高三物理固体液体气体试题答案及解析

高三物理固体液体气体试题答案及解析
1. 一定质量的理想气体从状态(p 1、V 1)开始做等温膨胀，状态变化如图中实线所示．若该部分气体从状态(p 1、V 1)开始做绝热膨胀至体积V 2，则对应的状态变化图线可能是图中虚线（选填图中
虚线代号）．（ ）
【答案】d
【解析】气体膨胀对外做功，又因为没有热交换，所以气体温度降低，图线d 对；
2. （7分）有一传热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，并用一光滑的质量为M 活塞密封一定质量的的理想气体，活塞面积为S 。

开始时汽缸开口向上（如图一），已知外界大气压强P 0，被封气体的体积V 0。

①求被封气体的压强：（3分）
②现将汽缸倒置（如图二），待系统重新稳定后，活塞移动的距离是多少？（4分） 【答案】（1）
（2）
【解析】（1）对活塞受力分析：
------------1分 得：
------------------------------1分
（2）气缸倒置后： 对活塞受力分析得：------------------------------------------------1分
所以
----------------------------------------------------1分
对封闭气体运用玻玛定律-------------------------------------------------1分
得：------------------------------------------1分
所以
----------------------------------------------------1分
本题考查气体的状态方程，对活塞进行受力分析，由受力平衡原理可求得气体压强，汽缸倒置后再一次对活塞受力分析，可求得气体内部压强，两个状态的PV 相同，列式求解
3. （选做题）如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为L ，管内外水银面高度差为h ，
若温度保持不变，把玻璃管稍向下移动一段距离，则（ ）
A ．h ，L 均变大
B ．h ，L 均变小
C．h变大，L变小
D．h变小，L变大
【答案】B
【解析】在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压．如果将玻璃管向下提，则管内水银柱上方空气的体积减小，因为温度保持不变，所以压强增大，而此时外界的大气压不变，根据上述等量关系，管内水银柱的压强须减小才能重新平衡，故管内水银柱的高度减小．
在本题的分析中，一定要抓住关键，就是大气压的大小和玻璃管内封闭了一段气体决定了水银柱高度h的大小．
4.（8分）—定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，其p-T图和V-T图如下。

①求温度为600K时气体的压强；
②请在p-T图线上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整。

