练案78 第十五章 第78讲 固体、液体和气体-【衡中学案】2026年高考物理一轮总复习练案

练案[78] 第78讲 固体、液体和气体 AN 基础巩固练 -×100% 题组一 固体、液体和气体的性质 2 1.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖 0 469 接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状分别如 10m·s） 图(a)、(b)、(c)所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过 A.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分 程中温度随加热时间变化的关系如图(d)所示，则下 布规律 列说法中正确的是 ( ) B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的 温度 比例增大 丙 加热时间 D.①状态的温度比②状态的温度低 (a) b d 题组二气体压强的微观解释气体实验定律和理 A.甲一定是单晶体 想气体状态方程 B.乙可能是金属薄片 5.2022年5月，我国首个商用压缩空气储能电站投产发 C.丙在一定条件下可能转化成乙 电，在用电低谷期，利用剩余的电力把洞外空气压缩 D.甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是 到盐矿开采后留下的密闭盐穴矿洞中，储存能量；在 不规则的 用电高峰期，将储存在矿洞内的高压空气释放出来驱 2.(多选)下列说法中正确的是 动汽轮机发电。矿洞可视为体积不变的绝热容器，在 充气过程中，矿洞内 () A.气体内能保持不变 B.气体分子数密度不变 甲 的 C.气体分子的运动速率都增加了 A.图甲所示，雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存 D.气体分子对洞壁单位面积平均撞击力变大 在张力 6.(2025·八省联考河南卷)汽车轮胎压力表的示数为 B.图乙所示，夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表 轮胎内部气体压强与外部大气压强的差值。一汽车 面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故 在平原地区行驶时，压力表示数为2.6即(P是1个标 C.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置 准大气压)，轮胎内部气体温度为315K,外部大气压 D.图丙所示，小木块能够浮于水面上是液体表面张力 强为Po。该汽车在某高原地区行驶时，压力表示数为 与其重力平衡的结果 2.5po,轮胎内部气体温度为280K。轮胎内部气体视 3.神舟十二号航天员刘伯明曾在太空中用毛笔写下“理 为理想气体，轮胎内体积不变且不漏气，则该高原地 想”二字。在太空舱内使用的毛笔、墨汁和纸张都是 区的大气压强为 特制的，毛笔笔尖内部存在毛细管能够吸墨，笔尖与 A.0.6po B.0.7po C.0.8po D.0.9po 纸张接触时，墨汁就从笔尖转移到纸上。在太空舱内 7.某学习小组设计了一种测温装置，用于测量 教室内的气温（教室内的气压为一个标准大 A.使用普通中性笔也能流畅书写 B 气压，相当于76cm水银柱产生的压强)，结 B.墨汁分子间不存在作用力 构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内 C.墨汁不浸润毛笔笔尖 有一定质量的气体，与A相连的B管插在 D.墨汁浸润纸张 水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的 4.(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图 所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分 温度，据此在B管上标注出温度的刻度值。当教室内 温度为7℃时，B管内水银面的高度为20cm。B管的 子数占总分子数的百分比，由图可知 478 体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，热力学温10.（多选）一定质量的理想气体 P 度T与摄氏温度t的关系为T=t+273(K),则以下说 经历两个不同过程，分别由压 法正确的是 强一体积(p-V)图上的两条 A.B管上所刻的温度数值上高下低 曲线I和Ⅱ表示，如图所示， B.B管内水银面的高度为16cm时，教室内的温度为 曲线均为反比例函数曲线的 17℃ 一部分。a、b为曲线I上的0V。2.3Y。 两点，气体在状态a和b的压强分别P。P6,温度分别 C.B管上所刻的温度数值间隔是不均匀的 为T。、T6。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d D.若把已刻好温度值的这个装置移到高山上，测出的 的压强分别pp4,温度分别为T、T。下列关系式正 温度比实际温度偏高 确的是 () 8.