2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 熱學(xué) 課后分級(jí)演練36 固體 液體和氣體

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1、 解析：BD 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程 ＝C，當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的溫度不一定變大， 課后分級(jí)演練(三十六)?固體?液體和氣體 【A?級(jí)——基礎(chǔ)練】 1．(多選)對(duì)于一定量的稀薄氣體，下列說(shuō)法正確的是( ) A．壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈 B．保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈 C．壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必然變小 D．壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小 pV T 分子熱運(yùn)動(dòng)也不一定變得劇烈，選項(xiàng)?A?錯(cuò)誤；當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，氣體的溫度可能變大，分子熱 運(yùn)動(dòng)也可能變得劇烈，選項(xiàng)?B?正確；當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的體積不一定變小，

2、分子間的平均 距離也不一定變小，選項(xiàng)?C?錯(cuò)誤；當(dāng)壓強(qiáng)變小時(shí)，氣體的體積可能變小，分子間的平均距離 也可能變小，選項(xiàng)?D?正確． 2．(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體 B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的 C．單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn) D．單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的 解析：BC 金剛石、水晶和食鹽是晶體，玻璃是非晶體，A?錯(cuò)誤；晶體的分子排列規(guī)則， 且有固定的熔點(diǎn)，非晶體的分子排列不規(guī)則，且沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，故?B、C?正確；

3、單晶體的 物理性質(zhì)是各向異性的，多晶體和非晶體的物理性質(zhì)是各向同性的，故?D?錯(cuò)誤． 3．(2017·漳州模擬)下列現(xiàn)象中，不能說(shuō)明液體存在表面張力的有( ) A．吹出的肥皂泡成球形 B．硬幣能漂浮于水面上 C．滴入水中的紅墨水很快散開(kāi) D．在完全失重的環(huán)境下，熔化的金屬能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形 解析：C 吹出的肥皂泡成球形，硬幣能漂浮于水面上，在完全失重的環(huán)境下，熔化的 金屬能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形，都是由于表面張力的作用；滴入水中的紅墨水很快散開(kāi)，是自由 擴(kuò)散的結(jié)果，與表面張力無(wú)關(guān)；故選?C. 4.(多選)(2017·武漢模擬)固體甲和固體乙

4、在一定壓強(qiáng)下的熔解 曲線如圖所示，橫軸表示時(shí)間?t，縱軸表示溫度?T.下列判斷正確的有 ( ) A．固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體 B．固體甲不一定有確定的幾何外形，固體乙一定沒(méi)有確定的幾何外形 1 C．在熱傳導(dǎo)方面固體甲一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性 D．固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同 E．圖線甲中?ab?段溫度不變，所以甲的內(nèi)能不變 解析：ABD 晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，所以固體甲一定是晶體， 固體乙一定是非晶體，故?A?正確；固體甲若是多晶體，則不一定有確定的幾何外形，固體乙

5、 是非晶體，一定沒(méi)有確定的幾何外形，故?B?正確；在熱傳導(dǎo)方面固體甲若是多晶體，則不一 定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性，故?C?錯(cuò)誤；固體甲一定是晶體，有些非晶 體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，則固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同，故?D?正確；晶 體在熔化時(shí)溫度不變，但由于晶體吸收熱量，內(nèi)能在增大，故?E?錯(cuò)誤． 5.如圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo) 熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空 氣．若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是( ) A．溫度降低，壓強(qiáng)增大 B．溫度升高，壓強(qiáng)不

6、變 C．溫度升高，壓強(qiáng)減小 D．溫度不變，壓強(qiáng)減小 解析：A 根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系，外部氣壓等于內(nèi)部氣壓加上水柱壓強(qiáng)，即?p0＝p＋ρgh，當(dāng)外 界大氣壓強(qiáng)?p0?增大時(shí)，由于玻璃泡內(nèi)空氣體積、溫度、壓強(qiáng)都不變，所以水柱上升；當(dāng)外 界溫度降低時(shí)，由于玻璃泡中的空氣體積?V?不變，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)?p?減小，所以也會(huì)導(dǎo)致水柱 上升．因此，選項(xiàng)?A?正確． 6．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)要使它的壓強(qiáng)經(jīng)過(guò)狀態(tài)變化后回到初始狀態(tài)的壓強(qiáng)， 那么使用下列哪些過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)( ) A．先將氣體等溫膨脹，再將氣體等容降溫 B．先將氣體等溫壓縮，再將氣體等容降溫

