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期末核心考点 气体、固体和液体
一．选择题（共7小题）
1．（2025春 南京期中）喷水壶在家庭园艺中广泛使用，如图所示为容积V＝5L的喷水壶，壶中装有3L的水，壶中封闭气体的压强为1.5atm。现拧紧壶口，向壶中打气，每次能打入1atm的气体50mL，忽略壶内气体温度的变化，要使壶内气体压强达到3atm，需至少打气的次数为（　　）
A．50次 B．60次 C．120次 D．130次
2．（2025春 大连期中）肺活量是指人尽力呼气时呼出气体在标准大气压p0下的体积，肺活量是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为V0，压强为p0的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为ρ的液体用来封闭气体。测量肺活量时尽力吸足空气，通过吹气口将压强为p0的空气吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，空气和人呼出的气体可认为是理想气体，不计细管中空气的体积，则下列说法正确的是（　　）
A．该同学的肺活量为
B．该同学的肺活量为
C．吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体的质量之比为
D．吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体的质量之比为
3．（2025春 大连期中）如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19cm，活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0＝75cmHg，则此过程中B活塞上升的高度为（　　）
A．7cm B．8cm C．9cm D．10cm
4．（2025春 大连期中）下列关于固体和液体性质的说法正确的是（　　）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏，分子力表现为引力
C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D．春耕时农民通过把地面的土壤锄松，增加土壤里的毛细管，达到使得土壤下面的水分容易被输送到地表的目的
5．（2025春 重庆月考）某同学设计了如图所示装置：A为容积为V的导热气缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为0.2V的导热气缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为p0，A中空气的初始压强也为p0，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次，则5次后A中的气体压强为（　　）
A．1.2p0 B．1.4p0 C．2p0 D．2.5p0
6．（2025春 天心区校级期中）如图所示，在水平地面上固定一个U形汽缸，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁摩擦不计，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2025春 石家庄期中）以下实验及规律，图甲是显微镜下观察固体微粒做布朗运动的图像，图乙是氧气分子速率随温度变化的分布图像，图丙是电脑液晶显示屏，图丁是平静水面上放硬币，硬币处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．图甲是固体微粒无规则运动的轨迹，固体微粒越小温度越高，布朗运动越明显，说明固体分子做无规则的热运动
B．图乙中，温度越高，分子平均速率越大，所有氧分子的速率都增大
C．图丙中，液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D．图丁中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力
二．多选题（共3小题）
（多选）8．（2025 海南三模）关于固体、液体的相关说法正确的是（　　）
A．破镜不能够重圆是因为分子斥力的作用
B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在不停运动
C．同质量0℃的水和冰，其内能相等
D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强
（多选）9．（2025 西安模拟）下列说法正确的是（　　）
A．物理性质表现为各向同性的物体可能是晶体
B．温度越高，布朗运动越不明显
C．10℃的0.5kg氢气的分子平均动能与10℃的2kg水的分子平均动能相等
D．一定质量的理想气体等容降压时内能一定减小
E．小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水的表面张力平衡
（多选）10．（2025春 思明区校级期中）超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为V，压强为p0。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为1.2V，如乙图所示，安装过程中封闭气体的质量和温度保持不变。已知吸盘与墙面的有效面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是压力的k倍，外界大气压强为p0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．安装过程中，吸盘内气体从外界放出热量
B．安装完毕后，吸盘内气体的压强变为1.2p0