如图所示，内径相同、导热良好的T形细玻璃管上端 T。-1 T。1 开口，下端、右端封闭，管中用水银封闭着A、B两部分 理想气体，各部分长度如图所示。已知大气压强P= 76cmHg,设外界温度不变。现沿管壁向竖直管内缓 兴-号 慢灌入一定量的水银，B部分气体长度缩短1cm,则灌 能力提升练 入水银后B部分气体的压强为 ( 11.（2023·河北卷)如图，某实验小组为 测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处 竖直插入一根两端开口、内部横截面 水柱 5cm 44 cm 10cm1 积为0.1cm2的均匀透明长塑料管，密 10cm1 封好接口，用氮气排空内部气体，并用 接口处 一小段水柱封闭氮气。外界温度为 40 cm 300K时，气柱长度l,为10cm;当外界 温度缓慢升高到310K时，气柱长度变 A.77 cmHg B.86 cmHg 为50cm。已知外界大气压恒为1.0× C.88 cmHg D.90 cmHg 105Pa,水柱长度不计。 (1)求温度变化过程中氮气对外界做的功： 题组三理想气体的图像问题 (2)求葫芦的容积； 9.(2023·重庆卷)密封于汽缸中的理 (3)试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数 想气体，从状态a依次经过ab、bc和 字)。已知1mol氮气在1.0×105Pa、273K状态 cd三个热力学过程达到状态d。若 下的体积约为22.4L,阿伏伽德罗常数N取6.0 该气体的体积V随热力学温度T变 ×1023mol-'。 化的V-T图像如图所示，则对应的 气体压强p随T变化的p-T图像正 确的是 -479 12.(2024·广西卷)如图，圆柱形管内封装一定质量的13.如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗 理想气体，水平固定放置，横截面积S=500mm2的 细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S,由体积可 活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。 忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞 静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度 将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞 l,=200mm。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到 用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的 离圆柱形管最右侧距离为5mm的a处，再使封闭气 高度均为H,弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上 体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左 表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降 移动的距离为x,封闭气体对活塞的压力大小为F, H,左侧活塞上升。已知大气压强为o,重力加 膨胀过程F-5十曲线如图。大气压强m=1× 速度大小为g,汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不 105Pa。 变，弹簧始终在弹性限度内。求： *1.=200mm 个FN -------------a (1)最终汽缸内气体的压强； (2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。 200 (1)求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力 大小； (2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历了等温 变化； (3)画出封闭气体等温变化的p-V图像，并通过计 算标出a、b处坐标值。 ↑pl10Pa) VI10m) —480表现为斥力时比表现为引力时多做的功为)m,故B错误，C 银面更低，由A项分析可知测出的温度比实际温度偏高，D 正确。 正确；分子力对乙分子做的功等于乙分子动能的变化量，即W8.C设玻璃管的横截面积为S,初始状态下，B部分气体的压强 =分d,放D错误。 Pg=Po+10 cmHg=86 cmHg,由玻意耳定律有PS=pg'S', 又la-a'=1cm,解得pg'=88cmHg,故选Co 练案[78] 9.C由V-T图像可知，理想气体ab过程做等压变化，bc过程做 1.C丙上面的石蜡熔化的区域为椭圆形，导热上表现为各向异 等温变化，d过程做等容变化。根据理想气体状态方程，有少 性，则丙为单晶体，根据温度随加热时间变化关系可知，甲是晶 =C,可知bc过程理想气体的体积增大，则压强减小。故选C。 