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.doc

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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 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，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，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；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 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 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 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C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)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(　　) 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 得pA＝p0＋ 題圖乙中選汽缸M為研究對(duì)象得 pB＝p0－. 答案：p0＋　p0－ 9．一定質(zhì)量的理想氣體經(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)； (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1.25105 Pa， 由V－T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1.25105 Pa. (2)在p－T圖象上補(bǔ)充畫(huà)出400 K→600 K的氣體狀態(tài)變化圖象，如圖所示． 答案：(1)1.25105 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，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T(mén)1＝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 cmHg. 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. 由蓋－呂薩克定律得＝， 代入數(shù)據(jù)，解得T＝318 K. 答案：85 cmHg　318 K 【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　　　　　 B．體積增大 C．壓強(qiáng)增大 D．溫度升高 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兩點(diǎn)表示氣體的兩個(gè)狀態(tài)，則(　　) A．溫度為T(mén)1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 解析：ACD　由題圖可知，當(dāng)體積相同時(shí)，有p1>p2.根據(jù)＝得，T1>T2，故A正確；對(duì)于理想氣體，其內(nèi)能僅由溫度決定，A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)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)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 l1′＝(20.0－)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 l2′＝4.00 cm＋ 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V1，則 V＝V0＋πd2l① V1＝πd2h② 由力學(xué)平衡條件得 p1＝p＋ρgh③ 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≤l⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有 p≤⑦ 該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)為 pmax＝⑧ 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＝的輕彈簧，一端連接活塞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上放一質(zhì)量為m＝的物體．求： (1)穩(wěn)定后活塞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 F1為彈簧的彈力，F(xiàn)1＝kΔx1＝Δx1 聯(lián)立以上三式可求得彈簧被壓縮Δx1＝ 此時(shí)活塞C距汽缸底部的距離為x2＝ 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 由此可知活塞D下降的距離為x＝3l－(2l－)＝ (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．V2＝lS 由蓋－呂薩克定律＝ 解得T2＝650 K，所以氣體此時(shí)的溫度為t＝377 ℃. 答案：(1)　(2)377 ℃