C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为p0S
D．安装完毕后，挂质量为m的物体，挂钩会脱落
三．填空题（共3小题）
11．（2025 闽侯县校级一模）如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为V0，压强为p0，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为 　 　 ；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体 　 　 （填“吸热”或“放热”）。
12．（2025 厦门二模）拔罐是中医传统养生疗法之一，某次火罐压在皮肤上的瞬间，罐内气体温度为87℃，压强为p0，经过自然降温，罐内气体温度降为27℃，压强为p1。罐内气体可视为理想气体且忽略罐内气体的泄漏，因皮肤凸起，罐内气体体积变为原来的，则自然降温过程中罐内气体的内能 　 　 （选填“增大”“不变”或“减小”），p1：p0＝ 　 　 。
13．（2025 黄浦区二模）作为交通工具的汽车，蕴含着大量的物理现象和规律。
（1）一辆汽车停放在小区露天停车场，户外温度为7℃，刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图（a）所示，行驶一段时间后胎压数据如图（b）所示。
①（多选）对于左前胎内的封闭气体，这一过程中气体 　 　 。
A.分子数密度增大
B.分子平均速率增大
C.内能增大
D.向外界释放热量
②图（b）所示时刻，左前胎内封闭气体的温度为 　 　 ℃。
（2）汽车在平直公路上沿直线行驶，发动机功率保持恒定，行驶时所受的阻力恒定，其加速度a和速度v的倒数（）关系如图。已知汽车质量为1.5×103kg，则汽车所受阻力大小为 　 　 N，发动机的功率为 　 　 W。
四．解答题（共2小题）
14．（2025 沈阳三模）图甲为某汽车后备箱气压杆的示意图，气压杆内部的高压气体被活塞封闭在气缸中。图乙是简化模型，后备箱盖打开静止在某位置时，活塞到汽缸底部的距离为L，活塞的横截面积为S，箱盖作用于连杆上的沿杆方向的竖直向下的力为8.6p0S。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与容器壁的摩擦以及连杆和活塞的重力，忽略气体温度变化。
（1）关闭后备箱盖，活塞到汽缸底部的距离为L，求此时气体的压强；
（2）汽车由于突发碰撞，活塞处瞬间漏出部分气体且箱盖由关闭状态被弹开，活塞重新回到距离气缸底部L处。若漏出的气体质量占气体总质量，求箱盖作用于连杆上的沿杆竖直方向的力的大小及方向？
15．（2025春 嘉定区校级期中）（1）在“用传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中，某组同学使用如图1所示的实验装置，正确操作实验获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到p﹣V图像。
①实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制注射器内封闭的气体的 　 　 不发生变化；外界大气压发生变化时，　 　 （选填“会”或“不会”）影响实验结果。
②在压缩气体过程中，某组同学不慎用手握住注射器含空气柱的部分如虚线，（实线为初始温度下的等温线）做出该同学应该得到的图线，图中大致正确的是 　 　 。
③在同一温度环境下，A、B两组同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的图像如图2所示。造成图像中A的斜率大于B的斜率的原因是 　 　 。
④某一个小组用此装置测量一小石子的体积。他将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像，通过横截距直接得出小石子的体积，则所得的图像纵轴表示的物理量是 　 　 ，横轴表示的物理量是 　 　 （用字母表示）。
（2）某同学在实验室自制了一个简易测温装置。如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（可视为理想气体）被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内水银面等高。现对烧瓶缓慢加热，并上下移动C管。实验过程中B、C管内始终有液柱，则若保证气体压强不变，C管应该 　 　 移动（选填“A向上”或“B向下”），B管上的温度刻度值 　 　 （选填“A上小下大”或“B上大下小”）且随高度 　 　 （选填“A均匀分布”或“B不均匀分布）。
期末核心考点 气体、固体和液体
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．（2025春 南京期中）喷水壶在家庭园艺中广泛使用，如图所示为容积V＝5L的喷水壶，壶中装有3L的水，壶中封闭气体的压强为1.5atm。现拧紧壶口，向壶中打气，每次能打入1atm的气体50mL，忽略壶内气体温度的变化，要使壶内气体压强达到3atm，需至少打气的次数为（　　）
A．50次 B．60次 C．120次 D．130次
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据在温度不变的情况下，打气筒内气体发生等温变化，结合玻意耳定律求解打气的次数。
【解答】解：设应打n次，则有：p1＝1.5atm，V1＝5﹣3L＝2L，打入的气体压强为p，体积为V＝0.05L n
p2＝3atm，V2＝5L﹣3L＝2L
根据玻意耳定律：p1V1+pV＝p2V2
解得：n＝60次
故ACD错误，B正确
故选：B。
【点评】本题考查了理想气体状态方程，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
