2018年高考物理一輪復習 專題53 固體 液體 氣體實驗定律（練）（含解析）

專題53 固體 液體 氣體實驗定律1一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其P-1/V圖線如圖所示，變化順序由abcda，圖中ab線段延長線過坐標原點，cd線段與P軸垂直，da線段與1/V軸垂直。氣體在此狀態(tài)變化過程中： （ ）A. ab，壓強減小、溫度不變、體積增大B. bc，壓強增大、溫度降低、體積減小C. cd，壓強不變、溫度升高、體積減小D. da，壓強減小、溫度升高、體積不變【答案】A2如圖所示，兩端開口的“”型管，一端豎直插入水銀槽內(nèi)，豎直管的上端有一小段水銀，水銀的上表面剛好與水平管平齊，水平部分足夠長，若將玻璃管稍微上提一點，或稍微下降一點時，被封閉的空氣柱長度的變化分別是： （ ）A. 變大；變小 B. 變大；不變C. 不變；不變 D. 不變；變大【答案】D【解析】在向上提或向下降玻璃管時，管內(nèi)氣體溫度不變，設大氣壓為P0，封閉氣體壓強P=P0+h，當玻璃管稍向上提一點時，封閉氣體壓強不變，由玻意耳定律可知，氣體體積不變，空氣柱長度不變；玻璃管稍向下降一點時，管內(nèi)氣體被壓縮，空氣柱上方液體有一部分進入水平管，h變小，封閉氣體壓強P=P0+h變小，由玻意耳定律可知，氣體體積變大，空氣柱長度變大，故ABC錯誤，D正確；故選D3下列說法不正確的是 （填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A. 豎直玻璃管里的水銀面不是平面，而是“上凸”的，這是表面張力所致B. 相對濕度是空氣里水蒸氣的壓強與大氣壓強的比值C. 物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的固體一定是非晶體D. 壓縮氣體需要用力，這是氣體分子間有斥力的表現(xiàn)E. 氣缸里一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹時，單位時間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少【答案】BCD4下列關于熱學問題得說法正確的是 （填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結成的水珠這一物理過程中水分子間的引力、斥力都增大B晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能一定增大C由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液面分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢D某氣體的摩爾質(zhì)量為M、摩爾體積為V、密度為，用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)，每個氣體分子的質(zhì)量0=M/NA，每個氣體分子的體積V0=M/NAE密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大【答案】ACE【名師點睛】考查物態(tài)變化吸放熱現(xiàn)象、表面張力、氣體壓強和阿伏伽德羅常數(shù)知識，比較全面深入，只要平時多看書，加強記憶即可解答5一橫截面積為S的氣缸水平放置，固定不動，兩個活塞A和B將氣缸分隔為1、2兩氣室，溫度均為27，到達平衡時1、2兩氣室長度分別為30cm和20cm，如圖所示，在保持兩氣室溫度不變的條件下，緩慢推動活塞A，使之向右移動5cm，不計活塞與氣缸壁之間的摩擦，大氣壓強為。求：（1）活塞B向右移動的距離；（2）若再將活塞A用銷子固定，保持氣室1的溫度不變，加熱氣室2中的氣體體積恢復原來的大小，則應將氣室2溫度升高為多少？【答案】（1）（2）【解析】（1）因氣缸水平放置，又不計活塞的摩擦，故平衡時兩氣室內(nèi)的壓強必相等，均為P0設在活塞A向右移動d的過程中活塞B向右移動的距離為x，平衡時兩氣缸內(nèi)壓強均為P，因溫度不變，根據(jù)玻意耳定律，得氣室1： -，氣室2： -由上面兩式解得（2）活塞A固定，氣室2中氣體的體積恢復為時，溫度升高為，壓強增大為，此過程為等容過程，運用查理定律這時氣室1中氣體的體積為，壓強增大為，溫度仍為27，為等溫過程，根據(jù)玻意耳定律，得，解方程組得【名師點睛】本題關鍵要確定氣體發(fā)生何種狀態(tài)變化，再選擇合適的規(guī)律列式求解難度不大，計算要小心，容易出錯1下列說法中正確的是 （填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質(zhì)C由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變【答案】BCD【名師點睛】解答該題要熟練的掌握晶體和非晶體的特性，對于晶體有一下特點：晶體有整齊規(guī)則的幾何外形；晶體有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變；晶體有各向異性的特點非晶體是指組成物質(zhì)的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體它沒有一定規(guī)則的外形，如玻璃、松香、石蠟等它的物理性質(zhì)在各個方向上是相同的，叫“各項同性”它沒有固定的熔點2如圖質(zhì)量為M的絕熱活塞把一定質(zhì)量的理想氣體密封在豎直放置的絕熱氣缸內(nèi)?