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1、第 1 页 共 9 页 1 第 2 讲 固体、液体和气体第 2 讲 固体、液体和气体 A 组 基础过关A 组 基础过关 1.(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( ) A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点 D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的 答案 BC 金刚石、水晶和食盐是晶体,玻璃是非晶体,A 错误;晶体的分子(或原子、离子)排列规则,且 有固定的熔点,非晶体的分子(或原子、离子)排列不规则,且没有固定的熔点,故 B、C 正确;单晶体的物 理性质是各向异性,多晶
2、体和非晶体的物理性质是各向同性,故 D 错误。 2.(多选)下列说法正确的是( ) A.水的饱和汽压随温度的升高而减小 B.液体的表面张力是由液体表面层分子之间的相互排斥引起的 C.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,压强 也增大 D.空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度 E.雨水没有透过布雨伞是因为液体有表面张力 答案 CDE 水的饱和汽压随温度的升高而增大,选项 A 错误;液体的表面张力是由液体表面层分子之间 的相互吸引而引起的,选项 B 错误。 3.(多选)关于空气湿度,下列说法正确的是( ) A.当人们感到潮
3、湿时,空气的绝对湿度一定较大 第 2 页 共 9 页 2 B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小 C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 D.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 答案 BC 空气的相对湿度较小时,人们感觉干燥,空气的相对湿度较大时,人们感觉潮湿;结合相对湿度 的定义可知,当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度不一定较大,A 错误,B 正确。空气的相对湿度是指空气 中所含水蒸气压强与同温度下的饱和汽压的比值,空气的绝对湿度是用空气中所含水蒸气的压强来表示 的湿度,故 C 正确,D 错误。 4.(多选)关于液晶,下列说法中正确的有( )
4、A.液晶是一种晶体 B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性 C.液晶的光学性质随温度的变化而变化 D.液晶的光学性质随光照的变化而变化 答案 CD 液晶不属于晶体,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不 稳定的,A、B 错误。 5.如图所示,粗细均匀的玻璃管 A 和 B 由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在 A 管内,初始时 两管水银面等高,B 管上方与大气相通。若固定 A 管,将 B 管沿竖直方向缓慢下移一小段距离 H,A 管内的 水银面高度相应变化 h,则( ) A.h=HB.h0),压强不变,由盖吕萨克定律可知, 气体温度降低,内能减小,由热力学
5、第一定律可知气体放热,C 正确;由题图给数据,结合理想气体的状态 方程=可求出状态 B 的温度为 1200K,D 错误。 p1V1 T1 p2V2 T2 7.一定质量的理想气体,从图中 A 状态开始,经历了 B、C,最后到 D 状态,下列说法中正确的是( ) 第 4 页 共 9 页 4 A.AB 温度升高,体积不变 B.BC 压强不变,体积变大 C.CD 压强变小,体积变小 D.B 点的温度最高,C 点的体积最大 答案 A 在 p-T 图像中,各点与原点连线斜率的倒数表示气体的体积,所以四个状态体积的大小关系为 VA=VBVDVC。 8.如图所示,一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置,金属
6、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 。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 p0,则被 圆块封闭在容器中的气体的压强 p 为( ) A.p0+B.+ Mgcos S p0 cos Mg Scos C.p0+D.p0+ Mgcos2 S Mg S 答案 D 对圆块进行受力分析:受重力 Mg、大气压的作用力 p0S、封闭气体对它的作用力 pS/cos、容 器两侧壁的作用力 F1和 F2,如图所示。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。圆块在竖直方向上所受合外力为零,有 p0S+Mg=cos,即
7、 p=p0+ ,D 选 pS cos Mg S 项正确。 第 5 页 共 9 页 5 9.(2018 四川雅安月考)用容积为 V 的活塞式抽气机对容积为 V0的容器中的气体抽气,如图所示。设容 器中原来的气体压强为 p0,抽气过程中气体温度不变。求抽气机的活塞抽气 n 次后,容器中剩余气体的压 强 pn为多少? 答案 p0( V0 V0+ V) n 解析 当活塞下压时,阀门a关闭,b打开,活塞上提,抽气机汽缸中V体积的气体排出,容器中气体 压强降为 p1。活塞第二次上提(即抽第二次气),容器中气体压强降为 p2。根据玻意耳定律 对于第一次抽气,有 p0V0=p1(V0+V) 解得 p1=p0