2．（2025春 大连期中）肺活量是指人尽力呼气时呼出气体在标准大气压p0下的体积，肺活量是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为V0，压强为p0的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为ρ的液体用来封闭气体。测量肺活量时尽力吸足空气，通过吹气口将压强为p0的空气吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，空气和人呼出的气体可认为是理想气体，不计细管中空气的体积，则下列说法正确的是（　　）
A．该同学的肺活量为
B．该同学的肺活量为
C．吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体的质量之比为
D．吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体的质量之比为
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．
【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据玻意耳定律，结合初、末状态变化，综合质量与体积的关系分析求解。
【解答】解：AB.设该同学的肺活量为V，将空腔中的气体和人肺部的气体一起研究，初状态：p1＝p0，V1＝V0+V
末状态：p2＝p1+ρgh，V2＝V0
根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2
解得：VV0，故AB错误；
CD.设标准大气压p0下，空气的密度为ρ′，则吹进空腔中气体的质量与空腔中原有气体质量之比为
故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了理想气体状态方程，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
3．（2025春 大连期中）如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19cm，活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0＝75cmHg，则此过程中B活塞上升的高度为（　　）
A．7cm B．8cm C．9cm D．10cm
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．
【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据活塞B移动前封闭气体压强，以及水银被推后的压强，结合玻意耳定律分析求解。
【解答】解：活塞B移动前封闭气体压强为
p1＝p0+ρgH＝85cmHg
体积为：V1＝LS＝19S
使活塞B缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗铜内的水银柱高5cm，
因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细桶内的水银柱高为15cm，水银柱的总高度为H'＝20cm，所以此时气体的压强为p2＝p0+pgH'＝95cmHg。
封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律得
p1V1＝p2V2
代入数据解得：V2＝17S
即气柱长度为：L′
解得：L′＝17cm
故此过程中B活塞上升的高度为Δh＝5cm+19cm﹣17cm＝7cm
故BCD错误，A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了理想气体状态方程，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
4．（2025春 大连期中）下列关于固体和液体性质的说法正确的是（　　）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏，分子力表现为引力
C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D．春耕时农民通过把地面的土壤锄松，增加土壤里的毛细管，达到使得土壤下面的水分容易被输送到地表的目的
【考点】液体的表面张力；毛细现象；液晶；各向异性和各向同性．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；理解能力．
【答案】B
【分析】液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力；单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质都是各向同性；耕时农民通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表。
【解答】解：A、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，故A错误；
B、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，因而产生表面张力，故B正确；
C、单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质都是各向同性，故C错误；
D、春耕时农民通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了毛细现象、晶体和非晶体、液晶、液体表面张力等知识点，这种题型属于基础题，只要善于积累，强化记忆，难度不大。
