考點42固體、液體與氣體

第1?步狂刷小題?夯基礎

題組一基礎小題

I.（多選）下列說法正確的是（）

A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學

性質

C.由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的

晶體

D.在合適的條件下，某些晶體可以轉變為非晶體，某些非晶體也可以轉變

為晶體

E.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內能也保持不變

答案BCD

解析將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍然是晶體，A錯誤；固體可以分

為晶體和非晶體兩類，有些單晶體在不同的方向上有不同的光學性質，B正確；

由同種元素構成的固體，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能構成石墨，

也可能構成金剛石，C正確；在合適的條件下，某些晶體可以轉變成非晶體，例

如天然水晶是晶體，熔化后再凝固成的石英玻璃就是非晶體，某些非晶體在一定

條件下也可以轉變為晶體，D正確；在熔化過程中，晶體吸收熱量，但是溫度保

持不變，所以分子平均動能保持不變，吸收的熱量用來增加分子勢能，故內能要

增加，E錯誤。

2.（多選）關于液體的表面張力，下列說法正確的是（）

A.液體表面層的分子間的距離比較大

B.液體表面層的分子間的距離比較小

C.表面張力的產生，是由于表面層中分子間的引力大于斥力

D.表面張力的方向與液面相切，與分界線相平行

E.葉面上的露珠呈球形，是表面張力使液體表面收縮的結果

答案ACE

解析液體的表面層像一個張緊的橡皮膜，這是因為表面層的分子間距比內

部要大，使表面層分子間的引力大于斥力，而產生表面張力。液體表面張力的方

向與液面相切，與分界線垂直。表面張力使液體表面收縮到最小，因此葉面上的

露珠呈球形。故A、C、E正確，B、D錯誤。

3.（多選）把極細的玻璃管分別插入水中和水銀中，如圖所示，正確表示毛細

現象的是（）

BCD

答案AC

解析因為水能浸潤玻璃，而水銀不能浸潤玻璃，所以A、C正確，B、D

錯誤。

4.（多選）下列說法正確的是（）

A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果

C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質具有各向異性的特點

D.高原地區水的沸點較低，這是高原地區溫度較低的緣故

E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布

中的水蒸發吸熱的結果

答案BCE

解析懸浮在水中的花粉的布朗運動，反映的是水分子的熱運動，A錯誤；

水的表面張力使空中的小雨滴呈球形，B正確；液晶的光學性質具有各向異性，

液晶顯示器正是利用了這個特點，C正確；高原地區大氣壓較低，故水的沸點較

低，D錯誤；因為紗布中的水蒸發吸熱，故干濕泡濕度計中濕泡顯示的溫度比干

泡顯示的溫度低，E正確。

第2頁，共30頁

5.（多選）下列說法正確的是（）

A.飽和汽壓與溫度有關，旦隨著溫度的升高而增大

B.在溫度不變的前提下，減小體積可以使飽和汽壓變大

C.在同一溫度下，某液體飽和汽的密度一定大于未飽和汽的密度

D.要把氣體液化，先要?E未飽和汽變成飽和汽

E.在某一溫度下，若空氣中水蒸氣的分氣壓為0,大氣壓強為po,則空氣

的相對濕度為8二空X100%

答案ACD

解析溫度越高，液體越容易蒸發，飽和汽壓越大，A正確；飽和汽壓只與

液體的種類和溫度有關，與體積無關，B錯誤；在同一溫度下，蒸汽未達到飽和

時，說明相同時間內的蒸發量仍然大于液化量，所以同一溫度下某液體飽和汽的

密度一定大于未飽和汽的密度，C正確；要把氣體液化，先要把未飽和汽變成飽

和汽，D正確；根據相對濕度的定義，可知空氣的相對濕度為空氣中水蒸氣的壓

強pi與同一溫度下水的飽和汽壓Ps的比值，E錯誤。

6.（多選）下列關于固體、液體、氣體性質的說法正確的是（）

A.在對一定質量的理想氣體進行等壓壓縮的過程中，氣體的內能減少

B.如果某物質的導熱性能表現為各向同性，它一定不是晶體

C.液體不浸潤某種固體，則附著層中的液體分子間的相互作用力表現為引

力

D.在“太空授課”中處于完全失重狀態的水滴呈球形，是由液體表面張力