【答案】
【解析】由理想气体状态方程（2分）
即
解得（2分）
由V-T图线可知温度从400K升高到500K的变化过程中气体经历了等容变化，其P-T图象是正比例函数图象（1分）
在温度从500K升高到600K的变化过程中气体经历了等压变化，其P-T图象是平行于T轴的直线段（1分）
图示（略）（每段给1分）（2分）本题考查气体状态方程的应用，主要是找到气体的初末状态，分析气体参量的值列式求解
5.下列现象中,能说明液体存在表面张力的有
A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形
C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
【答案】AB
【解析】滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象的表现，C错；悬浮在水中的花粉做无规则运动是水分子无规则热运动的表现，D错；
6. (2011年泉州模拟)已知理想气体的内能与温度成正比．如图13－2－10所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能()
图13－2－10
A．先增大后减小B．先减小后增大
C．单调变化D．保持不变
【答案】B
【解析】选B.由＝C可知，气体从状态1到状态2的过程中，pV之积先减小后增大，故温度
先降低后升高，气体内能先减小后增大，B正确，A、C、D错误．
7.(2009年高考浙江卷改编)一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木
板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图13－2－12所示．
图13－2－12
(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是()
A．等于大气压强
B．是由于气体重力而产生的
C．是由于气体分子之间的斥力而产生的
D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确
的是()
A．球内气体体积变大 B．球内气体体积变小
C．球内气体内能变大 D．球内气体内能变小
【答案】(1)D(2)B
【解析】(1)选D.气球充气后膨胀，内部气体的压强应等于大气压强加上气球收缩产生的压强，A 错；气球内部气体的压强是大量气体分子做无规则运动发生频繁的碰撞产生的，B、C错，D 对．(2)选B.该同学站上塑料板后，因温度视为不变，而压强变大，故气体体积变小，内能不变，所以A、C、D错，B对．
答案：(1)D(2)B
8.如图11－2－5所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽
，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，缸中间位置有小挡板．初始时，外界大气压为p
则如图11－2－6所示的p－T图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是 ()
【答案】B
【解析】初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽
缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、D是错误的．在p－T图象中，等容线为通过原
点的直线，所以C图是错误的．
9.内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为
1.0×105 Pa、体积为
2.0×10－3 m3的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变
为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127℃.(大气压强为1.0×105
Pa)
(1)求汽缸内气体的最终体积；
(2)在图11－2－9所示的p－V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化．【答案】(1)1.47×10－3m3(2)见解析图
【解析】(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变，即p
0V
＝p
1
V
1
解得：p
1＝p
＝×1.0×105 Pa＝2.0×105Pa
在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变，则＝
所以V
2＝V
1
＝×1.0×10－3m3
≈1.47×10－3m3.
(2)如下图所示．
10.一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程
为等容变化．已知V
A ＝0.3 m3，T
A
＝T
C
＝300 K，T
B
＝400 K.
(1)求气体在状态B时的体积．
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因．
(3)设A→B过程气体吸收热量为Q
1，B→C过程气体放出热量为Q
2
，比较Q
1
、Q
2
的大小并说明
原因．
【答案】(1)0.4 m3(2)见解析(3)Q
1大于Q
2
，原因见解析
【解析】(1)设气体在状态B时的体积为V
B
，由盖-吕萨克定律得＝
代入数据得V
B
＝0.4 m3
(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化(降低)，气体分子平均动能变化(减小)，导致气体压强变化(减小)．
(3)Q
1大于Q
2
；因为T
A
＝T
C
，故A→B增加的内能与B→C减少的内能相同，而A→B过程气体对
外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q
1大于Q
2
.
11.(1)关于下列实验事实，说法正确的是________．
A．随着低温技术的发展，物体的温度可以降到0 K
B．由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
C．吸收了热量的物体，其温度可以降低
D．分子间引力和斥力可以单独存在
(2)在如图2－28所示的气缸中封闭着一定质量的常温理想气体，一重物用细绳经滑轮与缸中光滑的活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态．如果将缸内气体的摄氏温度降低一半，则缸内气体
的体积________．
A．仍不变 B．为原来的一半
C．小于原来的一半 D．大于原来的一半
【答案】(1)C(2)D
【解析】(1)本题考查分子动理论，热力学第一定律．绝对温度是不可能达到的，A项错误；由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能算出每个分子平均占有的空间体积，B项错误；根据热力学第一定律可知，物体吸收了热量，如果同时对外做功，并且做功大于吸收的热量，则物体的内能减少，温度降低，C项正确；分子间的引力和斥力是同时存在的，不可能单独存在，D项错误．(2)对气缸活塞研究，大气压强不变，绳的拉力不变，活塞重力不变，因此缸内的气体的压强恒定不变，气体的摄氏温度降低一半，由T＝t＋273可知，则缸内的气体的热力学温度降低的小于原
来的一半，根据理想气体状态方程＝K可知，缸内气体的体积大于原来的一半．
12.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p—T和V—T图各记录了其部分变化过程，试求：
①温度600K时气体的压强．
②在p-T图象上将温度从400K升高到600K
的变化过程补充完整．
【答案】①②
【解析】①，，
，，（ 2分）
（2分）
（1分）
也可以从图像解，但要有必要的说明。

②画出两段直线，每段2分，共4分
本题考查气体状态方程，由图像得到两个状态的参量列式求解，P-T图像中，如果是等容变化，图像是一条过原点的直线
13.如图所示，一定质量的某种理想气体由状态A变为状态B，A、B两状态的相关参量数据已标
于压强—体积图象上。

该气体由A B 过程中对外做功400J ，则此过程中气体内能增加了 J ，
从外界吸收了 J 热量
【答案】0（2分） 400（2分） 【解析】
观察A 、B 两点PV 的乘积不变，温度没有变，对于理想气体内能只与
温度有关，所以内能没有变，改变内能的两种形式有做功和热传递，从外界吸热等于对外做功400J
14. 带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体. 气体开始处于状态a ，然后经过过程ab 到达状态b 或经过过程ac 到达状态c ，b 、c 状态温度相同，如V －T 图所示. 设气体在状态b 和状态c 的压强分别为p b 和p c ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ，则 _____（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A ．p b ＞p c ，Q ab ＞Q ac
B ．p b ＞p c ，Q ab ＜Q ac
C ．p b ＜p c ，Q ab ＞Q ac
D ．p b ＜p c ，Q ab ＜Q ac
【答案】C
【解析】由图像知a 到b 为等压过程，p b =p a ，根据 ，T b >T a ，得到V b >V a ，即从a 到b 过
程中气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律，
，由图像知a 到
c 为等容过程，根据
，T C >T a ，得到P C >P a ，p b =p a ,所以P C >P b ，AB 错；即从a 到c 过程
中气体体积不变，没有做功，根据热力学第一定律，所以， C 对，D 错。

