高三物理一轮复习课时作业10:13.2固体、液体和气体
高考物理人教版第一轮复习课时作业 固体液体和气体
第2课时固体、液体和气体基本技能练1.(多选)如图1所示,是水的饱和汽压与温度关系的图线,请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是( )图1A.水的饱和汽压随温度的变化而变化,温度升高,饱和汽压增大B.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是不变的C.当液体处于饱和汽状态时,液体会停止蒸发现象D.在实际问题中,饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压解析当液体处于饱和汽状态时,液体与气体达到了一种动态平衡,液体蒸发现象不会停止,选项C错误;在实际问题中,水面上方含有水分子、空气中的其他分子,但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压,选项D错误,A、B正确。
答案AB2.(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯,是碳的二维结构。
如图2所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识判断,下列说法中正确的是( )图2A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体B.石墨是单质,石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的解析晶体分子在空间分布具有规则性,故石墨、石墨烯都是晶体,也都是单质,故C项正确,A、B项错误;获取石墨烯的方法为物理方法,故D项正确。
答案CD3.(多选) (2014·湖南十校联考)如图3,固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体,气缸置于温度不变的环境中。
现用力使活塞缓慢地向上移动,密闭气体的状态发生了变化。
下列图象中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能,E k表示该气体分子的平均动能,n表示单位体积内气体的分子数,a、d 为双曲线,b、c为直线。
能正确反映上述过程的是( )图3解析汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化,其p-V图象是双曲线,A正确;理想气体的内能由分子平均动能决定,温度不变,气体的内能不变,B 正确,C错误;单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数,容器内分子总数不变,D正确。
2020届高三物理一轮复习第十三章第2讲固体、液体和气体课时作业(含解析)
固体、液体和气体一、选择题1.(2017·高考全国卷Ⅰ)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.下列说法正确的是( )A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大解析:曲线下的面积表示总的氧气分子数,二者相等,故A对;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,虚线为氧气分子在0 ℃时的情形,分子平均动能较小,故B对;实线为氧气分子在100 ℃时的情形,故C对;曲线给出的是分子数占总分子数的百分比,故D错;速率出现在0~400 m/s区间内,100 ℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小,故E错.答案:ABC2.(2019·河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识,正确的有( )A.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B.液体与固体接触时,如果附着层内分子比液体内部分子稀疏,表现为不浸润C.影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距D.液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功E.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛细现象解析: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,说明云母片是晶体,故A错误.液体与固体接触时,如果附着层内分子比液体内部分子稀疏,分子力为引力表现为不浸润,故B正确.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度B=pp s×100%,即空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,故C正确.液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子,要克服其他液体分子的吸引而做功,因此要吸收能量,液体汽化过程中体积增大很多,体积膨胀时要克服外界气压做功,即液体的汽化热与外界气体的压强有关,且也要吸收能量,故D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E正确.答案:BCE3.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解析:悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,A项错误;空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用,使得小雨滴表面积最小而呈球形,B项正确;彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点,与液晶分子结合而定向排列,当液晶中电场强度不同时,染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色,C项正确;高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小,D项错误;干湿泡湿度计中,由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度,E项正确.答案:BCE4.(2019·江西南昌高三质检)下列说法中正确的是( )A.绝对湿度大而相对湿度不一定大,相对湿度大而绝对湿度也不一定大,必须指明温度相同这一条件B.密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的,保持温度不变,增大容器的体积的瞬间,蒸汽仍是饱和的C.干湿泡湿度计的干泡所示的温度高于湿泡所示的温度D.浸润和不浸润与分子间作用力无关E.蜘蛛网上挂着的小露珠呈球状不属于毛细现象解析:绝对湿度用空气中所含蒸气的压强表示,相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比,绝对湿度大,相对湿度不一定大,相对湿度大而绝对湿度也不一定大,水的饱和汽压与温度有关,所以要指明温度这一条件,故A正确;在一定温度下,饱和蒸汽的分子数密度是一定的,因而其压强也是一定的,与体积无关,故密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的,保持温度不变,增大容器的体积时,蒸汽不再是饱和的,但最后稳定后蒸汽才是饱和的,压强不变,故B错误;湿泡温度计由于蒸发吸热,湿泡所示的温度小于干泡所示的温度,选项C正确;液体对固体浸润,则附着层内分子间距小于液体内部分子间距,液体对固体不浸润,则附着层内分子间距大于液体内部分子间距,即浸润和不浸润现象是分子力作用的表现,故D错误;由于液体表面存在张力,所以露珠呈现球状,不属于毛细现象,故E正确.答案:ACE5.(2019·山东济南五校联考)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( )A.ab过程中不断增加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E.da过程中不断增大解析: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正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A正确;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接aO交cd于e点,如图所示,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过程中体积不断增大,D错误,E正确.答案:ABE二、非选择题6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态A,由过程AB到达状态B,后又经过过程BC到达状态C,如图所示.设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为p A、V A和T A.在状态B时的体积为V B,在状态C时的温度为T C.求:(1)气体在状态B时的温度T B;(2)气体在状态A 的压强p A 与状态C 的压强p C 之比.解析:(1)由题图知,A →B 过程为等压变化,由盖-吕萨克定律有V A T A =V B T B ,解得T B =T A V B V A . (2)由题图知,B →C 过程为等容变化,由查理定律有p B T B =p CT C, A →B 过程为等压变化,压强相等,有p A =p B ,由以上各式得p A p C =T A V B T C V A . 答案:(1)T A V B V A (2)T A V B T C V A7.如图为一个喷雾器的截面示意图,箱里已装了14 L 的水,上部密封了1 atm 的空气1.0 L .将阀门关闭,再充入1.5 atm 的空气6.0 L .设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变.(1)求充入1.5 atm 的空气6.0 L 后密封气体的压强;(2)打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水面等高),则当水箱内的气压降为2.5 atm 时,水箱里的水还剩多少?(喷水的过程认为箱中气体的温度不变,不计阀门右侧的管中水的体积)解析:(1)题中p 0=1 atm ,V 0=1.0 L ,p 1=1.5 atm ,V 1=6.0 L ,根据玻意耳定律可得p 1V 1=p 0V 2,p 0(V 2+V 0)=p 2V 0,解得p 2=10 atm.(2)打开阀门,水从喷嘴喷出,当水箱中的气体压强为2.5 atm 时,p 2V 0=p 3V 3,解得V 3=4.0 L.故水箱内剩余水的体积为14 L -(4 L -1 L)=11 L.答案:(1)10 atm (2)11 L8.如图所示,在长为L =57 cm 的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4 cm 高的水银柱封闭着51 cm 长的理想气体,管内外气体的温度均为33 ℃,大气压强p 0=76 cmHg.(1)若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度为多少摄氏度;(2)若保持管内温度始终为33 ℃,现将水银缓慢注入管中,直到水银柱上表面与管口相平,求此时管中气体的压强.解析:(1)设玻璃管横截面积为S ,以管内封闭气体为研究对象,气体经历等压膨胀过程初状态:V 1=51S ,T 1=(273+33) K =306 K末状态:V 2=53S ,由盖-吕萨克定律有V 1T 1=V 2T 2解得T 2=318 K ,t 2=45 ℃.(2)当水银柱上表面与管口相平,设此时管中水银柱长度为H ,管内气体经历等温压缩过程,由玻意耳定律有p 1V 1=p 2V 2即p 1·51S =p 2(57-H )S p 1=(76+4) cmHg =80 cmHgp 2=(76+H ) cmHg解得H =9 cm ,故p 2=85 cmHg.答案:(1)45 ℃ (2)85 cmHg9.(2019·东北三省四市高三联考)用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热汽缸分隔成A 、B 两部分,每部分都封闭有气体,此时A 、B 两部分气体压强之比为5︰3,上下两部分气体体积相等.(外界温度保持不变,不计活塞和汽缸间的摩擦,整个过程不漏气).(1)如图甲,若活塞为轻质活塞,拔去销钉后,待其重新稳定时B 部分气体的体积与原来体积之比;(2)如图乙,若活塞的质量为M ,横截面积为S ,拔去销钉并把汽缸倒置,稳定后A 、B 两部分气体体积之比为1︰2,重力加速度为g ,求后来B 气体的压强.解析:(1)设拔去销钉之前A 气体的体积为V ,由玻意耳定律得p A V =p A ′(V +ΔV ),p B V =p B ′(V -ΔV ),又p A ′=p B ′,p A p B =53解得ΔV =14V ,则B 部分气体体积与原来的体积之比为3∶4(2)初始状态:p A p B =53最终平衡状态:p A ′=p B ′+Mg S设汽缸总容积为V ,A 、B 两部分气体做等温变化p A V 2=p A ′V 3,p B V 2=p B ′2V 3联立得到p B ′=3Mg 7S答案:(1)3∶4 (2)3Mg 7S10.(2017·高考全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M 的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K 1和K 2.K 1长为l ,顶端封闭,K 2上端与待测气体连通;M 下端经橡皮软管与充有水银的容器R 连通.开始测量时,M 与K 2相通;逐渐提升R ,直到K 2中水银面与K 1顶端等高,此时水银已进入K 1,且K 1中水银面比顶端低h ,如图(b)所示.设测量过程中温度、与K 2相通的待测气体的压强均保持不变.已知K 1和K 2的内径均为d ,M 的容积为V 0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g .求:(1)待测气体的压强;(2)该仪器能够测量的最大压强.解析:(1)水银面上升至M 的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为V ,压强等于待测气体的压强p ,提升R ,直到K 2中水银面与K 1顶端等高时,K 1中的水银面比顶端低h ;设此时封闭气体的压强为p 1,体积为V 1,则V =V 0+πd 2l 4① V 1=πd 2h 4② 由力学平衡条件得p 1=p +ρgh ③整个过程为等温过程,由玻意耳定律得pV =p 1V 1④联立①②③④式得p =πρgd 2h 24V 0+πd 2l -h⑤ (2)由题意知h ≤l ⑥联立⑤⑥式有p ≤πρgd 2l 24V 0⑦ 该仪器能够测量的最大压强为p max =πρgd 2l 24V 0⑧ 答案:(1)πρgd 2h 24V 0+πd 2l -h (2) πρgd 2l 24V 0。
高三物理一轮总复习 2 固体液体和气体课时作业高三物理试题
phS=(p+Δp) 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-吕萨克律,得 = ③
解得h′= h④
据题意可得Δp= ⑤
气体最后的体积V=Sh′⑥
联立②④⑤⑥式得V= ⑦
【答案】
14.
