暑假作业15 固体、气体、液体-【暑假分层作业】2025年高二物理暑假培优练（人教版2019）

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业15 固体、气体、液体 知识点一：固体和液体性质的理解 1．固体 (1)分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体． (2)晶体和非晶体的比较 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的几何形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青 转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小． ②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直． ③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力． (2)浸润和不浸润 ①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固定．反之，液体不浸润固体． ②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降． 3．液晶 (1)液晶的物理性质 ①具有液体的流动性． ②具有晶体的光学各向异性． (2)液晶的微观结构 从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的． 知识点二：气体压强的计算 1．气体压强的计算 (1)活塞模型：如图所示是最常见的封闭气体的两种方式． 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程． 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋. 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S， 则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh. (2)连通器模型 如图所示，U形管竖直放置．同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来．则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1， 所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)． 知识点三．气体分子运动的速率分布图像 当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示． 知识点四．气体压强的微观解释 (1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力． (2)决定因素(一定质量的某种理想气体) ①宏观上：决定于气体的温度和体积． ②微观上：决定于分子的平均动能和分子的数密度． 知识点五：气体实验定律及应用 1．气体实验定律 玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律 内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 表达式 p1V1＝p2V2 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝ΔT 微观 解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．体积减小时，分子的数密度增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变 图像 2.理想气体状态方程 (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体． ①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体． ②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定． (2)理想气体状态方程：＝或＝C.(质量一定的理想气体) 知识点六　气体状态变化的图像问题 1．四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 2.处理气体状态变化的图像问题的技巧 (1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解． (2)在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大． 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1、 单选题 1．（2025·天津·一模）健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．人体缓慢离开健身球过程中，球内气体对外放热 B．人体缓慢离开健身球过程中，球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变 C．人体缓慢挤压健身球过程中，球内气体压强变小 D．人体缓慢挤压健身球过程中，球内气体内能不变 2．（24-25高二下·重庆·期中）以下对固体、液体的描述中正确的是（　　） A．非晶体不能转化为晶体 B．液晶是一种特殊的化合物，具有各向同性 C．用磙子压紧土壤，有利于保存地下的水分 D．晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 3．（23-24高二下·山西临汾·期末）下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了液体分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 4．（23-24高二下·山东聊城·期末）关于液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．钢针能浮在水面上主要是由于水的浮力作用 B．液体的表面张力垂直于液面指向液体的内部 C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是分子表面张力作用的结果 D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润 5．（23-24高二下·山东淄博·期末）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，A→B过程是等温过程，其图像如图所示。下列说法正确的是（    ） A．A→B的过程中，气体压强减小 B．A→B的过程中，气体内能增加 C．B→C的过程中，气体对外界做功 D．A→B→C的过程中，气体放出热量 6．（23-24高二下·四川泸州·期末）某小组利用高L、横截面积S的导热汽缸测量不规则物体的体积，气罐上方放置一个质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，活塞正好在汽缸的顶部，如图所示。在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，测量活塞与缸底的间距为0.9L，环境温度保持不变，外界压强保持不变，则不规则物体的体积的大小为（    ） A．0.2LS B．0.5LS C．0.6LS D．0.8LS 7．（23-24高二下·河北·期末）同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（   ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 8．（23-24高二下·云南昭通·期末）一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　） A．