引起的

答案ACD

解析

第3頁，共30頁

一定質量的理想氣體壓強不變，體積減小，根據理想氣體狀態方程可知其溫

度降低，因此氣體的內能減小，A正確；如果某物質的導熱性能表現為各向同性,

則它可能是非晶體或多晶體，另外單晶體只是某些物理性質具有各向異性，并不

是所有的物理性質都具有各向異性，所以導熱性能表現為各向同性的物質也有可

能是單晶體，B錯誤；液體不浸潤某種固體，則附著層中的液體分子比液體內部

的分子稀疏，附著層內分子間的作用力表現為引力，從而使附著層有收縮的趨勢,

C正確；由于液體的表面張力的作用，液面有收縮到最小的趨勢，所以太空中處

于完全失重狀態的水滴呈球形，D正確。

7.（多選）如圖所示是水的飽和汽壓與溫度關系的圖線，請結合飽和汽與飽和

汽壓的知識判斷，下列說法正確的是（）

A.水的飽和汽壓隨溫度的變化而變化，溫度升高，飽和汽壓增大

B.在一定溫度下，飽和汽的分子數密度是不變的

C.當水蒸氣處于飽和狀態時，水分子不再飛出液面

D.在實際問題中，飽和汽壓包括水蒸氣的氣壓和空氣中其他各種氣體的氣

壓

答案AB

解析由題圖可知，水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，A正確；在一定溫

度下，從液面飛出的水分子數目與回到水中的水分子數目相等時，水面上方的蒸

汽達到飽和狀態，飽和汽的分子數密度不再變化，B正確；當水蒸氣處于飽和狀

態時，飛出水面與進入水中的分子數達到了一種動態平衡，蒸發停止，但仍有水

分子飛出水面，C錯誤；在實際問題中，水面上方含有水分子和空氣中的其他分

子，但飽和汽壓只是水蒸氣的氣壓，D錯誤。

8.（多選）在炎熱的夏季，用打氣筒為自行車充氣，若充氣太足，在太陽暴曬

第4頁，共30頁

下，很容易發生車胎爆裂。已知打氣筒的容積為Vo,輪胎容積為打氣筒容積的20

倍，充氣前輪胎內、外壓強相等，溫度為幾。某次用打氣筒給輪胎充氣，設充氣

過程氣體溫度不變，大氣壓強為網，充氣結束輪胎內氣體壓強達到加，輪胎能

夠承受的最高氣壓為2.78。則下列說法正確的是（）

A.讓輪胎內氣體壓強達到2加，需要充氣20次

第4頁，共30頁

B.充氣過程中，輪胎內氣體的分子數密度不變

C.在太陽暴曬下，輪胎內氣體分子的速率分布曲線發生變化

D.爆胎瞬間氣體的溫度為2.77b

E.爆胎過程氣體對外做功，內能減小

答案ACE

解析充氣時，氣體做等溫變化，讓輪胎內氣體壓強達到2po,根據玻意耳

定律有（2O%+〃%）po=2m2OVb,解得〃=20,即需要充氣20次，A正確；充氣

過程中，輪胎內氣體分子總數增大，體積不變，則輪胎內氣體的分子數密度增大，

B錯誤；在太陽暴曬下，輪胎內氣體溫度升高，則氣體分子的速率分布曲線發生

變化，C正確；太陽暴曬下，輪胎內氣體做等容變化，根據查理定律有第二季,

解得爆胎瞬間氣體的溫度為了二L357b,D錯誤；爆胎過程氣體體積迅速膨脹，對

外做功，W<0,氣體來不及與外界發生熱交換，熱量交換可忽略，即。=0,由AU

=卬+。可知AUvO,即內能減小，E正確。

9.（多選）對于一定質量的理想氣體，下列論述中正確的是（）

A.若單位體積內分子個數不變，當分子熱運動加劇時，壓強一定變大

B.若單位體積內分子個數不變，當分子熱運動加劇時，壓強可能不變

C.若氣體的壓強不變而溫度降低，則單位體積內分子個數一定增加

D.若氣體的壓強不變而溫度降低，則單位體積內分子個數可能不變

E.氣體的壓強由溫度和單位體積內的分子個數共同決定

答案ACE

解析若單位體積內分子個數不變，當分子熱運動加劇時，單位時間器壁單

位面積上氣體分子碰撞的次數和碰撞的平均作用力都增大，因此氣體壓強一定增

大，A正確，B錯誤；若氣體的壓強不變而溫度降低，氣體分子熱運動的平均動

能減小，則單位體積內分子個數一定增加，C正確，D錯誤；氣體的壓強由氣體

的溫度和單位體積內的分子個數共同決定，E正確。

10.（多選）一定質量的理想氣體的狀態經歷了如圖所示的權一、Ld、

第5頁，共30頁

d一。四個過程，其中尻的延長線通過原點，cd垂直于而旦與水平軸平行,

da與he平行，則氣體體積在（）

A.。一匕過程中不斷增加

B.力fC過程中保持不變

C.c-d過程中不斷增加

D.1一。過程中保持不變

E.d-〃過程中不斷增大

答案ABE

解析由題圖可知，匕過程中溫度不變，壓強減小，根據所以體

積增大，0一C過程是等容變化，體積不變，A、B正確；cfd過程中壓強不變，

溫度降低，根據苧=C,體積不斷減小，C錯誤；根據半二C,可知則p]

