假期作业9 固体、液体和气体-【快乐假期】2025年高二物理暑假大作业

(２)建立水分子的球体模型有 Vmol NA ＝１６πd ３,可得水分子 直径:d＝ ３ ６Vmol πNA ＝ ３ ６×１．８×１０－５ ３．１４×６．０×１０２３ m≈４×１０－１０m． 答案:(１)３×１０２５个　(２)４×１０－１０m 高考在线 １．ACD　[同一物质的饱和气压与温度有关,温度越大,饱 和气压越大,a中水的温度最低,则a中水的饱和气压最 小,故 A正确;同理,a中水的温度小于b中水的温度,则 a中水的饱和气压小于 b中水的饱和气压,故 B错误;c 中水的温度等于d中水的温度,则c、d中水的饱和气压相 等,故C正确;设大气压强为p０,试管内外水面的高度差 为Δh,则a、b中试管内气体的压强均为p＝p０＋ρ水gΔh, 故 D正确; d中试管内气体的压强为pd＝p０－ρ水gΔh, d中试管内气体的压强为pc＝p０＋ρ水gΔh, 可知pd＜pc,故E错误．] ２．解析:对活塞分析有p＝mgS , 因为 A中细沙的质量大于B中细沙的质量,故稳定后有 pA＞pB;所以在达到平衡过程中外界对气体做功有 WA＞WB 则根据 ΔU＝W＋Q 因为汽缸和活塞都是绝热 的,故有 ΔUA＞ΔUB, 即重新平衡后A汽缸内的汽体内能大于B汽缸内的气体内 能;由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子 数百分比较大,即曲线②的温度较高,所以由前面分析可知 B汽缸温度较低,故曲线①表示汽缸B中气体分子的速率 分布． 答案:大于　① 假期作业９ 情境辨析 (１)√　(２)√　(３)√　(４)×　(５)√　(６)× 技能提升 素能提升 １．ACD　[水黾可以停在水面上是液体表面张力的作用,小 木船漂浮在水面上是因为浮力,二者最直观的区别是物 体有没有一部分陷进水里面;表面张力使液体表面有收 缩的趋势,所以荷叶上的小水珠呈球形,水面稍高出杯口 也不会流下来,故 A、C、D正确,B错误．] ２．AD　[晶体才有固定的熔点,A 正确:熔化的蜂蜡呈椭圆 形,说明云母片导热具有各向异性的特点,故此现象说明 云母片是晶体,B错误．晶体具有各向异性的原因是物质 微粒在空间的排列是规则的,而在不同方向上单位长度 内的物质微粒数目不同,引起不同方向上性质不同,故 C 错误．石墨的物质微粒在空间上是层状结构,而金刚石的 物质微粒在空间上是立体结构,从而引起二者在硬度、熔 点等物理性质上的差异,D正确．] ３．C　[根据理想气体状态方程pVT ＝C 逐一分析,只有 C 正确．] ４．BCD　[晶体被敲后,构成晶体的分子或原子的空间点阵 结构没有发生变化,仍然是晶体,A 错误;有些晶体在光 学性质方面是各向异性的,B正确;同种元素构成的不同 晶体互为该元素的同素异形体,C正确;如果外界条件改 变了物质分子或原子的排布情况,晶体和非晶体之间可 以互相转化,D正确．] ５．B　６．AB ７．解析:(１)设 U 形管的横截面积为S,水银的密度为ρ,根 据玻意耳定律有p０L１S＝(p０－ρgh１)L２S, 解得L２＝３１．５cm． (２)设此时左管中空气柱的长度为L３,根据玻意耳定律有 p０L１S＝(p０＋ρgh２)L３S, 由几何关系得 H＝２(L２－L３)＋h１＋h２, 解得 H＝６８cm． 答案:(１)３１．５cm　(２)６８cm ８．解析:对于 A容器中的氮气, 初状态:压强p′１＝２．０×１０５Pa,体积V′１＝V,温度T′１＝ ３００K, 末状态:压强p１,体积V１,温度T１＝T, 根据理想气体的状态方程可得p′１V′１ T′１ ＝p１ V１ T１ , 对于B容器中的氧气, 初状态:压强p′２＝１．０×１０５Pa,体积V′２＝V,温度T′２＝ ６００K, 末状态:压强p２,体积V２,温度T２＝T, 根据理想气体状态方程可知p′２V′２ T′２ ＝p２ V２ T２ , 根据活塞受力平衡可得p１＝p２, 联立以上各式解得 V１ V２ ＝４１． 答案:４∶１ 高考在线 １．AD　[对f加热,则f中气体温度升高,体积增加,此时f 挤压g、h,而g、h中均为绝热气体,故g、h体积均减小, 压强增大,弹簧弹力增加．