2019年高考物理一輪復習第十三章熱學第2講固體液體和氣體練習

配餐作業(yè)固體液體和氣體A組·基礎鞏固題1．(多選)下列說法正確的是()A．晶體一定具有各向異性，非晶體一定具有各向同性B．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同C．液晶既像液體一樣具有流動性，又跟某些晶體一樣具有光學性質(zhì)的各向異性D．隨著分子間距離的增大，分子間作用力減小，分子勢能也減小解析只有單晶體具有各向異性，而多晶體是各向同性的，故A項錯誤；內(nèi)能與物體的溫度、體積、分子數(shù)等因素有關，內(nèi)能不同，溫度可能相同，則分子熱運動的平均動能可能相同，故B項正確；液晶，即液態(tài)晶體，像液體一樣具有流動性，具有各向異性，故C項正確；隨著分子間距離的增大，分子間作用力不一定減小，當分子表現(xiàn)為引力時，分子力做負功，分子勢能增大，故D項錯誤。答案BC2．堵住打氣筒的出氣口，緩慢向下壓活塞使氣體體積減小，你會感到越來越費力。設此過程中氣體的溫度保持不變。對這一現(xiàn)象的解釋正確的是()A．氣體的密度增大，使得在相同時間內(nèi)撞擊活塞的氣體分子數(shù)目增多B．氣體分子間沒有可壓縮的間隙C．氣體分子的平均動能增大D．氣體分子間相互作用力表現(xiàn)為斥力解析當氣體的密度增大時，單位體積的分子數(shù)增加，氣體分子的密度變大，使得在相同時間內(nèi)撞擊活塞的氣體分子數(shù)目增多，故對活塞的壓強變大，你會感到越來越費力，故選A項。答案A3．(多選)下列對理想氣體的理解正確的是()A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型B．只要氣體壓強不是很大就可視為理想氣體C．密閉容器內(nèi)的理想氣體隨著溫度的升高，其壓強增大，內(nèi)能增大D．一定質(zhì)量的理想氣體對外界做功時，它的內(nèi)能有可能增大E．理想氣體的壓強是由氣體分子間斥力產(chǎn)生的解析理想氣體實際上并不存在，只是一種理想化的物理模型，故A項正確；實際氣體在壓強不太高、溫度不太低的情況下可以看作理想氣體，故B項錯誤；溫度升高，理想氣體的分子勢能為零，內(nèi)能等于分子動能，所以溫度升高，分子平均動能增大，內(nèi)能增大，C項正確；根據(jù)熱力學第一定律，一定質(zhì)量的理想氣體對外界做功時，有可能還從外界吸收熱量，內(nèi)能可能增大，D項正確；理想氣體的壓強是由于大量分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生的，理想氣體分子作用力為零，E項錯誤。答案ACD4．(多選)下列說法正確的是()A．飽和汽壓隨溫度降低而減小，與飽和汽的體積無關B．能量耗散反映了與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程具有不可逆性C．液體表面層分子間距離較大，這些液體分子間作用力表現(xiàn)為引力D．若某氣體摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則該氣體的分子體積為eq\f(V,NA)E．用“油膜法”估測分子直徑時，滴在水面的油酸酒精溶液體積為V，鋪開的油膜面積為S，則可估算出油酸分子直徑為eq\f(V,S)解析飽和汽壓隨溫度降低而減小，與飽和汽的體積無關，A項正確；能量耗散反映了與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程具有不可逆性，B項正確；液體表面層分子間距離較大，這些液體分子間作用力表現(xiàn)為引力，這也是表面張力產(chǎn)生的原因，C項正確；若某氣體摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則該氣體的分子運動占據(jù)的空間是eq\f(V,NA)，此值不是分子的體積，D項錯誤；用“油膜法”估測分子直徑時，若滴在水面的油酸酒精溶液中油酸的體積為V，鋪開的油膜面積為S，則可估算出油酸分子直徑為eq\f(V,S)，E項錯誤。故選ABC項。答案ABC5．(多選)將質(zhì)量相同的同種氣體A、B分別密封在體積不同的兩容器中，保持兩部分氣體體積不變，A、B兩部分氣體的壓強隨溫度t的變化曲線如圖所示。則()A．A部分氣體的體積比B部分小B．A、B直線的延長線將相交于t軸上的同一點C．A、B氣體溫度改變量相同時，壓強改變量相同D．A、B氣體溫度改變量相同時，A部分氣體壓強改變量較大解析A、B兩部分氣體都發(fā)生等容變化，p—t圖線都過t軸上－273℃的點——絕對零度。由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝c知，圖象的斜率越大，eq\f(p,T)越大，則氣體的體積越小，故有A部分氣體的體積比B部分小，故A、B項正確；圖中A圖線的斜率較大，由數(shù)學知識可知溫度改變量相同時，A氣體壓強改變量較大，故C項錯誤，D項正確。故選ABD項。答案ABD6．如圖所示，橫坐標v表示分子速率，縱坐標f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是()A．曲線① B．曲線②C．曲線③ D．曲線④解析氣體分子的速率呈“中間多、兩頭少”的分布，且速度為零的分子占的百分比也為零，曲線④正確。答案D7．如圖所示，容積一定的測溫泡，上端有感知氣體壓強的壓力傳感器。待測物體溫度升高時，泡內(nèi)封閉氣體()A．內(nèi)能不變，壓強變大B．體積不變，壓強變大C．溫度不變，壓強變小D．溫度降低，壓強變小解析待測物體溫度升高時，泡內(nèi)封閉氣體溫度升高，內(nèi)能變大，因體積不變，氣體的壓強變大，故B正確。答案B8．如圖所示，質(zhì)量為M、導熱性能良好的汽缸由一根平行于斜面的細線系在光滑斜面上。汽缸內(nèi)有一個質(zhì)量為m的活塞，活塞與汽缸壁之間無摩擦且不漏氣。汽缸內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體。如果大氣壓強增大(溫度不變)，則()A．氣體的體積增大B．細線的張力增大C．氣體的壓強增大D．