第十五章 必刷题 固体 课时跟踪练习58 -2027届高三物理一轮复习精讲精练

**基本信息** 聚焦固体、液体和气体核心概念与规律，通过概念辨析、图像分析、力学综合及实际应用题型，构建从物质状态到气体定律的完整知识逻辑链，培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|1题|晶体与非晶体属性判断|物质观念下的晶体结构与性质关联| |分子动理论与图像|2题（2、3）|分子速率分布、V-T图像分析|运动与相互作用观念下的气体状态参量关系推导| |气体压强计算|2题（4、5）|静力学平衡结合压强分析|科学推理中的力平衡与气体压强公式应用| |实验定律与应用|4题（6-9）|气体状态变化、航天泄压等实际问题|能量观念下理想气体定律的模型建构与迁移应用|

课时跟踪练58　固体、液体和气体 　(1—6题,每题5分) 1.(2026)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　) A.晶体都具有规则的几何外形 B.天上飘落的雪花是非晶体 C.物理性质表现为各向同性一定是非晶体 D.天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶体 2.(2026)一定质量的理想气体,体积保持不变。在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比,该气体在状态乙时(　　) A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小 C.分子的平均动能较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 3.(多选)(2026)如图所示,一定量的理想气体先后处于VT图上a、b、c三个状态,三个状态下气体的压强分别为pa、pb、pc,则(　　) A.pa=pb　　　　　　 B.pa=pc C.pa>pb D.pa<pc 4.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hcos θ C.B管内水银面比管外水银面低hcos θ D.管内封闭气体的压强比大气压强大hcos θ高水银柱产生的压强 5.(多选)如图所示,活塞质量为m,汽缸质量为M,通过弹簧吊在空中,汽缸内封住一定质量的空气,汽缸内壁与活塞间无摩擦,活塞横截面积为S,大气压强为p0,则(　　) A.汽缸内空气的压强等于p0+ B.汽缸内空气的压强等于p0- C.弹簧弹力的大小为(M+m)g D.汽缸内、外空气对活塞的作用力大小为mg 6.如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2。今使封闭气柱降低相同的温度(大气压强保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　) A.A管中向上移动,B管中向下移动 B.A管中向下移动,B管中向上移动 C.均向下移动,A管中移动较多 D.均向上移动,A管中移动较多 7.(6分)(2026)一定质量的理想气体经历了如图所示a→b→c过程,已知a状态的温度为T0,下列能正确描述气体状态变化的p-T图像是(　　) 　　　　　 A.　　　　　　　　B. C. D. 8.(12分)(2026)一直立的汽缸由截面积不同的两圆筒连接而成,活塞A和B用一长2l的不可伸长的细线连接,它们可在筒内无摩擦地上下滑动。A和B的截面积分别为SA=20 cm2、SB=10 cm2,A、B间有一定质量的理想气体。A上方和B下方都是大气,大气压强保持为1.0×105 Pa,g取10 m/s2。 (1)当汽缸内气体温度为600 K、压强为1.2×105 Pa 时,A和B的平衡位置如图所示,已知活塞A的质量mA=1 kg,求活塞B的质量mB和轻绳中的拉力大小F1。 (2)当汽缸内气体温度由600 K缓慢升高时,要使汽缸内气体不漏出,温度不能超过多少? 9.(12分)(2026)2025年3月21日神舟十九号航天员圆满完成出舱任务。当航天员执行出舱任务前,需先进行泄压,即将气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后,才能打开出舱舱门。若泄压前,气闸舱内的气体压强为p0,体积为V0;密封舱内气体的压强为p0,体积为10V0,泄压后密封舱内气体压强为1.094p0。泄压过程中,两舱内温度保持297 K不变,气体为理想气体并忽略航天员对气体的影响,抽气泵与连接管道气体体积不计。 (1)泄压后打开舱门前,求气闸舱内的压强p1为多少? (2)太空中稀薄气体压强近似为0.001p0,温度为99 K。打开舱门一段时间后,则舱内剩余空气的质量是原来的多少? 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时跟踪练58　固体、液体和气体 　(1—6题,每题5分) 1.(2026)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　) A.晶体都具有规则的几何外形 B.天上飘落的雪花是非晶体 C.物理性质表现为各向同性一定是非晶体 D.天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶体 解析:晶体分为单晶体和多晶体,多晶体(如金属)无规则几何外形,故A错误;雪花是水的晶体(冰晶),属于晶体,故B错误;多晶体(如金属)的物理性质各向同性,因此各向同性可能是多晶体或非晶体,故C错误;天然水晶(单晶体)熔化后快速凝固形成的石英玻璃是非晶体,故D正确。 答案:D 2.(2026)一定质量的理想气体,体积保持不变。在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比,该气体在状态乙时(　　) A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小 C.