如下图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略).开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和 ;左活塞在汽缸间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为 .现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后翻开K,经过一段时间,重到达平衡.外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求:
D.气体分子的平均动能增大
【解析】 由理想气体状态方程可知,当体积不变时, =常数,T升高时,压强增大,B对.由于体积不变,分子密度不变,而温度升高,分子的平均动能增加,D对,A、C错.
【答案】BD
3.(多项选择)对于一质量的理想气体,以下论述中正确的选项是( )
A.假设单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强一变大
D.当气体温度一时,其内部绝大多数分子动能相近,动能很小或很大的很少
【解析】 气体内部绝大多数分子的动能随温度的升高而增大,但少数分子动能不是,选项A错误,B正确;温度相同,分子平均动能相同,但不同气体分子质量不一相同,故平均速率不一相同,选项C错误;温度一时,分子的速率分布遵循统计规律,选项D正确.
A.①、②不可能B.③、④不可能
2022版高考物理一轮复习第十三章热学第2讲固体液体和气体作业含解析新人教版
第2讲 固体、液体和气体一、单项选择题1.以下说法正确的选项是( )A .晶体具有各向同性,而非晶体具有各向异性B .液体外表张力与重力有关,在完全失重的情况下外表张力消失C .对于一定的液体和一定材质的管壁,管内径的粗细会影响液体所能到达的高度D .浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现解析:单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,选项A 错误;液体外表张力是由液体外表分子之间距离较大呈现出吸引力形成的,与重力无关,选项B 错误;对于一定的液体和一定材质的管壁,根据毛细现象,管内径的粗细会影响液体所能到达的高度,选项C 正确;浸润与不浸润是由于液体的外表层与固体外表的分子之间相互作用的结果,故D 错误。
答案:C2.(2021·北京海淀北大附中高三模拟)关于气体的压强,以下说法正确的选项是( )A .单位体积内的分子数越多,分子的平均动能越大,气体的压强就越大B .单位体积内的分子数越多,分子的平均动能越小,气体的压强就越大C .一定质量的气体,体积越大,温度越高,气体的压强就越大D .一定质量的气体,体积越大,温度越低,气体的压强就越大解析:根据气体压强的微观意义,单位体积内的分子数越多,分子的密集程度越大,分子的平均动能越大,气体的压强越大,A 正确,B 错误;根据理想气体状态方程pVT=C ,可知体积越小,温度越高,气体的压强越大,C 错误;根据理想气体状态方程pV T=C ,可知体积越大,温度越低,压强就越小,D 错误。
答案:A3.热学中有很多图象(图乙不是双曲线),对图中一定质量的理想气体图象的分析,正确的选项是( )A .甲图中理想气体的体积一定增大B .乙图中理想气体的温度一定不变C .丙图中理想气体的压强一定不变D .丁图中理想气体从P 到Q ,可能经过了温度先降低后升高的过程 解析:由理想气体状态方程pVT=C 可知,C 正确,A 错误;假设温度不变,p-V 图象应该是双曲线的一支,题图乙不是双曲线的一支,故B 错误;题图丁中理想气体从P 到Q ,经过了温度先升高后降低的过程,D 错误。
高三物理一轮复习课时作业9:13.2固体、液体和气体
第2讲 固体、液体和气体1.(多选)(2018·广西桂林市、贺州市期末联考)下列说法正确的是( )A.某气体的摩尔质量为M ,分子质量为m ,若1摩尔该气体的体积为V ,则该气体单位体积内的分子数为M mVB.气体如果失去了容器的约束会散开,这是因为气体分子热运动的结果C.改进内燃机结构,提高内燃机内能转化率,最终可能实现内能完全转化为机械能D.生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成E.单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点答案 ABD解析 某气体的摩尔质量为M ,分子质量为m ,则1摩尔气体的分子数为M m ,若1摩尔该气体的体积为V ,则该气体单位体积内的分子数为M mV,选项A 正确;气体如果失去了容器的约束会散开,这是因为气体分子热运动的结果,选项B 正确;根据热力学第二定律,热机的效率不可能达到100%,则即使改进内燃机结构,提高内燃机内能转化率,最终也不可能实现内能完全转化为机械能,选项C 错误;生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,选项D 正确;单晶体和多晶体都具有固定的熔点,选项E 错误.2.(多选)(2019·广东省汕头市质检)下列说法中正确的是( )A.相对湿度和绝对湿度的单位相同B.多晶体有固定的熔点,没有各向异性的特征C.根据pV T=恒量,可知液体的饱和汽压与温度和体积有关 D.在分子间的距离r =r 0时,分子间的引力和斥力都不为零但大小相等,分子势能最小 E.液体表面张力使液面具有收缩趋势,因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力 答案 BDE解析 绝对湿度指大气中水蒸气的实际压强,空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示,单位是Pa ,而空气的相对湿度是空气中水蒸气的绝对湿度与同温度水的饱和汽压的比值,所以空气的相对湿度没有单位,故A 错误;多晶体有固定的熔点,没有各向异性的特征,选项B 正确;同一种液体的饱和汽压仅仅与温度有关,与体积无关,故C 错误;在分子间的距离r =r 0时,分子间的引力和斥力都不为零但大小相等,合力为零,分子势能最小,选项D 正确;液体表面张力使液面具有收缩趋势,因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力,选项E 正确.3.(多选)(2018·安徽省芜湖市上学期期末)下列说法中正确的是( )A.布朗运动是液体分子的运动,人的眼睛可以直接观察到B.从屋檐上做自由落体运动的小水滴呈球形,是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间的距离越大,分子势能越小E.一定温度下,水的饱和汽的压强是定值答案 BCE解析 布朗运动不是液体分子的无规则运动,是悬浮在液体中的固体颗粒做的无规则运动,A 错误;小水滴与空气接触的表面层中的分子分布较内部稀疏,分子间距大于分子力平衡时的距离r 0,所以分子间的相互作用表现为引力,从而使小水滴表面各部分之间存在相互吸引的力,即表面张力,小水滴表面层在液体表面张力的作用下呈球形,B 正确;液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点,C 正确;当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间存在引力,随着距离的增大,需要克服引力做功,故分子势能增大,D 错误;液体的饱和汽压只与温度和液体种类有关,在一定温度下,水的饱和汽的压强是一定的,故E 正确.4.(多选)(2018·山东省临沂市上学期期末)下列说法正确的是()A.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B.温度越高,水的饱和汽压越大C.扩散现象是不同物质间的一种化学反应D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.当两薄玻璃板夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于大气压强的作用答案ABD解析同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体,如金刚石和石墨,故A正确;水的饱和汽压只与温度有关,温度越高,水的饱和汽压越大,故B正确;扩散现象不是物质间的一种化学反应,故C错误;“热量不可能自发地从低温物体传给高温物体”是符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律的,故D正确;当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水和玻璃板间存在引力,不是由于大气压强的作用,故E错误.5.(多选)(2018·河南省商丘市上学期期末)下列说法正确的是()A.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.水的饱和汽压会随着温度的升高而减小D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小E.一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多答案ABE解析自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故A正确;液体表面张力产生的原因是,液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力,所以叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,故B正确;水的饱和汽压会随着温度的升高而增大,故C错误;两分子间距大于r0时,分子间表现为引力,则分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大,故D错误;一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,气体分子的平均动能增大,单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多,故E正确.6.(多选)(2018·河北省唐山市上学期期末)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体,这些晶体不仅美丽,而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态;高贵如钻石,平凡如雪花,都是由无数原子严谨而有序地组成的;关于晶体与非晶体,正确的说法是()A.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体是绝对的,是不可以相互转化的B.多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的几何形状C.晶体沿不同的方向的导热或导电性能相同,但沿不同方向的光学性质一定相同D.单晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点E.有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布答案BDE解析固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体不是绝对的,是可以相互转化的,例如天然石英是晶体,熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶体硫,再过一段时间又会转化为晶体硫,所以选项A错误;多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的几何形状,选项B正确;晶体分为单晶体和多晶体,单晶体沿不同的方向的导热或导电性能不相同,沿不同方向的光学性质也不相同,选项C错误;单晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,选项D正确;有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,选项E正确.7.(多选)(2018·广东省潮州市下学期综合测试)以下说法正确的是()A.太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用B.晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同C.空气中PM2.5的运动属于分子热运动D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E.恒温水池中,小气泡由底部缓慢上升过程中,气泡中的理想气体内能不变,对外做功,吸收热量答案ABE解析太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用,故A正确;晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同,故B正确;PM2.5的运动属于固体颗粒的运动,不是分子的热运动,故C错误;气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的,不是由于气体分子间的相互排斥而产生的,故D错误;小气泡缓慢上升的过程中,外部的压强逐渐减小,气泡膨胀对外做功,由于外部恒温,可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度,则内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q知,气泡内能不变,同时对外做功,所以必须从外界吸收热量,故E正确.8.(多选)(2018·安徽省皖南八校第二次联考)下列说法正确的是()A.不同温度下,空气的绝对湿度不同,而相对湿度相同B.一定温度下饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度可能增大C.在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力可能增加也可能减小D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大答案BCD解析不同温度下,饱和汽压不同,空气的绝对湿度不同,则相对湿度不一定相同,故A错误;饱和汽压与温度有关,控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则饱和汽压增大,达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,故B正确;分子间距离小于r0时,在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力减小,分子间距离大于r0时,在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力先增大后减小,故C正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,故D正确;气体的温度升高时,虽然分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,但单位时间内撞击的个数不一定增加,气体的压强不一定增大,故E错误.9.(多选)(2018·安徽省皖北协作区联考)下列说法正确的是()A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力B.液晶具有流动性,光学性质具有各向异性C.