高中物理第九章固体液体和物态变化综合评估含解析新人教版选修3_3

固体、液体和物态变化
限时：90分钟总分：100分
一、选择题(1－7为单选题，每小题5分；8－10为多选题，每小题6分，共53分)
1．下列说法正确的是( C )
A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出
B．萘的熔点为80 ℃，质量相等的80 ℃的液态萘和80 ℃的固态萘具有相同的分子势能
C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象
D．液体内部分子的势能比液体表面层分子的势能大
解析：液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故A错误；液态萘凝固成80 ℃的固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，故B错误；车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象，选项C正确；液体表面层的分子比液体内部的分子之间的距离大，分子之间的作用力表现为引力，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，故D错误．2．在吉尼斯大全中，记述了一个人创造了赤着脚在650 ℃的燃烧着的一长堆木炭上步行了约7.5m的“世界之最”纪录．关于他创下的这个奇迹，下面说法正确的是( C ) A．这个表演者一定在脚下事先抹上了一种高级绝热防护剂
B．这个表演者一定是跳跃式地走过去的，这样做接触时间短，炭火来不及灼伤脚
C．这个表演者可能是用汗脚踩在炭火上一步步轻松地走过去的
D．这个表演者一定是轻轻地踮着脚走过去的，这样做接触面积小，即使灼伤也不厉害解析：当赤着的脚踩上炭火时，灼热的炭火使脚底的汗水迅速汽化，立即在脚底下形成一个很薄的蒸汽层．由于气体是热的不良导体，在一段短暂的时间内，对脚板将起到绝热防护作用，行走中脚上流出的汗水部分地补偿了汽化所需的水分．因为跳跃、踮着脚走均不能提供足够的汗水，且容易使脚陷进炭火，从而使保护层失效．故应选C.
3．下列说法正确的是( C )
A．分子间距离越小，分子势能一定越小
B．分子间距离越小，分子间作用力一定越小
C．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
D．晶体的物理性质都是各向异性的
4．关于液晶，下列说法中错误的有( A )
A．液晶本身就是一种晶体
B ．液晶具有各向异性的物理性质
C ．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D ．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
解析：液晶不是晶体，故A 错误；液晶具有各向异性的物理性质(主要是光学性质)，故B 正确；液晶的光学性质随温度的变化而变化，故C 正确；液晶通电时，分子排列变得有秩序，使光线容易通过，故D 正确；本题选错误的，故选A.
5．下列说法不正确的是( C )
A ．浸润液体在细管里能上升
B ．不浸润液体在细管里能下降
C ．在建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升
D ．农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，以减少毛细现象的发生 解析：毛细现象和液体的浸润、不浸润相联系．浸润液体在细管中能上升，不浸润液体在细管中下降，故A 、B 正确．建筑房屋的时候，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，防止地下的水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以使房屋保持干燥．土壤里有很多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管．相反，如果想把地下的水分引上来，就不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用磙子压紧土壤，所以C 错、D 对．
6.如图所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，测得水汽的压强为p ，体积为V ，当保持温度不变( A )
A ．上提活塞使水汽的体积增为2V 时，水汽的压强变为12
p B ．下压活塞使水汽的体积减为12
V 时，水汽的压强增为2p C ．下压活塞时，水汽的质量减小，水汽的密度增大
D ．下压活塞时，水汽的质量和密度都变小
解析：由于容器中的水汽刚好饱和，表示容器中已没有水．上提活塞时，容器中的水汽
变为未饱和汽，根据玻意耳定律(近似符合)，体积增为2V 时，压强变为12
p ，故A 正确，下压活塞时，饱和汽体积减小，但饱和汽压和饱和汽密度不变，故B 、C 、D 错，因此选A.