过程气体不放热也不吸热 B．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加 C．过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功 D．过程气体体积减小 二、多选题 9．（24-25高二下·全国·期末）拔火罐是一种以罐（导热性良好）为工具，利用燃火、抽气等方法产生负压，使之吸附于体表，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的中医疗法。封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上的短时间内（体积变化可不计），封闭气体（　　） A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强减小 C．吸收热量，内能增大 D．放出热量，内能减小 10．（24-25高二下·全国·期末）关于液体表面现象的说法中错误的是（    ） A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，而且受到液体的浮力 B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力 C．经过高温烧熔的玻璃滴入水中，会变成蝌蚪状，这是表面张力的作用 D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴有各向同性 11．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）关于固体、液体，下列说法正确的是（　　） A．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，说明云母是晶体 B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水的表面存在表面张力 C．当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为浸润 D．液晶像液体一样具有流动性，但其光学性质具有各向异性 12．（23-24高二下·广东中山·期末）下列关于气体、液体和固体性质的说法，正确的是（　　） A．因为空气分子在永不停息地做无规则运动，故教室不需要经常开窗通风 B．中国空间站内，虽然处于失重环境，宇航员仍能够用毛笔写字 C．浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高 D．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体 三：解答题 13．（23-24高二下·贵州安顺·期末）现在很多小汽车配备了胎压检测传感器，可以测出实时轮胎气压，一汽车在时显示胎气压为210kPa。所在地突然经历了“一天入冬”的天气变化，气温从骤降到 （1）该汽车胎压值低于190kPa会出现报警提示。请结合计算判断降温后胎压检测是否报警？（轮胎没有漏气，忽略轮胎体积变化） （2）降温前由于装载货物，轮胎内气体体积变为原来的（气体温度不变，没有漏气）求此时轮胎内气体的压强。 14．（23-24高二下·广西南宁·期末）如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强p0=76cmHg的理想气体A，左管上端封有长度L1=8cm的理想气体B，左右两侧水银面高度差L2=4cm，此时A、B气体的温度均为T0=288K。 （1）求初始时理想气体B的压强； （2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热。求右侧液面上升△h=4cm时气体A的压强和气体B的温度。 一、单选题 1．（23-24高二下·江苏南京·期末）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用 C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用 D．图丁为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图丁可知状态③的温度最高 2．（23-24高二下·江苏南通·期末）如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（　　） A．降低环境温度 B．使玻璃管做竖直上抛运动 C．使玻璃管做自由落体运动 D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小 3．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示，已知状态A的气体温度为，下列说法正确的是（　　） A．状态B的气体温度为800K B．在过程中，气体对外做负功 C．在过程中，气体对外做功1200J D．在一个循环过程中，气体从外界吸收热量450J 4．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为，温度为，加热一段时间后气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为，则（　　） A．升温后所有气体分子的动能都增大 B．升温后胆中气体的压强为 C．此过程胆中气体的内能增加量为 D．此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收的热量，则气体内能增加 5、（23-24高二下·海南海口·期末）用注射器将一段空气（可视为理想气体）封闭，操作注射器实现气体按如图的变化。下列说法正确的是（　　） A．，所有分子热运动的动能都增大 B．，气体吸收的热量大于气体对外做的功 C．，气体的压强先不变后减小 D．单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数状态比状态多 6．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为3.20atm（1atm是指1个标准大气压）、温度为47℃。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为2.40atm、温度为27℃，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下列说法正确的是（　　） A．由于轮胎内部体积不变，则气体不做功 B．此过程中放出的气体质量是原有气体质量的 C．由于温度降低轮胎内每个气体分子的速率都变小 D．轮胎内的气体分子单位时间内撞击轮胎的次数可能不变 二、多选题 7．（2024·河北·高考真题）如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（   ） A．弹簧恢复至自然长度 B．活塞两侧气体质量相等 C．与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D．与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 8．（2024·黑龙江·二模）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程、、、回到原状态，其图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的内能增加 C．气体向外界放热 D．容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数增加 9．（23-24高二下·陕西西安·期末）一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，气体的体积为、压强为、热力学温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态A，其变化过程的p－T图像如图所示，其中CA的延长线过坐标原点，A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平直线上。