当f 右侧活塞向右移动时,对 g、h均做正功,故g、h中的气体温度升高,内能增加,故A 正确;当系统稳定时,满足pfS＝pgS＋F＝phS,则此时f 与h 中的气体压强相等,故 D 正确;由于h体积变小,温 度升高,且pfS＝pgS＋F＝phS,故Vh＜Vg＜Vf,由理想 气体状态方程可知pfVf Tf ＝p０ V０ T０ ＝ph Vh Th ,所以Th＜Tf, 故 C 错 误;由 理 想 气 体 状 态 方 程 可 知pg Vg Tg ＝p０ V０ T０ ＝ pfVf Tf ,由于pg＜pf,Vg＜Vf,故Tg＜Tf,故B错误．故选 AD．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８４ ２．解析:(１)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程 封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律p１(H－x)S１ ＝p２HS１, 又因为p１＝p０,p２＋ρgh＝p０, 代入数据联立解得x＝２cm． (２)当外界气体进入后,以所有气体为研究对象有p０V＋ p２HS１＝p３ HS１＋ h ２S２( ), 又因为p３＋ρg􀅰 h ２＝p０ , 代入数据联立解得V＝８．９２×１０－４m３． 答案:(１)x＝２cm　(２)V＝８．９２×１０－４m３ ３．解析:(ⅰ)因两活塞的质量不计,则当环境温度升高时, Ⅳ内的气体压强等于大气压强,则该气体进行等压变化, 则当B的活塞刚到达汽缸底部时,由盖􀅰吕萨克定律可 得 ３ ４V０ T０ ＝ V０ T ,解得T＝４３T０ ; (ⅱ)设当 A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为 p,则此时Ⅳ内的气体压强也等于p,设此时Ⅳ内的气体 的体积为V,则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V０－V,则 对气体Ⅳ: p０􀅰 ３V０ ４ T０ ＝pV２T０ , 对Ⅱ、Ⅲ两部分气体 p０ V０ ８＋ V０ ４ æ è ç ö ø ÷ T０ ＝p (V０－V) ２T０ , 联立解得V＝２３V０ ,p＝９４p０． 答案:(ⅰ)T＝４３T０　 (ⅱ)p＝９４p０ 假期作业１０ 情境辨析 (１)×　(２)×　(３)√　(４)√　(５)√ 技能提升 素能提升 １．B　２．CD　３．AD　４．C ５．A　[热量和功是过程量,内能是状态量,它们具有不同的 物理意义,热量只有在涉及能量转移或转化时才有意义, 因此说某个物体含多少热量是错误的;热量和功都可量 度内能改变的多少,而不能量度内能的多少,故只有选项 A正确．] ６．D　[在液体内部,分子间的距离在r０ 左右,分子力约为 零,而在表面层,分子比较稀疏,分子间的距离大于r０,因 此分子间的作用表现为相互吸引,从而使液体表面绷紧, 所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是 C位置,故 A、C错误;分子间距离从大于r０ 减小到r０ 左 右的过程中,分子力表现为引力,做正功,则分子势能减 小,所以“水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相 比偏大,故B错误;王亚平放开双手,“水桥”在表面张力 作用下收缩,而“水桥”与玻璃板接触面的水分子对玻璃 板有吸引力作用,在两玻璃板靠近过程中分子力做正功, 故 D正确．] ７．AB ８．AD　[若缸内气体与外界无热交换,由于气体膨胀将箱 盖顶起过程中气体对活塞的作用力方向与活塞的运动方 向一致,气体对外做正功,故缸内气体的内能一定减小; 由于忽略气体分子间的相互作用,故气体分子的平均动 能一定减小,综上可知,选项 A、D正确,选项B、C错误．] ９．解析:(１)从状态A 到状态C 的过程,气体发生等容变化, 该气体对外界做的功为W１＝０, 根据热力学第一定律有 ΔU１＝W１＋Q１, 内能的增量 ΔU１＝Q１＝９J． (２)从状态A 到状态B 的过程,体积减小,温度升高,该气 体内能的增量 ΔU２＝ΔU１＝９J, 根据热力学第一定律有 ΔU２＝W２＋Q２, 从外界吸收的热量Q２＝ΔU２－W２＝３J． 答案:(１)０　９J　(２)９J　３J 高考在线 １．