圖線上的點與原點連線的斜率與V成反比，則過程中體積不斷增大，D錯

誤，E正確。

11.（多選）關于生活中的熱學現象，下列說法正確的是（）

A.夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相

同的情況下，夏天的絕對濕度較大

B.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鏡子夾一棉球，沾一些

酒精，點燃，在罐內迅速旋轉一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火

罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上，其原因是，當火罐內的氣體體積不變時，溫度

降低，壓強增大

C.盛有氧氣的鋼瓶，在27c的室內測得其壓強是9.0X106pa。將其搬到-

3℃的工地上時，測得瓶內氧氣的壓強變為7.8X106pa,通過計算可判斷出鋼瓶

漏氣

第6頁，共30頁

D.汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣，想辦法使它們自

發地分離，既清潔了空氣又變廢為寶

E.一輛空載的卡車停于水平地面，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎

內氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體向外界放熱

答案ACE

絕對濕度

解析根據相對濕度的定義，相對濕度=同溫度下水的飽和汽壓，夏天和冬

天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，則在相對濕度相同的情況下，夏

天的絕對濕度較大，A正確；根據華二C可知，當火罐內的氣體體積不變時，溫

度降低，壓強減小，B錯誤；若鋼瓶不漏氣，則氣體做等容變化，有卷二發，得

P2=^=8.1X106Pa,由于p2>7.8Xl（）6pa,所以可判斷出鋼瓶漏氣，C正確；

一切與熱現象有關的宏觀自然過程都是不可逆的，各類有害氣體排入大氣后無法

自發分離，D錯誤；卡車車胎內氣體溫度不變，且車胎不漏氣，則內能不變，在

緩慢裝沙過程中，外界對氣體做功，故氣體應向外界放熱，E正確。

題組二高考小題

12.（2020?江蘇高考）（多選）玻璃的出現和使用在人類生活里已有四千多年的

歷史，它是一種非晶體。下列關于玻璃的說法正確的有（）

A.沒有固定的熔點

B.天然具有規則的幾何形狀

C.沿不同方向的導熱性能相同

D.分子在空間上周期性排列

答案AC

解析非晶體沒有固定的熔點，A正確；根據非晶體的微觀結構可知，組成

非晶體的分子在空間上不是周期性排列的，所以非晶體沒有天然規則的幾何形狀,

且它的物理性質在各個方向上是相同的，故C正確，B、D錯誤。

第7頁，共30頁

13.（2019?江蘇高考）（多選）在沒有外界影響的情況下，密閉容器內的理想氣

體靜置足夠長時間后，該氣體（）

A.分子的無規則運動停息下來

B.每個分子的速度大小均相等

C.分子的平均動能保持不變

D.分子的密集程度保持不變

答案CD

解析分子永不停息地做無規則運動，A錯誤；氣體分子之間的碰撞是彈性

碰撞，氣體分子在頻繁的碰撞中速度變化，每個分子的速度不斷變化，速度大小

并不都相等，B錯誤；理想氣體靜置足夠長的時間后達到熱平衡，氣體的溫度不

變，分子的平均動能不變，C止確；氣體體積不變，則分子的密集程度保持不變，

D正確。

14.（2019?北京高考）下列說法正確的是（）

A.溫度標志著物體內大量分子熱運動的劇烈程度

B.內能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和

C.氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變

答案A

解析溫度是分子平均動能的量度（標志），分子平均動能越大，分子熱運動

越劇烈，A正確；內能是物體內所有分子的分子動能和分子勢能的總和，B錯誤;