15. 人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。

以下说法正确的是 。

a ．液体的分子势能与体积有关 b ．晶体的物理性质都是各向异性的 c ．温度升高，每个分子的动能都增大
d ．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 【答案】AD
【解析】（5分）晶体分为多晶体与单晶体，多晶体的物理性质是各向同性的，研究热运动是大量分子集合体体的规律，不关注单个分子的情况，B 、C 不正确，选项AD 正确
16. 气体温度计结构如图所示。

玻璃测温泡A 内充有理想气体，通过细玻璃管B 和水银压强计相连。

开始时A 处于冰水混合物中，左管C 中水银面在O 点处，右管D 中水银面高出O 点
=14cm 。

后将A 放入待测恒温槽中，上下移动D ，使C 中水银面仍在O 点处，测得D 中水银面高出O 点=44cm 。

（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg ）
①求恒温槽的温度。

②此过程A内气体内能（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将（填“吸热”或“放热”）。

【答案】（1）（2）增大；吸热
【解析】①（6分）设恒温槽的温度为T
2,由题意知T
1
=273K
A内气体发生等容变化，根据查理定律得
①
②
③
联立①②③式，代入数据得(或91℃)
②（4分）增大；吸热
17.如图所示的气缸中封闭着一定质量的理想气体，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，活塞和气缸都导热，活塞与气缸间无摩擦，原先重物和活塞均处于平衡状态，因温度下降使气缸中气体做等压变化，下列说法正确的是。

（填写选项前的字母）
A．重物上升，气体放出热量
B．重物上升，气体吸收热量
C．重物下降，气体放出热量
D．重物下降，气体吸收热量
【答案】A
【解析】因温度下降，T
1>T
2
，气体做等压变化得，联立得V
1
>V
2
，即气体体积变小，活塞
要向下运动，活塞将带动重物上升，CD错；同时，活塞压缩气体对气体做功，气体温度升高，由于活塞和气缸都导热，所以气体要向外放出热量，A对，D错。

18.如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14℃时，左
臂水银柱的长度h
1=10cm，右臂水银柱长度h
2
=7cm，气柱长度L=15cm；将U形管放入100℃
水中且状态稳定时，h
1
变为7cm。

分别写出空气柱在初末两个状态的气体参量，并求出末状态空气柱的压强和当时的大气压强（单位用cmHg）。

【答案】75．25 cmHg；72．25 cmHg
【解析】对于封闭的空气柱（设大气压强为p0）
初态：p1=" p0+" h2- h1 =（ p0-3）cmHg
V1=LS=15S（cm3）
T1="287" K （三个参量表达正确得3分，用长度表示体积的可以不扣分）
末态h1ˊ=7cm，h2ˊ=10cm，
故压强p2=" p0+" h2′- h1′=（p0+3）cmHg
V2=（L+3）S=18S（cm3）
T2="373" K （三个参量表达正确得3分，用长度表示体积的可以不扣分）
由理想气体状态方程得（1分）
解得，大气压强为p0=72．25 cmHg
在100℃水中时，空气柱压强为p2=75．25 cmHg （2分）
19.对于气体，下列说法中正确的是
A气体的压强是由气体分子的重力产生的
B气体的压强不是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的
C质量一定的气体，温度不变时，压强越大，分子间的平均距离越大
D质量一定的气体，压强不变时，温度越高，单位体积内分子个数越少
A．①③B．②③C．②④D．①④
【答案】D
【解析】气体的压强是由于气体分子热运动形成的，大气的压强大部分原因是应为大气的重力产生的，AB错；分子间的平均距离取决于气体体积，温度不变压强越大体积越小分子间的平均距离越小，C 错
20.如图所示，一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸，高为H，中间有一薄活塞，用一劲度系数为k的轻弹簧吊着，活塞重为G，与汽缸紧密接触不导热，若Ⅰ、Ⅱ气体是同种气体，且质量、温度、压强都相同时，活塞恰好位于汽缸的正中央，设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计，汽缸内初始压强为=1.0×105Pa，温度为，求：
（1）弹簧原长．
（2）如果将汽缸倒置，保持汽缸Ⅱ部分的温度不变，使汽缸Ⅰ部分升温，使得活塞在汽缸内的位置不变，则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?
【答案】①②
【解析】① k(H/2-x)=G 解出x即原长。