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化成机械能E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力答案BCE解析气体扩散现象说明气体分子在做无规则运动,不能说明分子间存在斥力,故A错误;液晶具有流动性,其光学性质具有各向异性,故B正确;热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体,而温度是分子平均动能的标志,故热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体,故C正确;机械能可以全部转化为内能,根据热力学第二定律可知在外界的作用下,内能也可以全部转化为机械能,故D错误;液体内部分子间的距离近似为平衡距离r0,液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子间表现为引力,所以液体表面存在表面张力,故E正确.10.(多选)(2018·河南省中原名校第四次模拟)下列说法正确的是()A.物体从外界吸收热量的同时,物体的内能可能在减小B.当r<r0时(r0为引力与斥力大小相等时分子间距离),分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,但斥力比引力变化快C.水黾(一种小型水生昆虫)能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故D.第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化为机械能E.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而使气体的压强一定增大答案ABC解析改变内能的方式有做功和热传递,由公式ΔU=Q+W知,若物体吸收了热量的同时还对外界做功,如果对外做功大于吸收的热量,物体的内能减小,故A正确;当分子间的距离小于r0时,引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,但斥力比引力变化快,分子间相互作用力的合力表现为斥力,故B正确;液体表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力.这个引力即为表面张力,正是因为这种张力的存在,有些小昆虫才能在水面上行走自如,故C正确;机械能可以全部转化为内能,在引起其他变化时,内能可以全部转化为机械能,故D错误;气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,由于不知体积的变化,气体的压强变化无法确定,故E 错误.11.(多选)(2018·河南省洛阳市尖子生第二次联考)下列说法正确的是()A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力C.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性D.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性E.悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少,布朗运动越不明显答案BCD解析人感到潮湿时,是因为空气中的相对湿度较大,故A错误;气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,选项B正确;根据热力学第二定律可知,能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,选项C正确;在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性,选项D正确;悬浮微粒越小,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少,受力越不平衡,布朗运动越明显,故E错误.12.(2018·甘肃省兰州市三诊)一定质量的理想气体经历了如图1所示的状态变化,问:图1(1)已知从A 到B 的过程中,气体的内能减少了300 J ,则从A 到B 气体吸收或放出的热量是多少;(2)试判断气体在状态B 、C 的温度是否相同.如果知道气体在状态C 时的温度T C =300K ,则气体在状态A 时的温度为多少.答案 见解析解析 (1)从A 到B ,外界对气体做功,有W =p ΔV =15×104×(8-2)×10-3J =900J根据热力学第一定律ΔU =W +QQ =ΔU -W =-1200J ,气体放出热量1200J(2)由题图可知p B V B =p C V C ,故T B =T C根据理想气体状态方程有p A V A T A =p C V C T C代入题图中数据可得:T A =1200K.13.(2018·广东省汕头市第二次模拟)如图2甲所示,一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内,活塞质量m =1kg 、横截面积S =5×10-4m 2,原来活塞处于A 位置.现通过电热丝缓慢加热气体,直到活塞缓慢到达新的位置B ,在此过程中,缸内气体的V -T 图象如图乙所示,已知大气压强p 0=1.0×105Pa ,忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度g =10m/s 2.图2(1)求缸内气体的压强和活塞到达位置B 时缸内气体的体积;(2)若缸内气体原来的内能U 0=72J ,且气体内能与热力学温度成正比.求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量.答案 (1)1.2×105Pa 6×10-4m 3 (2)60J解析 (1)活塞从A 位置缓慢到B 位置,活塞受力平衡,气体为等压变化,以活塞为研究对象:pS =p 0S +mg解得:p =p 0+mg S=1.2×105Pa 由盖-吕萨克定律有:V A T A =V B T B, 解得:V B =V A T B T A=6×10-4m 3 (2)由气体的内能与热力学温度成正比:U B U 0=T B T A,解得:U B =108J 外界对气体做功:W =-p (V B -V A )=-24J由热力学第一定律:ΔU =U B -U 0=Q +W得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q =60J.。
高三物理一轮复习:第十一章 第2讲 固体 液体和气体1 含解析
第2讲固体液体和气体(对应学生用书第187页)固体和液体1。
固体(1)固体分为晶体和非晶体两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.(2)单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有规则的几何形状;晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点.(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象称为各向异性,非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的,这叫做各向同性.2.液体(1)液体分子间距离比气体气子间距离小得多,液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小;液体内部分子间的距离在10-10m 左右.(2)液体的表面张力液体表面层分子间距离较大,因此分子间的作用力表现为引力;液体表面存在表面张力,使液体表面绷紧,浸润与不浸润也是表面张力的表现.3.液晶液晶是一种特殊的物质,它既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性,液晶在显示器方面具有广泛的应用.错误!【针对训练】1.关于液晶,下列说法中正确的是( )A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质不随温度的变化而变化【解析】液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,所以A、B错误;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,如温度、压力、外加电压等因素的变化,都会引起液晶光学性质的变化.本题答案为C.【答案】C饱和汽、饱和汽压和相对湿度1.与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽;没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压,饱和汽压随温度升高而增大.2.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度.即:相对湿度=错误!(B=错误!×100%).【针对训练】2.下列说法正确的是( )A.饱和蒸汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大B.饱和蒸汽是指液体与气体之间达到了动态平衡C.所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点D.所有晶体由固态变成液态后,再由液态变成固态时,固态仍为晶体【解析】饱和蒸汽压与温度有关,A正确;饱和蒸汽是指蒸发和液化处于动态平衡,B正确;单晶体有固定形状,而多晶体没有固定形状,C错误;水晶为晶体,熔化再凝固后变为非晶体,D错误;本题答案为A、B。
高三物理一轮复习固体、液体和气体课时作业
高三物理一轮复习固体、液体和气体课时作业(时间:40分钟)基础巩固练1.(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解析水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,选项A错误;正是表面张力使空中雨滴呈球形,选项B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,选项C正确;高原地区大气压较低,对应的水的沸点较低,选项D错误;因为纱布中的水蒸发吸热,则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低,选项E项正确。
答案BCE2.(多选)下列说法正确的是()A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器的压强为零D.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,它的尖端就会变钝,这跟表面张力无关E.石墨晶体是层状结构,层与层原子间作用力小,可用作固体润滑剂答案ABE3.(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识,正确的是()A.液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关,而与体积无关B.增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C.降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D.空气中所含水蒸气的压强越大,空气的绝对湿度越大E.干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小,空气的相对湿度越大解析饱和汽压的大小取决于物质的性质和温度,而与体积无关,故选项A正确;饱和汽压与压强无关,故选项B错误;降低温度不一定使未饱和汽变成饱和汽,故选项C错误;空气的湿度是指相对湿度,空气中所含水蒸气的压强越大,空气的绝对湿度越大,相对湿度不一定越大,故选项D正确;干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越小,说明空气越潮湿,相对湿度越大,故选项E正确。
高考物理一轮复习第十三章热学第二讲固体、液体与气体课时作业
高考物理一轮复习第十三章热学第二讲固体、液体与气体课时作业[A 组·基础题]一、单项选择题1.关于液晶,下列说法中正确的有( )A .液晶是一种晶体B .液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C .液晶的光学性质不随温度的变化而变化D .液晶的光学性质随光照的变化而变化解析:液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,A 、B 错误;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,C 错误,D 正确.答案:D2.已知湖水深度为20 m ,湖底水温为4 ℃,水面温度为17 ℃,大气压强为1.0×105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(g 取10 m/s 2,ρ水=1.0×103 kg/m 3)( )A .12.8倍B .8.5倍C .3.1倍D .2.1倍 解析:p 1=p 0+ρgh =3.0×105 Pa ,由p 1V 1T 1=p 0V 0T 0,解得V 0≈3.1V 1,C 正确. 答案:C二、多项选择题3.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( )A .压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B .保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C .压强变大时,分子间的平均距离必然变小D .压强变小时,分子间的平均距离可能变小解析:对一定量的稀薄气体,压强变大,温度不一定升高,因此分子热运动不一定变得剧烈,A 项错误;在保持压强不变时,如果气体体积变大则温度升高,分子热运动变得剧烈,选项B 正确;在压强变大或变小时气体的体积可能变大,可能变小,也可能不变,因此选项C 错误,D 正确.答案:BD4.(2017·湖南十校联考)如图,固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体,汽缸置于温度不变的环境中.现用力使活塞缓慢地向上移动,密闭气体的状态发生了变化.下列图象中p 、V 和U 分别表示该气体的压强、体积和内能,E -k 表示该气体分子的平均动能,n 表示单位体积内气体的分子数,a 、d 为双曲线,b 、c 为直线.能正确反映上述过程的是( )解析:汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化,其p V 图象是双曲线,A 正确;理想气体的内能由分子平均动能决定,温度不变,分子的平均动能不变,气体的内能不变,B 正确,C 错误;单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数,容器内分子总数不变,D 正确.答案:ABD三、非选择题5.(2017·湖北优质高中联考)如图所示,两容器A 、B 中分别装有同种理想气体,用粗细均匀的U 形管连通两容器,管中的水银滴把两容器隔开,两容器A 、B 的容积(包括连接它们的U 形管部分)均为174 cm 3,U 形管的横截面积为S =1 cm 2.容器A 中气体的温度为7 ℃,容器B 中气体的温度为27 ℃,水银滴恰在玻璃管水平部分的中央保持平衡.调节两容器的温度,使两容器温度同时升高10 ℃,水银滴将向何方移动?移动距离为多少?解析:设水银滴向右移动的距离为x ,则对于容器A 有 p A V A T A =p A ′V A +xS T A ′, 对于容器B 有p B V B T B =p B ′V B -xS T B ′, 开始时水银滴保持平衡,则有p A =p B ,V A =V B =174 cm 3,温度升高后水银滴保持平衡,则有p A ′=p B ′,联立则有x =0.2 cm.答案:水银滴向右移动0.2 cm[B 组·能力题]非选择题6.(2017·山东临沂模拟)如图是一种气压保温瓶的结构示意图.