氣體壓強不僅與氣體分子的平均動能有關，還與氣體分子的密集程度有關，C錯

誤；溫度降低，則分子的平均動能變小，D錯誤。

15.（2020.北京高考）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態A開始，經歷兩

個過程，先后到達狀態B和。。有關A、8和。三個狀態溫度心、加和Tc的關

系，正確的是（）

第8頁，共30頁

3p“

2V03%V

A.TA-TB,TB=TC

B.TA<TB,TB<TC

C.TA=7c,TB>TC

D.TA=Tc,TB<TC

答案c

解析由圖可知，從狀態A到狀態B是一個等壓過程，則有稱二號,因為

VA<VB,故TA<TB\而從狀態B到狀態C是一個等容過程，則有驛器因為P5>〃c,

33

2poX-Vb/X2Vb

故7^>左；從狀態A到狀態。有一亍一=—^―,可得入=笈。綜上所述，

可知C正確，A、B、D錯誤。

16.（2017?全國卷I）（多選）氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的

分子數占總分子數的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖口兩條曲線所示。下

列說法正確的是（）

A.圖中兩條曲線下面積相等

B.圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形

C.圖中實線對應于氧氣分子在100℃時的情形

D.圖中曲線給出了任意速率區間的氧氣分子數目

第9頁，共30頁

E.與0℃時相比，100C時氧氣分子速率出現在0?400m/s區間內的分子

數占總分子數的百分比較大

答案ABC

解析曲線下面積均表示1,二者相等，A正確。溫度是分子平均動能的標

志，溫度越高，分子的平均動能越大，故虛線為氧氣分子在0℃時的情形，分子

平均動能較小，實線為氧氣分子在100℃時的情形，B、C正確。曲線給出的是

分子數占總分子數的百分比，D錯誤。與0C時相比，100℃時氧氣分子速率出

現在。?400m/s區間內的分子數占總分子數的百分比較小，E錯誤。

17.（2018?江蘇高考）如圖所示，一支溫度計的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端

浸在水中。紗布中的水在蒸發時帶走熱量，使溫度計示數低于周圍空氣溫度。當

空氣溫度不變，若一段時間后發現該溫度計不數減小，貝版）

溫度計、I

紗布

A.空氣的相對濕度減小

B.空氣中水蒸汽的壓強增大

C.空氣中水的飽和汽壓減小

D.空氣中水的飽和汽壓增大

答案A

解析溫度計示數減小說明蒸發加快，空氣中水蒸汽的壓強減小，B錯誤；

因水的飽和汽壓只與溫度有關，空氣溫度不變，所以飽和汽壓不變，C、D錯誤;