分子的平均动能较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 解析:理想气体质量不变,则分子总数不变,气体体积不变,则分子的数密度不变,平均每个分子占据的空间大小不变,即分子间平均距离保持不变,A、B错误;由图像可知气体在状态乙相比于在状态甲“各速率区间的分子数占总分子数的百分比”中分子速率大的更多,即气体在状态乙温度更高,分子的平均动能较大,C正确;气体温度较高,分子的平均速率较大,气体体积不变,则单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多,D错误。 答案:C 3.(多选)(2026)如图所示,一定量的理想气体先后处于VT图上a、b、c三个状态,三个状态下气体的压强分别为pa、pb、pc,则(　　) A.pa=pb　　　　　　 B.pa=pc C.pa>pb D.pa<pc 解析:根据理想气体的状态方程有pV=CT,变形有V=T,则VT图线上的点与坐标原点连线的斜率代表,则由题图可知pc > pb=pa。故选A、D。 答案:AD　 4.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hcos θ C.B管内水银面比管外水银面低hcos θ D.管内封闭气体的压强比大气压强大hcos θ高水银柱产生的压强 解析:以A管中的水银为研究对象,则有pS+ρghScos θ=p0S,则B管内气体的压强为p=p0-ρghcos θ,可知p<p0,B管内封闭气体的压强比大气压强小ρghcos θ,则B管内水银面要比管外水银面高出hcos θ,故B正确。 答案:B　 5.(多选)如图所示,活塞质量为m,汽缸质量为M,通过弹簧吊在空中,汽缸内封住一定质量的空气,汽缸内壁与活塞间无摩擦,活塞横截面积为S,大气压强为p0,则(　　) A.汽缸内空气的压强等于p0+ B.汽缸内空气的压强等于p0- C.弹簧弹力的大小为(M+m)g D.汽缸内、外空气对活塞的作用力大小为mg 解析:以汽缸为研究对象,由平衡条件得pS+Mg=p0S,解得p=p0-,故A错误,B正确;以活塞为研究对象,由平衡条件得F+pS=p0S+mg,则弹簧弹力F=(M+m)g,汽缸内、外空气对活塞的作用力大小F1=p0S-pS=Mg,C正确,D错误。 答案:BC 6.如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2。今使封闭气柱降低相同的温度(大气压强保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　) A.A管中向上移动,B管中向下移动 B.A管中向下移动,B管中向上移动 C.均向下移动,A管中移动较多 D.均向上移动,A管中移动较多 解析:管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和,因外界大气压不变,则管内气体做等压变化,根据盖吕萨克定律知=,整理可得ΔV=V,因A、B管中的封闭气体初温相同,温度变化ΔT也相同,且ΔT<0,则有ΔV<0,即A、B管中的封闭气体体积均减小,又因为H1>H2,即初始时A管中气体体积较大,所以ΔVA>ΔVB,即A管中气体长度减少得多一些,故两管中气柱上方水银柱均向下移动,A管中水银柱移动较多,故C正确。 答案:C 7.(6分)(2026)一定质量的理想气体经历了如图所示a→b→c过程,已知a状态的温度为T0,下列能正确描述气体状态变化的p-T图像是(　　) 　　　　　 A.　　　　　　　　B. C. D. 解析:a→b过程,V增大,根据=C 变形可得p=·T 其p-T图像上点与坐标原点连线的斜率减小; b→c过程为等容变化,根据=C 变形可得p=·T 可知p-T图像为一条反向延长线过原点的倾斜直线。故选D。 答案:D 8.(12分)(2026)一直立的汽缸由截面积不同的两圆筒连接而成,活塞A和B用一长2l的不可伸长的细线连接,它们可在筒内无摩擦地上下滑动。A和B的截面积分别为SA=20 cm2、SB=10 cm2,A、B间有一定质量的理想气体。A上方和B下方都是大气,大气压强保持为1.0×105 Pa,g取10 m/s2。 (1)当汽缸内气体温度为600 K、压强为1.2×105 Pa 时,A和B的平衡位置如图所示,已知活塞A的质量mA=1 kg,求活塞B的质量mB和轻绳中的拉力大小F1。 (2)当汽缸内气体温度由600 K缓慢升高时,要使汽缸内气体不漏出,温度不能超过多少? 解析:(1)设初态时,汽缸内气体压强为p1,细线拉力为F1,对活塞A、B,由平衡条件分别有p0SA+mAg+F1-p1SA=0 p1SB+mBg-F1-p0SB=0 已知p0=1.0×105 Pa,p1=1.2×105 Pa,mA=1 kg 可得mB=1 kg,F1=30 N。 (2)当汽缸内气体温度升高时,活塞A、B将向上移动,要使汽缸内气体不漏出,活塞B不能超过两圆筒连接处,临界状态为活塞B刚好到达两圆筒连接处,由受力分析可知,此过程缸内气体压强不变,做等压变化,初始状态V1=lSA+lSB,T1=600 K,末状态V2=2lSA 由盖吕萨克定律有=,代入数据解得T2=800 K。 答案:(1)1 kg　30 N　(2)800 K 9.(12分)(2026)2025年3月21日神舟十九号航天员圆满完成出舱任务。当航天员执行出舱任务前,需先进行泄压,即将气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后,才能打开出舱舱门。若泄压前,气闸舱内的气体压强为p0,体积为V0;密封舱内气体的压强为p0,体积为10V0,泄压后密封舱内气体压强为1.094p0。泄压过程中,两舱内温度保持297 K不变,气体为理想气体并忽略航天员对气体的影响,抽气泵与连接管道气体体积不计。 (1)泄压后打开舱门前,求气闸舱内的压强p1为多少? (2)太空中稀薄气体压强近似为0.001p0,温度为99 K。打开舱门一段时间后,则舱内剩余空气的质量是原来的多少? 解析:(1)将密封舱和气闸舱内的气体看作一个系统,泄压过程为等温变化,由玻意耳定律得p0V0+p0·10V0=1.094p0·10V0+p1V0　 解得p1=0.06p0。 (2)泄压后,气闸舱开舱门前p1=0.06p0,体积为V0,T=297 K,打开舱门后p'=0.001p0,T'=99 K,由理想气体状态方程得= 解得V'=20V0 则舱内剩余空气的质量与原来空气质量的比值为===5% 即舱内剩余空气的质量是原来的5%。 答案:(1)0.06p0　(2)5% 学科网（北京）股份有限公司 $