大小。 【答案】被测固体的体积为50cm3。 【解答】解：设容器B的体积为VB，被测固体的体积为V，大气压强p0＝1.0×105Pa＝76cmHg。 放入被测固体前，对容器中的气体： 初态：p1＝p0，V1＝V0+VB 末态：p2＝p0+19.0cmHg，V2＝V0 容器中的气体做等温变化，根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2 放入被测物体后，对容器中气体： 初态：p3＝p0，V3＝V0+VB﹣V 末态：p4＝p0+20.0cmHg，V4＝V0﹣V 根据玻意耳定律得：p3V3＝p4V4 联立解得：Vcm3＝50cm3 答：被测固体的体积为50cm3。 32．扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0．当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求： （1）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强； （2）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。 【解答】解：（1）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0＝300 K，压强为p0，末状态温度T1＝303 K，压强设为p1，由查理定律得：① 代入数据得：p1p0…② （2）设热杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得： p1S＝p0S+mg…③ 放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T2＝303 K，压强p2＝p0，末状态温度T3＝300 K，压强设为p3，由查理定律得： ④ 设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得： F+p3S＝p0S+mg…⑤ 联立②③④⑤式，代入数据得：Fp0S。 答：（1）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强为p0； （2）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力为p0S。 七．理想气体状态变化的图像问题（共3小题） 33．一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程，其p﹣t图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为﹣273.15℃，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为2Vc＝Vb+Vd，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体的体积不变 B．从b到c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C．c、d两状态的体积之比为2：3 D．从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量 【答案】D 【解答】解：A、根据理想气体状态方程得，可知图像的斜率与气体体积有关，从a到b，图线的斜率增大，则气体的体积减小。故A错误； B、从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，气体分子的平均动能增大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少。故B错误； C、d到a是等容过程，由查理定律有 c到d是等温过程，由玻意耳定律有 pcVc＝pdVd 联立解得：，故C错误； D、由2Vc＝Vb+Vd， 联立解得 bcd过程的p﹣V图如下 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于p﹣V图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然 Wbc＞Wcd b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得 ΔU＝Qbc﹣Wbc＞0 c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得 ΔU′＝Qcd﹣Wcd＝0 联立可得：Qbc＞Qcd，即从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量，故D正确。 故选：D。 34．（多选）一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体（　　） A．状态b的压强大于状态c的压强 B．状态a的压强小于状态b的压强 C．从状态c到状态d，体积减小 D．从状态a到状态c，温度不变 【答案】AB 【解答】解：AB、分别过a、b、c、d四个点作出等压线，如图所示； 等压线的斜率越大，由C知气体的压强越小，可知，pa＜pd＜pc＜pb，故AB正确； C、由图象可知，状态c到状态d，体积增大，故C错误； D、从状态a到状态c，温度升高，故D错误。 故选：AB。 35．某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到体积V随温度t的变化关系图线如图所示。已知图线Ⅰ描述的是压强为p1的等压过程，当温度为t1时体积为V1；图线Ⅱ描述的是体积为V2的等容过程。取0℃为273K，求： （1）封闭气体的温度为t2时气体的压强p2； （2）从0℃到t2的过程中，封闭气体对外界做的功W。 【答案】（1）封闭气体的温度为t2时气体的压强为 （2）从0℃到t2的过程中，封闭气体对外界做的功为 【解答】解：（1）t1到t2状态，根据理想气体状态方程有 解得 （2）设0℃时封闭气体的体积为V0，根据盖﹣吕萨克定律有 封闭气体对外界做的功 W＝p1ΔV＝p1（V2﹣V0） 解得 答：（1）封闭气体的温度为t2时气体的压强为 （2）从0℃到t2的过程中，封闭气体对外界做的功为 八．晶体和非晶体（共3小题） 36．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　） A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有规则的几何外形 B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 C．表面张力是由液体表面层分子间的作用力产生的，轻小的虫子能停留在水面就是因为表面张力与重力平衡的缘故 D．大量气体分子做无规则运动，分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布 【答案】A 【解答】解：A、固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有规则的几何形状。故A正确。 B、液晶同时具有液体和晶体的性质，与单晶体一样具有各向异性。故B错误。 C、轻小的虫子能停留在水面是因为水面的支持力与重力平衡。故C错误。 D、大量气体分子做无规则运动的规律符合统计规律，分子的速率对应分子个数按“中间多，两头少”的规律分布。故D错误。 故选：A。 37．随着科技的发展，国家对物质的研究也越来越深入。关于物质结构和组成，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象只在气体或液体中出现，不能在固体中出现 B．