根據相對濕度的定義，空氣的相對濕度減小，A正確。

題組三模擬小題

18.（2020?河北省邯鄲市二模）（多選）以下說法中正確的是（）

A.有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體

B.如果在液體表面任意畫一條線，線兩側的液體之間的作用力表現為引力

第10頁，共30頁

C.附著層內分子間的距離小于液體內部分子間的距離時，液體與固體之間

表現為浸潤

D.液晶具有液體的流動性，所有物質都具有液晶態

E.空氣中水蒸氣的壓強越大，相對濕度就越大

答案ABC

解析有些晶體在一定條件下可轉化為非晶體，有些非晶體在一定條件下也

可以轉化為晶體，A正確；液體表面層分子比內部稀疏，分子間作用力表現為引

力，所以如果在液體表面任意畫一條線，線兩側的液體之間的作用力表現為引力，

B正確；附著層內分子間的距離小于液體內部分子間的距離時，附著層內液體分

子間作用力表現為斥力，附著層有擴張趨勢，液體與固體之間表現為浸潤，C正

確；液晶具有液體的流動性，但不是所有物質都具有液晶態，D錯誤；空氣中水

蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓的比值是空氣的相對濕度，因此空氣中水蒸

氣的壓強越大，相對濕度不一定越大，E錯誤。

19.（2020.北京市豐臺區一模）負壓病房是收治傳染性極強的呼吸道疾病病人

所用的醫療設施，可以大大減少醫務人員被感染的機會，病房中氣壓小于外界環

境的大氣壓。若負壓病房的溫度和外界溫度相同，負壓病房內氣體和外界環境中

氣體都可以看成理想氣體，則以下說法正確的是（）

A.負壓病房內氣體分子的平均動能小于外界環境中氣體分子的平均動能

B.負壓病房內每個氣體分子的運動速率都小于外界環境中每個氣體分子的

運動速率

C.負壓病房內單位體積氣體分子的個數小于外界環境中單位體積氣體分子

的個數

D.相同面積負壓病房內壁受到的氣體壓力等于外壁受到的氣體壓力

答案C

解析

第11頁，共30頁

由于負壓病房內氣體的溫度和外界環境中氣體的溫度相同，故它們的分子平

均動能相等，A錯誤；氣體分子的運動速率遵循統計學的規律，雖然病房內外氣

體分子的平均速率相等，但同一溫度下各種速率的分子都有，所以負壓病房內某

些氣體分子的速率可能大于外界環境中某些氣體分子的速率，B錯誤；負壓病房

內外氣體的溫度相等，氣體分子的平均速率相等，而病房中氣壓小于病房外氣壓,

所以負壓病房內單位體積氣體分子的個數小于外界環境中單位體積氣體分子的個

數，C正確；因為負壓病房的氣壓比外界環境小，故相同面積病房內壁受到的氣

體壓力比外壁受到的氣體壓力小，D錯誤。

20.（2020?廣東省深圳市第二次調研）（多選）某同學用喝完的飲料罐，制作一

個簡易氣溫計。如圖所示，在這個空的鋁制飲料罐中插入一根粗細均勻的透明吸

管，接口處用蠟密封。吸管中引入一段長度可忽略的油柱，在吸管上標上溫度刻

度值。罐內氣體可視為理想氣體，外界大氣壓不變。以下說法中正確的有（）

A.吸管上的溫度刻度值左小右大

B.吸管上的溫度刻度分布不均勻

C.氣溫升高時，罐內氣體增加的內能大于吸收的熱量

D.在完全失重的環境下，這個氣溫計仍可使用

E.隨著氣溫升高，單位時間內，罐內壁單位面積上受到氣體分子撞擊的次

數減小

答案ADE

解析由題意知，封閉的理想氣體發生等壓變化，若溫度升高，氣體體積變

大，油柱向右移動，故吸管上的溫度刻度值左小右大，A正確；根據蓋一呂薩克

定律卷二盤可得卷=靜，而專AT弋M可知與△/成正比，

所以吸管上所標溫度的刻度是均勻的，B錯誤；氣溫升高時發生等壓膨脹，內能

增加，△〃>（）,對外做功，W<0,根據熱力學第一定律AU=Q+W,可知

氣體吸熱，且吸收的熱量大于罐內氣體增加的內能，C錯誤；氣體壓強是大量氣

第12頁，共30頁

體分子做無規則熱運動時對器壁的頻繁碰撞形成的，故在完全失重的環境下，這

N~F

個氣溫計仍可使用，D正確；根據氣體壓強的微觀表達式p二工

第12頁，共30頁

,隨著氣溫升高，單個氣體分子對罐內壁產生的平均撞擊力下變大，而氣體

發生等壓變化，則單位時間內罐內壁單位面積上受到氣體分子撞擊的次數N減少,

E正確。

21.（2020?云南省昆明市高三“三診一模”摸底診斷測試）（多選）一定質量的

理想氣體從狀態4經過狀態5和。又回到狀態上其壓強〃隨體積丫變化的圖線

如圖所示，其中A到B為絕熱過程,C到A為等溫過程。則下列說法正確的是（）

A.A狀態速率大的分子比例較8狀態多

B.A-8過程，氣體分子平均動能增大

C.BfC過程，氣體對外做功

D.8fC過程，氣體放熱

E.C狀態單位時間內碰撞單位面積容器壁的分子數比A狀態少

答案ACE

解析由圖可知，A-B過程，氣體絕熱膨脹，對外做功，內能減小，溫度降

低，氣體分子的平均動能減小，則A狀態速率大的分子比例較8狀態多，A正確,

B錯誤。B-C過程，氣體等壓膨脹，對外做功，即WvO,由蓋一呂薩克定律可

知，氣體溫度不高，內能增大，即△">（）,根據熱力學第一定律=W+Q,得

2>0,即氣體吸熱，故C正確，D錯誤。狀態A和狀態C的溫度相等，所以氣

體分子平均動能相同，從圖中可知，A狀態氣體壓強更大，說明C狀態單位時間

內碰撞單位面積容器壁的分子數比A狀態少，故E正確。

第2步精做大題?提能力

題組一基礎大題

22.

第13頁，共30頁

一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活

塞C初始時，管內汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內

兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離。

已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發生氣體泄漏;