其中出水管很细,体积可忽略不计,出水管口与瓶胆口齐平,用手按下按压器时,气室上方的小孔被堵塞,使瓶内气体压强增大,水在气压作用下从出水管口流出.最初瓶内水面低于出水管口10 cm ,此时瓶内气体(含气室)的体积为2.0×102 cm 3,已知水的密度为1.0×103 kg/m 3,按压器的自重不计,大气压强p 0=1.01×105 Pa ,取g =10 m/s 2.求:(1)要使水从出水管口流出,瓶内水面上方的气体压强的最小值;(2)当瓶内气体压强为1.16×105Pa 时,瓶内气体体积的压缩量.(忽略瓶内气体的温度变化)解析:(1)由题意知,瓶内、外气体压强以及水的压强存在以下关系: p 内=p 0+p 水=p 0+ρgh 水代入数据得p 内=1.02×105 Pa.(2)当瓶内气体压强为p =1.16×105 Pa 时,设瓶内气体的体积为V .由玻意耳定律为p 0V 0=pV ,压缩量为ΔV =V 0-V ,已知瓶内原有气体体积V 0=2.0×102 cm 3,解得ΔV =25.9 cm 3.答案:(1)1.02×105 Pa (2)25.9 cm 37.(2015·高考全国卷Ⅰ)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m 1=2.50 kg ,横截面积为S 1=80.0 cm 2;小活塞的质量为m 2=1.50 kg ,横截面积为S 2=40.0 cm 2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l =40.0 cm ;汽缸外大气的压强为p =1.00×105 Pa ,温度为T =303 K .初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2,两活塞间封闭气体的温度为T 1=495 K .现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.解析:(1)设初始时气体体积为V 1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V 2,温度为T 2,由题给条件得 V 1=S 2(l -l 2)+S 1(l 2) ① V 2=S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中,用p 1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S 1(p 1-p )=m 1g +m 2g +S 2(p 1-p )③故缸内气体的压强不变.由盖—吕萨克定律有V 1T 1=V 2T 2④ 联立①②④式并代入题给数据得T 2=330 K ⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′,由查理定律有p ′T =p 1T 2⑥ 联立③⑤⑥式并代入题给数据得p ′=1.01×105 Pa.⑦答案:(1)330 K (2)1.01×105Pa。
高考物理一轮复习 第十三章 热学 第2讲 固体、液体和气体作业 新人教版
第2讲 固体、液体和气体[课时作业] 单独成册 方便使用1.(1)下列说法正确的是________.A .饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大B .饱和汽是指液体不再蒸发,蒸汽不再液化时的状态C .单晶体都有固定的形状,确定的熔点D .所有晶体由固态变成液态后,再由液态变成固态时,固态仍为晶体E .液晶分子的空间排列虽然在特定的方向排列比较整齐,但是分子的排列是不稳定的(2)如图所示,圆柱状汽缸(横截面积为S )被固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与重物m 相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K 处扔到汽缸内,酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t ℃)密闭开关K ,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L .由于汽缸传热良好,重物被吸起,最后重物稳定在距地面L 10处.已知环境温度为27 ℃不变,mg S 与16大气压强相当,汽缸内的气体可看做理想气体,求t 值.解析:(1)饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,A 正确;饱和汽是指蒸发和液化处于动态平衡,B 错误;单晶体的空间点阵结构决定单晶体有固定形状,确定的熔点,C 正确;水晶为晶体,熔化再凝固后变为非晶体,D 错误;液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐,但分子的排列是不稳定的,所以E 正确.(2)对汽缸内封闭气体,Ⅰ(酒精棉球刚熄灭时)状态:p 1=p 0,V 1=LS ,T 1=(273+t )KⅡ(重物稳定时)状态:p 2=p 0-mg S =56p 0,V 2=910LS ,T 2=300 K 由理想气体状态方程得p 1V 1T 1=p 2V 2T 2解得t =127 ℃. 答案:(1)ACE (2)127 ℃2.(1)如图所示,表示一个平面上晶体物质微粒的排列情况,图上画出了三条等长线AB 、AC 和AD ,在这三条线上物质微粒的数目均________(选填“相同”或“不同”),可以得出结论:晶体的物理性质是________的(选填“各向同性”或“各向异性”).(2)一定质量的理想气体体积V 与热力学温度T 的关系图像如图所示,气体在状态A 时的压强p A =p 0,温度T A =T 0,线段AB 与V 轴平行,BC 的延长线过原点.求:①气体在状态B 时的压强p B ;②气体在状态C 时的压强p C 和温度T C .解析:(1)晶体和非晶体的重要区别是:晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点,同时晶体中单晶体具有各向异性,而非晶体都各向同性.这三条线上物质微粒的数目均不同,从而得出结论为:晶体的物理性质是各向异性的.(2)①A →B :等温变化p A V 0=p B ×2V 0,解得p B =12p 0 ②B →C :等压变化,p C =p B =12p 0, V B V C =T B T C ,T C =12T 0 答案:(1)不同 各向异性 (2)①12p 0 ②12p 0 12T 0 3.(1)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,石蜡熔化的范围如图a 、b 、c 所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图d 所示.则由此可判断出甲为________,乙为________,丙为________(选填“单晶体”“多晶体”或“非晶体”).(2)如图所示,除右侧壁导热良好外,其余部分均绝热的汽缸水平放置,MN 为汽缸右侧壁.汽缸的总长度为L =80 cm ,一厚度不计的绝热活塞将一定质量的氮气和氧气分别封闭在左右两侧(活塞不漏气).在汽缸内距左侧壁d =30 cm 处设有卡环A 、B ,使活塞只能向右滑动,开始时活塞在AB 右侧紧挨AB ,缸内左侧氮气的压强p 1=0.8×105Pa ,右侧氧气的压强p 2=1.0×105 Pa ,两边气体和环境的温度均为t 1=27 ℃,现通过左侧汽缸内的电热丝缓慢加热,使氮气温度缓慢升高,设外界环境温度不变.①求活塞恰好要离开卡环时氮气的温度;②继续缓慢加热汽缸内左侧氮气,使氮气温度升高至227 ℃,求活塞移动的距离.解析:(1)晶体具有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点.单晶体的物理性质具有各向异性,多晶体的物理性质具有各向同性.(2)①“恰好要离开”即汽缸内氮气压强与氧气压强相等,取封闭的氮气为研究对象: 初状态:p 1=0.8×105 Pa ,T 1=300 K ,V 1=dS末状态:p 2=1.0×105 Pa ,T 2,V 2=V 1由查理定律,有p 1T 1=p 2T 2代入数据解得T 2=375 K②继续缓慢加热汽缸内气体,使氮气温度升高至T 3=(227+273) K =500 K ,设活塞移动距离为x取氮气为研究对象:初状态:p 1=0.8×105 Pa ,T 1=300 K ,V 1=dS末状态:p 3,T 3=500 K ,V 3=dS +xS由理想气体状态方程,有p 1V 1T 1=p 3V 3T 3取氧气为研究对象:初状态:p 2=1.0×105 Pa ,T 1=300 K ,V 4=(L -d )S末状态:p 5=p 3,T 5=300 K ,V 5=LS -V 3由玻意耳定律有p 2V 4=p 5V 5代入数据解得向右移动的距离x ≈5.6 cm.答案:(1)多晶体 非晶体 单晶体(2)①375 K ②5.6 cm4.(2018·湖北华中师大附中检测)(1)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(2)如图所示,一圆柱形汽缸沿水平方向固定在桌面上,一定量的理想气体被活塞封闭其中,已知汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动.开始时气体压强为p ,活塞内表面相对汽缸底部的距离为L ,外界温度为T 0,现用一质量为m 的重锤通过绳子跨过滑轮连接活塞,重新平衡后,重锤下降h .求:①活塞的横截面积S .②若此后外界的温度变为T ,则重新达到平衡后汽缸内气柱的长度为多少?已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g .解析:(1)水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,则A 项错误.正是表面张力使空中的雨滴呈球形,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,则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低,E 项正确.(2)①由玻意耳定律可知pLS =p 1(L +h )S活塞受力平衡,有p 1S =pS -mg联立方程可得S =mg L +h ph②由盖吕萨克定律有L +h S T 0=L 0S T解得L 0=L +h T T 0.答案:(1)BCE (2)①mg L +h ph ②L +h T T 0 5.(1)下列说法正确的是________.A .液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B .温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同C .在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁也有压强D .晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化E .气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故(2)如图所示,一端封闭、粗细均匀的U 形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中,当温度为280 K 时,被封闭的气柱长L =22 cm ,两边水银柱高度差h =16 cm ,大气压强p 0=76 cmHg.①为使左端水银面下降3 cm ,封闭气体温度应变为多少?②封闭气体的温度重新回到280 K 后,为使封闭气柱长度变为20 cm ,需向开口端注入的水银柱长度为多少?解析:(1)液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力,A 正确;温度相同的所有物体,其分子平均动能都相同,但由于分子质量不同,故平均速率不相同,故B 错误;压强是由于分子的无规则运动撞击器壁产生的,故在失重状态下容器内的气体对器壁也有压强,故C 正确;晶体和非晶体在于内部分子排列,在一定的条件下,改变分子内部结构,晶体和非晶体可以相互转化,故D 正确;气体失去容器的约束就会散开,这是因为分子都在不停地做无规则热运动,且分子间相互作用力非常小,各分子相对是自由的,从而不受相互间的约束,不是因为斥力的原因,故E 错误.(2)①初态压强p 1=(76-16) cmHg =60 cmHg末态时左右水银面高度差为(16-2×3) cm=10 cm压强p 2=(76-10) cmHg =66 cmHg由理想气体状态方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2 解得T 2=p 2V 2T 1p 1V 1=350 K ②设加入的水银高度为l ,末态时左右水银面高度差h ′=(16+2×2) cm-l由玻意耳定律p 1V 1=p 3V 3式中p 3=76 cmHg -(20-l )cmHg解得l =10 cm.答案:(1)ACD (2)①350 K ②10 cm6.(1)下列说法正确的是________.A .两个系统相互接触而传热,当两个系统的温度相等时就达到了热平衡B .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C .干湿泡湿度计的湿泡显示的温度高于干泡显示的温度,是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果D .液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引E .单晶体某些物理性质具有各向异性,而非晶体和多晶体的是各向同性的(2)如图所示的汽缸距底部h 0处连接一U 形管(管内气体的体积忽略不计,两边管足够长),汽缸内用一体积可忽略的T 形活塞密闭一定质量的理想气体.初始时,封闭气体温度为T 0,活塞距离汽缸底部为1.5h 0,U 形管内两边水银面的高度差为Δh 0.已知水银的密度为ρ,大气压强为p 0,活塞竖直长柄长为1.2h 0,重力加速度为g .现缓慢降低气体的温度,求:①当T 形活塞竖直长柄下端刚与汽缸底部接触时,气体的温度T 1;②当温度降为0.4T 0时,U 形管内两水银面的高度差Δh .解析:(1)两个系统相互接触传热,当温度相等时,达到了热平衡,故A 正确;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,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B 错误;干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热,故C 错误;液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互作用的引力,故D 正确;单晶体的某些物理性质具有各向异性,晶体和多晶体是各向同性的,故E 正确.(2)①缓慢降温过程中,活塞长柄下端到达汽缸底部前,气体做等压变化,设活塞截面积为S ,有1.5h 0S 1.2h 0S =T 0T 1解得T 1=0.8T 0.②活塞长柄下端到达汽缸底部后,继续缓慢降温至T 2=0.4T 0过程中,气体做等容变化,有 p 1=p 0+ρg ·Δh 0p 2=p 0+ρg ·Δhp 1p 2=T 1T 2解得Δh =Δh 02-p 02ρg. 答案:(1)ADE (2)①0.8T 0 ②Δh 02-p 02ρg。
高三物理一轮复习课件第13章第2课时 固体、液体和气体(鲁科版)
②从 (p0 、 V0 、 T0) 变为 (p2 、 V2 、 T2)的过程中,既不吸热,也不放热, 但V2>V0, 气体对外做功 ,由能量守恒定 律 知 , 气 体 内 能 减 小 , 温 度 下 降,T2<T0=T1. ③从(p1、V1、T1)变为(p2、V2、T2) 的过程中 , 因为 V1=V2,T1>T2, 由气体压 强的微观解释可知 ,p1>p2. 可见,正确 答案为A.