下列说法正确的是（　　） A．由C到A的过程中，气体的体积不变 B．从B到C的过程中，气体的每个分子的动能都增大 C．由A到B的过程中，气体从外界放热 D．从B经过C到A的过程中，气体从外界吸收的热量为 10．（23-24高二下·云南昭通·期末）如图所示的家庭小型喷壶总容积为，打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比为 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 11．（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，圆柱形光滑汽缸顶部开一小孔，用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线悬挂在天花板上。开始时活塞与汽缸顶部接触，气体的温度为2T0。现让气体的温度缓慢降低，当活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体的温度为T0。已知汽缸的质量为M、横截面积为S，外界大气压强为p0，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 B．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 C．开始时气体的压强为 D．开始时气体的压强为 12．（23-24高二下·吉林松原·期末）一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（    ） A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 B．被封闭气体的压强为 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 13．（23-24高二下·湖北黄冈·期末）两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热气缸分成体积相等的三部分，在气缸顶部和处有固定卡环，分别限制活塞A、B向上、向下运动，如图所示。初始状态下，甲乙两部分气体的压强均为大气压强p0的1.2倍，温度均为27℃，活塞与气缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　） A．乙中气体的温度有可能不变 B．甲部分气体的温度为75℃时，活塞A已经上升 C．甲部分气体的温度为425℃时，乙部分气体的内能大于初始状态 D．如果甲部分气体的温度不超过75℃，电热丝产生的热量等于甲，乙两部分气体内能增加之和 14．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）如图所示，一足够长薄壁导热汽缸开口向下用轻绳悬挂在天花板上，汽缸的横截面积为S，不计厚度的活塞与汽缸之间无摩擦，活塞和汽缸之间封闭一定质量的理想气体，大气压强为，环境温度不变。活塞稳定时距汽缸底部的距离为l，在活塞的底部中心悬挂一个轻质小桶，往小桶中缓慢加细沙，当所加细沙质量为m时，活塞距汽缸底部的距离为2l，下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做正功 B．气体吸收热量 C．活塞的质量 D．活塞的质量 三、解答题 15．（24-25高二下·浙江·期中）如图甲所示，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的气缸内用可自由滑动的面积为 活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=10kg。充气装置可通过开关阀门K对气缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门 K关闭，此时气缸内气体高度为。已知外界大气压强 求： (1)初始状态气缸内压强； (2)仅将活塞和砝码的总质量减少至5kg时，汽缸内气体高度； (3)乘员下车时气动避震总能保持车身高度不变，可以简化为活塞和砝码的总质量减少至5kg，打开阀门K，缓慢放气缸内气体，当汽缸内气体高度最终恢至时，求放出的气体在外界压强下的体积V。 16．（24-25高三上·江苏南京）图甲为气压升降椅，图乙为其模型简图，活塞与椅面的总质量为m，活塞横截面积为S，汽缸内封闭一定质量的理想气体，稳定时气体柱长度为L。设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为p0，室内温度T0，重力加速度为g。 (1)某同学盘坐上椅面，稳定后缸内气体柱长为，求该同学的质量M； (2)该同学坐稳定后，室内气温缓慢下降至0.9T0，求该过程外界对缸内气体做的功W。 1．（23-24高二下·陕西西安·期末）如图所示，竖直放置的汽缸高，距缸底的光滑内壁上安装有小支架，质量、横截面积的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度，压强等于大气压强。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至，此过程气体内能增加了13.6J，热力学温度与摄氏温度之间的关系取，重力加速度取。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度； (2)气体温度最终升高至时，汽缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量。 2．（23-24高二下·青海·期末）如图所示，在一根长度、下端封闭上端开口、粗细均匀的玻璃管中，用长为的水银柱封闭一部分空气，玻璃管竖直放置，管内空气柱的长度。已知大气压强保持不变，初始时封闭气体和环境的热力学温度。 (1)若缓慢转动玻璃管，使得玻璃管开口向下竖直放置，水银没有溢出，求水银柱稳定后空气柱的长度； (2)若缓慢加热封闭气体，使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度； (3)若缓慢转动玻璃管使其水平放置，同时使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度。（结果保留一位小数） 3．（23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，两高度均为H的导热气缸内径相同，底部用细管连通（细管容积忽略不计），左侧气缸顶端封闭，右侧气缸开口。将一厚度不计、质量为m的活塞从右侧气缸顶端放入，活塞稳定时，距底部的高度。现将一物体放置在活塞上，待稳定后，测得活塞到底部的高度为。已知环境温度为T，活塞与气缸壁密封良好且无摩擦，大气压强恒定。 （1）求放置在活塞上物体的质量M； （2）若环境温度升高后保持不变，求稳定后活塞离气缸底部的距离。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业15 固体、气体、液体 知识点一：固体和液体性质的理解 1．固体 (1)分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体． (2)晶体和非晶体的比较 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的几何形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青 转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小． ②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直． ③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力． (2)浸润和不浸润 ①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固定．