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 C．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D．摔碎的陶瓷片不能拼在一起，是由于分子间的斥力大于引力 【答案】C 【解答】解：A、扩散现象在固体、液体、气体中均能发生，故A错误； B、晶体具有固定的熔点，晶体在熔化过程中，温度保持不变，但是晶体要继续吸收热量，因此晶体的内能要增大，故B错误； C、晶体与非晶体的主要区别是晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故C正确； D、摔碎的陶瓷片不能拼在一切，因为分子间距大，分子力很小，几乎为零的缘故，故D错误。 故选：C。 38．钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，钻石有固定的熔点，属于　晶体　 （填“晶体”或“非晶体”），组成钻石的微粒是按照定的规则排列的，具有空间上的周期性，其物理性质是　各向异性　 （填“各向同性”或“各向异性”）。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积中所含原子个数为　　 。 【答案】晶体；各向异性；。 【解答】解：钻石有固定的熔点，属于晶体，组成钻石的微粒是按照定的规则排列的，具有空间上的周期性，其物理性质是各向异性。 单位体积V＝1m3钻石的质量：m＝ρV＝ρ， 单位体积钻石物质的量：n 单位体积钻石所含原子个数：N＝nNA； 故答案为：晶体；各向异性；。 九．新材料及应用（共2小题） 39．用纳米材料制的涂料喷在船体上能使船所受的阻力减小为原来的一半。如果某一轮船的发动机的牵引力F不变，喷涂纳米材料后轮船加速度比原来增大一倍，则牵引力F与喷涂纳米材料后所受的阻力f的关系是（　　） A．F＝f B． C．F＝2f D．F＝3f 【答案】B 【解答】解：喷涂纳米材料前，由牛顿第二定律，则有F﹣f＝ma 喷涂纳米材料后，则有Fm•2a 联立两式，解得：Ff，故B正确，ACD错误； 故选：B。 40．石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料，2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为1.42Å，它内部碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持稳定的结构。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，电阻率约10﹣6Ω•cm，比铜或银的电阻率更小，为当今发现电阻率最小的材料，石墨烯的应用范围广阔，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等，石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量。通过阅读上述材料，推断下列说法中不正确的是（　　） A．石墨烯的厚度数量级为10﹣10m B．用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加 C．石墨烯和金刚石是同位素 D．用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑 【答案】C 【解答】解：A、石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料，故厚度等于原子的直径，故其数量级为10﹣10m，故A正确； B、根据题意“利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量”可知，用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加，故B正确； C、石墨烯和金刚石是同素异形体，不是同位素，故C错误； D、根据题意“当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持稳定的结构”，用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑，故D正确； 本题选不正确的， 故选：C。 十．液体的表面张力（共3小题） 41．下面是教材中的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大 C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则T2＜T1 D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用 【答案】B 【解答】解：A、每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故A错误； B、理想气体不计分子势能，所以温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大，故B正确； C、由理想气体状态方程可判断，一定质量的理想气体，不同温度下对应的等温线是不同的，且越靠近原点等温线所表示的温度就越低，即T1＜T2，故C错误； D、水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，故D错误。 故选：B。 42．下列现象与液体表面张力无关的是（　　） A．透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水 B．在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形 C．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝 D．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开 【答案】D 【解答】解：A、由于雨水表面存在表面张力，虽然布伞有孔，但不漏水，故与表面张力有关； B、在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，是水滴表面的分子间的距离比内部分子距离大，分子间表现为引力产生，故与表面张力有关； C、把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，是由于液态的玻璃表面的分子间的距离比内部分子距离大，分子间表现为引力产生，故与表面张力有关； D、把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开，是扩散现象，是分子无规则热运动产生的，故与表面张力无关； 本题选与表面张力无关的， 故选：D。 43．如图，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是（　　） A．液体表面层分子间的斥力作用 B．液体表面受重力作用 C．液体表面张力作用 D．棉线圈的张力作用 【答案】C 【解答】解：先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜。如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，这正是由于液体表面张力作用的产生的收缩效果。 故选：C。 十一．浸润和不浸润（共2小题） 44．下列说法正确的是（　　） A．