7、C．先將氣體等容升溫，再將氣體等溫壓縮 D．先將氣體等容降溫，再將氣體等溫壓縮 C 解析：BD 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，將氣體等溫膨脹，壓強(qiáng)減小，再將氣體等容降 溫，壓強(qiáng)繼續(xù)減小，故?A?錯(cuò)．將氣體等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，再將氣體等容降溫，壓強(qiáng)減小， 故?B?對(duì)．將氣體等容升溫，壓強(qiáng)增大，再將氣體等溫壓縮，壓強(qiáng)繼續(xù)增大，故?錯(cuò)．將氣體 等容降溫，壓強(qiáng)減小，再將氣體等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，故?D?對(duì)． 7.如圖所示，U?形汽缸固定在水平地面上，用重力不計(jì)的活塞封閉著一 定質(zhì)量的氣體，已知汽缸不漏氣，活塞移動(dòng)過(guò)程中與汽缸內(nèi)壁無(wú)摩擦．初始 時(shí)，外界大氣壓強(qiáng)

8、為?p0，活塞緊壓小擋板．現(xiàn)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體的溫度， 則下列圖中能反映汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p?隨熱力學(xué)溫度?T?變化的圖象是( ) 2 解析：B 當(dāng)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時(shí)，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可知，缸 內(nèi)氣體的壓強(qiáng)?p?與汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度?T?成正比，在?p－T?圖象中，圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾 斜的直線；當(dāng)活塞開(kāi)始離開(kāi)小擋板時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界的大氣壓，氣體發(fā)生等壓膨 脹，在?p－T?圖象中，圖線是平行于?T?軸的直線，B?正確． 8．(2017·臨沂質(zhì)檢)如圖

9、所示兩個(gè)汽缸質(zhì)量均為?M，內(nèi)部橫截面積均為?S，兩個(gè)活塞的 質(zhì)量均為?m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下．不計(jì)活 塞與汽缸壁間的摩擦，兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體?A、B，大氣壓為?p0，求封閉 氣體?A、B?的壓強(qiáng)各多大？ 解析：題圖甲中選活塞?m?為研究對(duì)象． pAS＝p0S＋mg mg 得?pA＝p0＋?S 題圖乙中選汽缸?M?為研究對(duì)象得 Mg pB＝p0－?S?. mg 答案：p0＋?S Mg p0－?S 9．一定質(zhì)量的理想氣

10、體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖所示，p－T?和?V－T?圖各記 錄了其部分變化過(guò)程，試求： (1)溫度為?600?K?時(shí)氣體的壓強(qiáng)； 3 (2)在?p－T?圖象上將溫度從?400?K?升高到?600?K?的變化過(guò)程補(bǔ)充完整． 解析：(1)由?p－T?圖可知，氣體由?200?K→400?K?的過(guò)程中做等容變化，由?U－T?圖可知， 氣體由?400?K→500?K?仍做等容變化， 對(duì)應(yīng)?p－T?圖可得出：T＝500?K?時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為?1.25×105?Pa， 由?V－T

11、?圖可知，氣體由?500?K→600?K?做等壓變化，故?T＝600?K?時(shí)，氣體的壓強(qiáng)仍為 1.25×105?Pa. (2)在?p－T?圖象上補(bǔ)充畫出?400?K→600?K?的氣體狀態(tài)變化圖象，如圖所示． T1? T 答案：(1)1.25×105?Pa (2)見(jiàn)解析圖 10.(2017·安徽六安教研會(huì)質(zhì)檢)如圖所示，在長(zhǎng)為?l＝57?cm?的一 端封閉、另一端開(kāi)口向上的豎直玻璃管內(nèi)，用?4?cm?高的水銀柱封閉著 51?cm?長(zhǎng)的理想氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為?33?℃.現(xiàn)將水銀徐徐注入 管中，

12、直到水銀面與管口相平，此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng)為多少？接著緩慢 對(duì)玻璃管加熱升溫至多少時(shí)，管中剛好只剩下?4?cm?高的水銀柱？(大氣 壓強(qiáng)為?p0＝76?cmHg) 解析：設(shè)玻璃管的橫截面積為?S， 初態(tài)時(shí)，管內(nèi)氣體的溫度為?T1＝306?K，體積為?V1＝51S?cm3， 壓強(qiáng)為?p1＝p0＋h＝80?cmHg. 當(dāng)水銀面與管口相平時(shí)，設(shè)水銀柱高為?H， 則管內(nèi)氣體的體積為?V2＝(57－H)S?cm3， 壓強(qiáng)為?p2＝p0＋H＝(76＋H)cmHg. 由玻意耳定律得，p1V1＝p2V2， 代入數(shù)據(jù)， 解得?H＝9?cm， 所以?p2＝85?c