5．（2025春 重庆月考）某同学设计了如图所示装置：A为容积为V的导热气缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为0.2V的导热气缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为p0，A中空气的初始压强也为p0，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次，则5次后A中的气体压强为（　　）
A．1.2p0 B．1.4p0 C．2p0 D．2.5p0
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．
【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】整个过程中环境温度保持不变，根据玻意耳定律列式求解。
【解答】解：5次过程均为充气过程，根据玻意耳定律可得p0V+p0 5 0.2V＝pV
可得5次后A中的气体压强p＝2p0，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确确定压强是解题的关键。
6．（2025春 天心区校级期中）如图所示，在水平地面上固定一个U形汽缸，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁摩擦不计，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像的是（　　）
A． B．
C． D．
【考点】理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】定性思想；推理法；气体的压强专题；理解能力．
【答案】D
【分析】因开始时活塞紧压小挡板，说明被封闭气体的压强要小于大气压，在活塞离开挡板之前，气体的体积不变，做等容变化，图线是过P﹣T图的坐标原点的，活塞离开挡板后，做等压变化，由此可知正确选项。
【解答】解：当缓慢升高汽缸内气体温度时，开始一段时间气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与汽缸内气体的热力学温度T成正比，在p﹣ T图像中，图线是过原点的倾斜直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p ﹣T图像中，图线是平行于T轴的直线。故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】该题考查了气体状态变化时所对应的P﹣T图的变化情况，解答该类型的题，要熟练地掌握P﹣T图线的特点，当体积不变时，图线是通过坐标原点的倾斜直线，压强不变时，是平行于T轴的直线，当温度不变时，是平行于P轴的直线。
7．（2025春 石家庄期中）以下实验及规律，图甲是显微镜下观察固体微粒做布朗运动的图像，图乙是氧气分子速率随温度变化的分布图像，图丙是电脑液晶显示屏，图丁是平静水面上放硬币，硬币处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．图甲是固体微粒无规则运动的轨迹，固体微粒越小温度越高，布朗运动越明显，说明固体分子做无规则的热运动
B．图乙中，温度越高，分子平均速率越大，所有氧分子的速率都增大
C．图丙中，液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D．图丁中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力
【考点】液体的表面张力；液晶；分子热运动速率随温度变化具有统计规律；温度与分子动能的关系．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】布朗运动是液体分子做无规则热运动的反映，分子平均速率越大，并不是所有氧分子的速率都增大，液晶的光学性质具有各向异性，硬币能浮在水面上，原因是水表面存在着张力。
【解答】解：A.显微镜下观察固体微粒的无规则运动是位置连线，不是轨迹，布朗运动是液体分子做无规则热运动的反映，故A错误；
B.根据分子速率分布曲线可知“中间多，两头少”，温度越高，分子平均速率越大，并不是所有氧分子的速率都增大，故B错误；
C.液晶显示器是利用液晶的光学性质具有各向异性的特点制成的，故C正确；
D.硬币能浮在水面上，原因是水表面存在着张力，使水表面像结了一层薄膜似的，硬币虽然把水面压成了一个凹槽，但没能突破水的表面张力，硬币能浮在水面上，故D错误。
故选：C。
【点评】液晶的物理性质：
（1）具有液体的流动性；
（2）具有晶体的光学各向异性；
（3）在某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。
二．多选题（共3小题）
（多选）8．（2025 海南三模）关于固体、液体的相关说法正确的是（　　）
A．破镜不能够重圆是因为分子斥力的作用
B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在不停运动
C．同质量0℃的水和冰，其内能相等
D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强
【考点】浸润和不浸润；分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在作用力及其与分子间距的关系；物体内能的概念与影响因素．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】破镜不能够重圆是因为分子间作用力几乎为零；分子永不停息做无规则运动；同质量0℃的水变成冰要放热；液体浸润固体时，液体与固体的相互作用力较大。
【解答】解：A．因为分子间距离太大，超过分子直径10倍，分子间作用力几乎为零，所以破镜不能够重圆，故A错误；
B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在永不停息做无规则运动，故B正确；
C．同质量0℃的水和冰，水变成冰要放热，故水的内能大，故C错误；
