第15章　热学 第3讲　固体　液体　气体--2027全国版高考物理第一轮(含答案)

2027全国版高考物理第一轮
第3讲　固体　液体　气体
基础对点练
题组一　固体和液体的性质
1.(多选)(2024青海西宁模拟)关于固体和液体,下列说法正确的是(　　)
A.常见的金属虽然有确定的熔点却没有规则的形状,所以它们是非晶体
B.水黾可以停在水面、吹出的肥皂泡呈球形、太空授课在失重环境下演示水球实验,这些都是水的表面张力的表现
C.把两层棉纸分别放在蜡迹处衣服的上面和下面,然后用热熨斗在棉纸上来回烫熨,就可以把凝固在衣料上的蜡迹去掉,这是毛细现象
D.晶体各向同性,非晶体各向异性
2.(2025江苏无锡模拟)如图所示,把一条细棉线的两端系在铁丝环上,棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里,拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜,观察到棉线的形状为(　　)
3.从生活走向物理是学习物理的重要途径。下列说法正确的是(　　)
A.单晶体熔化过程中温度恒定不变,多晶体熔化过程中温度一直升高
B.荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面分子间距离比液体内部分子间距离小
C.气体很容易被压缩,是因为气体分子之间存在引力
D.水和酒精混合后体积变小了,说明液体分子间存在空隙
4.(多选)(2026辽宁锦州检测)下列说法正确的是(　　)
A.封闭气体的压强是由封闭气体的重力产生的
B.荷叶上的露珠是椭球形,说明水与荷叶是不浸润的
C.某种物质在受热时表现出各向同性,该物质也可能是单晶体
D.布朗运动的剧烈程度只与温度有关系
题组二　气体实验定律和理想气体状态方程
5.(多选)(2025海南海口模拟)如图是一定质量的某种气体的等压线,等压线上的a、b两个状态比较,下列说法正确的是(　　)
A.在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B.在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C.在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多
D.a状态分子的平均动能小
6.(2025八省联考河南卷)汽车轮胎压力表的示数为轮胎内部气体压强与外部大气压强的差值。一汽车在平原地区行驶时,压力表示数为2.6p0(p0是标准大气压),轮胎内部气体温度为315 K,外部大气压强为p0。该汽车在某高原地区行驶时,压力表示数为2.5p0,轮胎内部气体温度为280 K。轮胎内部气体视为理想气体,轮胎体积不变且不漏气,则该高原地区的大气压强为(　　)
A.0.6p0 B.0.7p0
C.0.8p0 D.0.9p0
7.(9分)(2024江西卷)可逆斯特林热机的工作循环如图所示,一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程,AB和CD均为等温过程,BC和DA均为等容过程。已知T1=1 200 K,T2=300 K,气体在状态A的压强pA=8.0×105 Pa,体积V1=1.0 m3,气体在状态C的压强pC=1.0×105 Pa。
(1)求气体在状态D的压强pD。
(2)求气体在状态B的体积V2。
综合提升练
8.(2025山东潍坊模拟)下列四幅图片涉及的物理现象,说法正确的是(　　)
A.甲图中用粗棉线实现自动浇水,利用了毛细现象
B.乙图中热针接触涂蜡固体后,蜡熔化区域呈现圆形,说明该固体为非晶体
C.丙图中抽去玻璃板后两种气体混合,原因是分子间存在引力
D.丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大,原因是分子斥力增大
9.(多选)(2025云南保山模拟)下列说法正确的是(　　)
A.悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.荷叶上的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
10.(2024海南卷)用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀,吸管与罐密封性良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐体积为330 cm3,薄吸管横截面积为0.5 cm2,罐外吸管总长度为20 cm,当温度为27 ℃时,油柱离罐口10 cm,不考虑大气压强变化,下列说法正确的是(　　)
A.若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏
B.该装置所测温度不高于31.5 ℃
C.该装置所测温度不低于23.5 ℃
D.其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大
培优拔高练
11.(12分)(2025河南豫西北教研联盟模拟)如图所示,竖直放置开口向上质量为2m的汽缸,用质量为m的活塞密封一部分理想气体,静止在水平地面上,气柱的高度为h。现用竖直向上的恒定拉力F(大小未知)作用在活塞上,当二者相对静止且一起向上做匀加速运动时,活塞相对汽缸上升了h。已知大气压强恒为p0,活塞横截面积为S,活塞和汽缸导热性能良好,环境温度不变,不计活塞和汽缸间的摩擦,忽略空气阻力,重力加速度大小为g,求:
(1)匀加速上升过程中密封气体的压强;
(2)拉力F的大小。
答案：
1.BC　解析 金属属于多晶体,故A错误;水黾可以停在水面、吹出的肥皂泡呈球形、太空授课在失重环境下演示水球实验,这些都是表面张力的表现,故B正确;放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔道,可以起到毛细管的作用,当蜡受热熔化成液体后,由于毛细现象,它们就会被棉纸吸走,故C正确;单晶体在某些性质上具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,故D错误。
2.D　解析 先把一个棉线圈拴在铁丝环上,再把环在肥皂液里浸一下,使环上布满肥皂液薄膜。膜中分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力,所以产生收缩效果;用烧热的针刺破a侧的薄膜,b中的水膜能使b的面积最小。故选D。
3.D　解析 单晶体和多晶体熔化过程中温度都恒定不变,非晶体熔化过程中温度一直升高,A错误;叶面上的小露珠呈球形就是由于液体表面分子间距离比液体内部分子间距离大,产生表面张力,使液体表面有收缩的趋势,从而呈现球形,B错误;气体很容易被压缩,是因为气体分子间距很大,C错误;水和酒精混合后体积变小了,说明液体分子间存在空隙,D正确。
4.BC　解析 封闭气体的压强是由大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的,并非由气体重力产生,故A错误;荷叶上的露珠呈椭球形,是因为水与荷叶不浸润,液体表面张力使露珠收缩成椭球形,故B正确;单晶体在某些物理性质上表现出各向异性,但如果是受热时,单晶体和多晶体都可能表现出各向同性,故C正确;布朗运动的剧烈程度不仅与温度有关,还与悬浮颗粒的大小有关,颗粒越小,布朗运动越剧烈,故D错误。
5.BD　解析 根据理想气体状态方程=C,整理得V=T,可知ab过程为等压变化,在b状态下气体体积大于a状态的体积,则a状态下温度较低,分子平均动能小,故a状态下单位时间内撞在单位面积上的分子数更多,综合可知B、D符合题意。
6.B　解析 根据题意可知,在平原地区时,轮胎内部压强为p1=3.6p0,温度T1=315 K,设在高原地区轮胎内部压强为p2,温度T2=280 K,轮胎做等容变化,由查理定律解得p2=3.2p0,该高原地区的大气压强p=3.2p0-2.5p0=0.7p0,故选B。
7.答案 (1)2×105 Pa　(2)2.0 m3
解析 (1)从D到A状态,根据查理定律得
解得pD=2×105 Pa。
(2)气体在状态B和C的体积相等,从C到D状态,根据玻意耳定律得pCV2=pDV1
解得V2=2.0 m3。
8.A　解析 甲图中用粗棉线实现自动浇水,利用了毛细现象,故A正确;乙图说明固体在传导热量上具有各向同性,多晶体和非晶体都具有各向同性,说明该固体可能是多晶体,也可能是非晶体,故B错误;丙图中抽去玻璃板后两种气体混合,原因是分子不停地做无规则的热运动,故C错误;丁图中封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体过程中阻力增大,是气体压强逐渐变大的缘故,故D错误。
9.BCD　解析 悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子的热运动,选项A错误;荷叶上的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果,选项B正确;彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,选项C正确;自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,选项D正确。
10.B　解析 本题结合实际考查等压变化。由盖-吕萨克定律得,其中V1=V0+Sl1=335 cm3,T1=300 K,V=V0+Sl=330+0.5x(cm3),代入解得T=x+(K),根据T=t+273 K可知t=x+(℃),故若在吸管上标注等差温度值,则刻度均匀,故A错误。当x=20 cm时,该装置所测的温度最高,代入解得tmax=31.5 ℃,故该装置所测温度不高于31.5 ℃;当x=0时,该装置所测的温度最低,代入解得tmin=22.5 ℃,故该装置所测温度不低于22.5 ℃,故B正确,C错误。其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,由盖-吕萨克定律可知,油柱离罐口距离不变,故D错误。
11.答案 (1)　(2)p0S-mg
解析 (1)对活塞,根据受力平衡有p0S+mg=p1S
对密封气体,从开始到施加力F后达到稳定时,由玻意耳定律可得p1Sh=p2S·h
联立解得匀加速上升过程中密封气体的压强p2=。
(2)施加力F后达到稳定时,对活塞由牛顿第二定律得F+p2S-p0S-mg=ma
对汽缸和活塞整体由牛顿第二定律得F-3mg=3ma
联立解得拉力F=p0S-mg。
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