斜面對汽缸的支持力增大解析對活塞受力分析，沿斜面方向可得pS＋mgsinα＝p0S，所以p＝p0－eq\f(mgsinα,S)，若p0增大，則p增大，根據(jù)pV＝常量，可知V減??；對汽缸和活塞的整體而言，細線的張力T＝(M＋m)gsinα；斜面對汽缸的支持力F＝(M＋m)gcosα，與大氣壓強無關，C項正確。答案C9．(2017·江蘇)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V—T圖象如圖所示。下列說法正確的有()A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加解析由圖知A→B的過程中，溫度不變，體積減小，故外界對氣體做功，所以A項錯誤；根據(jù)熱力學定律知，A→B的過程中，氣體放出熱量，B項正確；B→C的過程為等壓變化，氣體壓強不變，C項正確；A→B→C的過程中，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故D項錯誤。答案BCB組·能力提升題10．(2017·全國卷Ⅱ)一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。(1)求該熱氣球所受浮力的大小。(2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力。(3)設充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。解析(1)設1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度T0時的體積為V0，密度為ρ0＝eq\f(m,V0)，①溫度為T時的體積為VT，密度為ρ(T)＝eq\f(m,VT)。②由蓋－呂薩克定律可得eq\f(V0,T0)＝eq\f(VT,T)，③聯(lián)立①②③解得ρ(T)＝ρ0eq\f(T0,T)，④氣球所受的浮力為f＝ρ(Tb)gV，⑤聯(lián)立④⑤解得f＝eq\f(ρ0gVT0,Tb)。⑥(2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G＝ρ(Ta)Vg，⑦聯(lián)立④⑦解得G＝Vgρ0eq\f(T0,Ta)。⑧(3)設該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件可知mg＝f－G－m0g，聯(lián)立⑥⑧⑨可得m＝eq\f(ρ0VT0,Tb)－eq\f(ρ0VT0,Ta)－m0。答案(1)eq\f(ρ0gVT0,Tb)(2)eq\f(ρ0gVT0,Ta)(3)eq\f(ρ0VT0,Tb)－eq\f(ρ0VT0,Ta)－m011．(2017·全國卷Ⅲ)一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖甲所示，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，如圖乙所示。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ρ，重力加速度大小為g。求：(1)待測氣體的壓強。(2)該儀器能夠測量的最大壓強。解析(1)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V＝V0＋eq\f(πd2l,4)，①V1＝eq\f(πd2h,4)，②由力學平衡條件得p1＝p＋ρgh，③整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得pV＝p1V1，④聯(lián)立①②③④式得p＝eq\f(πρgd2h2,4V0＋πd2l－h(huán))。⑤(2)由題意知h≤l，⑥聯(lián)立⑤⑥式有p≤eq\f(πρgd2l2,4V0)，該儀器能夠測量的最大壓強為pmax＝eq\f(πρgd2l2,4V0)。答案(1)eq\f(πρgd2h2,4V0＋πd2l－h(huán))(2)eq\f(πρgd2l2,4V0)12．如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的導熱汽缸倒扣在水平地面上，A為一T形活塞，汽缸內(nèi)充有理想氣體。汽缸的橫截面積S＝2×10－4m2。當外界溫度為t＝27℃時，汽缸對地面恰好沒有壓力，此時活塞位于汽缸中央。不計汽缸壁厚度，內(nèi)壁光滑，活塞始終在地面上靜止不動，大氣壓強為p0＝1×105Pa，g＝10m/s(1)汽缸內(nèi)氣體的壓強。(2)環(huán)境溫度升高時，汽缸緩慢上升，溫度至少升高到多少時，汽缸不再上升。(3)汽缸不再上升后，溫度繼續(xù)升高，從微觀角度解釋壓強變化的原因。解析(1)汽缸對地面恰好沒有壓力，對汽缸進行受力分析，mg＋p0S＝pS，解得氣體的壓強為p＝1.5×105Pa。(2)溫度升高時，汽缸緩慢上升，缸內(nèi)氣體壓強不變，根據(jù)蓋－呂薩克定律有eq\f(\f(V,2),T1)＝eq\f(V,T2)，解得T2＝600K。(3)溫度升高，分子平均動能增大，體積不變，分子密集程度不變，所以壓強變大。答案(1)1.5×105Pa(2)600K(3)見解析【解題技巧】本題是力學、氣體實驗定律以及熱力學第一定律的綜合題目，壓強的求解、氣體的狀態(tài)變化過程是本題中考查的重點。13．如圖所示為一簡易火災報警裝置。其原理是豎直放置的試管中裝有水銀，當溫度升高時，水銀柱上升，使電路導通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲。27℃時，空氣柱長度L1為20cm，水銀上表面與導線下端的距離L2為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為8cm，大氣壓強為75cm水銀柱高。則：(1)當溫度達到多少℃時，報警器會報警？(2)如果要使該裝置在87℃時報警，則應該再往玻璃管內(nèi)注入多少cm高的水銀柱？(3)如果大氣壓增大，則該報警器的報警溫度會受到怎樣的影響？解析(1)根據(jù)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，V1＝L1S，V2