备考2020年高考物理：47 固体、液体与气体
一、单选题（共8题；共17分）
1.关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是（ ）
A. 密闭容器中某种蒸汽开始时是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，饱和汽压一定减小 B. 对于同一种液体（液体足够多），饱和汽压随温度升高而增大 C. 相同温度下，各种液体的饱和汽压通常是不同的 D. 不饱和汽变为饱和汽可以通过液体升温的方式快速实现 2.关于晶体和非晶体，正确的说法是（ ）
A. 它们的微观结构不同，晶体内部的物质微粒是有规则地排列，而非晶体内部的是不规则的 B. 单晶体具有固定的熔点，多晶体和非晶体熔点不固定 C. 具有规则的几何外观的是单晶体，否则是非晶体
D. 物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的一定是非晶体
3.如图所示，长L＝34 cm的粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，上端开口，用长h=15 cm的水银将一定质量的气体封闭在管的下端，稳定后气体长度l=10 cm。已知外界大气压p0=75cmHg，现保持温度不变的情况下从管的上端开口处缓慢加入水银，则加入水银的最大长度为（ ）
A. 9 cm B. 10 cm C. 14 cm D. 15 cm
4.某带活塞的汽缸里装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的 ， 、 ， 四个变化过程，已知状态A的温度为 ，则下列说法正确的是( )
A. B态的温度 B. 过程气体对外做功100J C. 过程气体对外做功140J D. 从A态又回到A态的过程气体吸热
5.空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L．设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为( )
A. 2.5 atm B. 2.0 atm C. 1.5 atm D. 1.0 atm
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6.如图所示，气缸内装有一定质量的气体，气缸的截面积为S，其活塞为梯形，它的一个面与气缸成θ角，活塞与器壁间的摩擦忽略不计，现用一水平力F缓慢推活塞，汽缸不动，此时大气压强为P0 ， 则气缸内气体的压强P为：( )
A. P=P0+ B. P=P0+ C. P=P0+
D. P=P0+
7.两端封闭的内径均匀的直玻璃管,水平放置,如图所示,V左 =V右,温度均为20℃,现将右端空气柱降为0℃,左端空气柱降为10℃,则管中水银柱将( )
A. 不动 B. 向左移动 C. 向右移动 D. 无法确定是否移动
8.如图所示，一弹簧秤上端固定，下端拉住活塞提起气缸，活塞与气缸间无摩擦，气缸内装一定质量的理想气体，系统处于静止状态，现使缸内气体的温度升高，则在此过程中，气体体积V与弹簧秤拉力F的变化情况是（ ）
A. V增大，F增大 B. V增大，F减小 C. V不变，F不变 D. V增大，F不变
二、多选题（共7题；共21分）
9.下列说法中正确的是（ ）
A. 在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力 B. 毛细管插入不浸润液体中管内液面会上升 C. 对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大 D. 当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小 E. 干湿泡温度计的示数差别越大，空气相对湿度越大
10.如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（ ）
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A. 过程①中气体的压强逐渐减小 B. 过程②中气体对外界做正功 C. 过程④中气体从外界吸收了热量 D. 状态c、d的内能相等 E. 状态d的压强比状态b的压强小
11.如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中（ ）
A. 气体的密度一直在增大 B. 气体的内能一直在增大 C. 气体的压强一直在增大 D. 气体的体积一直在增大
12.一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p -T图象如图所示．下列判断正确的是（ ）
A. 过程ab中气体一定吸热 B. 过程bc中气体既不吸热也不放热
C. 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 13.下列现象中，能说明液体存在表面张力的有（ ）
A. 缝衣针可以浮在静止的水面上 B. 荷叶叶面上的露珠呈球形
C. 滴入水中的红墨水很快散开 D. 液体和固体间的浸润和不浸润现象的凸面和凹面 14.在两端开口竖直放置的U形管内，两段水银封闭着长度为L的空气柱,a、b两水银面的高度差为h，现保持温度不变，则（ ）
A. 若再向左管注入些水银，稳定后h变大 B. 若再向左管注入些水银，稳定后h变小 C. 若再向右管注入些水银，稳定后h变大 D. 若两管同时注入些水银，稳定后h变大
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15.如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，最后由状态C变化回状 成正比。下列对气体分析态A。已知状态A的温度为300K，理想气体的热力学温度T与分子平均动能 正确的有（ ）
A. 气体从状态A变化到状态B的过程为等温膨胀 B. 气体从状态C变化回状态A的过程为等压压缩 C. 气体在状态B的温度为1200K
D. 气体在状态B时的分子平均动能为状态C时平均动能的两倍
三、解答题（共1题；共5分）
16.如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，其右端中心处开有小孔。质量为m的某种理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计。开始时气体温度t0=27℃,活塞与容器底对面距离为 。现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为P0 ， 取0℃为273 K，求:
（ⅰ）活塞刚到达最右端时容器内气体的温度T1； （ⅱ）温度为T2=450 K时容器内气体的压强P。
四、综合题（共5题；共42分）
17.如图，圆柱形气缸开口向上静置于水平地面上，其内部的横截面积S=10cm2 ， 开口处两侧有厚度不计的挡板，挡板距底部高H=18cm。缸内有一可自由移动、质量不计、厚度不计的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在挡板处，且与挡板之间无挤压，缸内气体温度为t1=27℃。将一定质量为m的小物块放在活塞，稳定时活塞到缸底的距离h=12cm（忽略该过程中气体的温度变化）。对气缸内的