大氣壓強po=75.OcmHg。環境溫度不變。

答案144cmHg9.42cm

解析設初始時，右管中空氣柱的壓強為0,長度為/1；左管中空氣柱的壓

強為小二P。，長度為'活塞被下推力后，右管中空氣柱的壓強PJ,長度為，；

左管中空氣柱的壓強為P2‘，長度為/2'。以cmHg為壓強單位。由題給條件得：

pi=po+(20.0-5.00)cmHg①

,(20.0-5.00、/

/i=I20.0-----2----1cm=12.5cm②

對右管中空氣柱由玻意耳定律得：？/】二p「3③

聯立①②③式和題給條件得：0,=144cmHg④

依題意〃2'-p\'⑤

20.0-5.00

M=4.00cm+---2----cm-/?=11.5cm-/?⑥

對左管中空氣柱由玻意耳定律得：〃2/2=p2'121⑦

聯立④⑤⑥⑦式和題給條件得：h=9.42cmo

23.如圖甲所示，一導熱性能良好、內壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積S

=1X10-3m2、質量用=2kgs厚度不計的活塞與汽缸底部之間封閉了一定質量的

理想氣體，此時活塞與汽缸底部之間的距離m二24cm,在活塞的右側箝二12cm

處有一對與汽缸固定連接的卡環，氣體的溫度7b=300K,大氣壓強po=1.0X105

第14頁，共30頁

Pao現將汽缸豎直放置，如圖乙所示，取重力加速度g=10m/s2。

第14頁，共30頁

(1)求汽缸豎直放置穩定后，活塞與汽缸底部之間的距離X；

(2)若汽缸豎直放置穩定后，對封閉氣體緩慢加熱至廣=720K,求此時封閉

氣體的壓強p'。

答案⑴20cm⑵lEXUPa

解析(1)汽缸水平放置時：

封閉氣體的壓強1.0X105Pa,溫度7|=n=3()0K,體積力=xoS,

汽缸豎直放置時：

封閉氣體的壓強。=〃。+等=1.2X105pa,溫度乃二刀=300K,體積L二

xS,

由玻意耳定律得：piVi=p2V2,解得：x=20cm。

(2)對封閉氣體加熱，氣體溫度升高，至活塞剛到達卡環過程，氣體做等壓變

化，

有P3=〃2,

初態：V2=xSt72=300K,

末態：匕=(xo+xi)S,

根據蓋一呂薩克定律得：首二盤解得：73=540K；

汽缸內氣體溫度繼續升高，氣體做等容變化，

初態：pa=1.2X105Pa,73=540K,

末態：r=720K,

由查理定律得：界亭~，解得：P1=1.6X105pa。

題組二高考大題

第15頁，共30頁

24.（2020?江蘇高考）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內液面上方

形成了酒精的飽和汽，此時（選填“有”或“沒有”）酒精分子從液面飛

出。當溫度升高時，瓶中酒精飽和汽的密度_______（選填“增大”“減小”或

“不變”）o

答案有增大

解析瓶內液面上方形成酒精的飽和汽后，在相同時間內回到液面的酒精分

子數等于從液面飛出的酒精分子數，液體與氣體之間達到了動態平衡，故此時仍

然會有酒精分子從液面飛出；當溫度升高時，液體分子的平均動能增大，單位時

間內從液面飛出的酒精分子數增多，瓶中酒精飽和汽的密度增大。

25.（2019.江蘇高考）由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水

滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現為（選填“引力”或“斥

力”）o分子勢能EP和分子間距離r的關系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴

表面層中水分子耳的是圖中（選填K"'中或C）的位置。

答案引力C

解析水滴呈球形，使水滴表面層具有收縮的趨勢，因此水滴表面層中，水

分子之間的作用力總體上表現為引力；水分子之間，引力和斥力相等時，分子間

距離〃二皿分子勢能最小；當分子間表現為引力時，分子間距離「＞皿因此，能

總體上反映小水滴表面層中水分子穌的是題圖中。的位置。

26.（2019?全國卷II）如p?V圖所示，1、2、3三個點代表其容器中一定量理想

氣體的三個不同狀態，對應的溫度分別是不、不、73c用N1、M、M分別表示這

三個狀態下氣體分子在單位時間內撞擊容器壁上單位面積的平均次數，則

MN2,T\73,NiN3。（填“大于”“小于”或“等于”）

第16頁，共30頁

2Pl

°匕2匕v

第16頁，共30頁

答案大于等于大于

解析根據理想氣體狀態方程有0j="片J'片一,可知Ti>

Ti,72<T3,TI=T3;對于狀態1、2,由于7>不，所以狀態1時氣體分子熱運動

的平均動能大，熱運動的平均速率大，體積相等，分子數密度相等，故分子在單

位時間內對單位面積容器壁的平均碰撞次數多，即M>M；對于狀態2、3,由于

乃<不，所以狀態2時分子熱運動的平均速率小，每個分子單位時間內對器壁的平

均撞擊力小，而壓強等于單位時間撞擊到器壁單位面積上的分子數N與單位時間

每個分子對器壁的平均撞擊力的乘積，即〃二N?下，而=P3’，了2</3,

則N?N3。

27.（2020.全國卷II）潛水鐘是一種水下救生設備，它是一個底部開口、上部封

閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其內部上方空間呈存有空氣，以滿足

潛水員水下避險的需要。為計算方便，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為〃、開

口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為"的水下，

如圖所示。已知水的密度為P，重力加速度大小為g,大氣壓強為po,H》h,忽

略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

（1）求進入圓筒內水的高度/；

（2）保持”不變，壓入空氣使筒內的水全部排出，求壓人的空氣在其壓強為

po時的體積。

答案⑴懸片（2蟠

解析（1）設潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內空氣的體積分別為％和

V1,放入水下后筒內空氣的壓強為0,由玻意耳定律和題給條件有

p\V\=poVo①

第17頁，共30頁

Vo=hS②

Vi=(h-r)s③

考慮到有

pi=po+pgH④

聯立①②③④式，解得/二說鬻彳兒⑤

(2)設壓入筒內的空氣在其壓強為"o時的體積為V,在水下即其壓強為pi時

的體積為上，由玻意耳定律有0吻二8丫⑥

其中％二/S⑦

聯立④⑤⑥⑦式解得V=曙勺⑧

28.(2020?全國卷I)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)。

甲罐的容積為V,罐中氣體的壓強為P；乙罐的容積為2匕罐中氣體的壓強為人。

現通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相

同且在調配過程中保持不變，調配后兩罐中氣體的壓強相等。求調配后

(1)兩罐中氣體的壓強；

(2)甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比。

2

答案

耳⑵

、

解析(1)設甲罐中原有氣體的體積最終變為V1,乙罐中原有氣體的體積最終

變為調配后兩罐中氣體的壓強為，由玻意耳定律有

pV=p'V|①

%(2V)=p'V2

②

且V|+v2=V+2V③

2

聯立①②③式可得p'=孫④

(2)設調配后甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比為k,則有

第18頁，共30頁

2

聯立①④⑤式可得％=至⑥

29.(2020?全國卷III)如圖，兩側粗細均勻、橫截面積相等、高度均為“二18

cm的U形管，左管上端封閉：右管上端開口。右管中有高例=4cm的水銀柱，

水銀柱上表面離管口的距離/=12cm。管底水平段的體積可忽略。環境溫度為不

=283K,大氣壓強po=76cmHg。

T

w

!

