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1、第十三章第十三章 热热 学学 第二讲第二讲 固体、液体和气体固体、液体和气体 课时跟踪练课时跟踪练 A 组 基础巩固组 基础巩固 1(多选多选)(2018仙桃模拟仙桃模拟)关于晶体、非晶体、液晶，下列说法 正确的是 关于晶体、非晶体、液晶，下列说法 正确的是( ) A所有的晶体都表现为各向异性所有的晶体都表现为各向异性 B晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶 体 晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶 体 C所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 D液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压 的变
2、化而变化 液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压 的变化而变化 解析：解析：只有单晶体才表现为各向异性，故只有单晶体才表现为各向异性，故 A 错误；单晶体有规 则的几何形状， 而多晶体的几何形状不规则， 金属属于多晶体， 故 错误；单晶体有规 则的几何形状， 而多晶体的几何形状不规则， 金属属于多晶体， 故 B 错误 ； 晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶 体没有确定的熔点，故 错误 ； 晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶 体没有确定的熔点，故 C 正确；液晶的光学性质随温度、压力、外 加电压的变化而变化， 正确；液晶的光学性质随温度、压力
3、、外 加电压的变化而变化，D 正确正确 答案：答案：CD 2(2018商丘模拟商丘模拟)液体的饱和汽压随温度的升高而增大液体的饱和汽压随温度的升高而增大( ) A其变化规律遵循查理定律其变化规律遵循查理定律 B是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大 C是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大 D是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而 增大 是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而 增大 解析 ：解析 ： 当温度升高时，蒸汽分子的平均动能增大，导致饱和汽压 增大 ； 同时，液体中平均动能大的分子数增多，从
4、液面飞出的分子数 将增多，在体积不变时，将使饱和汽的密度增大，也会导致饱和汽压 增大，故选 当温度升高时，蒸汽分子的平均动能增大，导致饱和汽压 增大 ； 同时，液体中平均动能大的分子数增多，从液面飞出的分子数 将增多，在体积不变时，将使饱和汽的密度增大，也会导致饱和汽压 增大，故选 D. 答案：答案：D 3(多选多选)(2018聊城模拟聊城模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述 中正确的是 对于一定质量的理想气体，下列论述 中正确的是( ) A若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一 定变大 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一 定变大 B若单位体积内分子个数不变，
5、当分子热运动加剧时，压强可 能不变 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可 能不变 C若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定 增加 若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定 增加 D若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能 不变 若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能 不变 E气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定 解析 ：解析 ： 单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面 积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增 大，故 单位体积内分子个数不变，
6、当分子热运动加剧时，单位面 积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增 大，故 A 正确，正确，B 错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体分 子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故 错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体分 子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故 C 正确，正确，D 错误 ； 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共 同决定， 错误 ； 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共 同决定，E 正确正确 答案：答案：ACE 4(多选多选)(2018安庆模拟安庆模拟)下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A液面上方