反之，液体不浸润固体． ②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降． 3．液晶 (1)液晶的物理性质 ①具有液体的流动性． ②具有晶体的光学各向异性． (2)液晶的微观结构 从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的． 知识点二：气体压强的计算 1．气体压强的计算 (1)活塞模型：如图所示是最常见的封闭气体的两种方式． 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程． 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋. 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S， 则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh. (2)连通器模型 如图所示，U形管竖直放置．同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来．则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1， 所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)． 知识点三．气体分子运动的速率分布图像 当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示． 知识点四．气体压强的微观解释 (1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力． (2)决定因素(一定质量的某种理想气体) ①宏观上：决定于气体的温度和体积． ②微观上：决定于分子的平均动能和分子的数密度． 知识点五：气体实验定律及应用 1．气体实验定律 玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律 内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 表达式 p1V1＝p2V2 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝ΔT 微观 解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．体积减小时，分子的数密度增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变 图像 2.理想气体状态方程 (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体． ①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体． ②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定． (2)理想气体状态方程：＝或＝C.(质量一定的理想气体) 知识点六　气体状态变化的图像问题 1．四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 2.处理气体状态变化的图像问题的技巧 (1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解． (2)在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大． 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1、 单选题 1．（2025·天津·一模）健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．人体缓慢离开健身球过程中，球内气体对外放热 B．人体缓慢离开健身球过程中，球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变 C．人体缓慢挤压健身球过程中，球内气体压强变小 D．人体缓慢挤压健身球过程中，球内气体内能不变 【答案】D 【详解】AB．人体缓慢离开健身球过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，则球内气体的温度不变，体积变大，压强变小，气体分子数密度减小，而分子的平均速率不变，则球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数减小，气体对外做功，内能不变，根据热力学第一定律可知，球内气体从外界吸热，故AB错误； CD．人体缓慢挤压健身球过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，则球内气体的温度不变，体积变小，压强变大，内能不变，故C错误，D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·重庆·期中）以下对固体、液体的描述中正确的是（　　） A．非晶体不能转化为晶体 B．液晶是一种特殊的化合物，具有各向同性 C．用磙子压紧土壤，有利于保存地下的水分 D．晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 【答案】D 【详解】A．一定条件下，晶体、非晶体可以相互转化，故A错误； B．液晶在某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，所以它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样有光学各向异性，故B错误； C．用磙子压紧土壤，使土壤中的毛细管变的更细，增强毛细现象，更利于使地下水到地面上来，故C错误； D．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D正确。 故选D。 3．（23-24高二下·山西临汾·期末）下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了液体分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】C 【详解】A．图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故A错误； B．图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，故B错误； C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故C正确； D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，故D错误。 故选C。 4．（23-24高二下·山东聊城·期末）关于液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．钢针能浮在水面上主要是由于水的浮力作用 B．液体的表面张力垂直于液面指向液体的内部 C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是分子表面张力作用的结果 D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润 【答案】C 【详解】A．钢针能浮在水面上主要是由于水的表面张力作用，故A错误； B．液体的表面张力表现为引力效果，方向平行于液面，故B错误； C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，由于烧熔后的液体的表面张力的作用使其尖端变钝，可知，这是分子表面张力作用的结果，故C正确； D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故D错误。 故选C。 5．（23-24高二下·山东淄博·期末）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，A→B过程是等温过程，其图像如图所示。