（課標(biāo)通用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 02 第2講 固體、液體和氣體精練（含解析）

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1、第2講　固體、液體和氣體 A組　基礎(chǔ)過關(guān) 1.(多選)關(guān)于晶體和非晶體,下列說法正確的是(　　) 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 答案　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(或原子、離子)排列規(guī)則,且有固定的熔點(diǎn),非晶體的分子(或原子、離子)排列不規(guī)則,且沒有固定的熔點(diǎn),故B、C正確;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性,多晶體和非晶體的物理性質(zhì)是各向同性,故D錯(cuò)誤。 2.(多選)下列說法正確的

2、是(　　) A.水的飽和汽壓隨溫度的升高而減小 B.液體的表面張力是由液體表面層分子之間的相互排斥引起的 C.控制液面上方飽和汽的體積不變,升高溫度,則達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后該飽和汽的質(zhì)量增大,密度增大,壓強(qiáng)也增大 D.空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對(duì)濕度 E.雨水沒有透過布雨傘是因?yàn)橐后w有表面張力 答案　CDE　水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;液體的表面張力是由液體表面層分子之間的相互吸引而引起的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 3.(多選)關(guān)于空氣濕度,下列說法正確的是(　　) A.當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度一定較大 B.當(dāng)人們感到干燥時(shí),空氣的相對(duì)濕

3、度一定較小 C.空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示 D.空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比 答案　BC　空氣的相對(duì)濕度較小時(shí),人們感覺干燥,空氣的相對(duì)濕度較大時(shí),人們感覺潮濕;結(jié)合相對(duì)濕度的定義可知,當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度不一定較大,A錯(cuò)誤,B正確。空氣的相對(duì)濕度是指空氣中所含水蒸氣壓強(qiáng)與同溫度下的飽和汽壓的比值,空氣的絕對(duì)濕度是用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)來表示的濕度,故C正確,D錯(cuò)誤。 4.(多選)關(guān)于液晶,下列說法中正確的有(　　) A.液晶是一種晶體 B.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的,具有各向異性 C.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫

4、度的變化而變化 D.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨光照的變化而變化 答案　CD　液晶不屬于晶體,雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊,具有各向異性,但分子的排列是不穩(wěn)定的,A、B錯(cuò)誤。 5.如圖所示,粗細(xì)均勻的玻璃管A和B由一橡皮管連接,一定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi),初始時(shí)兩管水銀面等高,B管上方與大氣相通。若固定A管,將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H,A管內(nèi)的水銀面高度相應(yīng)變化h,則(　　) A.h=H B.h

5、A管上端是封閉的,故A管內(nèi)水銀面下移過程中A管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)變小,故兩側(cè)液面不再平齊,A管內(nèi)水銀面高度相應(yīng)變化h

6、體積增大,氣體膨脹對(duì)外做功,壓強(qiáng)升高,根據(jù)pVT=C可知,其溫度升高,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體要吸熱,A錯(cuò)誤;從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中,氣體體積不變(W=0),壓強(qiáng)減小,由查理定律可知,氣體溫度降低,內(nèi)能減小,由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放熱,B正確;從狀態(tài)C變化到狀態(tài)A的過程中,氣體體積減小(W>0),壓強(qiáng)不變,由蓋—呂薩克定律可知,氣體溫度降低,內(nèi)能減小,由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放熱,C正確;由題圖給數(shù)據(jù),結(jié)合理想氣體的狀態(tài)方程p1V1T1=p2V2T2可求出狀態(tài)B的溫度為1200K,D錯(cuò)誤。 7.一定質(zhì)量的理想氣體,從圖中A狀態(tài)開始,經(jīng)歷了B、C,最后到D狀態(tài),下列說法中正確的是(

7、　　) A.A→B溫度升高,體積不變 B.B→C壓強(qiáng)不變,體積變大 C.C→D壓強(qiáng)變小,體積變小 D.B點(diǎn)的溫度最高,C點(diǎn)的體積最大 答案　A　在p-T圖像中,各點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)表示氣體的體積,所以四個(gè)狀態(tài)體積的大小關(guān)系為VA=VB>VD>VC。 8.如圖所示,一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置,金屬圓塊A的上表面是水平的,下表面是傾斜的,下表面與水平面的夾角為θ。圓塊的質(zhì)量為M,不計(jì)圓塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦,若大氣壓強(qiáng)為p0,則被圓塊封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p為(　　) A.p0+MgcosθS B.p0cosθ+MgScosθ C.p0+Mgcos2θS D