体，乙是非晶体，金属属于晶体，故乙不可能是金属薄片，甲在10.BC因为曲线都为反比例函数，根据理想气体的状态方程，所 导热上具有各向同性，从题中不能确定甲在其他性质上是否具： 以曲线I和Ⅱ皆为等温变化曲线，A错误；ac两点压强相等， 有各向异性，因此甲可能是单晶体，也可能是多晶体，故A、B错 误；一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；甲和 根据益一日萨克定体子求弓B正确0点的压强和：点 丙都是品体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误。 相同，而d两点在等温变化曲线Ⅱ中，根据玻意耳定律P= 2.ABC雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，故A正 Pa 确：荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具 卫_3V=3 Pa 2Vo ,C正确；d两点体积一样，根据查理定律= 有收缩到最小趋势的缘故，故B正确；液体具有流动性的原因 是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中 子-受子D特淡，放选C 移动，故C正确；小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经 11.(1)0.4J(2)119cm3(3)2.9×102 陷入水中（排开一部分水），受到水的浮力作用，是浮力与重力 [解析](1)由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等 平衡的结果，而非液体表面张力的作用，故D错误。 于大气压强。设大气压强为Po,塑料管的横截面积为S,初、末 3.D中性笔在太空舱中处于完全失重状态，普通中性笔需要靠 态气柱的长度分别为4、山2，气体对外做的功为W。根据功的 重力作用才能使用，所以普通中性笔在太空舱内不能流畅书 定义有W=PoS(l2-l1) 写，故A错误；由于分子间相互作用不受重力影响，则墨汁分子 解得W=0.4J 间仍存在相互作用力，故B错误；空间站能使用特殊的毛笔，其 (2)设葫芦的容积为V,封闭气体的初、末态温度分别为T、 原理是毛细现象，则墨汁浸润毛笔笔尖、浸润纸张，故C错误，D 刀，体积分别为、，根据盖一吕萨克定律有7号 V 正确。 4.AD.由题图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头 V =V+Sl 少”的分布规律，A正确：随着温度的升高，绝大部分氧气分子 V,=V+S2。 的速率都增大，但有少量分子的速率可能减小，B错误：随着温 联立以上各式并代入题给数据得V=119cm。 度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误； (3)设在1.0×103Pa、273K状态下，1mol氮气的体积为V。 ①状态的温度比②状态的温度低，D正确。 温度为T。,封闭气体的体积为V3,被封闭氮气的分子个数为 5.D在充气过程中，外界对气体做功，又矿洞可视为体积不变的 绝热容器，则气体内能增大，A错误：矿洞体积一定，充气后，气 m。根据盖一吕萨克定律有V+%_当 T -To 体分子数增多，即气体分子数密度增大，B错误：气体分子运动： 是统计规律，具体到某一个分子的变化时，其运动速率变化是 中 不确定的，有可能增大，有可能减小，也有可能不变，C错误；气 联立以上各式并代入题给数据得n=2.9×10。 体内能增大，温度升高，体积不变，气体压强增大，即气体分子 12.(1)50N(2)见解析(3)见解析 对洞壁单位面积平均撞击力变大，D正确。 [解析](1)活塞位于b处时，根据平衡条件可知，此时气体 6.B根据题意可知，在平原地区时，轮胎内部压强为p1=3.6po, 压强等于大气压强P。,故此时封闭气体对活塞的压力大小F= 温度T=315K,设在高原地区轮胎内部压强为P2,温度T2= pS=1×105×500×10-6N=50N。 280K,轮胎做等容变化，根据号=片，解得内=3.24，该高原 (2)根据图可知F-写十图线为一条过原点的倾斜直线，设 T 该直线斜率为k,则有函数关系式 地区的大气压强p=3.2p0-2.5po=0.7po。故选B。 1 7.D当温度升高时，管内气体体积变大，B管水银面降低，则B F=k·5+x 管上所刻的温度数值上低下高，A错误：B管的体积与大玻璃泡 A的体积相比可忽略不计，可认为气体做等容变化，当温度为 根据F=S可得气体压强p=(5+x)S 7℃时，T1=273K+7K=280K,大玻璃泡A内气体压强为P1 活塞从a处到b处的过程中，对封闭气体有 =76cmHg-20cmHg=56cmHg,设温度变为T2时，气体压强 pV=(5+S·(5+)S=6 为=16cmlg-l6cmlg=60cml,根据查理定律号-号.可 可见该过程中封闭气体的pV值恒定不变，故封闭气体经历了 得T,=300K=27℃，B错误：温度变为T时，气体压强为p=76 等温变化。 (3)由第(2)问的分析可知，活塞从a处到b处封闭气体经历 -(emlg),根据号=片，可得T=380-5x(K).