下列说法正确的是（    ） A．A→B的过程中，气体压强减小 B．A→B的过程中，气体内能增加 C．B→C的过程中，气体对外界做功 D．A→B→C的过程中，气体放出热量 【答案】D 【详解】AB．A→B过程做等温变化，气体内能不变，体积变小，根据可知气体压强变大，故AB错误； C． B→C的过程中，气体体积变小，则外界对气体做功，故C错误； D ．A→B→C的过程中，气体体积变小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减少，根据热力学第一定律 可知 即气体放出热量，故D正确。 故选D。 6．（23-24高二下·四川泸州·期末）某小组利用高L、横截面积S的导热汽缸测量不规则物体的体积，气罐上方放置一个质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，活塞正好在汽缸的顶部，如图所示。在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，测量活塞与缸底的间距为0.9L，环境温度保持不变，外界压强保持不变，则不规则物体的体积的大小为（    ） A．0.2LS B．0.5LS C．0.6LS D．0.8LS 【答案】B 【详解】在活塞上放置物体前，设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得 解得 在活塞上放置物体后，设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得 解得 根据玻意耳定律可得 解得 故选B。 7．（23-24高二下·河北·期末）同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（   ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 【答案】C 【详解】A．由甲图可知，由铁组成的物体为多晶体，一定具有各向同性。故A错误； B．由乙图可知，由铁组成的物体为多晶体，有固定的熔点。故B错误； C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时铁原子之间的距离减小，体积会缩小。故C正确； D．由甲、乙两图可知，由铁和铁的空间结构不同，组成的物体硬度不相同。故D错误。 故选C。 8．（23-24高二下·云南昭通·期末）一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　） A．过程气体不放热也不吸热 B．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加 C．过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功 D．过程气体体积减小 【答案】D 【详解】AD．过程由图可知为等温变化，气体内能不变，根据玻意耳定律可知，当压强p增大时，体积V减小，可知外界对气体做功，根据热力学第一定律，由于内能不变，可知过程气体放出热量，故A错误，D正确； B．由图可知气体压强不变，气体温度升高，则气体分子平均动能增大，根据压强微观意义可知，气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故B错误； C．由图可知为等容变化，即a、c两个状态体积相同，则过程气体体积的变化量大小与过程气体体积的变化量大小相等，而过程气体压强不变，过程气体压强增大，根据可知，过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功，故C错误。 故选D。 二、多选题 9．（24-25高二下·全国·期末）拔火罐是一种以罐（导热性良好）为工具，利用燃火、抽气等方法产生负压，使之吸附于体表，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的中医疗法。封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上的短时间内（体积变化可不计），封闭气体（　　） A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强减小 C．吸收热量，内能增大 D．放出热量，内能减小 【答案】BD 【详解】AB．在刚开始的短时间内，认为火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据理想气体状态方程，可知气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，B正确，A错误； CD．气体温度迅速降低，则气体内能减小，则 因体积变化不计，即W=0，根据热力学第一定律 可得，即气体向外放热，C错误，D正确。 故选BD。 10．（24-25高二下·全国·期末）关于液体表面现象的说法中错误的是（    ） A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，而且受到液体的浮力 B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力 C．经过高温烧熔的玻璃滴入水中，会变成蝌蚪状，这是表面张力的作用 D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴有各向同性 【答案】AD 【详解】A．由于液体表面张力的作用可以使针浮在水面上，故A错误； BCD．由于液体表面张力有使液体的表面积收缩到最小的趋势，因此宇宙飞船中的水银会呈球状、烧熔的玻璃滴入水中变成蝌蚪状、漂浮在菜汤中的油滴偏圆形，故BC正确，D错误。 本题选错误的，故选AD。 11．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）关于固体、液体，下列说法正确的是（　　） A．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，说明云母是晶体 B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水的表面存在表面张力 C．当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为浸润 D．液晶像液体一样具有流动性，但其光学性质具有各向异性 【答案】ABD 【详解】A．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，表明云母具有各向异性，说明云母是晶体，故A正确； B．表面张力具有引力效果，把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水的表面存在表面张力，故B正确； C．当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为不浸润，故C错误。 D．液晶是一种特殊的物质形态，液晶像液体一样具有流动性，但其光学性质具有各向异性，故D正确。 故选ABD。 12．（23-24高二下·广东中山·期末）下列关于气体、液体和固体性质的说法，正确的是（　　） A．因为空气分子在永不停息地做无规则运动，故教室不需要经常开窗通风 B．中国空间站内，虽然处于失重环境，宇航员仍能够用毛笔写字 C．浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高 D．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体 【答案】BC 【详解】A．若不开窗通风，即使空气分子在永不停息地做无规则运动，空气中的氧气消耗过多时，容易引起人体的不适，经常开窗通风，能够保持室内空气新鲜流通，新鲜空气里有充足的氧气，能促进人体新陈代谢，可知，即使空气分子在永不停息地做无规则运动，教室仍然需要经常开窗通风故A错误； B．墨汁对纸张是浸润液体，可知，中国空间站内，虽然处于失重环境，宇航员仍能够用毛笔写字，故B正确； C．