若1kg某种密度为ρ的液体具有的分子个数为n，则分子的体积约为1kg•ρ﹣1n﹣1 B．铁是由许多单晶微粒组成的，实质上是非晶体 C．半杯水和半杯酒精混合之后的总体积小于整个杯子的容积，说明液体分子在做热运动 D．对于不浸润现象，附着层内分子间的作用力表现为斥力 【答案】A 【解答】解：A．估算分子体积时一般认为液体分子之间没有间隙，已知m、ρ，则1 kg该液体的体积为V，分子个数为n，则分子的体积为，故A正确； B．铁是由许多单晶微粒组成的，实质上是多晶体，故B错误； C．半杯水和半杯酒精混合之后的总体积小于整个杯子的容积，说明液体分子间有间隙，故C错误； D．对不浸润现象，附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离，附着层内分子间的作用力表现为引力，附着层有收缩的趋势，故D错误。 故选：A。 45．白居易的《暮江吟》“一道残阳铺水中，半江瑟瑟半江红。可怜九月初三夜，露似真珠月似弓。”其中露似珍珠表现了作用。露珠和小草表现为　不浸润　 （填“浸润和不浸润”）。《早春》中“雪消冰又释，景和风复暄。”描写冰雪消融的自然景观，冰雪融化时分子平均动能 　不变　 （填“减小、不变、增大”），分子势能 　增大　 （填“减小、不变、增大”），冰 　有　 （填“有、没有、有时有”）固定的熔沸点。 【答案】不浸润；不变；增大；有。 【解答】解：液体不会润湿露珠和小草表现为不浸润； 冰雪属于晶体，晶体在熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，晶体熔化过程中温度保持不变，分子平均动能不变， 冰有固定的熔沸点。 故答案为：不浸润；不变；增大；有。 十二．毛细现象（共2小题） 46．（多选）下列关于浸润（不浸润）现象与毛细现象的说法正确的是（　　） A．水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡 B．浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象 C．浸润液体都能发生毛细现象，不浸润液体都不能发生毛细现象 D．浸润液体和不浸润液体在细管中都上升 【答案】AB 【解答】解：A、浸润与否与液体和固体的性质有关，水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡，故A正确； BC、浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象，故B正确，C错误； D、浸润液体在细管内上升，不浸润液体在细管内下降，故D错误。 故选：AB。 47．某同学将一个直玻璃细管竖直插入水中，发现管中水面上升的高度h较大，如图甲所示。于是他用同样的玻璃细管做成一个弯管，将长臂端插入水中，使弯管顶部到水面的高度h'＜h，如图乙所示。他认为将有水不断地从短臂管口流出。你认为正确吗？为什么？ 【答案】错误，理由见解析。 【解答】解：不对，因为水滴从弯管管口处落下之前，弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出。 答：错误，理由见解析。 十三．饱和汽与饱和汽压的概念及影响因素（共3小题） 48．关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是（　　） A．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽的压强一定会减小 B．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大 C．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大 D．相同温度下，各种液体的饱和汽压都相同 【答案】B 【解答】解：A、在一定温度下，饱和蒸气的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，与体积无关；故密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，稳定后蒸汽的压强不变；故A错误； B、对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，故B正确； C、温度不变时，饱和汽压不变，与饱和汽体积无关，故C错误； D、饱和汽压与液体的种类和温度有关；相同温度下，各种液体的饱和汽压不同；故D错误； 故选：B。 49．（多选）如图所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，缓慢上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则（　　） A．液面上方的水蒸气一直处于饱和状态 B．液面上方水蒸气的质量增加密度减小 C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小 D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变 【答案】AD 【解答】解：在一定的温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的。活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定。当活塞缓慢上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态。在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变。故AD正确，BC错误。 故选：AD。 50．（多选）下列说法正确的是（　　） A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出 B．萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能 C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象 D．液体内部分子的势能比液体表面层分子的势能大 【答案】BC 【解答】解：A、液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中；从宏观上看，液体不再蒸发，故A错误； B、液态萘凝固成80℃的固态萘的过程中放出热量，温度不变。温度不变则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，故B正确； C、车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象，故C正确； D、液体表面层分子较为稀疏，分子间距离大于平衡时的距离r0，表现为引力，分子间距离由平衡时的r0到大于r0变得稀疏的过程中，分子间作用力做负功，分子势能增大，故液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大，故D错误； 故选：BC。 十四．空气的湿度相对湿度湿度计（共2小题） 51．（多选）下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是由外界作用引起的，如风的对流 B．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，液晶具有各向异性 C．在一定温度下，空气中水蒸气的压强越大，相对湿度越大 D．