AD　[设理想气体的初始状态的压强,体积和温度分别 为p１＝p０,V１＝V０,T１＝３００K, 等容过程为状态二,p２＝?,V２＝V１＝V０,T２＝４００K, 等压过程为状态三,p３＝p０,V３＝?,T３＝４００K, 由理想气体状态方程可得p１V１ T１ ＝p２ V２ T２ ＝p３ V３ T３ , 解得p２＝ ４ ３p０ ,V３＝ ４ ３V０ ,体积增加了原来的 １ ３ ,C 错 误;等容过程中气体做功为零,由热力学第一定律 ΔU＝ W＋Q＝４００J, 两个过程的初末温度相同即内能变化相同,因此内能增 加都为４００J,D正确;等压过程内能增加了４００J,吸收热 量为６００J,由热力学第一定律可知气体对外做功为２００J, 即做功的大小为W＝p０ ４ ３V０－V０( )＝２００J, 解得V０＝６L,A正确,B错误．] ２．ABE　[依题意,中心部位为热运动速率较低的气体,与挡板 相作用后反弹,从A端流出,而边缘部分热运动速率较高的 气体从B端流出;同种气体分子平均热运动速率较大、其对 应的温度也就较高,所以A 端为冷端、B 端为热端,故 A 正确; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９４ 　　　　　　假期作业９　固体、液体和气体　　　　　　　　　　　　　　 　　如图所示是金刚石与石墨晶体的晶体微 粒的空间排列． (１)石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组 成它们的物质微粒排列结构不同．(　　) (２)晶体微粒的结构具有规律性、周期性． (　　) (３)晶体在熔化过程中吸收的热量,破坏空间 点阵结构,增加分子势能． (　　) (４)金刚石有确定的熔点,石墨没有确定的 熔点． (　　) (５)晶体有天然规则的几何形状． (　　) (６)单晶体的所有物理性质都是各向异性的． (　　) 一、选择题 １．(多选)下列现象中,主要是液体表面张力作用 的是 (　　) A．水黾可以停在水面上 B．小木船漂浮在水面上 C．荷叶上的小水珠呈球形 D．慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出 杯口,水仍不会流下来 ２．(多选)对下列几种固体物质的认识,正确 的有 (　　) A．食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食 盐是晶体 B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背 面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体 C．天然石英表现为各向异性,是由于该物 质的微粒在空间的排列不规则 D．石墨和金刚石的物理性质不同,是由于 组成它们的物质微粒排列结构不同 ３．对一定质量的气体来说,下列几点能做到 的是 (　　) A．保持压强和体积不变而改变它的温度 B．保持压强不变,同时升高温度并减小体积 C．保持 温 度 不 变,同 时 增 加 体 积 并 减 小 压强 D．保持体积不变,同时增加压强并降低 温度 ４．(多选)下列说法正确的是 (　　) A．将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非 晶体 B．固体可以分为晶体和非晶体两类,有些 晶体在不同方向上有不同的光学性质 C．由同种元素构成的固体,可能会由于原 子的排列方式不同而成为不同的晶体 D．在合适的条件下,某些晶体可以转变为 非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体 ５．关于草、树叶上的露珠呈球形的原因,下列 说法中正确的是 (　　) A．露珠呈球形只是因为重力的作用 B．露珠受到重力的影响比表面张力小得多,露 珠呈球形只能是因为表面张力的作用 C．重力和表面张力互相平衡,露珠呈球形 是因为水的黏合力 D．露珠呈球形是因为重力和表面张力的同 时作用 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４２ ６．(多选)关于液晶的分子排列,下列说法正确 的是 (　　) A．液晶分子在特定方向排列整齐 B．液晶分子的排列不稳定,外界条件的微 小变动都会引起液晶分子排列变化 C．液晶分子的排列整齐而且稳定 D．液晶的物理性质稳定 二、非选择题 ７．如图所示,粗细均匀的 U 形 管竖直放置,左管上端封闭, 右管上端开口,下端正中开口 处有一开关 K,K 关闭,管中 装有水银,左右两管中的水银 面在同一水平线上,左管中的 空气柱长度L１＝２１cm．