7、的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出 B萘的熔点为萘的熔点为 80 ，质量相等的，质量相等的 80 的液态萘和的液态萘和 80 的固 态萘具有不同的分子势能 的固 态萘具有不同的分子势能 C车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现 象 车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现 象 D液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大 E 液晶像液体一样具有流动性， 而其光学性质与某些晶体相似， 具有各向同性 液晶像液体一样具有流动性， 而其光学性质与某些晶体相似， 具有各向同性 解
8、析 ：解析 ： 液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时 有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故 液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时 有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故 A 错误 ；错误 ； 80 时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的 平均动能不变， 萘放出热量的过程中内能减小， 而分子平均动能不变， 所以一定是分子势能减小，故 时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的 平均动能不变， 萘放出热量的过程中内能减小， 而分子平均动能不变， 所以一定是分子势能减小，故 B 正确；由毛细现象的定义可知，正确
9、；由毛细现象的定义可知，C 正确 ； 液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体 表面层分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋 势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能， 故 正确 ； 液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体 表面层分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋 势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能， 故 D 正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体 相似，具有各向异性， 正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体 相似，具有各向异性，E 错误错误 答案：答案：BCD
10、5.如图所示， 竖直放置、 开口向下的试管内用水银封闭一段气体， 若试管自由下落，管内气体 如图所示， 竖直放置、 开口向下的试管内用水银封闭一段气体， 若试管自由下落，管内气体( ) A压强增大，体积增大压强增大，体积增大 B压强增大，体积减小压强增大，体积减小 C压强减小，体积增大压强减小，体积增大 D压强减小，体积减小压强减小，体积减小 解析：解析：试管竖直放置时，封闭的气体压强为试管竖直放置时，封闭的气体压强为 pp0gh；试管 自由下落时，封闭的气体压强为 ；试管 自由下落时，封闭的气体压强为 pp0，根据玻意耳定律，根据玻意耳定律 pVC，压 强增大，则体积减小，故选项 ，压 强增
11、大，则体积减小，故选项 B 正确正确 答案：答案：B 6.(2018威海模拟威海模拟)如图所示，如图所示，U 形气缸固定在水平地面上，用重 力不计的活塞封闭着一定质量的气体， 已知气缸不漏气， 活塞移动过 程无摩擦初始时，外界大气压强为 形气缸固定在水平地面上，用重 力不计的活塞封闭着一定质量的气体， 已知气缸不漏气， 活塞移动过 程无摩擦初始时，外界大气压强为 p0，活塞紧压小挡板现缓慢 升高缸内气体的温度， 则图中能反映气缸内气体的压强 ，活塞紧压小挡板现缓慢 升高缸内气体的温度， 则图中能反映气缸内气体的压强 p 随热力学温 度 随热力学温 度 T 变化的图象是变化的图象是( ) 解析：
12、解析：缓慢升高缸内气体的温度，当缸内气体的压强缓慢升高缸内气体的温度，当缸内气体的压强 pp0时， 气体的体积不变，由查理定律知 时， 气体的体积不变，由查理定律知 pp1，故缸内气体的压强，故缸内气体的压强 p 与热与热 T T T T1 1 力学温度力学温度T呈线性关系 ； 当气缸内气体的压强呈线性关系 ； 当气缸内气体的压强pp0时发生等压变化， 正确的图象为图 时发生等压变化， 正确的图象为图 B. 答案：答案：B 7(多选多选)(2018银川模拟银川模拟)一定质量的理想气体，经等温压缩， 气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为 一定质量的理想气体，经等温压缩， 气体的压强增