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气体缓慢加热使活塞缓慢上升，最终缸内气体的温度上升到t2=627℃。已知大气压p0=1.0×10Pa，重力加2
速度取为g=10m/s ， 汽缸与活塞均为绝热材料制成。
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试求：
（1）小物块的质量m； （2）最终稳定时气体的压强p。
18.如图所示，某种气体在状态A时的压强为2×105Pa，体积为1m3 ， 温度为200K。
（1）它在等温过程中由状态A变为状态B，状态B的体积为2m。求状态B的压强。 （2）随后，又由状态B在等容过程中变为状态C，状态C的温度为300K。求状态C的压强。 19.如图，一端开口的均匀玻璃管长为L=50cm，内有一段长为H=19cm的水银柱封住一段空气柱。玻璃管水平放置时，空气柱长为L1=20cm，已知大气压强为76cmHg，玻璃管竖直放置、开口向上时，求：
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（1）空气柱的压强p2（单位用cmHg表示）； （2）空气柱的长度L2。 20.（2019•全国Ⅱ）
（1）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1________N2 ， T1________T3 ， T3 ， N2________N3。（填“大于”“小于”或“等于”）
（2）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0 ， 氢气的体积为2V0 ， 空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
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（i）抽气前氢气的压强； （ii）抽气后氢气的压强和体积。 21.（2019•全国Ⅰ）
（1）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
（2）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。一
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台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m ， 炉腔抽真空后，在室温下用压缩-2 37
机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10m ， 使用前瓶中气体压强为1.5×10Pa，6
使用后瓶中剩余气体压强为2.0×10 Pa；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。
（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
（i i）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。
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答案解析部分
一、单选题 1.【答案】 B,C 2.【答案】 A 3.【答案】 B 4.【答案】 D 5.【答案】 A 6.【答案】 B 7.【答案】 C 8.【答案】 D 二、多选题 9.【答案】 A,C,D 10.【答案】 B,D,E 11.【答案】 B,C,D 12.【答案】 A,D 13.【答案】 A,B,D 14.【答案】 C,D 15.【答案】 B,C,D 三、解答题
16.【答案】 解：(i) 过程一为等压过程： V1= S T1=(273+27)K V2=LS T2 = ?
由盖·吕萨克定律得：
代入数据解得：t2=375K (ii)从375K---450K为等容过程： P2= P0 T2 = 375K P3= ? T3= 450K
由查理定律得：
代入数据解得：P3= 1.2 P0 四、综合题
17.【答案】 （1）活塞由挡板处到距缸底的距离h=12cm处时，缸内气体是等温变化， 由波意尔-马略特定律得：P0V=（P0+△P）V’， 即P0hS=（P0+△P）h’S,
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1.0×105×18=（1.0×105+△P）12，
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解得：△P=0.5×10；
△
（2）设活塞恰好上升到挡板处为等压变化，则：
° ° ，
∴此过程不是等压变化，由理想气体的状态方程得：
，
代入数据得：
.
18.【答案】 （1）解：气体的状态参量： ， ， ，由玻意耳定律得： ，代入数据解得：
（2）解：气体的状态参量： ， ， ， 由查理定律得
，代入数据解得：
19.【答案】 （1）解：空气柱压强为：(76+19)cmHg=95cmHg；
（2）由波意尔-马略特定律得： P1×h1=P2×h2，76×20=(76+19)×h2， ∴h2=16cm.
20.【答案】 （1）大于；等于；大于
（2）解：设抽气前氢气的压强为p10 ， 根据力的平衡条件得 （p10–p）·
2S=（p0–p）·S① 得p
10= （p0+p）②
（ii）设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1 ， 氢气的压强和体积分别为p2和V2 ，条件有p2·
S=p1·2S③ 由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④ p2V2=p0·V0⑤
由于两活塞用刚性杆连接，故 V1–2V0=2（V0–V2）⑥ 联立②③④⑤⑥式解得
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（ ）
⑧
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根据力的平衡
21.【答案】 （1）低于；大于
（2）（i）设初始时每瓶气体的体积为V0 ， 压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1。由玻意耳定律 p0V0=p1V1 ①
被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为 ′ ②
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2 ， 体积为V2。由玻意耳定律 p2V2=10p1 ′ ③
联立①②③式并代入题给数据得 p2=32×107 Pa ④
（ii）设加热前炉腔的温度为T0 ，
⑤
联立④⑤式并代入题给数据得 p3=1.6×108 Pa ⑥
加热后炉腔温度为T1 ， 气体压强为p3 9 / 9 由查理定律 ，