控制开关 K缓慢放 出一些水银,使左管液面比右管液面高h１＝ ２５cm时关闭开关 K．已知大气压强p０＝７５ cmHg,环境温度不变．求: (１)放出水银后左管空气柱的长度L２; (２)放出这些水银后,再从右管口缓慢注入水 银,使得右管液面比左管液面高h２＝１５cm,需 在右管中加入的水银柱长度 H． ８．A、B 是体积相同 的汽缸,B内有一 导热的、可在汽缸 内无摩擦滑动的、体积不计的活塞 C,D 为 不导热的阀门,起初,阀门关闭,A 内装有 压强p′１＝２．０×１０５ Pa,温度T′１＝３００K 的氮气．B内装有压强p′２＝１．０×１０５ Pa, 温度T′２＝６００K的氧气．打开阀门D,活塞 C向右移动,最后达到平衡,以V１ 和V２ 分别 表示平衡后氮气和氧气的体积,则V１∶V２ 等 于多少? (假定氧气和氮气均为理想气体, 并与外界无热交换,连接汽缸的管道体积 可忽略) １．(多选)(２０２３􀅰新课标卷, ２１T)如图,一封闭着理想 气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧 连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部 分,活塞与汽缸壁间没有摩擦．初始时弹簧 处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强 均相等．现通过电阻丝对f中的气体缓慢加 热,停止加热并达到稳定后 (　　) A．h中的气体内能增加 B．f与g 中的气体温度相等 C．f与h 中的气体温度相等 D．f与h 中的气体压强相等 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５２ ２．(２０２４􀅰山东 卷 􀅰１６T)图 甲为战国时期 青铜 汲 酒 器, 根据其原理制 作了由中空圆 柱形长柄和储 液罐组成的汲 液器,如图乙所示．长柄顶部封闭,横截面 积S１＝１．０cm２,长度 H＝１００．０cm,侧壁 有一小孔A．储液罐的横截面积S２＝９０．０ cm２,高度h＝２０􀆰０cm,罐底有一小孔B．汲 液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B 进入,空气由孔 A 排出;当内外液面相平 时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔 A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐 内刚好储满液体．已知液体密度ρ＝１􀆰０× １０３kg/m３,重力加速度大小g＝１０m/s２,大 气压p＝１􀆰０×１０５Pa．整个过程温度保持不变, 空气可视为理想气体,忽略器壁厚度． (１)求x; (２)松开孔A,从外界进入压强为p０、体积 为V 的空气,使满储液罐中液体缓缓流出, 堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液 体,求V． ３．(２０２２􀅰全国甲卷􀅰３３(２)T)如图,容积均 为V０、缸壁可导热的 A、B两汽缸放置在压 强为p０、温度为T０ 的环境中;两汽缸的底 部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C 与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分 成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的 体积分别为１ ８V０ 和１ ４V０． 环境压强保持不 变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦． (ⅰ)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活 塞刚到达汽缸底部时的温度; (ⅱ)将环境温度缓慢改变至２T０,然后用气 泵从开口 C向汽缸内缓慢注入气体,求 A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第 Ⅳ部分气体的压强． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６２