②两种温标:摄氏温标 t:单位℃ , 在 1 个标准大气压下,水的冰点为 0 ℃ ,沸 点为 100 ℃ .
热力学温标 T:单位为 K. 把 -273℃ 作 为 0K. 绝对零度 (0K) 是 低温 的极限, 只能接近不能达到. 两 种 温 标 T=t+273(K),ΔT=Δt. 的 关 系 为
(2)体积(V) 气体分子所占据的空间,也就是气 体所充满的容器的容积 .分子间相互作用 力很弱,气体很容易被压缩. (3)压强(p)
下列说法中正确的是( ) A. 气体压强是由气体分子间的 斥力产生的 B. 失重情况下,密闭容器内的 气体对器壁仍有压强
C.气体的温度升高时,分子的热运 动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞 击器壁时对器壁的作用力增大,从而气 体的压强一定增大
D.气体的体积变小时,单位体积的 分子数增多,单位时间内打到器壁单位 面积上的分子数增多,从而气体的压强 一定增大
变式训练1:关于晶体和非晶体,下列说法 B 正确的是 _______( 填入正确选项前的字母) A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则
高考物理一轮复习 第11章 热学 2 第二节 固体、液体和气体课后达标能力提升 新人教版
2 第二节固体、液体和气体(建议用时:60分钟)一、选择题1.(2018·扬州市高三调研测试)下列说法中正确的是( )A.温度相同时,氢原子与氧原子平均速率相等B.分子间距离增大,分子势能增大C.多晶体没有规则的几何外形,但有固定的熔点D.空气绝对湿度越大,人们感觉越潮湿解析:选C.温度相同时,分子平均动能相同,氢原子和氧原子质量不同,故平均速率不同,A项错误;分子间为斥力时,分子距离增大,分子势能减小,B项错误;单晶体具有规则的几何形状,多晶体则没有,但所有晶体均有固定的熔点,C项正确;空气的相对湿度越大,人们感觉越潮湿,D项错误.2.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加B.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热C.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大D.一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子间势能的总和解析:选ABD.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,需吸收一定热量,其内能增加,而分子个数、温度均未变,表明其分子势能增加,A对;气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关,整体的体积增大,气体分子密度减小,要保证其压强不变,气体分子的平均速率要增大,即要吸收热量,升高温度,B对;对于一定量的气体,温度升高,分子的平均速率变大,但若气体体积增加得更多,气体的压强可能会降低,C错;根据内能的定义可知,D对.3.如图所示,是水的饱和汽压与温度关系的图线,请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是( )A.水的饱和汽压随温度的变化而变化,温度升高,饱和汽压增大B .在一定温度下,饱和汽的分子数密度是不变的C .当液体处于饱和汽状态时,液体会停止蒸发现象D .在实际问题中,饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压解析:选AB .当液体处于饱和汽状态时,液体与气体达到了一种动态平衡,液体蒸发现象不会停止,选项C 错误;在实际问题中,水面上方含有水分子、空气中的其他分子,但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压,选项D 错误;而相对湿度为水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的比值,则温度越高,水蒸气的饱和汽压越大,所以相对湿度越小.4.如图,一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ,在此过程中,其压强( )A .逐渐增大B .逐渐增小C .始终不变D .先增大后减小解析:选A .法一:由题图可知,气体从状态a 变到状态b ,体积逐渐减小,温度逐渐升高,由pV T =C 可知,压强逐渐增大,故A 正确. 法二:由pV T =C 得:V =C p T ,从a 到b ,ab 段上各点与O 点连线的斜率逐渐减小,即1p逐渐减小,p 逐渐增大,故A 正确.5.(2017·南京模拟)一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为( )A .气体分子的平均速率不变B .气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大C .单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多D .气体分子的总数增加解析:选AC .气体温度不变,分子平均动能、平均速率均不变,A 正确.理想气体经等温压缩,压强增大,体积减小,分子密度增大,则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多,但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变,故C 正确,B 、D 错误.6.(2018·盐城高三调研测试)把一条细棉线的两端系在铁丝环上,棉线处于松弛状态.将铁丝环浸入肥皂液里,拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线仍是松弛的,如图所示.用烧热的针刺破A侧的薄膜,则观察到棉线的形状为下图中的( )解析:选D.由于液体的表面张力作用使液面收缩,因此棉线被拉紧了,故A、B、C错误,D正确.7.如图,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体( )A.压强增大,体积增大B.压强增大,体积减小C.压强减小,体积增大D.压强减小,体积减小解析:选B.试管静止时,被封闭气体的压强为p1=p0-p h;试管自由下落时,被封闭气体的压强为p2=p0,故压强增大.根据玻意耳定律得气体体积减小,故选项B正确.8.一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a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( ) A.a→b过程中不断增加B.b→c过程中保持不变C.c→d过程中不断增加D.d→a过程中保持不变解析:选AB.由题图可知a→b温度不变,压强减小,所以体积增大,b→c是等容变化,体积不变,因此A、B正确;c→d体积不断减小,d→a体积不断增大,故C、D错误.9.某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p 0、体积为多少的空气( )A .p 0p VB .pp 0V C .⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V D .⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0+1V 解析:选C .取充入气体后的轮胎内的气体为研究对象,设充入气体体积为V ′,则 初态p 1=p 0,V 1=V +V ′;末态p 2=p ,V 2=V由玻意耳定律可得:p 0(V +V ′)=pV解得:V ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V ,故选项C 正确. 二、非选择题10.如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B 、C 和D 后再回到状态A .其中,A →B 和C →D 为等温过程,B →C 和D →A 为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的“卡诺循环”.(1)该循环过程中,下列说法正确的是________.A .A →B 过程中,外界对气体做功B .B →C 过程中,气体分子的平均动能增大C .C →D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D .D →A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A →B ”“B →C ”“C →D ”或“D →A ”).若气体在A →B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C →D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ .解析:(1)在A →B 的过程中,气体体积增大,故气体对外界做功,选项A 错误;B →C 的过程中,气体对外界做功,W <0,且为绝热过程,Q =0,根据ΔU =Q +W ,知ΔU <0,即气体内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,选项B 错误;C →D 的过程中,气体体积减小,单位体积内的分子数增多,故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C 正确;D →A 的过程为绝热压缩,故Q =0,W >0,根据ΔU =Q +W ,ΔU >0,即气体的内能增加,温度升高,所以气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D 错误.(2)从A →B 、C →D 的过程中气体做等温变化,理想气体的内能不变,内能减小的过程是B →C ,内能增大的过程是D →A .气体完成一次循环时,内能变化ΔU =0,热传递的热量Q =Q 1-Q 2=(63-38)kJ =25 kJ ,根据ΔU =Q +W ,得W =-Q =-25 kJ ,即气体对外做功25 kJ .答案:(1)C (2)B →C 2511.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图,截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K ,压强为大气压强p 0.当封闭气体温度上升至303 K 时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p 0,温度仍为303 K .再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K .整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求:(1)当温度上升到303 K 且尚未放气时,封闭气体的压强;(2)当温度恢复到300 K 时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.解析:(1)以开始封闭的气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T 0=300 K ,压强为p 0,末状态温度T 1=303 K ,压强设为p 1,由查理定律得p 0T 0=p 1T 1①代入数据得 p 1=101100p 0. ②(2)设杯盖的质量为m ,刚好被顶起时,由平衡条件得p 1S =p 0S +mg ③ 放出少许气体后,以杯盖内的剩余气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T 2=303 K ,压强p 2=p 0,末状态温度T 3=300 K ,压强设为p 3,由查理定律得p 2T 2=p 3T 3④设提起杯盖所需的最小力为F ,由平衡条件得 F +p 3S =p 0S +mg⑤联立②③④⑤式,代入数据得 F =20110 100p 0S . 答案:(1)101100p 0 (2)20110 100p 0S 12.一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 .解析:求理想气体状态参数时,要找出初末状态,然后由理想气体状态方程列方程求解. 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 -14h S① 解得Δp =13p② 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⎝ ⎛⎭⎪⎫h -14h ST 0=h ′S T③ 解得h ′=3T4T 0h④ 据题意可得Δp =mg S⑤ 气体最后的体积为V =Sh ′⑥ 联立②④⑤⑥式得V =9mghT4pT 0.答案:9mghT4pT 0。
全国通用 2020版高考物理一轮复习:课时作业(36)固体 液体和气体
课时作业(三十六) 固体 液体和气体A 组·基础巩固题1.(多选)关于固体、液体和气体,下列说法正确的是( )A .固体可以分为晶体和非晶体两类,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状B .液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性C .在围绕地球运行的“天宫二号”中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D .大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布 解析 固体可以分为晶体和非晶体两类,单晶体有规则的几何外形,多晶体和非晶体没有规则的外形,故A 项正确;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,故B 项错误;在围绕地球运行的“天宫二号”中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果,故C 项正确;大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布,故D 项错误。
