高考物理一轮复习 第十二章 热学 第2讲 固体、液体和气体练习

第2讲固体、液体和气体
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.下列说法中,错误的是(A)
A.只要是具有各向异性的物体必定是晶体
B.只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体
C.只要是具有固定熔点的物体必定是晶体
D.只要是不具有固定熔点的物体必定是非晶体
【解析】多晶体和非晶体都具有各向同性,只有单晶体是各向异性,故B项正确,A项错误;晶体一定有固定的熔点,而非晶体无固定的熔点,故C、D项正确。

2.为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体。

下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是(B)
【解析】由一定质量的理想气体状态方程可知温度不变时,pV=C(常量),即p与成正比,B 项正确。

3.(多选)下列说法中正确的是(ACD)
A.水黾能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用
B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与重力平衡的结果
C.喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠
D.用力敲击液晶,将在其两极间产生蓝色火花
【解析】水黾在水面上站定或行走的过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,这是液体表面张力在起作用,A项正确;小木块浮于水面上,已有部分陷入水中,受到浮力的作用而非液体表面张力作用,B项错误;喷射到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用且又处于完全失重状态,因此
形成球状水珠,C项正确;用力敲击液晶会产生“压电效应”,使得其两极间形成高电压而击穿空气放电形成蓝色火花,D项正确。

4.如图所示,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,汽缸内某位置处有小挡板。

初始时,外界大气压为p0,活塞紧压小挡板。

现缓慢升高缸内气体温度,则下列图中能正确反映缸内气体压强随温度变化情况的是 (B)
【解析】缓慢升高缸内气体温度,在活塞开始移动前,气体体积不变,则有=C(常量),压强与热力学温度成正比;当压强增大到等于大气压时,活塞开始移动,气体做等压变化,B项正确。

5.下列说法正确的是(D)
A.一定质量的气体,当温度升高时,压强一定增大
B.一定质量的气体,当体积增大时,压强一定减小
C.一定质量的气体,当体积增大、温度升高时,压强一定增大
D.一定质量的气体,当体积减小、温度升高时,压强一定增大
【解析】一定质量的气体,其分子总数一定,当温度升高时,气体分子的平均动能增大,有引起压强增大的可能,但不知道分子的密度如何变化,故不能断定压强一定增大,A项错误;当体
积增大时,气体分子的密度减小,有使压强减小的可能,但不知道气体分子的平均动能如何变化,同样不能断定压强一定减小,B项错误;体积增大有使压强减小的趋势,温度升高有使压
强增大的趋势,这两种使压强向相反方向变化的趋势,但不知道哪一种占主导地位,故不能断定压强如何变化,C项错误;体积减小有使压强增大的趋势,温度升高也有使压强增大的趋势,这两种趋势都使压强增大,故压强一定增大,D项正确。

6.(2015·南昌模拟)用力拉活塞,使封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来的两倍,若汽缸不漏气,那么此时汽缸内气体压强p2和原来的压强p1相比较有(C)
A.p2=
B.p2>
C.p2<
D.无法确定
【解析】迅速拉活塞,气体做绝热膨胀,气体对外做功,内能减小,温度降低。

由
,C项正确。

2
7.(多选)用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律。

A、B管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时A、B两管中水银面一样高,那么为了保持瓶中气体体积不变(AD)
A.将烧瓶浸入热水中时,应将A管向上移动
B.将烧瓶浸入热水中时,应将A管向下移动
C.将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向上移动
D.将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向下移动
【解析】由=C(常量)可知,在体积不变的情况下,温度升高,气体压强增大,则右管A水银面要比左管B水银面高,才能保持平衡,气体体积不变,故A项正确;同理可知D项正确。

8.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在(B)
A.ab过程中不断减小
B.bc过程中保持不变
C.cd过程中不断增加
D.da过程中保持不变
【解析】首先,因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B项正确;ab是等温线,由=C(常量)可知,压强减小,体积增大,A项错误;cd是等压线,
温度降低则体积减小,C项错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即V a=V e,因为V d<V e,所以V d<V a,所以da过程中体积变化,D项错误。

9.(多选)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度的变化如图所示,则此过程(AB)
A.气体的密度增大
B.外界对气体做功
C.气体从外界吸收了热量
D.气体分子的平均动能增大
【解析】由图象可得:从状态A到状态B,该理想气体做等温变化,而压强变大,由理想气体状态方程知,气体的密度增大,A 项正确;温度是分子平均动能的标志,温度不变,气体分子的平均动能不变,D项错误;一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度不变,内能不变,而气体体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,该气体要放热,B项正确,C项错误。

10.(多选)一定质量的理想气体,在某一状态下的压强、体积和温度分别为p0、V0、T0,在另一状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,则下列关系错误的是(ABC)
A.若p0=p1,V0=2V1,则T0=T1
B.若p0=p1,V0=V1,则T0=2T1
C.若p0=2p1,V0=2V1,则T0=2T1
D.若p0=2p1,V0=V1,则T0=2T1
【解析】根据理想气体状态方程知,若p0=p1,则01
1001
010101100
T0,C项错误,D项正确。

1011
二、计算题(每小题20分,共40分)
11.(2015·湖北三校联考)一定质量理想气体的p-V图象如图所示,其中a→b为等容过程,b →c为等压过程,c→a为等温过程,已知气体在状态a时的温度T a=300 K,在状态b时的体积V b=22.4 L,求:
(1)气体在状态c时的体积V c;(10分)
(2)试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系,并简要说明理由。

(10分)
解:(1)气体从c→a为等温变化,根据玻意耳定律得
p a V a=p c V c
又a→b为等容过程,所以V a=V b=22.4 L
解得V c==67.2 L
(2)气体由状态b到状态c为等压过程,由盖—吕萨克定律可知体积增大时温度升高,所以气体内能ΔU增大,由于b→c气体体积增大,对外做功,W<0,气体吸热,Q>0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体吸收热量Q大于气体对外做的功W。

12.(2015·江西重点中学联考)如图所示为一均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为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T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强p0,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,左右两管保持不动。

求:
(1)右管中活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强p1;(6分)
(2)温度升高到T1为多少时,右管里活塞开始离开卡口上升;(6分)
(3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L。

(8分)
解:(1)活塞刚离开卡口时,对活塞有mg+p0S=p1S
得p1=p0+
(2)两侧气体体积不变,对右管气体根据查理定律有
解得T1=T0(1+)
(3)温度升高到T2时,对左管内气体有
V2=20+ρgL
根据理想气体状态方程有
解得T2=0+ρgL)。