(1)現從右側端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端

到達右管底部。此時水銀柱的高度為多少？

(2)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密

封氣體的溫度為多少？

答案(1)12.9cm(2)363K

解析(1)設密封氣體初始體積為Vi,壓強為pi,密封氣體先經等溫壓縮過程

體積變為％,壓強變為由玻意耳定律有/■二〃2V2①

設注入水銀后水銀柱高度為h,水銀的密度為P，左、右管的橫截面積均為S,

由題設條件有

p\=po+pgho②

P2=po+pgh③

Vi=(2H-/-/io)S,V2=HS④

聯立①②③④式并代入題給數據得h^n.9cm。⑤

⑵設密封氣體再經等壓膨脹過程體積變為V3,溫度變為乃，由蓋一呂薩克定

由題設條件有V3=(2H-h)S⑦

聯立④⑤⑥⑦式并代入題給數據得乃g363Ko⑧

第19頁，共30頁

30.（2020?山東高考）中醫拔罐的物理原理是利用玻璃罐內外的氣壓差使罐吸

附在人體穴位上，進而治療某些疾病C常見拔罐有兩種，如圖所示，左側為火罐，

下端開口；右側為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時，先加

熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內部氣壓低于外部大氣壓，

使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐

內氣體壓強。某次使用火罐時，罐內氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450

20

K,最終降到300K,因皮膚凸起，內部氣體體積變為罐容積的五。若換用抽氣拔

20

罐，抽氣后罐內剩余氣體體積變為抽氣拔罐容積的五，罐內氣壓與火罐降溫后的

內部氣壓相同。罐內氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程口氣體溫度的變化。

求應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值。

答案|

解析設火罐內氣體初始狀態參量分別為⑶、不、Vi,溫度降低后狀態參量

分別為P2、乃、V2,火罐的容積為壞,大氣壓強為外，

由題意知〃I=小Ti=450K、0=%、72=300KS=帝）①

由理想氣體狀態方程得常二管②

代入數據得〃=0.7川③

對于抽氣拔罐，設初態氣體狀態參量分別為P3、匕，末態氣體狀態參量分別

為P4、0,抽氣拔罐的容積為V。'，由題意知

P3=心％=%'、=〃2④

由玻意耳定律得⑤

第20頁，共30頁

聯立③⑤式，代入數據得匕二與Vo'⑥

設抽出的氣體在壓強P4下的體積為△匕由題意知

帝’⑦

故應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值為

A/nAV_

百二石⑧

聯立⑥⑦⑧式得誓斗⑨

31.(2019?全國卷III)如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內有一段

高度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管

口的距離為2.0cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴

落，管內氣體溫度與環境溫度相同。已知大氣壓強為76cmHg,環境溫度為296Ko

L0cm

2.0cm

(1)求細管的長度；

(2)若在倒置前，緩慢加熱管內被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管

口平齊為止，求此時密封氣體的溫度。

答案(1)41cm(2)312K

解析(1)設細管的長度為匕橫截面的面積為S,水銀柱高度為〃；初始時,

設水銀柱上表面到管口的距離為歷，被密封氣體的體積為V,壓強為p；細管倒

置時，被密封氣體的體積為壓強為由玻意耳定律有

pV=p\Vi①

由力的平衡條件有

pS=poS+pghS②

第21頁，共30頁

p\S+pghS=p()S③

式中，〃、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，網為大氣壓強C由題意

有

V=S(L-hi-h)④

V\=S(L-h)⑤

由①②③④⑤式和題給數據得L=41cm⑥

(2)設氣體被加熱前后的溫度分別為仆和T,由蓋一呂薩克定律有

VVi

7b=T⑦

由④⑤⑥⑦式和題給數據得T=312Ko

32.(2019?全國卷I)熱等靜壓設備廣泛應用于材料加工中。該設備工作時，

先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔口，然后爐腔升溫，

利用高溫高氣壓環境對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺熱等靜壓

設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13n?,爐腔抽真空后，在室溫

下用壓縮機將10瓶氨氣壓入到爐腔中。已知每瓶氨氣的容積為3.2X10-2m3,使

用前瓶中氣體壓強為L5Xl()7pa,使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0X106Pa;室溫