答案 AC2.如图所示,一定质量的理想气体,由状态a 经过ab 过程到达状态b 或者经过ac 过程到达状态c 。
设气体在状态b 和状态c 的温度分别为T b 和T c ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ,则( )A .T b >T c ,Q ab >Q acB .T b >T c ,Q ab <Q acC .T b =T c ,Q ab >Q acD .T b =T c ,Q ab <Q ac解析 由题图知,p b V b =p c V c ,又因为p b V b T b =p c V c T c,所以T b =T c 。
根据ΔU=W +Q ,过程ab 和ac 中,ΔU 相同,ab 过程对外做功,W ab <0,W ac =0,所以Q ab >Q ac ,C 项正确。
答案 C3.堵住打气筒的出气口,缓慢向下压活塞使气体体积减小,你会感到越来越费力。
设此过程中气体的温度保持不变。
对这一现象的解释正确的是( )A .气体的密度增大,使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多B .气体分子间没有可压缩的间隙C .气体分子的平均动能增大D .气体分子间相互作用力表现为斥力解析 当气体的密度增大时,单位体积的分子数增加,气体分子的密度变大,使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多,故对活塞的压强变大,你会感到越来越费力,故A 项正确。
高考物理一轮复习 第十一章 热学 第二节 固体、液体和气体课时作业
固体、液体和气体时间:45分钟一、单项选择题1.液体的饱和汽压随温度的升高而增大( )A.其规律遵循查理定律B.是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大C.是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大D.是因为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解析:当温度升高时,蒸汽分子的平均动能增大,导致饱和汽压增大;同时,液体中平均动能大的分子数增多,从液面飞出的分子数将增多,在体积不变时,将使饱和汽的密度增大,也会导致饱和汽压增大.综上可知,D正确,A、B、C错误.答案:D2.关于空气湿度,下列说法正确的是( )A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较大C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析:当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小,这是因为无论空气的绝对湿度多大,只要比饱和汽压小得越多,液体就越容易蒸发,这时人身上分泌的液体越容易蒸发,人感觉就越干燥,A、B错误;空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示,空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和汽压之比,C正确,D错误.答案:C3.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ,则( )A.TⅠ>TⅡ>TⅢB.TⅢ>TⅡ>TⅠC.TⅡ>T1,TⅡ>TⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ解析:气体分子运动的特点是,在某一温度下,气体分子速率都呈“中间多、两头少”的规律分布,即中等速率的分子数多,速率很大和很小的分子数少;当气体温度升高时,气体分子运动的平均速率变大,但中等速率的分子数减少,则图象中三条曲线所对应的温度关系是TⅢ>TⅡ>TⅠ,B正确.答案:B4.柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,燃料的化学能转化为气体的内能;高温高压的气体推动活塞做功,气体的内能又转化为柴油机的机械能.燃烧相同的燃料,输出的机械能越多,表明柴油机越节能.是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标.有经验的柴油机维修师傅,不用任何仪器,只要将手伸到柴油机排气管附近,去感知一下尾气的温度,就能够判断出这台柴油机是否节能,真是“行家伸伸手,就知有没有”.关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系,你认为正确的是( )A.尾气的温度越高,柴油机越节能B.尾气的温度越低,柴油机越节能C.尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D.以上说法均不正确解析:气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能,柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,是一个高温热源;而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源.根据能量守恒定律,这两个热源之间的能量差就是转换的机械能.燃烧相同的燃料,要想输出的机械能越多,尾气的温度就得越低.综上可知,B正确,A、C、D错误.答案:B5.某学生利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎打气→打气结束→突然拔掉气门芯放气→放气后静置一段时间的整个过程中内能的变化情况,车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示.由此可获取的信息是( )A.从开始打气到打气结束的过程中由于气体对外做功,内能迅速增加B.从打气结束到拔掉气门芯前由于气体对外做功,其内能缓慢减少C.拔掉气门芯后由于气体冲出对外做功,其内能急剧减少D.放气后静置一段时间由于再次对气体做功,气体内能增加解析:从开始打气到打气结束的过程是外界对气体做功的过程,A错误;从打气结束到拔掉气门芯前由于热传递气体温度下降,内能减少,B错误;拔掉气门芯后气体冲出对外界做功,气体内能急剧减少,C正确;放气后静置一段时间由于热传递气体温度上升,内能增加,D错误.答案:C二、多项选择题6.关于一定量的气体,下列说法正确的是( )A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高解析:气体分子之间的距离较大,因此气体的体积不是分子的体积之和,A正确;分子运动越剧烈,温度越高,B正确;分子的热运动与宏观运动无关,C错误;由热力学第一定律知,D错误;由盖—吕萨克定律知,E正确.答案:ABE7.一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( )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pV T =C 知,气体的体积V 减小,由密度公式ρ=m V知,气体的密度增大,A 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 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,由热力学第一定律可知,该气体要放热,B 正确,C 错误.答案:AB 8.如图所示,在开口向下的竖直导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的气体,活塞与汽缸壁之间无摩擦,汽缸外温度不变,且不考虑汽缸内气体的分子势能,若在活塞下面悬挂一个小重物,则稳定后( )A .缸内气体的压强不变B .缸内气体对外做功C .缸内气体从外界吸收热量D .缸内气体内能增大解析:不挂小重物时,汽缸内气体压强p =p 0-m 活塞gS,若活塞下挂一小重物,设小重物的质量为m ,则p ′=p 0-m 活塞+m gS,即缸内气体压强变小,A 错误.由于汽缸内的气体等温变化,故缸内气体内能不变,D 错误;由pV T=C 可知,缸内压强减小,体积增大,缸内气体对外做功,B 正确;由ΔU =W +Q 可知,缸内气体从外界吸收热量,C 正确.答案:BC 三、非选择题9.(2016·浙江自选模块)如图所示,内壁光滑的圆柱形金属容器内有一个质量为m 、面积为S 的活塞.容器固定放置在倾角为θ的斜面上.一定量的气体被密封在容器内,温度为T 0,活塞底面与容器底面平行,距离为h .已知大气压强为p 0,重力加速度为g .(1)容器内气体压强为________;(2)由于环境温度变化,活塞缓慢下移h /2时气体温度为________;此过程中容器内气体________(填“吸热”或“放热”),气体分子的平均速率________(填“增大”、“减小”或“不变”).解析:(1)容器内气体的压强与大气压和活塞的重力有关.活塞对气体产生的压强为p ′=mg cos θS ,则容器内气体的压强p =p 0+p ′=p 0+mg cos θS. (2)环境温度变化,活塞缓慢下移,可认为是等压变化,则V 0T 0=V 1T 1,且V 0=2V 1,解得T 1=T 02. 在此等压变化过程中,气体温度降低,内能减少;气体体积减小,外界对气体做功,由热力学第一律ΔU =W +Q 知气体放出热量,气体分子的平均速率减小.答案:(1)p 0+mg cos θS (2)T 02放热 减小 10.在如图所示的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A 到状态B ,外界对该气体做功为6 J ;第二种变化是从状态A 到状态C ,该气体从外界吸收的热量为9 J .图线AC 的反向延长线通过坐标原点O ,B 、C 两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零.求:(1)从状态A 到状态C 的过程,该气体对外界做的功W 1和其内能的增量ΔU 1; (2)从状态A 到状态B 的过程,该气体内能的增量ΔU 2及其从外界吸收的热量Q 2. 解析:(1)从状态A 到状态C 的过程,气体发生等容变化 该气体对外界做的功W 1=0 根据热力学第一定律有ΔU 1=W 1+Q 1 内能的增量ΔU 1=Q 1=9 J.(2)从状态A 到状态B 的过程,体积减小,温度升高 该气体内能的增量ΔU 2=ΔU 1=9 J 根据热力学第一定律有ΔU 2=W 2+Q 2从外界吸收的热量Q 2=ΔU 2-W 2=3 J. 答案:(1)0 9 J (2)9 J 3 J11.一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h4.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 .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 -14h )S ①解得Δp =13p ②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h -14h ST 0=h ′ST③ 解得h ′=3T4T 0h ④ 据题意可得Δp =mg S⑤ 气体最后的体积为V =Sh ′⑥ 联立②④⑤⑥式得V =9mghT4pT 0.⑦答案:9mghT 4pT 0。
高三物理第一轮复习课时跟踪练第十三章第二讲固体、液体和气体含解析
第十三章热学第二讲固体、液体和气体课时跟踪练A组基础巩固1.(多选)(2018·仙桃模拟)关于晶体、非晶体、液晶,下列说法正确的是()A.所有的晶体都表现为各向异性B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体C.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点D.液晶的微观结构介于晶体和液体之间,其光学性质会随电压的变化而变化解析:只有单晶体才表现为各向异性,故A错误;单晶体有规则的几何形状,而多晶体的几何形状不规则,金属属于多晶体,故B 错误;晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,故C正确;液晶的光学性质随温度、压力、外加电压的变化而变化,D正确.答案:CD2.(2018·商丘模拟)液体的饱和汽压随温度的升高而增大() A.其变化规律遵循查理定律B.是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大C.是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大D.是因为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解析:当温度升高时,蒸汽分子的平均动能增大,导致饱和汽压增大;同时,液体中平均动能大的分子数增多,从液面飞出的分子数将增多,在体积不变时,将使饱和汽的密度增大,也会导致饱和汽压增大,故选D.答案:D3.(多选)(2018·聊城模拟)对于一定质量的理想气体,下列论述中正确的是()A.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强一定变大B.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变C.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数一定增加D.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数可能不变E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定解析:单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大,因此这时气体压强一定增大,故A正确,B错误;若气体的压强不变而温度降低,则气体分子热运动的平均动能减小,则单位体积内分子个数一定增加,故C 正确,D错误;气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定,E正确.答案:ACE4.