13、mHg. 設(shè)溫度升至?T?時(shí)，水銀柱剛好高為?4?cm，管內(nèi)氣體的體積為?V3＝53S?cm3，壓強(qiáng)為?p3＝ p0＋h＝80?cmHg. V V 由蓋－呂薩克定律得?1＝ 3， 代入數(shù)據(jù)，解得?T＝318?K. 答案：85?cmHg 318?K 4 【B?級(jí)——提升練】 11.(多選)圖示是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，活塞?a?與液面之間密閉 了一定質(zhì)量的氣體．假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒(méi)有熱交換，則 向下壓?a?的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)氣體( ) A．內(nèi)能增大 C．壓強(qiáng)增大 B．體積增大 D．溫度升高

14、 錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的氣體，內(nèi)能增大，溫度升高，體積減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程??＝C?得 T1 T2 E．分子間作用力增大 解析：ACD 當(dāng)向下壓活塞?a?時(shí)，壓力對(duì)氣體做功，氣體與外界又沒(méi)有熱交換，由熱力 學(xué)第一定律得瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能增大，故?A?正確；向下壓?a?的過(guò)程中，氣體的體積減小，故?B pV T 知?dú)怏w的壓強(qiáng)增大，故?C、D?正確；據(jù)題瓶?jī)?nèi)氣體為理想氣體，則氣體分子間的作用力為零， 不變，故?E?錯(cuò)誤． 12.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體分別在?T1、T2?溫度下發(fā)生等溫變 化，相應(yīng)的兩條等溫線如圖所示，T2?對(duì)應(yīng)的圖線上?A、B?兩

15、點(diǎn)表示氣體 的兩個(gè)狀態(tài)，則( ) A．溫度為?T1?時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能比?T2?時(shí)大 B．A?到?B?的過(guò)程中，氣體內(nèi)能增加 C．A?到?B?的過(guò)程中，氣體從外界吸收熱量 D．A?到?B?的過(guò)程中，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少 p p 解析：ACD 由題圖可知，當(dāng)體積相同時(shí)，有?p1>p2.根據(jù) 1＝ 2得，T1>T2，故?A?正確；對(duì) A 于理想氣體，其內(nèi)能僅由溫度決定，?到?B?的過(guò)程是等溫變化的過(guò)程，所以氣體的溫度不變， 內(nèi)能不變，故?B?錯(cuò)誤；A?到?B?的過(guò)程中，氣體的體積增大，對(duì)外做功而內(nèi)能不變，由熱力學(xué)

16、第一定律：ΔU＝W＋Q?可得，氣體一定從外界吸收熱量，故?C?正確；A?到?B?的過(guò)程中，氣體 溫度不變，則分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度不變，而氣體的體積增大，分子數(shù)密度減小，氣體分子單 位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少，故?D?正確．所以選?A、C、D. 13.一?U?形玻璃管豎直放置，左端開(kāi)口，右端封閉，左端上部有 一光滑的輕活塞．初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示．用力 向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止．求此時(shí)右側(cè) 管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離．已知玻璃管的橫截面積處 處相同；在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)

17、 p0＝75.0?cmHg.環(huán)境溫度不變． 解析：設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為?p1，長(zhǎng)度為?l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為?p2＝p0， 長(zhǎng)度為?l2.活塞被下推?h?后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為?p1′，長(zhǎng)度為?l1′；左管中空氣柱的壓 5 強(qiáng)為?p2′，長(zhǎng)度為?l2′.以?cmHg?為壓強(qiáng)單位．由題給條件得?p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg① 2 l1′＝(20.0－20.0－5.00)cm② 由玻意耳定律得?p1l1＝p1′l1′③ 聯(lián)立①②③式和題給條件得?p1′＝144?cmHg④ 依題意?p2′＝p1′⑤ 2 l2′＝

