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1、第 2 节 固体、液体与气体第 2 节 固体、液体与气体 1.(2019河南洛阳质检)在甲、 乙、 丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上的某一点, 蜡熔化的范围如图(甲)、(乙)、(丙)所示,甲、乙、丙三种固体在蜡熔化过程中温度 T 随加 热时间 t 变化的图像如图(丁)所示,则( B ) A.甲、乙为非晶体,丙是晶体 B.甲、丙为晶体,乙是非晶体 C.甲、丙为非晶体,乙是晶体 D.甲为单晶体,乙为非晶体,丙为多晶体 解析:单晶体是各向异性的,熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形.非晶体和多晶体是各向同性, 则 熔化在表面的石蜡是圆形,因此丙为单晶体,甲、乙可能是多晶体与非晶体,根据温度随加热
2、时间变化的关系,可知甲、丙为晶体,乙是非晶体,所以选项 B 正确,A,C,D 错误. 2.(多选)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程.以下说法正确的是( AD ) A.液体的分子势能与体积有关 B.晶体的物理性质都是各向异性的 C.温度升高,每个分子的动能都增大 D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 解析:分子势能与分子间距有关,而分子间距与物体的体积有关,则知液体的分子势能和体积 有关,选项 A 正确;晶体分为单晶体和多晶体,单晶体物理性质表现为各向异性,多晶体物理 性质表现为各向同性,选项 B 错误;温度升高时,分子的平均动能增大但不是每一个分子动能 都增大,选项 C 错误
3、;露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形,选 项 D 正确. 3.(多选)关于空气湿度,下列说法正确的是( AD ) A.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 B.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 C.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大 D.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小 解析:空气的绝对湿度是空气中含有水蒸气的实际压强,相对湿度=, 故 A 正确,B 错误.人们感受的干燥或潮湿决定于空气的相对湿度.相对湿度越大,感觉越潮 湿;相对湿度越小,感觉越干燥,故 C 错误,D 正确. 4.(2018河南信阳质检)(多选)
4、下列说法正确的是( AC ) A.竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力的作用 B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值 C.物理性质表现为各向同性的固体不一定是非晶体 D.压缩气体需要用力,这是气体分子间有斥力的表现 解析:竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是 “上凸” 的,这是表面张力产生的现象所致,选项A 正确;空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压的比值,选项 B 错误; 物理性质表现为各向同性的固体可能是多晶体,不一定是非晶体,选项 C 正确;气体分子之间 距离很大,分子力近似为零,用力才能压缩气体是由于气体压强差造成的,并非由于分子之间
5、的斥力造成,选项 D 错误. 5.(2018湖北宜昌一模)(多选)下面的表格是某地区 17 月份气温与气压的对照表: 月份1234567 平均最高 气温/ 1.43.910.719.626.730.230.8 平均大 气压 /105 Pa 1.0211.0191.0141.0081.0030.998 40.996 0 7 月份与 1 月份相比较( AD ) A.空气分子无规则热运动加剧 B.空气分子无规则热运动减弱 C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了 D.单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了 解析:温度越高,分子无规则热运动越剧烈.7 月份与 1 月份相比较,平均气温升高了,所以
6、分 子无规则热运动加剧,选项 A 正确,B 错误;温度升高,分子的平均动能变大,但是压强减小,可 知气体分子的密集程度减小,则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少,选项 C 错误,D 正确. 6.(多选)一定质量的理想气体经历一系列变化过程,如图所示,下列说法正确的是( BC ) A.bc 过程中,气体压强不变,体积增大 B.ab 过程中,气体体积增大,压强减小 C.ca 过程中,气体压强增大,体积不变 D.ca 过程中,气体内能增大,体积变小 解析:bc 过程中,气体压强不变,温度降低,根据盖吕萨克定律 =C 得知,体积应减小,故 A 错误.ab 过程中气体的温度保持不变,即气体发生
7、等温变化,压强减小,根据玻意耳定律 pV=C 得知,体积增大,故 B 正确.ca 过程中,由图可知 p 与 T 成正比,则气体发生等容变化, 体积不变,故 C 正确,D 错误. 7.(多选)下列说法正确的是( BCD ) A.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小 B . 一 定 质 量 1 0 0 的 水 变 成 1 0 0 的 水 蒸 气 , 其 分 子 之 间 的 势 能 增加 C.对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热 D.物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度有关 解析:分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,故 A 错误;一定质量