D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题主要考查学生对分子动理论知识的理解和应用，难度不大，注意基础知识的理解和掌握。
（多选）9．（2025 西安模拟）下列说法正确的是（　　）
A．物理性质表现为各向同性的物体可能是晶体
B．温度越高，布朗运动越不明显
C．10℃的0.5kg氢气的分子平均动能与10℃的2kg水的分子平均动能相等
D．一定质量的理想气体等容降压时内能一定减小
E．小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水的表面张力平衡
【考点】液体的表面张力；布朗运动实例、本质及解释；温度与分子动能的关系；物体内能的概念与影响因素；晶体和非晶体．
【专题】定性思想；归纳法；布朗运动专题；理解能力．
【答案】ACDE
【分析】某个固体的物理性质表现为各向同性，这个固体不一定是非晶体，可能是多晶体；温度越高，布朗运动越明显；温度是分子平均动能的标志；根据查理定律分析判断；小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水的表面张力平衡。
【解答】解：A、物理性质表现为各向同性的物体可能是非晶体或多晶体，故A正确；
B、布朗运动的剧烈程度与温度和颗粒大小有关：温度越高，液体分子热运动越剧烈，对悬浮颗粒的撞击越频繁且不均匀，布朗运动越明显；颗粒越小，受力越不平衡，布朗运动也越明显。因此，温度越高，布朗运动应越明显，故B错误；
C、由于温度是分子平均动能的标志，10℃的0.5kg氢气与10℃的2kg水的温度相同，分子平均动能相等，故C正确；
D、一定质量的理想气体等容降压时，根据查理定律知气体温度降低，则内能一定减小，故D正确；
E、表面张力的作用是使液体表面具有收缩的趋势，小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水的表面张力平衡，故E正确。
故选：ACDE。
【点评】本题考查固体、液体和气体，目的是考查学生的理解能力，注意多看书，多积累，属于常识类知识。
（多选）10．（2025春 思明区校级期中）超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为V，压强为p0。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为1.2V，如乙图所示，安装过程中封闭气体的质量和温度保持不变。已知吸盘与墙面的有效面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是压力的k倍，外界大气压强为p0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．安装过程中，吸盘内气体从外界放出热量
B．安装完毕后，吸盘内气体的压强变为1.2p0
C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为p0S
D．安装完毕后，挂质量为m的物体，挂钩会脱落
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；热力学第一定律的表达和应用；气体压强的计算．
【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】根据吸盘内的气体温度不变，内能不变，发生等温变化，结合热力学第一定律，玻意耳定律，综合平衡条件分析求解。
【解答】解：A、吸盘内的气体温度不变，内能不变，但是体积增大对外界做功，根据热力学第一定律，可知气体要从外界吸收热量，故A错误；
B、吸盘内气体发生等温变化，由玻意耳定律可知：p0V＝p×1.2V，解得：pp0，故B错误；
C、安装完毕后，挂钩对墙面的压力F＝p0S﹣pSp0S，故C正确；
D、由平衡条件可知：（M+m）g＝k（p0﹣p）S，解得最大质量：Mmm，所以挂质量为m的物体，挂钩会脱落，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查了理想气体状态方程，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
三．填空题（共3小题）
11．（2025 闽侯县校级一模）如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为V0，压强为p0，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为 　p0　 ；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体 　吸热　 （填“吸热”或“放热”）。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程；热力学第一定律的表达和应用．
【专题】定量思想；方程法；寻找守恒量法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；分析综合能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）对气垫内气体，由玻意耳定律（或理想气体状态方程）列方程可求。
（2）由热力学第一定律ΔU＝W+Q分析可求。
【解答】解：（1）对气垫内气体，由玻意耳定律（或理想气体状态方程）有
p0V0＝p1 V0
解得p1p0
（2）由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体温度上升，内能增加，ΔU＞0，忽略体积变化，W＝0，则Q＞0，故气体吸热。
故答案为：p0；吸热。
【点评】本题主要考查理想气体状态方程（或气体实验定律）、热力学第一定律的应用，应用热力学第一定律时，要注意温度与内能的关系、体积与做功的关系。