毛细现象的产生是因为浸润的液体附着层稀疏，表现为引力，使其具有收缩的趋势，使液面呈凹状 【答案】BC 【解答】解：A、扩散现象是分子的热运动引起的。故A错误； B、单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性，多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性，液晶是一种介于固态和液态的中间态，具有各向异性。故B正确； C、在一定温度下，饱和汽压一定，空气中水蒸气的压强越大，相对湿度越大。故C正确； D、浸润和不浸润都可以引起毛细现象。故D错误。 故选：BC。 52．（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增大 D．饱和饱和汽压和相对湿度都与体积无关 【答案】BCD 【解答】解：A、饱和汽压与温度和液体种类有关，温度相同的不同饱和汽的饱和汽压不同，故A错误； B、同种液体，温度升高时，饱和汽压增大，故B正确； C、冬天温度低，饱和汽的气压低，故在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度增大，故C正确； D、饱和汽压和相对湿度都与体积无关，故D正确； 本题选错误的，故选：BCD。 十五．理想气体的实验规律（共3小题） 53．某同学用如图1所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是 　AB　 。 A．要尽可能保持环境温度不变 B．实验过程中应缓慢地推动活塞 C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 （2）分别在环境温度为T1、T2（T1＜T2）时完成上述探究活动。图2各图能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是 　BD　 。 （3）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV越来越小，原因可能是 　漏气　 。 （4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像可能是图3中的 　A　 。（选填“A”、“B”或“C”） （5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此求出大米的密度比真实值 　偏小　 。（选填“偏大”、“偏小”或“相等”） 【答案】（1）AB；（2）BD；（4）漏气；（5）A 偏小。 【解答】解：（1）A、保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，环境温度不变，故A正确； B、实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故B正确； C、实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误； D、在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是不漏气，不能保证温度不变，故选项D错误。 故选：AB。 （2）AB、对于一定质量的理想气体，当温度一定pV为定值，且温度越高，pV越大，故A错误、B正确； CD、对于一定质量的理想气体，当温度一定p与成正比，斜率即PV的乘积，故斜率越大温度越高，故C错误、D正确。 故选：BD。 （3）由克拉伯龙方程有：pV＝nRT，当温度不变时，即pV变小，n变小，气体漏气造成的。 （4）设大米的体积为V0，由理想气体方程得：k 或者变形后有：V，故BC错误，A正确。 故选：A。 （5）因为软管的存在，故V0偏大，由密度公式有：，所以密度偏小。 故答案为：（1）AB；（2）BD；（4）漏气；（5）A 偏小。 54．如图为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图。 （1）图中，实验器材A是 　压强传感器　 。 （2）一同学在两次实验中测得不同的（p、V）数据，发现p和V的乘积明显不同。若此同学的实验操作均正确，则造成此结果的可能原因是：　环境的温度不同　 ； 　注射器内气体的质量不同　 。 （3）为了保持注射器内气体的温度不变，实验中采取的主要措施有：避免用手握住注射器封闭有气体的部分； 　推拉活塞要缓慢　 。 （4）大气压强为p0，注射器内气体的初始体积为10cm3．实验过程中，注射器内气体体积在4cm3至20cm3的范围内变化，注射器内部与外界压强差的最大值为 　1.5　 p0。 【解答】解：（1）本实验需要测量气体的体积和压强，体积由注射器的刻度直接读出，而实验器材A是压强传感器，可测出压强。 （2）根据理想气体状态方程知，p和V的乘积明显不同，可能是由于环境温度不同，导致气体的温度T不同造成的，也可能是由于注射器内气体的质量不同造成的。 （3）为了保持注射器内气体的温度不变，推拉活塞要缓慢。 （4）以注射器内气体为研究对象： 初始时：p1＝p0，V1＝10cm3； 体积最小时：p2＝？V2＝4cm3； 体积最大时：p3＝？V3＝20cm3； 根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2＝p3V3， 则得：p22.5p0；p30.5p0。 所以注射器内部与外界压强差的最大值为Δp＝p2﹣p0＝1.5p0 故答案为： （1）压强传感器； （2）环境的温度不同，注射器内气体的质量不同； （3）推拉活塞要缓慢； （4）1.5。 55．如图所示，导热良好的薄壁气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S＝1.0×10﹣2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．外界大气压强p0＝1.0×105Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10﹣3m3． （1）当环境温度缓慢升高到87℃时，气缸移动了多少距离？ （2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？ 【解答】解：（1）当环境温度缓慢升高到87℃时，气体作等压变化，根据盖﹣吕萨克定律得： 解得：V2V12.0×10﹣3m3＝2.4×10﹣3m3 气缸移动的距离为：Δlm＝4×10﹣2m （2）从开始状态到最后状态，气体等容变化 解得：P3pa＝1.2×105pa 活塞受力平衡，有P3S＝P0S+F 故F＝（P3﹣P0 ）S＝2×104×10﹣2N＝200N 答：（1）当环境温度缓慢升高到87℃时，气缸移动了4×10﹣2m．（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力200N。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 气体、固体和液体（易错55题15大考点） 训练范围：人教版（2019）： 选择性必修第三册第2章。 一．温度与热平衡及热平衡定律（共2小题） 二．热力学温标和摄氏温标的换算（共4小题） 三．气体压强的计算（共8小题） 四．气体的等温变化与玻意耳定律的应用（共6小题） 五．气体的等容变化与查理定律的应用（共2小题） 六．理想气体及理想气体的状态方程（共10小题） 七．理想气体状态变化的图像问题（共3小题） 八．晶体和非晶体（共3小题） 九．新材料及应用（共2小题） 十．液体的表面张力（共3小题） 十一．浸润和不浸润（共2小题） 十二．毛细现象（共2小题） 十三．饱和汽与饱和汽压的概念及影响因素（共3小题） 十四．空气的湿度相对湿度湿度计（共2小题） 十五．