18、4.00?cm＋20.0－5.00  cm－h(huán)⑥ 由玻意耳定律得?p2l2＝p2′l2′⑦ 聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得?h＝9.42?cm⑧ 答案：144?cmHg 9.42?cm 14．(2017·全國(guó)卷Ⅲ)一種測(cè)量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖(a)所示，玻璃泡?M?的上端和 下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管?K1?和?K2.K1?長(zhǎng)為?l，頂端封閉，K2?上端與待測(cè)氣體連通；M?下端 經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器?R?連通．開(kāi)始測(cè)量時(shí)，M?與?K2?相通；逐漸提升?R，直到?K2?中水 銀面與?K1?頂端等高，此時(shí)水銀已進(jìn)入?K1，且?K1?中水銀面比頂端低?

19、h，如圖(b)所示．設(shè)測(cè)量 過(guò)程中溫度、與?K2?相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變．已知?K1?和?K2?的內(nèi)徑均為?d，M?的容積 為?V0，水銀的密度為?ρ?，重力加速度大小為?g.求： (1)待測(cè)氣體的壓強(qiáng)； (2)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)． 解析：(1)水銀面上升至?M?的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時(shí)被封閉的氣體的 體積為?V，壓強(qiáng)等于待測(cè)氣體的壓強(qiáng)?p.提升?R，直到?K2?中水銀面與?K1?頂端等高時(shí)，K1?中水銀 面比頂端低?h；設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為?p1，體積為

20、?V1，則 1 V＝V0＋4π?d2l① 1 V1＝4π?d2h② 由力學(xué)平衡條件得 p1＝p＋ρ?gh③ 6 ρ?π?gh2d2 4V0＋π?d2 l－h(huán) π?ρ?gl2d2 4V0 pmax＝????? ⑧ 4V0＋π?d2 l－h(huán)?????? 4V0 中，活塞?C、D?的質(zhì)量及厚度均忽略不計(jì)．原長(zhǎng)?3l、勁度系數(shù)?k＝ 0??的輕彈簧，一端連接 一質(zhì)量為?m＝p0S的物體．求： 整個(gè)過(guò)程為等溫過(guò)程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1④ 聯(lián)立①②③④式得 p＝ ⑤ (2)由題意知 h≤

21、l⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有 p≤ ⑦ 該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)為 π?ρ?gl2d2 4V0 ρ?π?gh2d2 π?ρ?gl2d2 答案：(1) (2) 15．如圖所示，內(nèi)壁光滑、長(zhǎng)度均為4l、橫截面積均為?S?的汽缸?A、B，A?水平、B?豎直 固定，之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連，整個(gè)裝置置于溫度為27?℃、大氣壓為?p0?的環(huán)境 3p?S l 活塞?C、另一端固定在位于汽缸?A?缸口的?O?點(diǎn)．開(kāi)始活塞?D?距汽缸?B?的底部?3l.后在?D?上放 g (1)穩(wěn)定后活塞?

22、D?下降的距離； (2)改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞?D?再回到初位置，則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲? 解析：(1)由于活塞的質(zhì)量不計(jì)，所以初始狀態(tài)汽缸?A、B?中的氣體壓強(qiáng)都為大氣壓?p0， 彈簧彈力為零， 所以活塞?C?到汽缸?A?底部的距離為?x1＝l 放上物體穩(wěn)定后汽缸?A、B?中氣體的壓強(qiáng)都為?p1，對(duì)?D?活塞有?p1S＝mg＋p0S 對(duì)活塞?C?有?p1S＝F1＋p0S l F1?為彈簧的彈力，F(xiàn)1＝kΔ?x1＝3p0SΔ?x1 7 由此可知活塞?D?下降的距離為?x＝3l－(2l－ )＝ V2 T0 T

23、2 l 聯(lián)立以上三式可求得彈簧被壓縮?Δx1＝3 4l 此時(shí)活塞?C?距汽缸底部的距離為?x2＝?3 初態(tài)下氣體的總體積?V0＝4lS，末態(tài)總體積為?V1，由玻意耳定律?p0V0＝p1V1，解得?V1＝2lS 4l 7l 3 3 13 V (2)改變氣體溫度使活塞?D?回到初位置，氣體為等壓變化，所以彈簧位置不變．?2＝?3?lS V 由蓋－呂薩克定律?1＝ 解得?T2＝650?K，所以氣體此時(shí)的溫度為?t＝377?℃. 7l 答案：(1)?3 (2)377?℃ 8