2019年高考物理一轮复习 课时分层集训36 固体、液体和气体 新人教版

课时分层集训(三十六) 固体、液体和气体
(限时：40分钟)
[基础对点练]
固体、液体的性质
1．下列说法中正确的是( )
A．浸润和不浸润是分子力作用的表现
B．相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱和状态
C．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大
D．干湿泡湿度计的干泡与湿泡的示数差越小，相对湿度越大
E．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂可以使水的表面张力增大
ABD[浸润和不浸润是分子力作用的表现，A正确；相对湿度为100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实际压强已达到饱和汽压，B正确；温度一定时，同种液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关，C错误；干湿泡湿度计的干泡与湿泡的示数差越小，空气越潮湿，相对湿度越大，D正确；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，E错误．]
2．(2018·保定模拟)下列说法中正确的是( )
【导学号：84370509】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，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
ACE[相对湿度定义：相对湿度＝p
p s
，式中p为空气中所含水蒸气的实际压强，叫
做空气的绝对湿度，p s为同一温度下水的饱和汽压，p s在不同温度下的值是不同的，温度越高，p s越大，故A正确；密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，说明该蒸汽的分子数密度是一定的，保持温度不变，增大容器的体积，则该蒸汽的分子数密度减小，该蒸汽就会变成未饱和汽，故B错误；因为干湿泡湿度计由两支相同的温度计组成，其中一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的另一端浸在水中，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度，故C正确；浸润和不浸润是分子力
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，这不属于毛细现象，故E正确．]
3．(2018·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图13­2­10所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有( )
图13­2­10
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
E．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变
ABD[晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确；晶体在熔化时具有一定的熔点，但由于晶体吸收热量，内能在增大，故E错误．]
4．(2018·太原模拟)下列说法正确的是( )
【导学号：84370510】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．晶体在熔化过程中，要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
C．单晶体蔗糖磨碎后熔点不会发生变化
D．扩散现象在液体和固体中都能发生，且温度越高，扩散进行得越快
E．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
CDE[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，A错误；晶体在熔化过程中，要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能增加，B错误；晶体有固定的熔点，单晶体蔗糖磨碎后熔点不会发生变化，C正确；气体、液体和固体物质的分子都在做无规则运动，所以扩散现象在这三种状态的物质中都能够发生，且温度越高，扩散进行得越快，D正确；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，例如石墨和金刚石，E正确．]
气体分子动理论、气体实验实律
5．(2017·兰州一中月考)如图13­2­11所示，密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则( )
图13­2­11
A ．氢分子的平均动能增大
B ．氢分子的势能增大
C ．氢气的内能增大
D ．氢气的内能可能不变
E ．氢气的压强增大
ACE [温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，故A 正确；氢气视为理想气体，气体分子势能忽略不计，故B 错误；密闭容器内气体的内能由分子动能决定，氢气的分子动能增大，则内能增大，故C 正确，D 错误；根据理想气体的状态方程：pV T
＝C 可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，故E 正确．]
6.(2018·洛阳模拟)一定质量理想气体的状态变化如图13­2­12所示，则该气体( )
图13­2­12
A ．状态b 的压强大于状态c 的压强
B ．状态a 的压强大于状态b 的压强
C ．从状态c 到状态d ，体积减小
D ．从状态a 到状态c ，温度升高
E ．从状态b 到状态d ，体积增大
ADE [在V ­T 图象中等压过程是通过原点的倾斜直线，由pV T ＝C ，得p ＝C ·1V T ＝C ·1k
，压强p 大时斜率小，所以A 项正确，B 项错误；从状态c 到状态d ，气体体积增大，
C 项错误；从状态a 到状态c ，气体体积不变，温度升高，
D 项正确；从状态b 到状态d ，温度不变，体积增大，
E 项正确．]
7．一体积为V 0的绝热汽缸固定在水平面上，开口向右，汽缸的横截面积为S ，用一厚度不
计的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，开始封闭气体的体积为23
V 0、压强与外界大气压强相同且为p 0，封闭气体的温度为T 0.已知活塞与汽缸之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且用f 表示．现用电热丝对封闭气体加热，封闭气体的温度缓慢地升高，活塞缓慢地向右移动．求：
图13­2­13
(1)绝热活塞将要向右移动时，封闭气体的温度T 1；
(2)绝热活塞刚好移动到汽缸的最右端时，封闭气体的温度T 2.
[解析](1)绝热活塞移动前，气体发生等容变化，由查理定律可得p 0T 0＝p 1T 1
又由力的平衡条件可知p 1S ＝p 0S ＋f
解得T 1＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫1＋f p 0S T 0. (2)绝热活塞向右移动时，气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2
T 2
L ，反扣在一个突出部分高为L 4
的凸形基座上，封闭一定质量的理想气体，汽缸与基座突出部分封闭性良好且无摩擦，汽缸顶上堆放着铁砂，如图13­2­14所示．缸内气体压强为大气压强p 0.现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT ＝45 K 时，汽缸开始上升，继续加热直到汽缸上升L 8
，此后，在维持该温度不变的情况下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，汽缸内气体刚好没有泄出．求：
图13­2­14
(1)加热前气体的温度T 1；
(2)汽缸上升L 8
时气体的温度T 2. 【导学号：84370511】
[解析](1)设汽缸横截面积为S ，由题意知气体初始状态Ⅰ的压强、温度和体积分别
为p 0、T 1和V 1＝34
LS 当气体温度升高了ΔT ＝45 K 时，对汽缸开始上升的状态Ⅱ，压强、温度和体积分
别为p 2、T 1＋ΔT 和V 2＝34LS 继续加热直到汽缸上升L 8时，状态Ⅲ的压强、温度和体积分别为p 2、T 2和V 3＝78
LS 直到铁砂全部取走时，对汽缸内气体刚好没有泄出的状态Ⅳ，压强、温度和体积分别为p 0、T 2和V 4＝LS
气体从状态Ⅰ到状态Ⅱ，根据查理定律得p 0T 1＝
p 2T 1＋ΔT
气体从状态Ⅲ到状态Ⅳ，根据玻意耳定律得 p 0LS ＝p 2·78
LS
联立解得T 1＝7ΔT ＝315 K.