7．关于液体的饱和汽与饱和汽压，下列说法正确的是( B )
A．饱和汽的压强、体积、温度的变化规律遵循查理定律
B．饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大
C．一定温度下，不同液体的饱和汽压都是相同的
D．饱和汽压随体积的减小而增大
解析：饱和状态的情况下：①如果稍微降低温度将会出现凝结，而变成液体，体积迅速减小；②稍微增大压强亦可出现凝结，体积也会大大减小．所以饱和状态下的气体不遵循理想气体实验定律，故A错误；饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大，故B正确；在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的，挥发性大的液体，饱和汽压大，故C错误；水的饱和汽压不随体积的变化而变化，与温度有关，故D错误．8．如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T.从图中可以确定的是( BC )
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
解析：由图象可知曲线M表示晶体，bc段表示晶体熔化过程，处于固液共存状态，ab 段还未熔化，表示固态，cd段表示熔化完成，都为液态，B、C对；N表示非晶体，没有固定的熔点，A错；由于非晶体没有一定的熔点而是逐步熔化，因此D错．9．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现图乙的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则( BCD )
A．A固体和B管可能是同种材料
B．A固体和B管一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层的分子的引力小些
D．液体对B毛细管浸润
解析：由所给现象可知该液体对固体A不浸润，对固体B浸润；毛细现象是浸润和不浸润及表面张力共同作用的结果．
10．如图所示是水在大气压强为1.01×105Pa下汽化热与温度的关系图线，则( AD )
A．该图线说明温度越高，单位质量的水汽化时需要的能量越小
B．大气压强为1.01×105 Pa时，水的沸点随温度升高而减小
C．该图线在100 ℃以后并没有实际意义，因为水已经汽化了
D．由该图线可知，水蒸气液化时，放出的热量与温度有关
解析：由题图可知，在一定压强下，温度越高，水的汽化热越小．在相同条件下，水汽化吸热与液化放热相等，但吸、放热的多少均与压强、温度有关．
二、填空题(共12分)
11．(4分)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图(a)所示，而甲、乙、丙三种固体的熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(b)所示．则甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体．
解析：甲、乙表现为各向同性，丙表现为各向异性，再根据熔化图象，甲、丙有确定的熔点，而乙没有．故甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体．
12．(2分)质量为m的0 ℃的冰雹，自空中由静止下落，由于空气阻力的作用力，其中1%质量的冰在下落过程中完全融化为0 ℃的水脱离冰雹，若落地时的速度为400 m/s，冰雹
下落的高度为8.34×103_m ．(已知冰的熔化热为0.34×106 J/kg ，g 取10 m/s 2
)
解析：设冰雹下落的高度为h ，则有mgh ＝12mv 2＋1100
m ·λ 即(10 m/s 2)×h ＝12×(400 m/s)2＋1100×0.34×106 J/kg h ＝8.34×103 m.
13．(6分)如图是萘晶体的熔化曲线，由图可知，萘的熔点是T 2，熔化时间为t 2－t 1.若已知萘的质量为m ，固态时比热容为c 1，液态时比热容为c 2，熔化热为λ，试完成下列表格．
过程 状态
吸热后能的转化 吸热计算式 A →B 固态
主要增加分子的平均动能 Q 1＝c 1m (T 2－T 1) B →C 固液共存
完全用于增加分子的势能 Q 2＝λ·m C →D
液态 大部分增加分子的平均动能 Q 3＝c 2m (T 3－T 2)
三、计算题(共35分)
14．(6分)一电炉的功率P ＝200 W ，将质量m ＝240 g 的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图所示．设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？
答案：60 ℃ 1×105
J/kg
解析：由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点，根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化．样品的熔点为60 ℃，熔化时间t
＝2 min ，电流做功W ＝Pt ，设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q ＝λm .
由W ＝Q ，即Pt ＝λm .得λ＝Pt m ＝200×2×60240×10
－3 J/kg ＝1×105
J/kg. 15．(9分)气温为10 ℃时，测得水蒸气的实际压强p ＝800 Pa ，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 ℃，相对湿度又为多少？(已知10 ℃时水汽的饱和汽压为p 1＝1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压为p 2＝2.338×103
Pa)
答案：65.1% 34.2%
解析：10 ℃时水汽的饱和汽压为p 1＝1.228×103 Pa ，由相对湿度公式得此时的相对湿度： B 1＝p p 1×100%＝800 Pa 1.228×103 Pa
×100%≈65.1% 20 ℃时水汽的饱和汽压为p 2＝2.338×103
Pa ，同理得相对湿度： B 2＝p p 2×100%＝800 Pa 2.338×103 Pa
×100%≈34.2%. 16.(8分)如图所示，有一个高为H 的导热容器，原来开口向上放置．已知气温为27 ℃、大气压强为760 mmHg ，空气相对湿度为75%.现用一质量不计的光滑活塞将容器封闭．求将活塞缓慢下压多大距离时，容器中开始有水珠出现？
答案：H 4
解析：对水蒸气研究：Ⅰ⎩⎪⎨⎪⎧ p 1＝75%p s V 1＝V ，Ⅱ⎩⎪⎨⎪⎧ p 2＝p s ，V 2＝？.
由p 1V 1＝p 2V 2，得V 2＝p 1V 1p 2＝75%·p s ·V p s
＝0.75 V ， 所以下压距离h ＝H
4
时，将开始有水珠出现． 17．(12分)如图所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的曲线，据图回答：
(1)这种合金在固态时是不是晶体？
(2)这种合金的熔点是多少？
(3)熔化过程用了多少时间？
(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态？
答案：(1)是(2)210 ℃(3)8 min (4)固液共存
解析：图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体，且熔点为210 ℃，熔化过程用了Δt＝(14－6) min＝8 min，BC段为固液共存状态．。