(多选)(2018·安庆模拟)下列说法正确的是()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 ℃的固态萘具有不同的分子势能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.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大E.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向同性解析:液面上方的蒸汽达到饱和时,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;80 ℃时,液态萘凝固成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正确;由毛细现象的定义可知,C正确;液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大,故液体表面层分子之间的作用力表现为引力,分子之间的距离有缩小的趋势,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正确;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,E错误.答案:BCD5.如图所示,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体()A.压强增大,体积增大B.压强增大,体积减小C.压强减小,体积增大D.压强减小,体积减小解析:试管竖直放置时,封闭的气体压强为p=p0-ρgh;试管自由下落时,封闭的气体压强为p=p0,根据玻意耳定律pV=C,压强增大,则体积减小,故选项B正确.答案:B6.(2018·威海模拟)如图所示,U形气缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体,已知气缸不漏气,活塞移动过程无摩擦.初始时,外界大气压强为p0,活塞紧压小挡板.现缓慢升高缸内气体的温度,则图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是()解析:缓慢升高缸内气体的温度,当缸内气体的压强p<p0时,气体的体积不变,由查理定律知p=p1TT1,故缸内气体的压强p与热力学温度T呈线性关系;当气缸内气体的压强p=p0时发生等压变化,正确的图象为图B.答案:B7.(多选)(2018·银川模拟)一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为() A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.气体分子的密度增大解析:理想气体经等温压缩,压强增大,体积减小,分子密度增大,则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多,但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变,故B、D正确,A、C错误.答案:BD8.(2018·合肥模拟)如图所示,上端开口的光滑圆形气缸竖直放置,截面面积为20 cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内.在气缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b,使活塞只能向上滑动,开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强等于大气压强p0=1.0×105 Pa,温度为27 ℃,现缓慢加热气缸内气体,当温度缓慢升高为57 ℃,活塞恰好要离开a、b,重力加速度大小g取10 m/s2,求活塞的质量.解析:活塞刚要离开a、b时,对活塞有p2S=p0S+mg,解得p2=p0+mg S,气体的状态参量为T1=300 K,p1=1.0×105 Pa,T2=330 K,因为V1=V2,所以根据查理定律有p1 T1=p2T2,代入数据,解得m=2 kg.答案:见解析B组能力提升9.(2018·开封模拟)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()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正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A错误;cd是等压线,温度降低则体积减小,C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错误.答案:B10.如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆块A的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆块的质量为M,不计圆块与容器内壁之间的摩擦,若大气压强为p0,则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为()A .p 0+Mg cos θSB.p 0cos θ+Mg S cos θ C .p 0+Mg cos 2θS D .p 0+Mg S解析:对圆块进行受力分析,其受重力Mg ,大气压的作用力p 0S ,封闭气体对它的作用力pS cos θ,容器侧壁的作用力F 1和F 2,如图所示.由于不需要求出侧壁的作用力,所以只考虑竖直方向合外力为零,就可以求被封闭的气体压强.圆块在竖直方向上合外力为零,有p 0S+Mg =⎝ ⎛⎭⎪⎫pS cos θcos θ,p =p 0+Mg S .故D 选项正确.答案:D11.(2015·海南卷)如图所示,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0.现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触.求活塞A移动的距离.解析:A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为p1、p2,在漏气前,对A分析有p1=p0+mgS,对B有p2=p1+mgS.B最终与容器底面接触后,AB间的压强为p,气体体积为V′,则有p=p0+mg S,因为温度始终不变,对于混合气体有(p1+p2)·V=pV′,漏气前A距离底面的高度为h=2V S,漏气后A距离底面的高度为h′=V′S.联立可得Δh=2p0S+3mg(p0S+mg)SV-2VS.答案:2p0S+3mg(p0S+mg)SV-2VS12.(2018·湖南衡阳八中模拟)如图所示,足够长的圆柱形气缸竖直放置,其横截面积为S=1×10-3 m2,气缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与气缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被销子K固定于如图位置,离缸底L1=12 cm,此时气缸内被封闭气体的压强为p1=1.5×105 Pa,温度为T1=300 K.外界大气压为p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2.(1)现对密闭气体加热,当温度升到T 2=400 K ,其压强p 2多大?(2)若在此时拔去销子K ,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,气缸内气体的温度降为T 3=360 K ,则这时活塞离缸底的距离L 3为多少?(3)保持气体温度为360 K 不变,让气缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动,为使活塞能停留在离缸底L 4=16 cm 处,则求气缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a 大小及方向.解析:(1)由题意知,气体等容变化:p 1T 1=p 2T 2, 解得p 2=2.0×105 Pa.(2)活塞受力平衡,故封闭气体压强为p 3=p 0+mg S=1.2×105 Pa , 根据理想气体状态方程,有p 2V 2T 2=p 3V 3T 3, 即p 2L 1T 2=p 3L 3T 3,解得L3=18 cm.(3)由题意知,气体等温变化:p3V3=p4V4,解得p4=1.35×105 Pa,应向上做匀加速直线运动,对活塞,由牛顿第二定律得p4S-p0S-mg=ma,解得a=7.5 m/s2,方向竖直向上.答案:(1)2.0×105 Pa(2)18 cm(3)7.5 m/s2竖直向上。
2023届高中物理一轮复习课后习题 固体液体气体 (Word版含解析)
固体液体气体一、基础对点练1.(多选)(固体和液体的性质、分子动理论)(2021河南高三月考)下列说法正确的是()A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性B.当水蒸气达到饱和时,仍有水分子不断从液体中飞出C.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点D.给车胎打气打到最后会比较吃力,是因为分子间存在斥力E.液体表面张力的方向为液体表面的切向2.(多选)(气体压强的微观解释)(2021山西太原高三)关于容器内理想气体的压强,下列说法正确的是()A.气体压强的大小等于分子作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小B.气体压强的大小等于单位时间内,分子作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小C.气体压强的大小等于单位时间内,分子作用在器壁单位面积上的平均冲量的大小D.若温度不变,单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数越多,压强越大E.分子的平均动能增大时,压强一定增大3.(多选)(气体分子动理论)(2021广东广州高三模拟)表中数据是某地区1~6月份气温与气压的对照表:月份/月123456平均气温/℃1.84.512.821.428.731.4平均大气压/(105Pa)1.0311.0251.0181.0121.0070.976 46月份与1月份相比较,下列说法正确的是()A.空气中每个气体分子无规则热运动速度加快了B.空气中气体分子的平均动能增加了C.单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数增加了D.单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数减少了E.速率大的空气分子比例较多4.(多选)(气体状态变化的图象问题)(2021甘肃临夏中学高三期中)下图是一定质量的理想气体的p-V 图线,若其状态由A→B→C→A,且A→B等容,B→C等压,C→A等温,则气体在A、B、C三个状态时()A.气体的内能U A=U C>U BB.气体分子的平均速率v A>v B>v CC.气体分子对器壁单位面积的平均作用力F A>F B=F CD.气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数是N A>N B,N A>N CE.单位体积内气体的分子数n A=n B=n C5.(多选)(气体实验定律和理想气体状态方程的应用)(2021河南高三月考)下图为伽利略设计的一种测温装置示意图,细玻璃管的上端与导热良好的薄玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体。
中学高三一轮复习固体、液体和气体含答案
固体、液体和气体一、单选题(本大题共5小题)1.如图,各实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程,其中气体体积减小的过程为A. B.C.D.2.如图所示,两端封闭的U 形管中装有水银,分别封闭住A 、B 两部分气体,当它们温度相同且A 、B 端竖直向上放置,静止时左右液面高度差为h,以下说法中正确的是A. 当U 形管由图示位置开始下落时,则水银柱高度差h 变小B. U 形管加速下落过程中,两部分气体的压强差比静止时大C. 使A 、B 两部分气体降低相同的温度,则水银柱高度差h 变大D. 两部分气体升高到相同的温度后,两部分气体的压强差比升温前大 3.下列说法中正确的是A. 当分子间引力大于斥力时,随着分子间距增加,分子间作用力的合力一定减小B. 单晶硅中原子排列成空间点阵结构,因此其它物质分子不能扩散到单晶硅中C. 液晶具有液体的流动性,其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性D. 密闭容器中水的饱和气压随温度和体积的变化而变化4.关于液晶下列说法正确的是A. 液晶是液体和晶体的混合物B. 液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定C. 液晶是一种特殊的物质,具有光学的各向同性D. 所有物质在一定条件下都能成为液晶5.高考如图所示,一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置金属圆板A 的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为,圆板的质量为不计圆板与容器内壁之间的摩擦若大气压强为,则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于A.B.C.D.二、多选题(本大题共4小题)6.在高原地区烧水需要使用高压锅,水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽,停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却,在冷却过程中,锅内水蒸汽的变化情况为A. 压强变小B. 压强不变C. 一直是饱和汽D. 变为未饱和汽 7.下列说法正确的是A. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B. 单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C. 单晶体中原子或分子、离子的排列具有空间周期性D. 通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E. 液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征 8.有一只小试管倒插在烧杯的水中,此时试管恰好浮于水面,试管内外水面的高度差为h ,如图所示如果改变温度或改变外界大气压强则试管不考虑烧杯中水面的升降及试管壁的厚度A. 如仅升高温度,则试管位置上升,h 不变B. 如仅升高温度,则试管位置下降,h 增大C. 如仅升高外界压强,则试管位置下降,h 不变D. 如仅升高外界压强,则试管位置下降,h 减小9.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是A. 体积不变,压强减小的过程,气体一定放出热量,内能减小B. 若气体内能增加,则外界一定对气体做功C. 若气体的温度升高,则每个气体分子的速度一定增大D. 若气体压强不变,气体分子平均距离增大时,则气体分子的平均动能一定增大E. 气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的三、填空题(本大题共1小题)10.要增强雨伞的防水作用,伞面选择对水是______选择“浸润”或“不浸润”的布料,布料经纬线间有空隙,落在伞面上的雨滴不能透过,是由于水的______作用. 四、实验题探究题(本大题共2小题)11.用DIS 研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图。