(2)气体从状态Ⅱ到状态Ⅲ，根据盖—吕萨克定律得
78LS T 2＝34LS T 1＋ΔT 解得T 2＝283
ΔT ＝420 K. [答案](1)315 K (2)420 K
9．(2017·全国Ⅲ卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图13­2­15(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：
图13­2­15
(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 ＋1π2①
②
③
④
0⑤
(2)由题意知 h ≤l
⑥ 联立⑤⑥式有
p ≤πρgl 2d 24V 0
⑦
该仪器能够测量的最大压强为
p max ＝πρgl 2d 24V 0
. ⑧ [答案](1)ρπgh 2d 24V 0＋πd 2l －h (2)πρgl 2d 24V 0
[考点综合练]
10．(1)下列说法正确的是( )
A ．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
B ．布朗运动是液体分子的无规则运动
C ．物体内某速率的热运动分子数占总分子数的比例与温度无关
D ．分子之间同时存在相互作用的引力和斥力
E ．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)如图13­2­16所示，A 和B 是两个壁厚不计、横截面积相等的圆柱形金属筒，现将二者套在一起(光滑接触且不漏气)，A 顶部距B 底部的高度为18 cm.A 用绳系于天花板上，用一块绝热板托住B ，此时内部密封的理想气体压强与外界大气压相同(外界大气压始终为1.0×105
Pa)，然后缓慢撤去绝热板，让B 下沉，当B 下沉2 cm 时，停止下沉并静止，此过程中环境温度保持在27 ℃.
图13­2­16
①求此时金属筒内气体的压强；
②改变筒内气体温度可使下沉的套筒恢复到原来的位置，求此时气体的温度.
【导学号：84370512】
[解析](1)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造成的，A 正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，B 错误；根据统计规律可知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度有关，C 错误；分子之间同时存在相互作用的引力和斥力是正确的说法，D 正确；液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，E 正确．
(2)①设金属筒横截面积为S ，p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝18S cm 3，V 2＝20S cm 3
根据玻意耳定律，有p 1V 1＝p 2V 2 p 2＝p 1V 1V 2＝1.0×105×18S 20S
Pa ＝0.9×105 Pa.
②V 2＝20S cm 3，T 2＝300 K ，V 3＝18S cm 3，根据盖—吕萨克定律得V 2T 2＝V 3
T 3
T 3＝V 3T 2V 2＝18S ×30020S
K ＝270 K(或者t ＝－3 ℃)． [答案](1)ADE (2)①0.9×105
Pa ②270 K
11．(1)(2018·大连模拟)下列说法中正确的是( )
A ．液体表面层的分子比内部稀疏些，所以分子间作用力表现为斥力
B ．水的饱和汽压随温度的升高而增大
C ．饱和汽与未饱和汽之间不能发生相互转化
D ．对玻璃来说，水银是不浸润液体，水是浸润液体
E ．当人们感觉到闷热时，说明空气的相对湿度较大
(2)在如图13­2­17所示的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体(重力不计)，汽缸的质量为M ，活塞质量为m ，吊篮质量不计，开始时吊篮中不放砝码，活塞距离汽缸底部的高度为h ，现在吊篮中逐渐增加砝码，直到汽缸恰好对水平地面没有压力，已知活塞的横截面积为S ，大气压强为p 0，重力加速度为g ，活塞与汽缸壁间摩擦不计，求：
图13­2­17
①当汽缸恰好对地面没有压力时，吊篮中砝码的质量；
②在①中活塞上升的高度．
[解析](1)液体表面层的分子比内部稀疏，分子间作用力表现为引力，A 错误；温度越高，水的饱和汽压越大，B 正确；当温度或压强发生变化时，液体蒸发和液化的速度发生变化，重新达到平衡，故饱和汽与未饱和汽可以发生相互转化，C 错误；放在洁净的玻璃板上的水银，能够在玻璃板上滚来滚去，而不附着在上面，把一块洁净的玻璃片浸入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银，这种现象叫不浸润，对玻璃来说，水银是不浸润液体，而水却是浸润液体，D 正确；当人们感觉到闷热时，是因为空气的相对湿度较大，E 正确．
(2)①要使汽缸对地面没有压力，以汽缸和活塞整体为研究对象，根据受力平衡有(m ＋M )g ＝F T
以吊篮为研究对象有F T ＝Δmg
联立解得Δm ＝m ＋M .
②对汽缸内气体，初态体积为V 1＝hS ，压强为
p 1＝p 0＋mg S
末态体积为V 2＝(h ＋Δh )S ，压强为p 2＝p 0－Mg S
因为汽缸是导热的，故汽缸内气体发生等温变化，根据玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2 即⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0＋mg S hS ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0－Mg S (h ＋Δh )S
解得Δh ＝M ＋m gh
p 0S
－Mg .
[答案](1)BDE (2)①m ＋M ②M ＋m gh
p 0
S －Mg。