溫度為27氯氣可視為理想氣體。

(1)求壓入氯氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；

(2)將壓入氨氣后的爐腔加熱到1227°C,求此時爐腔中氣體的壓強。

答案(l)3.2X107Pa(2)1.6X108Pa

解析(1)設初始時每瓶氣體的體積為Vo,壓強為po；使月后瓶中剩余氣體的

壓強為假設體積為Vbs壓強為8的氣體壓強變為pi時，其體積膨脹為協。

由玻意耳定律有

poVo=p\V\①

每瓶被壓入進爐腔的氣體在室溫和壓強為p\條件下的體枳為

vr=vi-vb②

設10瓶氣體壓入爐腔后爐腔中氣體的壓強為小，體積為由玻意耳定律

有

第22頁，共30頁

/72V2=10/71V/③

聯立①②③式并代入題給數據得6=3.2XIO7Pa@

(2)設加熱前爐腔的溫度為7b,加熱后爐腔溫度為Ti,與體壓強為〃3。由查

理定律有發咪⑤

聯立④⑤式并代入題給數據得〃3=1.6X108pa。

33.(2018?全國卷III)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱,

水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱

的長度分別為1=18.0cm和八12.0cm,左邊氣體的壓強為12.0cmHg。現將U

形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形

管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。

1|f

答案22.5cm7.5cm

解析設U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為0和U

形管水平放置時，兩邊氣體壓強相等，設為P，此時原左、右兩邊氣體長度分別

變為小和N。由力的平衡條件有

p\=p2+pg(l\-h)①

式中"為水銀密度，g為重力加速度大小。

由玻意耳定律有

pi/i=pl\'②

pili=ph'③

lx1-l\=h-h'④

由①②③④式和題給條件得/J=22.5cm;=7.5cm。

34.(2019?全國卷II)如圖，一容器由橫截面積分別為2s和S

第23頁，共30頁

的兩個汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內壁光滑。整個容器被

通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣C平衡時，

氮氣的壓強和體積分別為P。和％,氫氣的體積為2%,空氣的壓強為現緩慢

地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到

達兩汽缸的連接處，求：

抽氣口

(1)抽氣前氨氣的壓強；

(2)抽氣后氫氣的壓強和體積。

1114(/70+p)Vb

答案(與的+P)⑵渺+揖2加+〃

解析(1)設抽氣前氫氣的壓強為0。，根據力的平衡條件得mo-2S+pS=p-2S

+po-S①

得Pio[(po+P)②

(2)設抽氣后氫氣的壓強和體積分別為0和Vi,氮氣的壓強和體積分別為〃2

和V2o根據力的平衡條件有

piS=p\'2S③

由玻意耳定律得

p\V\=pio-2Vb④

p2V2=poVo⑤

由于兩活塞用剛性桿連接，故

Vi-2Vo=2(Vb-V2)⑥

聯立②③④⑤⑥式解得

11

0=?。+承

4(po+p)Vo

V1=~O

2po+p

第24頁，共30頁

35.（2017.全國卷II）一熱氣球體積為匕內部充有溫度為A

第24頁，共30頁

的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為已知空氣在1個大氣壓、溫度為7b

時的密度為〃。，該氣球內、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。

(1)求該熱氣球所受浮力的大小；

(2)求該熱氣球內空氣所受的重力；

(3)設充氣前熱氣球的質量為/no,求充氣后它還能托起的最大質量。

答案⑴原磅⑵陶靖

解析(1)設1個大氣壓下質量為加的空氣在溫度為n時的體積為vb,密度

為。。二而①

在溫度為7時的體積為b，密度為P⑺二晉②

由蓋一呂薩克定律得V手o=早VT③

聯立①②③式得P⑺=0)與④

氣球所受的浮力為F=pmgv⑤

聯立④⑤式得尸=3。能⑥

(2)氣球內熱空氣所受的重力為G=p(Ta)Vg⑦

聯立④⑦式得G=%糕⑧

(3)設該氣球還能托起的最大質量為〃2,由力的平衡條件得

mg=F-G-mog⑨

聯立⑥⑧⑨式得m=9070傍-力—恤。

36.(2017?全國卷III)一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖a所示，玻璃泡M的

上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K和K2。K長為I,頂端封閉，氏上端與

待測氣體連通；M下端經橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時，M

第25頁，共30頁

與K2相通；逐漸提升R,直到K2中水銀面與Ki頂端等高，此時水銀已進入

Ki,且K中水銀面比頂端低心如圖h所示。設測量過程中溫度、與心相通的

待測氣體的壓強均保持不變。已知K和長的內徑均為d,M的容積為％,水銀

的密度為P，重力加速度大小為g。求:

與待測氣體連通

與待測氣體連通

(1)待測氣體的壓強；

(2)該儀器能夠測量的最大壓強。

口案⑴川+必/-田⑵4Vo

解析(1)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設此時被封閉

的氣體的體積為V,壓強等于待測氣體的壓強p,提升R,直到長中水銀面與K

頂端等高時，K中水銀面比頂端低〃；設此時封閉氣體的壓強為⑶，體積為j,

則

V=Vo+①

Vi=②

由力學平衡條件得Pi=P+Pgh③

整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得py=p\v