理想气体的实验规律（共3小题） 一．温度与热平衡及热平衡定律（共2小题） 1．下列关于热现象的描述正确的是（　　） A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100% B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的 2．下列叙述中正确的是（　　） A．一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大 B．分子间的距离r增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大 C．达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度 D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显 二．热力学温标和摄氏温标的换算（共4小题） 3．有关热力学温度的说法中，正确的是（　　） A．热力学温度的零度是273.15℃ B．热力学温标表示的温度数值和摄氏温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C．绝对零度是低温的极限，永远达不到 D．1℃就是1K 4．关于热量和温度，下列哪些说法是正确的（　　） A．热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度 B．理想气体的内能既与温度有关又与体积有关 C．高温物体的内能多，低温物体的内能少 D．两个质量和比热容都相等的物体，若吸收相等的热量，则温度相等 5．（多选）伽利略在1593年，制造了世界上第一个温度计﹣﹣空气温度计。如图所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则（　　） A．该温度计的测温物质是槽中的液体 B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体 C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气 D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的 6．入冬以来，冷空气频繁来袭，我省气温不断下降，24日更是降到自入冬来的最低，鲁中山区更是低至﹣5℃，如果用热力学温度表示该温度为　 K；高温超导材料是各国争相研究的新型导体材料，有着非常广阔的应用前景，目前临界温度比较高的超导体是铋锶钙铜氧超导体，临界温度为110K，用摄氏温度表示为　 　 ℃。 三．气体压强的计算（共8小题） 7．如图所示，活塞质量为m，气缸质量为M，通过弹簧吊在空中，气缸内封住一定质量的空气，气缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则（　　） A．气缸内空气的压强等于p0 B．气缸内空气的压强等于p0 C．内外空气对气缸的作用力大小为（M+m）g D．内外空气对活塞的作用力大小为mg 8．在教室内将两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示。当把该装置放在竖直加速的电梯中，且电梯的加速度a＜g。则（　　） A．若电梯向上加速，则玻璃管内外的液面高度差将变大 B．若电梯向上加速，则玻璃管内外的液面高度差保持不变 C．若电梯向下加速，则玻璃管内外的液面高度差将变大 D．若电梯向下加速，则玻璃管内外的液面高度差保持不变 9．如图所示，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为10cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均5cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm，则B管在上方时，玻璃管内上部分气体的压强为（　　）（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位） A．56.4cmHg B．44.2cmHg C．36.4cmHg D．23.2cmHg 10．（多选）如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高h B．B管内水银面比管外水银面高hcosθ C．B管内水银面比管外水银面低hcosθ D．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高水银柱 11．（多选）如图所示，封有空气的圆柱形气缸挂在测力计上，测力计的示数为F，已知气缸的质量为M，横截面积为S，活塞的质量为m，大气压为P0，缸壁与活塞间的摩擦不计，则缸内气体的压强为（　　） A．P0 B．P0 C．P0 D．P0 12．（多选）如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（　　） A．弯管左管内外水银面的高度差为h B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C．若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁下降 D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升 13．如图所示，汽缸固定在平板车上，质量为m的活塞将气体封闭在汽缸内，已知外界大气压强为P0，活塞横截面积为S，不计活塞与汽缸壁的摩擦，当小车和汽缸以相同的加速度a沿水平方向运动时，则汽缸内气体的压强为 　 ． 14．如图所示，导热性能良好的U形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的5倍，此时左端水银面到管口的距离L＝20cm，比右端水银面高h＝12cm。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为p0＝76cmHg，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求： （1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强p； （2）活塞向下推动的距离d。 四．气体的等温变化与玻意耳定律的应用（共6小题） 15．某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验数据却在p、V图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是（　　） ①两次实验中空气质量不同 ②两次实验中温度不同 ③两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同 ④两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同． A．①② B．②④ C．②③ D．①②④ 16．呼吸机在抗击新冠肺炎的战疫中发挥了重要的作用。呼吸机的工作原理可以简述为：吸气时会将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。若吸气前肺内气体的体积为V0，肺内气体压强为p0（大气压强）。吸入一些压强为p0的气体后肺内气体的体积变为V，压强变为p，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　） A．V﹣V0 B． C． D． 