；钊稍跉飧變?nèi)無摩擦滑動?，F(xiàn)通過電熱絲對一理想氣體十分緩慢地加熱。設氣缸處在大氣中，大氣壓強恒定。經(jīng)過一段較長時間后，下列說法正確的是_ （填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A、氣缸中氣體的壓強比加熱前要大B、氣缸中氣體的壓強保持不變C、氣缸中氣體的體積比加熱前要大D、氣缸中氣體的內(nèi)能可能和加熱前一樣大E活塞在單位時間內(nèi)受氣缸中分子撞擊的次數(shù)比加熱前要少【答案】BCE【名師點睛】氣體加熱時，封閉氣體發(fā)生等壓變化，可根據(jù)蓋呂薩克定律列式知溫度上升，氣體發(fā)生等壓變化，可根據(jù)熱力學第一定律求內(nèi)能的變化量由壓強的決定因素：分子平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)分析單位時間內(nèi)分子撞擊氣缸的次數(shù)3如圖所示，密閉容器內(nèi)的氫氣溫度與外界空氣的溫度相同，現(xiàn)對該容器緩慢加熱，當容器內(nèi)的氫氣溫度高于外界空氣的溫度時，則 （填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A氫分子的平均動能增大B氫分子的勢能增大C容器內(nèi)氫氣的內(nèi)能增大D容器內(nèi)氫氣的內(nèi)能可能不變E容器內(nèi)氫氣的壓強增大【答案】ACE【名師點睛】該題考查物體的內(nèi)能與理想氣體的狀態(tài)方程，要明確氣體的內(nèi)能僅僅與氣體的溫度有關基礎題目溫度是分子的平均動能的標志，氣體的內(nèi)能僅僅與分子動能有關，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程方向氣體的狀態(tài)參量的變化4（多選）圓柱形氣缸固定放置在水平地面上，其截面如圖所示，用硬桿連接的兩個活塞在氣缸的左右兩側(cè)分別封閉了兩部分氣體A、B，活塞可自由移動兩側(cè)的橫截面積SASB，兩活塞間的C部分可通過閥門K實現(xiàn)與外界的連通或斷開開始時兩邊氣體溫度相同，活塞處于平衡狀態(tài)現(xiàn)使兩邊氣體緩慢升高相同的溫度，重新平衡后兩邊氣體壓強的增量分別為pA和pB下列判斷正確的是： （ ）A若C部分是真空，則在溫度升高的過程中活塞始終不動B若C部分是真空，則最終平衡時pA=pBC若C部分與外界大氣連通，則活塞向右移D若C部分與外界大氣連通，則最終平衡時pApB【答案】AD【解析】若C部分是真空，活塞A、B及細桿這個整體的平衡條件為：pASA-pBSB=0，則：，假設活塞不動，則：兩部分的氣體都做等容變化，由于，所以若兩部分氣體的溫度變化是相同的，則始終滿足：，故A正確，B錯誤；若C部分與外界大氣連通，則：p0SA-pASA+pBSB-p0SB=0，則：PBSB-PASA=P0（SB-SA）0；現(xiàn)使兩邊氣體緩慢升高相同的溫度，假設活塞不動，則：兩部分的氣體都做等容變化，由于，所以若兩部分氣體的溫度變化是相同的，則：PBSB-PASA0，所以活塞將向左運動故C錯誤；由C的分析可知，若C部分與外界大氣連通，則：PBSB-PASA=P0（SB-SA）0，使兩邊氣體緩慢升高相同的溫度，重新平衡后一定滿足：PBSB-PASA=0，由于SBSA，所以：pApB故D正確故選AD?！久麕燑c睛】利用氣態(tài)方程解題時要明確氣體的狀態(tài)，根據(jù)活塞處于平衡狀態(tài)進行受力分析，根據(jù)力學知識求壓強，并求出各個狀態(tài)的溫度、體積然后列氣體狀態(tài)方程即可。5如圖所示，豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑，橫截面積為S=10-3 m2，活塞的質(zhì)量為m=2 kg，厚度不計。在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B下方汽缸的容積為1.0×10-3m3 ，A、B之間的容積為2.0×10-4 m3，外界大氣壓強p0=1.0×105 Pa。開始時活塞停在B處，缸內(nèi)氣體的壓強為0.9 p0，溫度為27，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327。求：（1）活塞剛離開B處時氣體的溫度t 2；（2）缸內(nèi)氣體最后的壓強;（3）在圖（乙）中畫出整個過程中的p-V圖線?！敬鸢浮浚?）127      （2）（3）圖線如圖；（3）如圖?！久麕燑c睛】本題的關鍵是分析清楚，各個變化過程中，哪些量不變，變化的是什么量，明確初末狀態(tài)量的值，根據(jù)氣體定律運算即可，難度不大，屬于中檔題。1【2017·新課標卷】（10分）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27 ，汽缸導熱。