12．（2025 厦门二模）拔罐是中医传统养生疗法之一，某次火罐压在皮肤上的瞬间，罐内气体温度为87℃，压强为p0，经过自然降温，罐内气体温度降为27℃，压强为p1。罐内气体可视为理想气体且忽略罐内气体的泄漏，因皮肤凸起，罐内气体体积变为原来的，则自然降温过程中罐内气体的内能 　减小　 （选填“增大”“不变”或“减小”），p1：p0＝ 　7：8　 。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程；温度与分子动能的关系；物体内能的概念与影响因素．
【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】减小；7：8。
【分析】根据温度与气体内能的关系分析；根据理想气体状态方程列式；即可分析求解。
【解答】解：由题意知，罐内气体温度降低，则自然降温过程中罐内气体的内能减小；
设罐内气体原来的体积为V，以罐内气体为研究对象，
由理想气体状态方程可得：，
解得：，
则p1：p0＝7：8；
故答案为：减小；7：8。
【点评】本题考查对理想气体及理想气体的状态方程的掌握，解题时需注意，要明确研究对象，确认哪些参量变化、哪些参量不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确找出压强是解题的关键。
13．（2025 黄浦区二模）作为交通工具的汽车，蕴含着大量的物理现象和规律。
（1）一辆汽车停放在小区露天停车场，户外温度为7℃，刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图（a）所示，行驶一段时间后胎压数据如图（b）所示。
①（多选）对于左前胎内的封闭气体，这一过程中气体 　BC　 。
A.分子数密度增大
B.分子平均速率增大
C.内能增大
D.向外界释放热量
②图（b）所示时刻，左前胎内封闭气体的温度为 　42　 ℃。
（2）汽车在平直公路上沿直线行驶，发动机功率保持恒定，行驶时所受的阻力恒定，其加速度a和速度v的倒数（）关系如图。已知汽车质量为1.5×103kg，则汽车所受阻力大小为 　1.5×103　 N，发动机的功率为 　3×104　 W。
【考点】气体的等容变化与查理定律的应用；功率的定义、物理意义和计算式的推导；机车以恒定功率启动．
【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；气体的状态参量和实验定律专题．
【答案】（1）①BC； ②42℃；（2）1.5×103；3×104。
【分析】（1）根据理想气体状态方程以及内能、热力学第一定律和分子平均速率等相关知识来分析左前胎内封闭气体的变化情况；由查理定律可求温度。
（2）根据功率的公式、结合牛顿第二定律得出加速度a与的关系式，结合图线的斜率和截距求出汽车的功率、汽车所受的阻力。本题关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图像进行分析求解。
【解答】解：（1）①A、汽车行驶过程中，轮胎内气体质量不变，体积也近似不变（轮胎的弹性形变相对较小）。
根据分子数密度（N为分子总数，V为体积），可知分子数密度不变，故A错误；
B、户外温度为7℃，汽车行驶一段时间后，轮胎与地面摩擦生热，气体温度升高，分子平均速率与温度有关，温度升高，分子平均速率增大，故B正确；
C、对于理想气体，内能只与温度有关，温度升高，内能增大，故C正确；
D、气体温度升高，内能增大，ΔU＞0，体积不变，则W＝0，根据热力学第一定律可得：ΔU＝W+Q，解得：Q＝ΔU＞0，即气体从外界吸收热量，故D错误。
故选：BC。
②由题图可知，在初状态时，温度为：T1＝（7+273）K＝280K，压强为：p1＝240kPa，在图（b）所示的状态，压强为：p2＝270kPa，由于气体发生等容变化，由查理定律可得：，解得：，即有：t2＝（315﹣273）℃＝42℃；
（2）汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有F﹣f＝ma，其中，联立可得：，结合图线有：斜率为：，解得：P＝20×1.5×103W＝3×104W
与纵轴截距知：，解得阻力的大小为：f＝1×1.5×103N＝1.5×103N。
故答案为：（1）①BC； ②42℃；（2）1.5×103；3×104。
【点评】本题是以汽车为对象，考查气体的状态变化情况合图像的意义，解题的关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图像进行分析求解。
四．解答题（共2小题）
14．（2025 沈阳三模）图甲为某汽车后备箱气压杆的示意图，气压杆内部的高压气体被活塞封闭在气缸中。图乙是简化模型，后备箱盖打开静止在某位置时，活塞到汽缸底部的距离为L，活塞的横截面积为S，箱盖作用于连杆上的沿杆方向的竖直向下的力为8.6p0S。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与容器壁的摩擦以及连杆和活塞的重力，忽略气体温度变化。
（1）关闭后备箱盖，活塞到汽缸底部的距离为L，求此时气体的压强；
（2）汽车由于突发碰撞，活塞处瞬间漏出部分气体且箱盖由关闭状态被弹开，活塞重新回到距离气缸底部L处。若漏出的气体质量占气体总质量，求箱盖作用于连杆上的沿杆竖直方向的力的大小及方向？
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．
【专题】计算题；定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】（1）关闭后备箱盖，活塞到汽缸底部的距离为L，此时气体的压强为16p0；
（2）若漏出的气体质量占气体总质量，箱盖作用于连杆上的沿杆竖直方向的力的大小为8p0S，方向竖直向下。
【分析】（1）根据平衡方程，对活塞受力分析，结合玻意耳定律分析求解；
（2）根据玻意耳定律，对漏出气体前后的状态分析求解。
【解答】解：（1）箱盖打开时，V1＝LS，对活塞受力分析，由平衡方程：
p1S＝8.6p0S+p0S
解得：p1＝9.6p0
关闭后箱盖，，设此时压强为p2，由玻意耳定律得：