17．如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 18．（多选）2020年初，新冠病毒来袭，我国人民万众一心、英勇抗“疫”，取得阶段性胜利。为确保师生健康，各校都进行了严格的消杀工作，图为某同学设计的消杀喷药装置，内部装有8L药液，上部密封1atm的空气1L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法正确的是（　　） A．充气后，密封气体的压强增大为1.2atm B．充气后，密封气体的分子平均动能不变 C．打开阀门后，密封气体对外界做负功 D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光 19．一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 （1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）； （2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m＝8.66×10﹣3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：（p﹣p0）（V﹣VB0）＝C，其中为大气压强，为气球无张力时的最大容积，C＝18J为常数。已知该气球自身质量为，外界空气密度为，求气球内气体体积V的大小。 20．如图所示，横截面积均为S的两导热汽缸A、B中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两汽缸中各有一个质量为m的活塞，汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，汽缸B中气柱长度为L，汽缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为3L。将一个质量为2m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为2L。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气。求： （1）大气压强p0； （2）放上C打开阀门，系统稳定后弹簧的形变量； （3）最后关闭阀门时汽缸A中活塞与底端距离。 五．气体的等容变化与查理定律的应用（共2小题） 21．在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，4个学生在常温（约20℃）下根据实验数据画出的p图线在图中分别用a、b、c、d表示，则实验中操作符合规范，结果正确的是图线　 　 ；若在实验中用手握住注射器压缩气体，则实验结果为图线　 　 。 22．高压氧舱是进行高压氧疗的设备，某高压氧舱内气体压强为大气压强的1.5倍，温度为17℃，体积为29m3，密度为1.6kg/m3，热力学温度T与摄氏温度t之间的关系式为T＝（t+273）K。高压氧舱中的气体始终可视为理想气体。（计算结果均保留3位有效数字） （1）仅将高压氧舱内的气体温度升高至27℃，求高压氧舱内的压强为标准大气压强的几倍； （2）保持高压氧舱内的温度为27℃，释放出舱内部分气体，使压强恢复到大气压强的1.5倍，求释放出的气体质量。 六．理想气体及理想气体的状态方程（共10小题） 23．一定质量的气体从状态a经历如图所示的过程，最后到达状态c，设a、b、c三状态下的密度分别为ρa、ρb、ρc，则（　　） A．ρa＞ρb＞ρc B．ρa＝ρb＝ρc C．ρa＞ρb＝ρc D．ρa＜ρb＝ρc 24．某小组制作了一个空间站核心舱模型，舱的气密性良好，将舱门关闭，此时舱内气体的温度为27℃、压强为1.0p0（p0为大气压强）。经过一段时间后，环境温度升高，舱内气体的温度变为37℃，压强为p1，此时打开舱门，缓慢放出气体，舱内气体与外界平衡，则（　　） A．气体压强 B．气体压强 C．放出气体的质量是舱内原有气体的 D．放出气体的质量是舱内原有气体的 25．汽车轮胎内气体压强过高或过低都将缩短轮胎的使用寿命，夏季轮胎内气体压强过高还容易爆胎。假设某型号轮胎容积是30升，冬天最低气温﹣23℃时胎内压强值为2.6atm，为了确保夏季某天最高气温为37℃时胎内压强不超过2.2atm，当天早晨给轮胎放气，以避免温度最高时胎内压强过高，则放出气体的质量与轮胎内原有气体质量比至少约为（已知37℃时大气压强为1atm）（　　） A． B． C． D． 26．如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，面积之比为SA：SB＝1：2．两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动。两个气缸都不漏气。初始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0＝300K．A中气体压强pA＝1.5p0，p0是气缸外的大气压强。现对A加热，使其中气体的压强升到pA＝2.0p0，同时保持B中气体的温度不变。则此时A中气体温度（　　） A．400K B．450K C．500K D．600K 27．如图甲所示，斜面上气缸和活塞内封闭了一定质量的理想气体，一根平行于斜面的轻绳一端连接活塞，另一端固定，系统处于平衡状态。开始气体摄氏温度为t，通过气缸内电热丝缓慢升高气体温度，升温过程封闭气体的V﹣t图像如图乙所示，已知斜面倾角为30°，重力加速度为g，大气压强为P0，气缸和活塞均绝热且不漏气，气缸（含电热丝）质量为M、活塞面积为S、质量为m，所有接触面均光滑。则（　　） A．封闭气体压强恒为 B．在此过程中，封闭气体增加的内能等于吸收热量 C．封闭气体的体积为2V时，其摄氏温度为2t D．剪断轻绳瞬间，气缸的加速度大小为 28．（多选）气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可上下移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦力。气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示，升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B。然后打开空调调节室内温度，经过一段时间室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体状态为C。最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D。已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．人的质量可表示为 B．气体在状态A的温度高于状态D的温度 C．气体从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D．气体在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数少 29．如图所示，两端封闭的均匀半圆（圆心为O）管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞P，将管内气体分成两部分。开始时OP与管道的水平直径的夹角为θ＝45°，此时两部分气体压强均为p0＝1.0×105Pa，温度相同。 （1）若缓慢升高左侧气体的温度，而保持右侧气体温度不变，当活塞缓慢移动到管道最低点（不计摩擦）时，右侧气体的压强为　 　 Pa。 （2）若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度　 　 倍。 30．冬季天气干燥易发火灾，为了保障群众生命安全，小李同学设计了一款家用救生装置，设计原理如图所示，绝热容器充气后，开口一端的轻质活塞距底部l1，活塞密封良好且仅能向下移动，初始时容器内气体压强为p1，温度为T1，容器底部有一阀门，当气体压强达到p2（p2＞2p1且未知）时阀门会自动放气。已知：容器内气体可视为理想气体，其内能与热力学温度的关系为U＝kT（k为常数），重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦和容器质量。 （1）若气体温度升高为2T1，求容器内压强？ （2）为了检验装置安全性，小李同学将质量为m的重物固定在活塞上并从某一高度静止释放，当重物重心下降h时，活塞距底部l2且阀门将要放气，假设重物的机械能全部转换为容器内气体的内能，求此时容器内气体的压强p2？ 31．为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下： a.打开阀门K，使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置； b.关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为h1＝19.0cm； c.打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K； d.向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为h2＝20.0cm。 已知容器C和管A的总体积为V0＝1000cm3，大气压强p0＝1.0×105Pa，求被测固体体积V的大小。 32．扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0．当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求： （1）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强； （2）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。 七．理想气体状态变化的图像问题（共3小题） 33．一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程，其p﹣t图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为﹣273.15℃，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为2Vc＝Vb+Vd，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体的体积不变 B．从b到c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C．c、d两状态的体积之比为2：3 D．从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量 34．（多选）一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体（　　） A．状态b的压强大于状态c的压强 B．状态a的压强小于状态b的压强 C．从状态c到状态d，体积减小 D．从状态a到状态c，温度不变 35．某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到体积V随温度t的变化关系图线如图所示。已知图线Ⅰ描述的是压强为p1的等压过程，当温度为t1时体积为V1；图线Ⅱ描述的是体积为V2的等容过程。取0℃为273K，求： （1）封闭气体的温度为t2时气体的压强p2； （2）从0℃到t2的过程中，封闭气体对外界做的功W。 八．晶体和非晶体（共3小题） 36．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　） A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有规则的几何外形 B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 C．表面张力是由液体表面层分子间的作用力产生的，轻小的虫子能停留在水面就是因为表面张力与重力平衡的缘故 D．大量气体分子做无规则运动，分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布 37．随着科技的发展，国家对物质的研究也越来越深入。关于物质结构和组成，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象只在气体或液体中出现，不能在固体中出现 B．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 C．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D．摔碎的陶瓷片不能拼在一起，是由于分子间的斥力大于引力 38．钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，钻石有固定的熔点，属于　 　 （填“晶体”或“非晶体”），组成钻石的微粒是按照定的规则排列的，具有空间上的周期性，其物理性质是　 　 （填“各向同性”或“各向异性”）。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积中所含原子个数为 　 。 九．新材料及应用（共2小题） 39．用纳米材料制的涂料喷在船体上能使船所受的阻力减小为原来的一半。如果某一轮船的发动机的牵引力F不变，喷涂纳米材料后轮船加速度比原来增大一倍，则牵引力F与喷涂纳米材料后所受的阻力f的关系是（　　） A．F＝f B． C．F＝2f D．F＝3f 40．石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料，2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为1.42Å，它内部碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持稳定的结构。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，电阻率约10﹣6Ω•cm，比铜或银的电阻率更小，为当今发现电阻率最小的材料，石墨烯的应用范围广阔，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等，石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量。通过阅读上述材料，推断下列说法中不正确的是（　　） A．石墨烯的厚度数量级为10﹣10m B．用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加 C．石墨烯和金刚石是同位素 D．用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑 十．液体的表面张力（共3小题） 41．下面是教材中的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大 C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则T2＜T1 D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用 42．