浸润现象中，附着层内液体分子之间表现为斥力作用，可知，浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高，故C正确； D．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒仍然为非晶体，故D错误。 故选BC。 三：解答题 13．（23-24高二下·贵州安顺·期末）现在很多小汽车配备了胎压检测传感器，可以测出实时轮胎气压，一汽车在时显示胎气压为210kPa。所在地突然经历了“一天入冬”的天气变化，气温从骤降到 （1）该汽车胎压值低于190kPa会出现报警提示。请结合计算判断降温后胎压检测是否报警？（轮胎没有漏气，忽略轮胎体积变化） （2）降温前由于装载货物，轮胎内气体体积变为原来的（气体温度不变，没有漏气）求此时轮胎内气体的压强。 【答案】（1）会报警；（2） 【详解】（1）根据题意，降温前轮胎内气体压强为，温度为，降温后轮胎内气体压强为，温度为，根据查理定律 其中 解得 =189kPa<190kPa 故胎压检测会报警。 （2）根据题意，设装货之前气体体积为，装货之后气体的压强为，气体体积为，由于温度不变，由玻意耳定律有 解得 14．（23-24高二下·广西南宁·期末）如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强p0=76cmHg的理想气体A，左管上端封有长度L1=8cm的理想气体B，左右两侧水银面高度差L2=4cm，此时A、B气体的温度均为T0=288K。 （1）求初始时理想气体B的压强； （2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热。求右侧液面上升△h=4cm时气体A的压强和气体B的温度。 【答案】（1）72cmHg：（2）114cmHg，708K 【详解】(1)根据题意，设初始时理想气体B的压强为，则有 解得 =72cm (2)右侧液面上升4cm时，左侧液面下降4cm。初状态理想气体A压强为，A的长度为 =12cm 末状态理想气体A的压强为，A的长度为 =8cm 则有 解得 =114cmHg 左右液面高度差为4cm，末状态理想气体B的压强为 =+4cmHg=118cmHg 对气体B有 解得 T=708K 一、单选题 1．（23-24高二下·江苏南京·期末）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用 C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用 D．图丁为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图丁可知状态③的温度最高 【答案】D 【详解】A．图甲中，由气体的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的质量，用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子占据的空间体积，而不是分子的体积，故A错误； B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故B错误； C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子引力，故C错误； D．图丁中，温度越高，速率大的分子占比越大，则状态③的温度最高，故D正确。 故选D。 2．（23-24高二下·江苏南通·期末）如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（　　） A．降低环境温度 B．使玻璃管做竖直上抛运动 C．使玻璃管做自由落体运动 D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小 【答案】A 【详解】A．由题意可知，两端封闭的玻璃管，水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，假设A、B两端空气柱的体积分别为、不变，此时环境温度为，当温度降低时，A端空气柱的压强由降到，则有 B端空气柱的压强由降到，则有 由查理定律可得 设水银柱的竖直高度为，因为 所以 可知水银柱相对于玻璃管向B端移动，A正确； BC．使玻璃管做竖直上抛运动或自由落体运动，可知水银柱的加速度向下，水银柱处于失重状态，水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，BC错误； D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小，可知水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，D错误。 故选A。 3．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示，已知状态A的气体温度为，下列说法正确的是（　　） A．状态B的气体温度为800K B．在过程中，气体对外做负功 C．在过程中，气体对外做功1200J D．在一个循环过程中，气体从外界吸收热量450J 【答案】A 【详解】A．在A→B过程中，气体发生等容变化，根据查理定律得 解得 故A正确； B．在A→B过程中，气体的体积不变，所以气体既不对外做功，外界也不对气体做功，故B错误； C．在B→C过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做功为 故C错误； D．在A→B→C→A一个循环过程中，内能不变 在A→B过程中，气体的体积不变，气体做功为零；在B→C过程中，外界对气体做功为1200J；在C→A过程中，气体对外界做的功等于图线与横坐标围成的面积大小，为 根据热力学第一定律有： ，式中W表示外界对气体做的功，则 可得 即气体向外界释放热量450J，故D错误。 故选A。 4．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为，温度为，加热一段时间后气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为，则（　　） A．升温后所有气体分子的动能都增大 B．升温后胆中气体的压强为 C．此过程胆中气体的内能增加量为 D．此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收的热量，则气体内能增加 【答案】C 【详解】A．升温后气体分子的平均动能增大，并不是所有气体分子的动能都增大，故A错误； B．根据题意可知，气体的体积不变，气体为等容变化，气体可视为理想气体，根据查理定律可得 代入数据可得 故B错误； CD．由于气体的体积不变，气体做功 气体吸收的热量为 根据热力学第一定律有 故C正确，D错误。 故选C。 5、（23-24高二下·海南海口·期末）用注射器将一段空气（可视为理想气体）封闭，操作注射器实现气体按如图的变化。下列说法正确的是（　　） A．，所有分子热运动的动能都增大 B．，气体吸收的热量大于气体对外做的功 C．，气体的压强先不变后减小 D．单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数状态比状态多 【答案】B 【详解】A．过程中，温度升高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，故A错误； B．过程中，温度升高，则气体内能增大，气体体积变大，则气体对外界做正功，根据热力学第一定律可得 由于 W<0 可知 Q>0 且气体吸收的热量大于气体对外做的功，故B正确； C．根据理想气体状态方程 得 可知图线上的点与原点连线斜率越小则压强越大，所以气体的压强先增大后减小，故C错误； D．由图像可知a、c两状态压强相等，c状态温度高于a状态温度，温度高的分子平均动能大，根据压强微观意义可知，c状态时，单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数比a状态时少，故D错误。 故选B。 6．（23-24高二下·甘肃兰州·期末）在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为3.20atm（1atm是指1个标准大气压）、温度为47℃。