（i）打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；（ii）接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；（iii）再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時活塞下方氣體的壓強。【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 頂部 （i i i） 1.6 p0（ii）打開K3后，由式知，活塞必定上升。設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2（）時，活塞下氣體壓強為p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為【名師點睛】本題重點考查理想氣體的狀態(tài)方程，在分析的時候注意，氣缸導熱，即第一個過程為等溫變化，審題的時候注意關鍵字眼。2【2017·新課標卷】（10分）一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖（b）所示。設測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為，重力加速度大小為g。求：（i）待測氣體的壓強；（ii）該儀器能夠測量的最大壓強?！敬鸢浮浚╥） （ii）【解析】（i）水銀面上升至M的下端使玻璃泡中的氣體恰好被封住，設此時被封閉的氣體的體積為V，壓強等于待測氣體的壓強p。提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時，K1中的水銀面比頂端低h；設此時封閉氣體的壓強為p1，體積為V1，則由力學平衡條件得整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得聯(lián)立式得【名師點睛】此題主要考查玻意耳定律的應用，解題關鍵是確定以哪一部分氣體為研究對象，并能找到氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量，然后列方程求解。3【2016·上海卷】（10分）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積VAVB。（1）若A、B兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？某同學解答如下：設兩部分氣體壓強不變，由，所以水銀柱將向下移動。上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答。（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強的變化量分別為pA和pB，分析并比較二者的大小關系?！敬鸢浮浚?）不正確 水銀柱向上移動 （2）【解析】（1）不正確。水銀柱移動的原因是升溫后，由于壓強變化造成受力平衡被破壞，因此應該假設氣體體積不變，由壓強變化判斷移動方向。正確解法：設升溫后上下部分氣體體積不變，則由查理定律可得因為，pA<pB，可知，所示水銀柱向上移動。（2）升溫前有pB=pA+ph（ph為汞柱壓強）升溫后同樣有pB' =pA'+ph兩式相減可得【方法技巧】通過查理定律計算分析水銀柱的移動方向；建立升溫前后A、B氣體壓強關系，兩式相減就可以計算出兩部分氣體的壓強變化關系。4【2016·全國新課標卷】（10分）在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強，兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關系為p=,其中=0.070 N/m。現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0×105 Pa，水的密度=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。（i）求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差；（ii）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值?！敬鸢浮浚╥）28 Pa （ii）1.3【名師點睛】本題是對理想氣體狀態(tài)方程的應用的考查；解題關鍵是找到所研究的氣體的兩個狀態(tài)，并且能找到各個狀態(tài)的狀態(tài)參量：壓強、體積。5【2015·重慶·10（2）】北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結.若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為，壓強為，肥皂泡凍結后泡內(nèi)氣體溫度降為.整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓強為.求凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差.【答案】【名師點睛】理想氣體的狀態(tài)方程應用在等溫變化（）、等壓變化（）、等容變化（）。- 13 -