8、V0 V0+ V 对于第二次抽气,有 p1V0=p2(V0+V) 解得 p2=p0( V0 V0+ V) 2 以此类推,第 n 次抽气后容器中气体压强降为 pn=p0。( V0 V0+ V) n 10.2018 课标,33(2),10 分在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各 封闭有一段空气。当 U 形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为 l1=18.0cm 和 l2=12.0cm,左 边气体的压强为 12.0cmHg。现将 U 形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一 边。求 U 形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不
9、变。 第 6 页 共 9 页 6 答案 见解析 解析 设 U 形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为 p1和 p2。U 形管水平放置时,两边气体压 强相等,设为 p,此时原左、右两边气柱长度分别变为 l1和 l2。 由力的平衡条件有 p1=p2+g(l1-l2) 式中 为水银密度,g 为重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1=pl1 p2l2=pl2 两边气柱长度的变化量大小相等 l1-l1=l2-l2 由式和题给条件得 l1=22.5cm l2=7.5cm B 组 能力提升B 组 能力提升 11.2017 课标,33(2),10 分一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡
10、 M 的上端和下端分别 连通两竖直玻璃细管 K1和 K2。 K1长为 l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M 下端经橡皮软管与充有水银 的容器 R 连通。 开始测量时,M 与 K2相通;逐渐提升 R,直到 K2中水银面与 K1顶端等高,此时水银已进入 K1, 第 7 页 共 9 页 7 且 K1中水银面比顶端低 h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与 K2相通的待测气体的压强均保持不变。 已知 K1和 K2的内径均为 d,M 的容积为 V0,水银的密度为 ,重力加速度大小为 g。求: ()待测气体的压强; ()该仪器能够测量的最大压强。 答案 () () gh2d2 4V0+ d2(l -
11、 h) gl2d2 4V0 解析 ()水银面上升至 M 的下端使玻璃泡中气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为 V,压强等 于待测气体的压强 p。 提升 R,直到 K2中水银面与 K1顶端等高时,K1中水银面比顶端低 h;设此时封闭气体 的压强为 p1,体积为 V1,则 V=V0+ d2l 1 4 V1= d2h 1 4 由力学平衡条件得 p1=p+gh 整个过程为等温过程,由玻意耳定律得 pV=p1V1 联立式得 第 8 页 共 9 页 8 p= gh2d2 4V0+ d2(l - h) ()由题意知 hl 联立式有 p gl2d2 4V0 该仪器能够测量的最大压强为 pmax= gl2
12、d2 4V0 12.如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量 为 m1=2.50kg,横截面积为 S1=80.0cm2;小活塞的质量为 m2=1.50kg,横截面积为 S2=40.0cm2;两活塞用刚性 轻杆连接,间距保持为 l=40.0cm;汽缸外大气的压强为 p=1.00105Pa,温度为 T=303K。初始时大活塞与 大圆筒底部相距 ,两活塞间封闭气体的温度为 T1=495K。现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移。忽 l 2 略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小 g 取 10m/s2。求 ()在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封
13、闭气体的温度; ()缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。 答案 ()330K ()1.01105Pa 解析 ()设初始时气体体积为 V1,在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的体积为 V2,温 度为 T2。由题给条件得 第 9 页 共 9 页 9 V1=S2+S1(l - l 2) l 2 V2=S2l 在活塞缓慢下移的过程中,用 p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得 S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p) 故缸内气体的压强不变。由盖吕萨克定律有 = V1 T1 V2 T2 联立式并代入题给数据得 T2=330K ()在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为 p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的 过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为 p,由查理定理,有 = p T p1 T2 联立式并代入题给数据得 p=1.01105Pa