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为2.40atm、温度为27℃，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下列说法正确的是（　　） A．由于轮胎内部体积不变，则气体不做功 B．此过程中放出的气体质量是原有气体质量的 C．由于温度降低轮胎内每个气体分子的速率都变小 D．轮胎内的气体分子单位时间内撞击轮胎的次数可能不变 【答案】B 【详解】A．气体温度快速降低是因为气体与外界无热交换的情况下对外界做了功，故A错误； B．根据 解得 则此过程中放出的气体质量是原有气体质量的 故B正确； C．温度降低轮胎内气体分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速度都变小，故C错误； D．轮胎内的气体压强减小，温度降低，分子平均速率减小，质量减小，体积不变，分子数密度减小，单位时间内撞击轮胎的次数变少了，故D错误。 故选B。 二、多选题 7．（2024·河北·高考真题）如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（   ） A．弹簧恢复至自然长度 B．活塞两侧气体质量相等 C．与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D．与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 【答案】ACD 【详解】A．初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。因活塞密封不严，可知左侧气体向右侧真空漏出。左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确； B．由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误； C．密闭的汽缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确； D．初始时气体在左侧，最终气体充满整个汽缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。 故选ACD。 8．（2024·黑龙江·二模）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程、、、回到原状态，其图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的内能增加 C．气体向外界放热 D．容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数增加 【答案】CD 【详解】A．过程，气体体积变大，气体对外做功，故A错误； B．过程，气体体积不变，根据理想气体状态方程 可知压强减小，气体温度降低，内能减小，故B错误； C．过程，气体压强不变，体积减小，即外界对气体做功，依据理想气体状态方程可得气体温度降低，气体内能减小，所以根据热力学第一定律 其中 ， 可知 气体向外界放热，故C正确； D．过程为等温变化，而气体压强变大，故单位面积单位时间，气体撞击器壁次数变多，故D正确。 故选CD。 9．（23-24高二下·陕西西安·期末）一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，气体的体积为、压强为、热力学温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态A，其变化过程的p－T图像如图所示，其中CA的延长线过坐标原点，A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平直线上。下列说法正确的是（　　） A．由C到A的过程中，气体的体积不变 B．从B到C的过程中，气体的每个分子的动能都增大 C．由A到B的过程中，气体从外界放热 D．从B经过C到A的过程中，气体从外界吸收的热量为 【答案】ACD 【详解】A．根据 可知 由图可知，气体从C到A为过坐标原点的直线，故气体做等容变化，故A正确； B．从B到C的过程中，温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大，故B错误； C．由图可知，A到B的过程为等温变化，则有 可得 可知体积减小，外界对气体做功，即W>0，气体内能不变，由热力学第一定律 可得Q<0，可知气体对外界放热，故C正确； D．B经过C到A的过程，气体的温度升高后降低，则内能先增大后减小，整个过程气体的内能不变，由计算得，从B到C的过程中，气体对外做功为 则从B经过C到A的过程中，气体吸收的热量为2p0V0，故D正确。 故选ACD。 10．（23-24高二下·云南昭通·期末）如图所示的家庭小型喷壶总容积为，打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（　　） A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比为 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为 【答案】ABC 【详解】A．为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有 其中 解得 选项A正确； B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气次，则有 其中 则 根据公式 由于壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比 B正确； CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有 解得 C正确，D错误。 故选ABC。 11．（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，圆柱形光滑汽缸顶部开一小孔，用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线悬挂在天花板上。开始时活塞与汽缸顶部接触，气体的温度为2T0。现让气体的温度缓慢降低，当活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体的温度为T0。已知汽缸的质量为M、横截面积为S，外界大气压强为p0，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 B．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 C．开始时气体的压强为 D．开始时气体的压强为 【答案】AC 【详解】AB．当汽缸顶部与活塞分离到活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体为等压降温过程，则有 解得 故A正确，B错误； CD．气体从活塞与汽缸顶部接触到汽缸顶部与活塞分离，气体的体积不变，温度降低，压强减小，则 对汽缸，有 联立解得 故C正确，D错误。 故选AC。 12．（23-24高二下·吉林松原·期末）一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（    ） A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 B．被封闭气体的压强为 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】AC 【详解】B．设玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律有 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律 其中 解得被封闭气体的压强 故B错误； A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，被封闭气体的压强 被封闭气体做等温变化，则 解得封闭气体的长度 故A正确； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，被封闭气体的压强 气体做等容变化，则 可得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律 其中 被封闭气体做等温变化，则 解得 ， 故D错误。 故选AC。 13．（23-24高二下·湖北黄冈·期末）两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热气缸分成体积相等的三部分，在气缸顶部和处有固定卡环，分别限制活塞A、B向上、向下运动，如图所示。初始状态下，甲乙两部分气体的压强均为大气压强p0的1.2倍，温度均为27℃，活塞与气缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　） A．乙中气体的温度有可能不变 B．甲部分气体的温度为75℃时，活塞A已经上升 C．甲部分气体的温度为425℃时，乙部分气体的内能大于初始状态 D．如果甲部分气体的温度不超过75℃，电热丝产生的热量等于甲，乙两部分气体内能增加之和 【答案】AD 【详解】B．对活塞A分析：设活塞A质量为m，故活塞B质量为m，设接触面积为S，则 得 活塞B刚想离开卡环时，对活塞B受力分析可知，甲部分气体的压强 由查理定律 得 对应摄氏温度为 即甲部分气体的温度升高到77℃时，活塞开始上升，B错误； AC．如果继续升温，直到活塞A刚好到达上端卡环处，对甲部分气体由盖吕萨克定律 得 即甲部分气体的温度升高到时，活塞A刚好到达上端卡环处，在此之前，乙部分气体体积一直保持不变，甲部分气体的温度升高到425℃之前，乙部分气体 故 乙部分气体的内能不变，故乙中气体的温度有可能不变，故A正确，C错误； D．根据前面分析可知如果甲部分气体的温度不超过75℃，此时B活塞还没开始上升，故电热丝产生的热量等于甲，乙两部分气体内能增加之和，D正确； 故选AD。 14．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）如图所示，一足够长薄壁导热汽缸开口向下用轻绳悬挂在天花板上，汽缸的横截面积为S，不计厚度的活塞与汽缸之间无摩擦，活塞和汽缸之间封闭一定质量的理想气体，大气压强为，环境温度不变。活塞稳定时距汽缸底部的距离为l，在活塞的底部中心悬挂一个轻质小桶，往小桶中缓慢加细沙，当所加细沙质量为m时，活塞距汽缸底部的距离为2l，下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做正功 B．气体吸收热量 C．活塞的质量 D．活塞的质量 【答案】BD 【详解】AB．根据题意可知，气体体积变大，气体对外界做功，则外界对气体做负功，又汽缸导热，温度不变，气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故A错误，B正确； CD．设活塞质量为，不加细沙时，对活塞受力分析，可得 加细沙后，对活塞和细沙整体受力分析，可得 根据玻意耳定律有 联立解得 故C错误，D正确。 故选BD。 三、解答题 15．（24-25高二下·浙江·期中）如图甲所示，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的气缸内用可自由滑动的面积为 活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=10kg。充气装置可通过开关阀门K对气缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门 K关闭，此时气缸内气体高度为。已知外界大气压强 求： (1)初始状态气缸内压强； (2)仅将活塞和砝码的总质量减少至5kg时，汽缸内气体高度； (3)乘员下车时气动避震总能保持车身高度不变，可以简化为活塞和砝码的总质量减少至5kg，打开阀门K，缓慢放气缸内气体，当汽缸内气体高度最终恢至时，求放出的气体在外界压强下的体积V。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对活塞和砝码组合体进行受力分析，由受力平衡可知 解得初始状态气缸内压强 （2）由受力平衡，末态气体压强 又由等温变化玻意耳定律 解得 （3）根据等温变化可得 解得 16．（24-25高三上·江苏南京）图甲为气压升降椅，图乙为其模型简图，活塞与椅面的总质量为m，活塞横截面积为S，汽缸内封闭一定质量的理想气体，稳定时气体柱长度为L。设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为p0，室内温度T0，重力加速度为g。 (1)某同学盘坐上椅面，稳定后缸内气体柱长为，求该同学的质量M； (2)该同学坐稳定后，室内气温缓慢下降至0.9T0，求该过程外界对缸内气体做的功W。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）人坐上椅子，缸内压强由p1变为p2，气体做等温压缩，根据玻意耳定律可得 以活塞与椅面为对象，根据受力平衡可得 联立解得 （2）室内气温缓下降至0.9T0，气体等压压缩，气柱的高度为L′，则有 联立解得 1．（23-24高二下·陕西西安·期末）如图所示，竖直放置的汽缸高，距缸底的光滑内壁上安装有小支架，质量、横截面积的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度，压强等于大气压强。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至，此过程气体内能增加了13.6J，热力学温度与摄氏温度之间的关系取，重力加速度取。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度； (2)气体温度最终升高至时，汽缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当活塞刚要离开小支架时 解得 活塞离开支架前气体等容变化，则有 其中 解得 （2）活塞离开支架后气体等压变化，则有 其中 解得 （3）由（2）问可知 气体对外界做功 由热力学第一定律有 解得 2．（23-24高二下·青海·期末）如图所示，在一根长度、下端封闭上端开口、粗细均匀的玻璃管中，用长为的水银柱封闭一部分空气，玻璃管竖直放置，管内空气柱的长度。已知大气压强保持不变，初始时封闭气体和环境的热力学温度。 (1)若缓慢转动玻璃管，使得玻璃管开口向下竖直放置，水银没有溢出，求水银柱稳定后空气柱的长度； (2)若缓慢加热封闭气体，使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度； (3)若缓慢转动玻璃管使其水平放置，同时使得水银柱恰好未溢出，求此时封闭气体的热力学温度。（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）管内封闭气体做等温变化，则有 解得 （2）管内封闭气体做等压变化，则有 解得 （3）对管内封闭气体，根据一定质量的理想气体状态方程有 解得 3．（23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，两高度均为H的导热气缸内径相同，底部用细管连通（细管容积忽略不计），左侧气缸顶端封闭，右侧气缸开口。将一厚度不计、质量为m的活塞从右侧气缸顶端放入，活塞稳定时，距底部的高度。现将一物体放置在活塞上，待稳定后，测得活塞到底部的高度为。已知环境温度为T，活塞与气缸壁密封良好且无摩擦，大气压强恒定。 （1）求放置在活塞上物体的质量M； （2）若环境温度升高后保持不变，求稳定后活塞离气缸底部的距离。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）活塞从缸口处到活塞稳定的过程中，设活塞横截面积为S，根据玻意耳定律有 当放上被测物体以后，根据玻意耳定律有 解得 （2）环境温度变化时，活塞封闭的气体做等容变化 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$