则B管上所刻 了等温变化， 的温度数值间隔是均匀的，C错误；若把已经刻好温度值的这个 活塞在b处时，气压压强P=Po 装置移到高山上，大气压强比地面小，相同温度下B管内的水： 气体体积V=5。=10×105m3 661 活塞在a处时气体体积V.=个pI0pa PA'SALA' Sn=0.25×105m 40 对B管有PESpLe=PB'SBLg' 根据玻意耳定律有PV。= 其中L,'=10cm+1cm=11cm pV。=PoSlo Le'=10 cm-4 cm=6 cm 解得pn=40×105Pa 联立以上各式解得 故封闭气体等温变化的p-V 00.25 10Vi105m PA =74.36 cmHg 图像如图所示。 Pm=54.36cmlg。 B.( 4.CE打气后，由于气体的温度不变，所以分子平均动能不变， 17g 球内每个气体分子对球内壁的平均作用力不变，并且球内每个 [解析](1)对左右气缸内所封的气体，初态压强P1=P 气体分子对球内壁的作用力不一定增大，A错误，E正确；打气 体积V,=SH+2SH=3SH 后，球内气体的压强变大，则球内气体分子对球内壁单位面积 11SH 未态压强，体积片=5：H+号H25 的平均作用力增大，B正确；打气6次后，由玻意耳定律可得 根据玻意耳定律可得p,y=P2V n,+p×6×力，=p,解得p=1.4am,C正确，D错误。 解得=。 5.D由查理定准得8品K部得-站，敢AB结误： .31 (2)对右边活塞受力分析可知mg+P%·2S=P2·2S 设核心舱体积为V,打开舱门，缓慢放出气体，舱内气体与外界 好得m 平衡，此时舱内气体和放出气体的总体积为V,由玻意耳定律 有pV=pV',同温度、同压强下，同种气体的质量之比等于体积 1 对左侧活塞受力分析可知PoS+k·2H=PS 之此，有后-解得器京放D正确，C错误， 第将一品 6.(1)2cm(2)8.92×10-4m [解析](1)根据题意，在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程， 练案[79] 封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 p(H-x)S=p2HS 1.(1)15cm(2)(9√/30-45)cm 根据题意可知P1=Po,P2+Pgh=Po [解析](1)设管的横截面积为S,调整N的高度后，M管中气 联立解得x-2cm。 体压强为P20 (2)当外界气体进入后，对所有气体整体分析，由玻意耳定律有 对M管中封闭气体有， 状态I:p1=75 cmHg, Po+p=p(图，+s）】 V=54cm×S,T1=300K 状态Ⅱ：T2=T1=300K, 又P+pg·2=Pg W,=54cm×S-9cm×S=45cm×S 联立解得V=8.92×10-4m3。 由玻意耳定律得p1V,=p2V2,解得p2=90cmHg 7.(1)9×104Pa(2)3.6×102m(3)1.1×102kg 此时M、N两玻璃管中气体压强差 [解析](1)假设温度降低到T时，差压阀没有打开， △p=p2-po=15 cmHg 又A、B两个汽缸导热良好、B的体积不变，所以B内气体发生 故固定M、N时两玻璃管中水银面高度差为△h=l5cm。 等容变化，初态P1=Po,T1=300K,末态T2=270K, (2)M中气体温度升高至T=360K时，设N中水银面升高x,则 根据套理定律有号号 对M管中封闭气体有 状态Ⅲ：V3=(45cm+x)S, 代入数据解得p=9×10Pa。 T3=T=360K,P3=%+P+P2 A内气体发生等压变化，压强始终为Po,由于P0-Pm<△p,故假 设成立，即p2=9×104Pao 由率婚气体状奇方程得学-学 (2)A内气体发生等压变化，初态V1=4.0×10-2m3,T1= 解得x=(930-45)cm。 300K,末态T2=270K, 2.B假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，根据查理定律 振移生一昌萨克定楼有学芳 有片-贵所以4如=宁4了，两部分气体初状态温度T相同，升 代入数据解得Va=3.6×10-2m。 高的温度△T相同，初状态气体A的p大，则△pA>△pg,水银柱 (3)系统恰好穆定时，A内气体压强P,'=%+号 所受合外力方向向上，应向上移动，即向B移动，故选B。 B内气体压强PB'=P0, 3.74.36cmHg54.36cmHg 此时差压阀恰好关闭，所以有pPA'-P'=△p [解析]设B管在上方时上部分气压为P,则此时下方气压为 代入数据联立解得m=1.1×10kg。 PA,此时有pA=PB+20cmHg 贸置后人管气依压程支众即空气柱长度指加1mA管中水81)宁n+p）（2)宁+子4n)业 2p0+p 银柱减小1cm,A管的内径是B管的2倍，则SA=4Sg [解析](1)设抽气前氢气的压强为Po,根据力的平衡条件得 可知B管水银柱增加4cm,空气柱减小4cm;设此时两管的压 (p10-p)·2S=(P6-p)·S① 强分别为pa'PB',所以有pA'+23cmHg=pg' 倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有PSLA= 得am=%+p)②。 662