②活塞位置不变，说明弹簧弹力仍等于G,I部分气体压强X活塞表面积=2G+II部分气体压强X活塞表面积
即：P
1S=P
2
S+2G
P
2=P
P为原来的压强=1.0X10^5，T为原来的温度
解出T
1=+ T
t=T
1-T
=
21.如图所示，一定质量的理想气体从状态a→状态b→状态c→状态a，其中ab的延长线通过坐标原点O。

则气体在状态b的温度是___________o C；气体从状态c→状态a过程中体积变化量
为___________。

【答案】54 ， 0
【解析】根据图象状态a→状态b压强与温度的关系可得状态b的温度是=54 o C；气体从状态c→状态a过程中有：，得，则从状态c→状态a过程中体积变化量为零。

22.如图所示，封有一定质量气体的烧瓶与U形压强计连接，用此装置研究气体体积不变时压强与温度的关系。

烧瓶浸在冰水混合物中时，可动管A和固定管B中的水银面刚好相平。

现把烧瓶浸入热水中，观察到的现象和正确的操作是（）
（A）B管水银面下降，须记下A、B两管中水银面的高度差
（B）B管水银面下降，应向上适当移动A管
（C）最终调整到A、B两管中水银面相平
（D）最终使A管中水银面回复到管壁原来位置
【答案】B
【解析】因为用此装置研究气体体积不变时压强与温度的关系，故应保证实验过程中体积不变，B正确。

23.如图均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S，内装有密度为ρ的液体。

右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。

温度为T
时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压
，重力加速度为g。

现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液强P
面保持不动，试求：
为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；
（1）温度升高到T
1
为多少时，两管液面高度差为L。

（2）温度升高到T
2
【答案】（1）（2）
【解析】
24.如图所示，在长为l="57" cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水
银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度相同。

现将水银缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。

(大气压强P
=276cmHg)
①求此时管中封闭气体的压强；
②此过程封闭气体 (填“吸热”或“放热”)，内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

【答案】①②
【解析】
25.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝
10cm的理想气体，当温度为27°C时，两管水银面的高度差Δh＝2cm．设外界大气压为
1.0´105Pa（即75cmHg）．为了使左、右两管中的水银面相平，求：
【1】若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少°C？
【答案】66℃
【2】若温度保持27°C不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?
【答案】2.54cm
26.一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线(其延长线过E~V原点)，则此直线表示的过程为：
A．等温过程．
B．等压过程．
C．等体过程．
D．绝热过程．
【答案】B
【解析】理想气体只考虑分子动能，因为温度是分子平均动能的标志的，所以内能均匀增大一定是温度均匀增大，从图像上可知内能与体积成正比，即可知道温度与体积成正比，则一定是等压
过程
故选B
27.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
【答案】A
【解析】略
28.如图所示，在光滑水平面上有一个内外壁都光滑质量为M的气缸，气缸内有一横截面积为s 质量为m的活塞密封了质量远小于气缸及活塞质量的气体。

现对气缸施加一水平向左的拉力F1,对活塞施加一水平向右的拉力F2,且F1<F2o已知大气压强为P0,不计活塞与气缸壁间的摩擦，求
活塞相对气缸静止时被密封气体的压强P。

【答案】
【解析】略
29.下列说法正确的是（）
A．能量耗散从能量转化的角度，反映出自然界的某些宏观过程中能量不守恒
B．从微观的角度来看，气体的压强大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
C．悬浮在液体中的颗粒越大，撞击颗粒的液体分子数就会越多，布朗运动也就越明显
D．一定质量的气体，在体积减小的过程中，外界对气体做功，气体的内能一定增加
【答案】B
【解析】本题考查热学知识。

能量耗散从能量转化的角度，反映出自然界的某些宏观过程中不可逆，能量守恒，A错；悬浮在液体中的颗粒越小，颗粒被液体分子撞击越不平衡，布朗运动也就越明显，C错；一定质量的气体，在体积减小的过程中，外界对气体做功，如果气体对外放热，气体的内能可能增加、减小或者不变，D错；选B。

30.下列说法正确的是
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体分子的平均速率小
C．一定质量00C的水结成00C的冰，内能一定减少
D．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
【答案】C 【解析】略。