13、大，用分子动理论的观点分析，这是因为( ) A气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 B单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 C气体分子的总数增加气体分子的总数增加 D气体分子的密度增大气体分子的密度增大 解析 ：解析 ： 理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增 大， 则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多， 但 气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故 理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增 大， 则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多， 但 气体分子每
14、次碰撞器壁的冲力不变，故 B、D 正确，正确，A、C 错误错误 答案：答案：BD 8(2018合肥模拟合肥模拟)如图所示，上端开口的光滑圆形气缸竖直放 置，截面面积为 如图所示，上端开口的光滑圆形气缸竖直放 置，截面面积为 20 cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内在 气缸内距缸底一定距离处设有卡环 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内在 气缸内距缸底一定距离处设有卡环 a、b，使活塞只能向上滑动，开 始时活塞搁在 ，使活塞只能向上滑动，开 始时活塞搁在 a、b 上，缸内气体的压强等于大气压强上，缸内气体的压强等于大气压强 p01.0105 Pa，温度为，温度为 27 ，现缓慢加热气缸内气体
15、，当温度缓慢升高为，现缓慢加热气缸内气体，当温度缓慢升高为 57 ，活塞恰好要离开，活塞恰好要离开 a、b，重力加速度大小，重力加速度大小 g 取取 10 m/s2，求活塞的 质量 ，求活塞的 质量 解析：解析：活塞刚要离开活塞刚要离开 a、b 时，对活塞有时，对活塞有 p2Sp0Smg， 解得解得 p2p0， m mg g S S 气体的状态参量为气体的状态参量为 T1300 K，p11.0105 Pa，T2330 K， 因为因为 V1V2，所以根据查理定律有，所以根据查理定律有 ， p p1 1 T T1 1 p p2 2 T T2 2 代入数据，解得代入数据，解得 m2 kg. 答案：答
16、案：见解析见解析 B 组 能力提升组 能力提升 9(2018开封模拟开封模拟)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的一定质量理想气体的状态经历了如图所示的 ab、bc、cd、da 四个过程，其中四个过程，其中 bc 的延长线通过原点，的延长线通过原点，cd 垂直于垂直于 ab 且与水平轴平行，且与水平轴平行，da 与与 bc 平行，则气体体积在平行，则气体体积在( ) Aab 过程中不断减小过程中不断减小Bbc 过程中保持不变过程中保持不变 Ccd 过程中不断增加过程中不断增加 Dda 过程中保持不变过程中保持不变 解析：解析：首先，因为首先，因为 bc 的延长线通过原点，所以的延长线通过原点
17、，所以 bc 是等容线，即 气体体积在 是等容线，即 气体体积在 bc 过程中保持不变，过程中保持不变，B 正确；正确；ab 是等温线，压强减小则 体积增大， 是等温线，压强减小则 体积增大，A 错误；错误；cd 是等压线，温度降低则体积减小，是等压线，温度降低则体积减小，C 错误； 连接 错误； 连接aO交交cd于于e， 则， 则ae是等容线， 即是等容线， 即VaVe， 因为， 因为VdVe， 所以， 所以VdVa， 所以 ， 所以 da 过程中体积变化，过程中体积变化，D 错误错误 答案：答案：B 10如图所示，一个横截面积为如图所示，一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置，金属 圆块
18、 的圆筒形容器竖直放置，金属 圆块 A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹 角为 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹 角为 ，圆块的质量为，圆块的质量为 M，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气 压强为 ，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气 压强为 p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强，则被圆块封闭在容器中的气体的压强 p 为为( ) Ap0 B. M Mg gc co os s S S p p0 0 c co os s M Mg g S Sc co os s Cp0 Dp0 M Mg gc co os s2 2 S S M Mg g S S 解析 ：解