8、.p0+MgS 答案　D　對(duì)圓塊進(jìn)行受力分析:受重力Mg、大氣壓的作用力p0S、封閉氣體對(duì)它的作用力pS/cosθ、容器兩側(cè)壁的作用力F1和F2,如圖所示。由于不需要求出側(cè)壁的作用力,所以只考慮豎直方向合外力為零,就可以求被封閉的氣體壓強(qiáng)。圓塊在豎直方向上所受合外力為零,有p0S+Mg=pScosθcosθ,即p=p0+MgS,D選項(xiàng)正確。 9.(2018四川雅安月考)用容積為ΔV的活塞式抽氣機(jī)對(duì)容積為V0的容器中的氣體抽氣,如圖所示。設(shè)容器中原來的氣體壓強(qiáng)為p0,抽氣過程中氣體溫度不變。求抽氣機(jī)的活塞抽氣n次后,容器中剩余氣體的壓強(qiáng)pn為多少? 答案　V0V0+ΔVnp0

9、 解析　當(dāng)活塞下壓時(shí),閥門a關(guān)閉,b打開,活塞上提,抽氣機(jī)汽缸中ΔV體積的氣體排出,容器中氣體壓強(qiáng)降為p1?；钊诙紊咸?即抽第二次氣),容器中氣體壓強(qiáng)降為p2。根據(jù)玻意耳定律 對(duì)于第一次抽氣,有p0V0=p1(V0+ΔV) 解得p1=V0V0+ΔV·p0 對(duì)于第二次抽氣,有p1V0=p2(V0+ΔV) 解得p2=V0V0+ΔV2p0 以此類推,第n次抽氣后容器中氣體壓強(qiáng)降為 pn=V0V0+ΔVnp0。 10.[2018課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別

10、為l1=18.0cm和l2=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過程中,氣體溫度不變。 答案　見解析 解析　設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí),兩邊氣體壓強(qiáng)相等,設(shè)為p,此時(shí)原左、右兩邊氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1'和l2'。 由力的平衡條件有 p1=p2+ρg(l1-l2)① 式中ρ為水銀密度,g為重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1=pl1'② p2l2=pl2'③ 兩邊氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等 l1'

11、-l1=l2-l2'④ 由①②③④式和題給條件得 l1'=22.5cm⑤ l2'=7.5cm⑥ B組　能力提升 11.[2017課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]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

12、加速度大小為g。求: (ⅰ)待測(cè)氣體的壓強(qiáng); (ⅱ)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)。 答案　(ⅰ)ρπg(shù)h2d24V0+πd2(l-h)　(ⅱ)πρgl2d24V0 解析　(ⅰ)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+14πd2l① V1=14πd2h② 由力學(xué)平衡條件得 p1=p+ρgh③ 整個(gè)過程為等溫過程,由玻意耳定律得 pV=p1V1④ 聯(lián)立①②③④式得 p=ρπg(shù)h2d24V0+

13、πd2(l-h)⑤ (ⅱ)由題意知 h≤l⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有 p≤πρgl2d24V0⑦ 該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)為 pmax=πρgl2d24V0⑧ 12.如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50kg,橫截面積為S1=80.0cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50kg,橫截面積為S2=40.0cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00×105Pa,溫度為T=303K。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距l(xiāng)2,兩活塞間封閉氣體的溫度為T1=495K?，F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢

14、下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10m/s2。求 (ⅰ)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度; (ⅱ)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。 答案　(ⅰ)330K　(ⅱ)1.01×105Pa 解析　(ⅰ)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2,溫度為T2。由題給條件得 V1=S2l-l2+S1l2① V2=S2l② 在活塞緩慢下移的過程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng),由力的平衡條件得 S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③ 故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。由蓋—呂薩克定律有 V1T1=V2T2④ 聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2=330K⑤ (ⅱ)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí),被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1。在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中,被封閉氣體的體積不變。設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p',由查理定理,有 p'T=p1T2⑥ 聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得 p'=1.01×105Pa⑦ 9