下列现象与液体表面张力无关的是（　　） A．透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水 B．在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形 C．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝 D．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开 43．如图，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是（　　） A．液体表面层分子间的斥力作用 B．液体表面受重力作用 C．液体表面张力作用 D．棉线圈的张力作用 十一．浸润和不浸润（共2小题） 44．下列说法正确的是（　　） A．若1kg某种密度为ρ的液体具有的分子个数为n，则分子的体积约为1kg•ρ﹣1n﹣1 B．铁是由许多单晶微粒组成的，实质上是非晶体 C．半杯水和半杯酒精混合之后的总体积小于整个杯子的容积，说明液体分子在做热运动 D．对于不浸润现象，附着层内分子间的作用力表现为斥力 45．白居易的《暮江吟》“一道残阳铺水中，半江瑟瑟半江红。可怜九月初三夜，露似真珠月似弓。”其中露似珍珠表现了作用。露珠和小草表现为　 　 （填“浸润和不浸润”）。《早春》中“雪消冰又释，景和风复暄。”描写冰雪消融的自然景观，冰雪融化时分子平均动能 　 （填“减小、不变、增大”），分子势能 　 　 （填“减小、不变、增大”），冰 　 　 （填“有、没有、有时有”）固定的熔沸点。 十二．毛细现象（共2小题） 46．（多选）下列关于浸润（不浸润）现象与毛细现象的说法正确的是（　　） A．水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡 B．浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象 C．浸润液体都能发生毛细现象，不浸润液体都不能发生毛细现象 D．浸润液体和不浸润液体在细管中都上升 47．某同学将一个直玻璃细管竖直插入水中，发现管中水面上升的高度h较大，如图甲所示。于是他用同样的玻璃细管做成一个弯管，将长臂端插入水中，使弯管顶部到水面的高度h'＜h，如图乙所示。他认为将有水不断地从短臂管口流出。你认为正确吗？为什么？ 十三．饱和汽与饱和汽压的概念及影响因素（共3小题） 48．关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是（　　） A．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽的压强一定会减小 B．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大 C．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大 D．相同温度下，各种液体的饱和汽压都相同 49．（多选）如图所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，缓慢上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则（　　） A．液面上方的水蒸气一直处于饱和状态 B．液面上方水蒸气的质量增加密度减小 C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小 D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变 50．（多选）下列说法正确的是（　　） A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出 B．萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能 C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象 D．液体内部分子的势能比液体表面层分子的势能大 十四．空气的湿度相对湿度湿度计（共2小题） 51．（多选）下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是由外界作用引起的，如风的对流 B．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，液晶具有各向异性 C．在一定温度下，空气中水蒸气的压强越大，相对湿度越大 D．毛细现象的产生是因为浸润的液体附着层稀疏，表现为引力，使其具有收缩的趋势，使液面呈凹状 52．（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增大 D．饱和饱和汽压和相对湿度都与体积无关 十五．理想气体的实验规律（共3小题） 53．某同学用如图1所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是 　 　 。 A．要尽可能保持环境温度不变 B．实验过程中应缓慢地推动活塞 C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 （2）分别在环境温度为T1、T2（T1＜T2）时完成上述探究活动。图2各图能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是 　 　 。 （3）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV越来越小，原因可能是 　 。 （4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像可能是图3中的 　 　 。（选填“A”、“B”或“C”） （5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此求出大米的密度比真实值 　 　 。（选填“偏大”、“偏小”或“相等”） 54．如图为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图。 （1）图中，实验器材A是 　 　 。 （2）一同学在两次实验中测得不同的（p、V）数据，发现p和V的乘积明显不同。若此同学的实验操作均正确，则造成此结果的可能原因是：　 　 ； 　 　 。 （3）为了保持注射器内气体的温度不变，实验中采取的主要措施有：避免用手握住注射器封闭有气体的部分； 　 　 。 （4）大气压强为p0，注射器内气体的初始体积为10cm3．实验过程中，注射器内气体体积在4cm3至20cm3的范围内变化，注射器内部与外界压强差的最大值为 　 　 p0。 55．如图所示，导热良好的薄壁气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S＝1.0×10﹣2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．外界大气压强p0＝1.0×105Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10﹣3m3． （1）当环境温度缓慢升高到87℃时，气缸移动了多少距离？ （2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$