p1V1＝p2V2
解得：p2＝16p0
（2）设漏出气体体积为ΔV＝ΔLS
解得：
由玻意耳定律得：
p1LS＝p3（L+ΔL）S
解得p3＝9p0
对活塞受力分析，由平衡方程：
p3S＝p0S+F
解得F＝8p0S，方向竖直向下。
答：（1）关闭后备箱盖，活塞到汽缸底部的距离为L，此时气体的压强为16p0；
（2）若漏出的气体质量占气体总质量，箱盖作用于连杆上的沿杆竖直方向的力的大小为8p0S，方向竖直向下。
【点评】本题考查了理想气体状态方程，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
15．（2025春 嘉定区校级期中）（1）在“用传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中，某组同学使用如图1所示的实验装置，正确操作实验获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到p﹣V图像。
①实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制注射器内封闭的气体的 　温度　 不发生变化；外界大气压发生变化时，　不会　 （选填“会”或“不会”）影响实验结果。
②在压缩气体过程中，某组同学不慎用手握住注射器含空气柱的部分如虚线，（实线为初始温度下的等温线）做出该同学应该得到的图线，图中大致正确的是 　A　 。
③在同一温度环境下，A、B两组同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的图像如图2所示。造成图像中A的斜率大于B的斜率的原因是 　A组封闭气体的质量大于B组封闭气体的质量。　 。
④某一个小组用此装置测量一小石子的体积。他将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像，通过横截距直接得出小石子的体积，则所得的图像纵轴表示的物理量是 　　 ，横轴表示的物理量是 　V　 （用字母表示）。
（2）某同学在实验室自制了一个简易测温装置。如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（可视为理想气体）被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内水银面等高。现对烧瓶缓慢加热，并上下移动C管。实验过程中B、C管内始终有液柱，则若保证气体压强不变，C管应该 　A　 移动（选填“A向上”或“B向下”），B管上的温度刻度值 　B　 （选填“A上小下大”或“B上大下小”）且随高度 　A　 （选填“A均匀分布”或“B不均匀分布）。
【考点】理想气体的实验规律；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定性思想；实验分析法；气体的状态参量和实验定律专题；理解能力．
【答案】（1）①温度，不会
②A
③A组封闭气体的质量大于B组封闭气体的质量；
④，V。
（2）A；B；A。
【分析】理想气体状态方程、玻意耳定律、盖﹣吕萨克定律等多个重要的气体实验定律相关知识应用，以实际的气体实验操作（如探究等温下气体压强与体积关系、测量小石子体积的气体实验、对烧瓶中气体加热的实验等，分析图像斜率不同的原因、确定图像纵轴物理量等问题，围绕探究等温情况下一定质量气体压强与体积关系的实验。
【解答】（1）①在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中，温度是需要控制的变量。避免手握注射器含空气柱部分，就是防止手的温度对气体温度产生影响，从而控制注射器内封闭气体的温度不发生变化。根据理想气体状态方程pV ＝ nRT（对于一定质量的气体n不变，R是常量），在等温变化（T不变）时，PV＝常量。外界大气压发生变化时，我们研究的是封闭气体内部压强p与体积V的关系，只要保证封闭气体的温度不变、质量不变，外界大气压的变化不会影响封闭气体压强p与体积V之间的关系，所以不会影响实验结果。
②在压缩气体过程中，某组同学不慎用手握住注射器含空气柱的部分，这会使气体温度升高。根据理想气体状态方程PV ＝ nRT，n不变，T升高，V减小时，P会比等温压缩时更大。从P﹣V图像来看，对于等温线（双曲线），温度升高时，图像会向上移动。
A选项：图像向上移动，符合温度升高时P﹣V关系的变化，故A正确。
B选项：图像向下移动，不符合温度升高时P增大的情况，故B错误。
C选项：图像的形状和位置变化不符合温度升高时p﹣V关系的变化，故C错误。
D选项：图像的形状和位置变化不符合温度升高时p﹣V关系的变化，故D错误。
故选：A。
③对于一定质量的理想气体，在温度不变时，根据玻意耳定律PV ＝ C（C为常数），变形可得，其P图像的斜率k ＝ C，C与气体的质量有关，质量越大，C越大。造成图像中A的斜率大于B的斜率的原因是A组封闭气体的质量大于B组封闭气体的质量。
④设小石子的体积为V0，对于注射器内的气体有P（V﹣V0）＝C（V为注射器刻度体积），变形为，进一步变形为，所以所得的图像纵轴表示的物理量是，横轴表示的物理量是V。
（2）对烧瓶缓慢加热，气体温度升高，根据盖﹣吕萨克定律C（C为常数），气体体积增大。若保证气体压强不变，C管应该向上移动，以保证B、C管内水银面高度差不变，从而压强不变。由C可得V ＝ CT，B管内气体体积随温度均匀变化，而B管横截面积均匀，所以B管上的温度刻度值上大下小，且随高度均匀分布。
（1）①温度，不会
②A
③A组封闭气体的质量大于B组封闭气体的质量；
④，V。
（2）A；B；A。
【点评】涵盖理想气体状态方程、玻意耳定律、盖﹣吕萨克定律等多个重要的气体实验定律相关知识，全面考查学生对气体实验原理、规律以及实验操作中影响因素的理解，有助于学生构建完整的气体实验知识体系。培养学生分析和解决实际问题的能力，体现了物理学科注重实验和应用的特点。
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