高考物理一轮复习第十二章热学第讲固体、液体和气体创新

第2讲固体、液体和气体
A组基础题组
1.(2016湖北襄阳保康一中期中)下列说法正确的是()
A.各种固体都有一定的熔点和凝固点
B.液体表面层中分子间距小于液体内部分子间距
C.液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的
D.如果把0℃的冰放到0℃的房间里,冰可能熔化,也可能不熔化
2.(2015山东威海一模)(多选)下列说法正确的是()
A.某种液体的饱和汽压与温度有关
B.物体内所有分子热运动动能的总和就是物体的内能
C.气体的温度升高,每个分子的动能都增大
D.不是所有晶体都具有各向异性的特点
3.下列关于液体表面现象的说法中正确的是()
A.把缝衣针小心地放在水面上,针可以把水面压弯而不沉没,是因为针的重力小,又受到液体的浮力的缘故
B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力
C.玻璃管裂口放在火上烧熔,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面积要收缩到最小的缘故
D.飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故
4.[2015江苏单科,12A(1)](多选)对下列几种固体物质的认识,正确的有。

A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
5.[2015课标Ⅰ,33(1),5分](多选)下列说法正确的是。

A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体
B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体
E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变6.[2014课标Ⅱ,33(1),5分](多选)下列说法正确的是。

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.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
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果7.一定质量的理想气体,从图示A 状态开始,经历了B、C,最后到D 状态,下列说法中正确的是(
)
A.A→B 温度升高,体积不变
B.B→C 压强不变,体积变大
C.C→D 压强变小,体积变小
D.B 点的温度最高,C 点的体积最大
8.(2015广东十校第一次联考)(多选)一定质量的理想气体,现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强,那么使用下列哪些过程可以实现()
A.先将气体等温膨胀,再将气体等容降温
B.先将气体等温压缩,再将气体等容降温
C.先将气体等容升温,再将气体等温压缩
D.先将气体等容降温,再将气体等温压缩
9.[2015重庆理综,10(2),6分]北方某地的冬天室外气温很低,吹出的肥皂泡会很快冻结。

若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T 1,压强为p 1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T 2。

整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化,大气压强为p 0。

求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。

10.[2014课标Ⅱ,33(2),10分]如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细
管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。

两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气。

当大气压为
p
、外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中0
间。

(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞a上升。

当活塞a上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强。

B组提升题组
11.(多选)用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。

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
()
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
12.(2016甘肃会宁一中三模)用活塞将一定质量的一个大气压的理想气体封闭在水平固定放置的汽缸内,
,温度为27℃。

在活塞上施加压力,将气体体积压缩到原来的,温度升高到47℃。

开始时气体体积为V
设大气压p
=1.0×105Pa,活塞与汽缸壁摩擦不计。

求:
①此时气体的压强;
②保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力,使气体体积恢复到V
时气体的压强(结果保留三位
有效数字)。

13.如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像。

已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。

的温度值。

(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图像提供的信息,计算图甲中T
A
(2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像,并在图线相应位置上标出字母A、B、C。

如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程。

14.(2015河南三市联考)如图所示,内径粗细均匀的U形管,右侧B管上端封闭,左侧A管上端开口,管内注入水银,并在A管内装配有光滑的、质量可以不计的活塞,使两管中均封入L=11cm的空气柱,活塞上方的大气压强为p
=76cmHg,这时两管内水银面高度差h=6cm。

今用外力竖直向上缓慢地拉活塞,直至使
两管中水银面相平。

设温度保持不变,则:活塞在A管中向上移动距离是多少?
15.[2014课标Ⅰ,33(2),9分]一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。

开始时气体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T 0。

现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4。

若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。

已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。

16.(2016内蒙古赤峰宁城统考)如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m 的密闭活塞,活塞A 导热,活塞B 绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。

初状态整个装置静止不动处于平衡,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l 0,温度为T 0。

设外界大气压强为p 0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=p 0S,环境温度保持不变。

求:
①在活塞A 上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m,两活塞在某位置重新处于平衡时活塞B 下降的高度。

②现只对Ⅱ部分气体缓慢加热,使活塞A 回到初始位置,此时Ⅱ部分气体的温度。

答案全解全析
A组基础题组
1.C固体分为晶体和非晶体,晶体有一定的熔点和凝固点,而非晶体则没有,故A错误。

液体表面层中分子间距大于液体内部分子间距,表面层分子间的作用力表现为引力,则液体表面存在张力,故B错误,C正确。

如果把0℃的冰放到0℃的房间里,0℃的冰要熔化成0℃的水要吸收热量,而周围环境的温度也是0℃,不会有热传递现象发生,冰不会熔化,故D错误。

2.AD某种液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,选项A正确;物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和就是物体的内能,选项B错误;气体的温度升高,分子的平均动能增大,不是每个分子的动能都增大,选项C错误;不是所有晶体都具有各向异性的特点,例如多晶体具有各向同性的特点,选项D正确。

3.C A项中的缝衣针不沉没的原因是受水的表面张力的作用;B项中的水银会成球状是由于表面张力的作用;D项中的油滴也是由于表面张力的作用,A、B、D错误。

4.AD晶体才有固定的熔点,A正确。

熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母片导热具有各向异性的特点,故此现象说明云母片是晶体,B错误;晶体具有各向异性的原因是物质微粒在空间的排列是规则的,而在不同方向上单位长度内的物质微粒数目不同,引起不同方向上性质不同,故C错误。

石墨的物质微粒在空间上是片层结构,而金刚石的物质微粒在空间上是立体结构,从而引起二者在硬度、熔点等物理性质上的差异,D 正确。

5.BCD晶体被敲碎后,其空间点阵结构未变,仍是晶体,A错误;单晶体光学性质各向异性,B正确;同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体,C正确;如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构,晶体和非晶体之间可以互相转化,D正确;在晶体熔化过程中,分子势能会发生改变,内能也会改变,E错误。