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第2讲固体、液体和气体(时间:40分钟)基础巩固练1.(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解析水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,选项A错误;正是表面张力使空中雨滴呈球形,选项B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,选项C正确;高原地区大气压较低,对应的水的沸点较低,选项D错误;因为纱布中的水蒸发吸热,则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低,选项E项正确。
答案BCE2.(多选)下列说法正确的是()A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器的压强为零D.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,它的尖端就会变钝,这跟表面张力无关E.石墨晶体是层状结构,层与层原子间作用力小,可用作固体润滑剂答案ABE3.(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识,正确的是()A.液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关,而与体积无关B.增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C.降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D.空气中所含水蒸气的压强越大,空气的绝对湿度越大E.干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小,空气的相对湿度越大解析饱和汽压的大小取决于物质的性质和温度,而与体积无关,故选项A正确;饱和汽压与压强无关,故选项B错误;降低温度不一定使未饱和汽变成饱和汽,故选项C错误;空气的湿度是指相对湿度,空气中所含水蒸气的压强越大,空气的绝对湿度越大,相对湿度不一定越大,故选项D正确;干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越小,说明空气越潮湿,相对湿度越大,故选项E正确。
答案ADE4.(多选)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是()A.分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动C.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等D.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等E.0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点解析A图是油膜法估测分子的大小,图中分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法,选项A正确;B图中显示的是布朗运动,是悬浮微粒的无规则运动,不是物质分子的无规则热运动,故选项B错误;C图中,当两个相邻的分子间距离为r0时,分子力为零,此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等,故选项C正确;D图中,分子的速率不是完全相等的,所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等,故选项D错误;E图是麦克斯韦速率分布规律的图解,0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点,故选项E正确。
答案ACE5.(多选)下列说法正确的是()A.液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B.同一种液体,在一定温度下,其饱和汽压与饱和汽所占的体积无关C.密闭容器中某种蒸汽开始时是不饱和的,若保持温度不变,只减小容器的容积时仍是不饱和的D.在同等温度下,干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越大,说明该环境越干燥E.液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在液体浸润固体的附着层解析液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,A正确;饱和汽压是指饱和汽所具有的压强,其特点是与温度有关,温度越高,同一种液体的饱和汽压越大,与饱和汽的体积无关,B正确;密闭容器中某种蒸汽开始时是不饱和的,若保持温度不变,只减小容器的容积时最终可能是饱和的,C错误;因为纱布中水蒸气蒸发吸热,在同等温度下,干、湿两支温度计示数差越大,说明该环境越干燥,D正确;液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在液体不浸润固体的附着层,E错误。
答案ABD6.(多选)如图1所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的V -t图象,气体由状态A变化到状态B的过程中,下列说法正确的是()图1A.气体的内能增大B.气体的内能不变C.气体的压强减小D.气体的压强不变E.气体对外做功,同时从外界吸收能量解析由题图可知,理想气体从状态A到状态B的过程中,温度升高,内能增大,故A正确,B错误;在V-t图象中等压线是延长线过-273.15 ℃的直线,斜率越大,压强越小,如图所示,气体从状态A到状态B的过程中,压强减小,故C正确,D错误;从状态A到状态B,体积增大,气体对外做功,W<0,温度升高,内能增大,ΔU>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知Q>0,即气体从外界吸收热量,故E正确。
答案ACE综合提能练7.如图2所示,上端开口的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部被质量为m的导热性能良好的活塞A和质量也为m的绝热活塞B分成高度相等的三个部分,下边两部分封闭有理想气体P和Q,两活塞均与汽缸接触良好,活塞厚度不计,忽略一切摩擦。
汽缸下面有加热装置,两部分气体初始状态温度均为T 0,汽缸的截面积为S ,外界大气压强为mg S 且不变,g 为重力加速度,现对气体Q 缓慢加热。
图2(ⅰ)当活塞A 恰好到达汽缸上端时,求气体Q 的温度;(ⅱ)在活塞A 上放一个质量为m 的物块C ,继续给气体Q 加热,当活塞A 再次到达汽缸上端时,求气体Q 的温度。
解析 (ⅰ)设Q 开始的体积为V 1,活塞A 移动至恰好到达汽缸上端的过程中气体Q 做等压变化,体积变为2V 1有V 1T 0=2V 1T 1得气体Q 的温度为T 1=2T 0(ⅱ)设放上C 后,活塞A 再次到达汽缸上端时P 的体积为V 2,气体P 做等温变化(p 0+mg S )V 1=(p 0+2mg S )V 2而p 0=mg S得V 2=23V 1此时Q 的体积V 3=3V 1-23V 1=73V 1由理想气体状态方程得(p 0+2mg S )·V 1T 0=(p 0+3mg S )·73V 1T ′ 得此时气体Q 的温度为T ′=289T 0答案 (ⅰ)2T 0 (ⅱ)289T 08.[2016·全国卷Ⅲ,33(2)]一U 形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。
初始时,管内汞柱及空气柱长度如图3所示。
用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。
求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。
已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p 0=75.0 cmHg 。
环境温度不变。
图3解析 设初始时,右管中空气柱的压强为p 1,长度为l 1;左管中空气柱的压强为p 2=p 0,长度为l 2。
活塞被下推h 后,右管中空气柱的压强为p 1′,长度为l 1′;左管中空气柱的压强为p 2′,长度为l 2′。
以cmHg 为压强单位。
由题给条件得 p 1=p 0+(20.0-5.00) cmHg =90 cmHgl 1=20.0 cm ①l 1′=(20.0-20.0-5.002) cm =12.5 cm ② 由玻意耳定律得p 1l 1S =p 1′l 1′S ③联立①②③式和题给条件得p 1′=144 cmHg ④依题意p 2′=p 1′⑤l2′=4.00 cm+20.0-5.002cm-h=11.5 cm-h⑥由玻意耳定律得p2l2S=p2′l2′S⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h=9.42 cm⑧答案144 cmHg9.42 cm9.(2019·吉林省实验中学一模)如图4所示,内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口,AB、CD段竖直,BC、DE段水平,AB=90 cm,BC=40 cm,CD=60 cm,竖直段CD内有一长10 cm 的水银柱。
在环境温度为300 K时,保持BC 段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10 cm,此时CD段中的水银柱上端距C点10 cm。
已知大气压为75 cmHg且保持不变。
图4(1)环境温度缓慢升高,求温度升高到多少时,CD段中水银柱下端刚刚接触D 点;(2)环境温度在(1)问的基础上再缓慢升高,求温度升高到多少时,CD段中水银柱刚好全部进入水平管DE。
(计算结果保留3位有效数字)解析(1)由题意知,在没有升温前,AB管内槽中水银面以上的水银柱高度为10 cm,封闭气体的长度为L1=(90-10-10) cm+40 cm+10 cm=120 cm,压强为p1=75 cmHg-10 cmHg=65 cmHg,温度为T1=300 K;在升温后让CD段中水银柱下端刚刚接触D点,气体做等压变化,气体的长度为L2=(90-10-10) cm +40 cm+(60-10) cm=160 cm,设温度为T2,玻璃管横截面积为S,由盖—吕萨克定律得V 1T 1=V 2T 2,解得T 2=V 2V 1T 1=160S 120S ×300 K =400 K ; (2)CD 段中水银柱刚好全部进入水平管DE 时,压强为p 3=75 cmHg ,气体的长度为L 3=(90-10) cm +40 cm +60 cm =180 cm ,设温度为T 3,由理想气体状态方程得p 1V 1T 1=p 3V 3T 3,解得T 3=p 3V 3p 1V 1T 1=75×180S 65×120S ×300 K =519 K 。
答案 (1)400 K (2)519 K10.[2017·全国卷Ⅰ,33(2)]如图5,容积均为V 的汽缸A 、B 下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K 2位于细管的中部,A 、B 的顶部各有一阀门K 1、K 3;B 中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。
初始时,三个阀门均打开,活塞在B 的底部;关闭K 2、K 3,通过K 1给汽缸充气,使A 中气体的压强达到大气压p 0的3倍后关闭K 1。
已知室温为27 ℃,汽缸导热。
图5(ⅰ)打开K 2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(ⅱ)接着打开K 3,求稳定时活塞的位置;(ⅲ)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。
解析 (ⅰ)设打开K 2后,稳定时活塞上方气体的压强为p 1,体积为V 1。
依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。
由玻意耳定律得p 0V =p 1V 1①(3p 0)V =p 1(2V -V 1)②联立①②式得V 1=V 2③p 1=2p 0④(ⅱ)打开K 3后,由④式知,活塞必定上升。