19、析 ： 对圆块进行受力分析， 其受重力对圆块进行受力分析， 其受重力 Mg， 大气压的作用力， 大气压的作用力 p0S， 封闭气体对它的作用力，容器侧壁的作用力 ， 封闭气体对它的作用力，容器侧壁的作用力 F1和和 F2，如图所，如图所 p pS S c co os s 示 由于不需要求出侧壁的作用力， 所以只考虑竖直方向合外力为零， 就可以求被封闭的气体压强 圆块在竖直方向上合外力为零， 有 示 由于不需要求出侧壁的作用力， 所以只考虑竖直方向合外力为零， 就可以求被封闭的气体压强 圆块在竖直方向上合外力为零， 有p0S Mgcos ，pp0.故故 D 选项正确选项正确 ( p pS S c
20、 co os s ) M Mg g S S 答案：答案：D 11.(2015海南卷海南卷)如图所示， 一底面积为如图所示， 一底面积为 S、 内壁光滑的圆柱形容 器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为 、 内壁光滑的圆柱形容 器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为 m 的相同 活塞 的相同 活塞 A 和和 B ； 在； 在 A 与与 B 之间、之间、B 与容器底面之间分别封有一定量的 同样的理想气体，平衡时体积均为 与容器底面之间分别封有一定量的 同样的理想气体，平衡时体积均为 V.已知容器内气体温度始终不变， 重力加速度大小为 已知容器内气体温度始终不变， 重力加速度
21、大小为 g，外界大气压强为，外界大气压强为 p0.现假设活塞现假设活塞 B 发生缓慢漏 气，致使 发生缓慢漏 气，致使 B 最终与容器底面接触求活塞最终与容器底面接触求活塞 A 移动的距离移动的距离 解析 ：解析 ： A 与与 B 之间、之间、B 与容器底面之间的气体压强分别为与容器底面之间的气体压强分别为 p1、p2， 在漏气前，对 ， 在漏气前，对 A 分析有分析有 p1p0，对，对 B 有有 p2p1. m mg g S S m mg g S S B 最终与容器底面接触后，最终与容器底面接触后，AB 间的压强为间的压强为 p，气体体积为，气体体积为 V， 则有则有 pp0， m mg g
22、 S S 因为温度始终不变，因为温度始终不变， 对于混合气体有对于混合气体有(p1p2)VpV， 漏气前漏气前 A 距离底面的高度为距离底面的高度为 h， 2 2V V S S 漏气后漏气后 A 距离底面的高度为距离底面的高度为 h. V V S S 联立可得联立可得 hV. 2 2p p0 0S S3mg （ （p0 0S Smg） ）S 2 2V V S S 答案：答案：V 2 2p p0 0S S3mg （ （p0 0S Smg） ）S 2 2V V S S 12.(2018湖南衡阳八中模拟湖南衡阳八中模拟)如图所示，足够长的圆柱形气缸竖 直放置，其横截面积为 如图所示，足够长的圆柱形气
23、缸竖 直放置，其横截面积为 S110 3 m2，气缸内有质量 ，气缸内有质量 m2 kg 的活 塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦开始时活塞被销子 的活 塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦开始时活塞被销子 K 固定 于如图位置， 离缸底 固定 于如图位置， 离缸底L112 cm， 此时气缸内被封闭气体的压强为， 此时气缸内被封闭气体的压强为p1 1.5105 Pa， 温度为， 温度为 T1300 K 外界大气压为 外界大气压为 p01.0105 Pa， g10 m/s2. (1)现对密闭气体加热， 当温度升到现对密闭气体加热， 当温度升到 T2400 K， 其压强， 其压强 p2多大？多大？
24、(2)若在此时拔去销子若在此时拔去销子 K，活塞开始向上运动，当它最后静止在 某一位置时，气缸内气体的温度降为 ，活塞开始向上运动，当它最后静止在 某一位置时，气缸内气体的温度降为 T3360 K，则这时活塞离缸底 的距离 ，则这时活塞离缸底 的距离 L3为多少？为多少？ (3)保持气体温度为保持气体温度为 360 K 不变，让气缸和活塞一起在竖直方向 做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底 不变，让气缸和活塞一起在竖直方向 做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底 L416 cm 处，则求气 缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度 处，则求气 缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度 a 大小及方向
25、大小及方向 解析：解析：(1)由题意知，气体等容变化：由题意知，气体等容变化： ， p1 1 T T1 1 p p2 2 T T2 2 解得解得 p22.0105 Pa. (2)活塞受力平衡，故封闭气体压强为活塞受力平衡，故封闭气体压强为 p3p01.2105 Pa， m mg g S S 根据理想气体状态方程，有根据理想气体状态方程，有 ， p p2 2V V2 2 T T2 2 p p3 3V V3 3 T T3 3 即，即， p p2 2L L1 1 T T2 2 p p3 3L L3 3 T T3 3 解得解得 L318 cm. (3)由题意知，气体等温变化：由题意知，气体等温变化： p3V3p4V4， 解得解得 p41.35105 Pa， 应向上做匀加速直线运动，对活塞，由牛顿第二定律得应向上做匀加速直线运动，对活塞，由牛顿第二定律得 p4Sp0Smgma， 解得解得 a7.5 m/s2，方向竖直向上，方向竖直向上 答案：答案：(1)2.0105 Pa (2)18 cm (3)7.5 m/s2 竖直向上 竖直向上