8、 100 的水变成 100 的水蒸气,由液态变成了气态,分子间距增大,分子力做负功,其分子之间的势能增加, 故 B 正确;对于一定质量的气体,由盖吕萨克定律可知,如果压强不变,体积增大,那么它的 温度一定升高,同时又对外做功,需要从外界吸收热量,故 C 正确;物体内热运动速率大的分 子数占总分子数的比例与温度有关,故D 正确. 8.(2019山西临汾模拟)如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开 口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气 体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近 图中的( A
9、 ) 解析:根据=C(常数)得 V= T,则 V T 图线的斜率为 .在水银柱升入细管前,封闭气体先做 等压变化,图线的斜率不变,图线为直线;水银柱部分进入细管后,气体压强增大,图线的斜率 减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又保持不变,V T图线又为直线,只是斜率比原来 的小,选项 A 正确. 9.(2019山东桓台二中月考)一足够高的直立汽缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了 一段高为 80 cm 的气柱,活塞的横截面积为 0.01 m2,活塞与汽缸间的摩擦不计,汽缸侧壁通过 一个开口与 U 形管相连.开口离汽缸底部的高度为 70 cm,开口管内及 U 形管内的气体体积忽 略不计.已
10、知如图所示状态时气体的温度为 7 ,U 形管内水银面的高度差 h1=5 cm,大气压强 p0=1.0105 Pa 保持不变,水银的密度=13.6103 kg/m3,取 g=10 m/s2.求 (1)活塞的质量; (2)现在活塞上添加铁砂,同时对汽缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢 进行,当气体的温度升高到 47 时,U 形管内水银面的高度差为多少? 解析:(1)由题意知气体图示状态压强 p0+=p0+gh1 代入数据得活塞质量 m=6.8 kg. (2)添铁砂加热时,气体发生等容变化,由查理定律得= 代入数据得 h2=0.162 m. 答案:(1)6.8 kg (2)0.162
11、 m 10.(2017全国卷,33)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温 度为 Tb.已知空气在 1 个大气压、温度 T0时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为 1 个 大气压,重力加速度大小为 g. (1)求该热气球所受浮力的大小; (2)求该热气球内空气所受的重力; (3)设充气前热气球的质量为 m0,求充气后它还能托起的最大质量. 解析:(1)设 1 个大气压下质量为 m 的空气在温度为 T0时的体积为 V0,密度为0= 在温度为 T 时的体积为 VT,密度为T= 由盖吕萨克定律得= 联立式得T=0 气球所受到的浮力为 F=bgV 联立式得 F=Vg0. (2
12、)气球内热空气所受的重力为 G=aVg 联立式得 G=Vg0. (3)设该气球还能托起的最大质量为 m,由力的平衡条件得 mg=F-G-m0g 联立式得 m=V0T0(-)-m0. 答案:(1)Vg0 (2)Vg0 (3)V0T0(-)-m0 11.(2018四川成都经开区实验中学高三月考)如图所示,内壁光滑、 截面积不相等的圆柱形 汽缸竖直放置,汽缸上、下两部分的横截面积分别为 2S 和 S.在汽缸内有 A,B 两活塞封闭着 一定质量的理想气体,两活塞用一根长为 l 的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在汽缸 内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m.当外界大气压强为p0、
13、 温度为T0 时,两活塞静止于如图所示位置.重力加速度为 g. (1)求此时汽缸内气体的压强; (2)若用一竖直向下的拉力作用在 B 上,使 A,B 一起由图示位置开始缓慢向下移动 的距离, 又处于静止状态,求这时汽缸内气体的压强及拉力 F 的大小.设整个过程中气体温度不变. 解析:(1)以两活塞整体为研究对象,设此时汽缸内气体压强为 p1,根据平衡条件有 p02S+3mg+p1S=p12S+p0S 解得 p1=p0+. (2)初态:p1=p0+,V1=2lS 末态:p2待求,V2= lS 根据玻意耳定律有(p0+)2lS=p2 lS 解得 p2= (p0+) 以两活塞整体为研究对象,根据平衡
14、条件有 F+p02S+3mg+p2S=p22S+p0S 解得 F=+mg. 答案:(1)p0+ (2) (p0+) +mg 12.(2019湖北高三调考)如图所示,一钢筒竖直放置在水平桌面上,筒内有一与底面平行可 上、下无摩擦滑动的活塞 K,活塞导热性及密封性良好.在筒的顶部有一块与活塞 K 质量相等 的金属盖,金属盖与筒的上端边缘接触良好(无漏气缝隙).当筒内温度t=27 时,A,B两部分 理 想 气 体 的 体 积 之 比 为=, 压 强 分 别 为 p A= 1 . 0 0 1 0 5 P a , pB=1.20105 Pa.已知大气压强 p0=1.05105 Pa,不考虑活塞的体积,现
15、对筒内气体缓慢加热. 求: (1)金属盖恰好被顶开时气体的温度 t1; (2)当筒内气体温度达到 t2=252 时,B 部分气体体积占汽缸总体积的百分之几? 解析:(1)设钢筒体积为 V,活塞和金属盖的质量均为 m,活塞横截面积为 S;理想气体温度达到 t1时,两部分气体的压强分别为 pA1和 pB1. 对活塞,由平衡条件 =pB-pA=0.20105 Pa 当金属盖恰好被顶开时 pA1=p0+=1.25105 Pa pB1=pA1+=1.45105 Pa VA+VB=VA1+VB1=V,且= 由理想气体状态方程,对 A,B 两部分气体分别有 = = 解得 T1366.7 K,即 t1=93.7 . (2)当筒内气体的温度达到 t2=252 时,金属盖被顶开,气体 A 将会泄漏,而 B 部分气体则继 续做等压变化.对气体 B,由盖吕萨克定律= 解得 VB2=V 所以100%=95.5%. 答案:(1)93.7 (2)95.5%