6.BCE水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,则A项错。

正是表面张力使空中雨滴呈球形,则B项正确。

液晶的光学性质是各向异性,液晶显示器正是利用了这种性质,C项正确。

高原地区大气压较低,对应的水的沸点较低,D项错误。

因为纱布中的水蒸发吸热,则同样环境下湿泡显示的温度较低,E 项正确。

7.A由题图和=C(常数)知,A→B温度升高,压强增大,体积不变,A项对;B→C压强不变,温度降低,体积减小,B项错;C→D温度不变,压强减小,体积变大,C项错;B点温度最高,C点压强最大,温度最低,体积最小,D项错。

8.BD 根据理想气体状态方程可知,气体等温膨胀,压强减小,再将气体等容降温,压强继续减小,故A 错;
气体等温压缩,压强增大,再将气体等容降温,压强减小,故B 对;气体等容升温,压强增大,再将气体等温压缩,压强继续增大,故C 错;气体等容降温,压强减小,再将气体等温压缩,压强增大,故D 对。

9.答案p 1-p 0
解析
设冻结后肥皂膜内气体压强为p 2,根据理想气体状态方程得=,解得p 2=p 1,所以冻结后肥皂膜内外
气体的压强差为Δp=p 2-p 0=p 1-p 0。

10.答案(ⅰ)320K
(ⅱ)p 0
解析
(ⅰ)活塞b 升至顶部的过程中,活塞a 不动,活塞a、b 下方的氮气经历等压过程。

设汽缸A 的容
积为V 0,氮气初态体积为V 1,温度为T 1;末态体积为V 2,温度为T 2。

按题意,汽缸B 的容积为V 0/4,由题给数据和盖—吕萨克定律有
V 1=V 0+=V 0①V 2=V 0+V 0=V 0②=
由①②③式和题给数据得T 2=320K④
(ⅱ)活塞b 升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a 开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的时,活塞a 上方的氧气经历等温过程。

设氧气初态体积为V 1',压强为p 1';末态体积为V 2',压强为p 2'。

由题给数据和玻意耳定律有
V 1'=V 0,p 1'=p 0,V 2'=V 0⑤p 1'V 1'=p 2'V 2'⑥由⑤⑥式得p 2'=p 0⑦
B 组
提升题组
11.AD
将烧瓶浸入热水中时,温度升高,气体压强增大,在保持瓶内气体体积不变的情况下,由=C(常量)
可知,应使右管A 水银面比左管B 水银面高,故应将A 管向上移动,A 正确;同理D 正确。

12.答案①1.6×105Pa
②1.07×105Pa
解析
①初状态:V 0,p 0=1.0×105Pa,T 1=(273+27)K=300K
末状态:V 2=V 0,p 2=?,T 2=(273+47)K=320K 由理想气体状态方程有=解得p 2===1.6×105Pa
②此过程为等温变化,由玻意耳定律有:p 2V 2=p 3V 0解得p 3===1.07×105Pa 13.答案(1)200K
(2)见解析
解析
(1)从题图甲可以看出,A 与B 连线的延长线过原点,所以A→B 是一个等压变化,则p A =p B
根据盖—吕萨克定律可得=所以T A =T B =×300K=200K。

(2)由题图甲可知,B→C 是等容变化,根据查理定律得=所以p C =p B =×1.5×105Pa=2.0×105Pa
则可画出由状态A→B→C 的p-T 图像如图所示。

14.答案7.2cm
解析
取B 管中气体为研究对象,设活塞运动前B 管中气体的压强为p B 、体积为V B ,活塞运动后B 管中
气体的压强为p B '、体积为V B ',管的横截面积为S,则有:
p B =p 0-h,V B =LS,V B '=(L+)S 由玻意耳定律有(p 0-h)LS=p B '(L+)S,
设活塞向上移动的距离为x,取A 管中气体为研究对象,设活塞运动前A 管中气体的压强为p A 、体积为V A ,活塞运动后A 管中气体的压强为p A '、体积为V A ',有:
p A =p 0,V A =LS,p A '=p B ',V A '=(L+x-)S 由玻意耳定律有p A LS=p A '(L+x-)S 解得:x=7.2cm 15.答案解析
设汽缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为Δp,由玻意耳定律得
phS=(p+Δp)(h-h)S①解得Δp=p②
外界的温度变为T 后,设活塞距底面的高度为h'。

根据盖—吕萨克定律,得=③
解得h'=h④据题意可得Δp=⑤气体最后的体积为V=Sh'⑥联立②④⑤⑥式得V=⑦16.答案①0.4l 0②2.5T 0
解析
①初状态,Ⅰ部分气体压强p 1=p 0+=2p 0,Ⅱ部分气体压强p 2=p 1+=3p 0
添加铁砂后,Ⅰ部分气体压强p 1'=p 0+=4p 0,Ⅱ部分气体压强p 2'=p 1'+=5p 0Ⅱ部分气体等温变化,根据玻意耳定律有p 2l 0S=p 2'l 2S 可得:l 2=l 0,
则B 活塞下降的高度h 2=l 0-l 2=0.4l 0
②Ⅰ部分气体等温变化,根据玻意耳定律有p 1l 0S=p 1'l 1S 可得l 1=0.5l 0
只对Ⅱ部分气体加热,Ⅰ部分气体状态不变,所以当A 活塞回到初始位置时,Ⅱ部分气体高度l 2″=2l 0-0.5l 0=1.5l 0
根据理想气体状态方程有=解得T 2=2.5T 0。