2023学年高考物理大一轮复习课后限时集训37固体液体和气体.doc

课后限时集训37 固体、液体和气体 建议用时：45分钟 1．(多选)(2023·开封一模)下列说法中正确的是(　　) A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零 B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引 C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小 BDE　[分子做永不停息的无规则运动，分子运动的平均速率不可能为零，瞬时速度有可能为零，故A错误；液体与大气相接触，表面层内分子间距较大，分子力表现为引力，故B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；晶体和非晶体的区别在于内部分子排列，有的通过外界干预可以相互转化，如把晶体硫加热熔化(温度超过300 ℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体，再过一段时间又会转化为晶体，故D正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，若分子力表现为引力，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，故E正确。] 2．(多选)(2023·衡水联考)对于物质固体、液体、气体的认识，下列说法正确的是(　　) A．液晶具有晶体光学的各向异性 B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位 C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 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 E．液体的饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，但饱和汽压与饱和汽的体积无关 ABE　[液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，A正确；绝对湿度指大气中水蒸气的实际压强，空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，单位是Pa；而空气的相对湿度是空气中水蒸气的绝对湿度与同温度水的饱和汽压的比值，所以空气的相对湿度没有单位，B正确；表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，C错误；单晶体物理性质是各向异性的，非晶体和多晶体是各向同性的，D错误；饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，而与体积无关，E正确。] 3．(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有(　　) A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体 B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形 C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性 D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同 E．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变 ABD　[晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则没有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确；晶体具有一定的熔点，但由于晶体在熔化时吸收热量，内能在增大，故E错误。] 4．(多选)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(　　) A．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 C．气体分子的总数增加 D．单位体积内的分子数目增加 BD　[理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，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，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误。] 5．(2023·全国卷Ⅱ)如图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”) [解析]　对一定质量的理想气体，为定值，由p­V图象可知，2p1·V1＝p1·2V1＞p1·V1，所以T1＝T3＞T2。状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以N1＞N2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，所以N2＞N3。 [答案]　大于　等于　大于 6．(2023·全国卷Ⅱ)如图所示，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求： (1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积。 [解析]　(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得 (p10－p)·2S＝(p0－p)·S ① 得p10＝(p0＋p)。 ② (2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2。根据力的平衡条件有 p2·S＝p1·2S ③ 由玻意耳定律得 p1V1＝p10·2V0 ④ p2V2＝p0V0 ⑤ 由于两活塞用刚性杆连接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥ 联立②③④⑤⑥式解得 p1＝p0＋p ⑦ V1＝。 ⑧ [答案]　(1)(p0＋p)　(2)p0＋p　 7．(2023·大理模拟)竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中，两臂分别灌有水银，水平部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为cm。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知大气压强p0＝75 cmHg，环境温度不变，左管足够长。求： (1)此时右管封闭气体的压强； (2)左管中需要倒入水银柱的长度。 [解析]　(1)设玻璃管的横截面积为S，对右管中的气体，初态p1＝75 cmHg，V1＝30S 末态体积：V2＝(30－5)S＝25S 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 解得：p2＝90 cmHg。 (2)对水平管中的气体，初态 p＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg，V＝11S； 末态压强： p′＝p2＋20 cmHg＝110 cmHg 根据玻意耳定律：pV＝p′V′ 解得V′＝9S，水平管中的空气柱长度变为9 cm，此时原来左侧19 cm水银柱已有11 cm进入到水平管中，所以左侧管中倒入水银柱的长度应该是110 cm－75 cm－8 cm＝27 cm。 [答案]　(1)90 cmHg　(2)27 cm 8．(多选)(2023·洛阳市尖子生第二次联考)下列说法正确的是(　　) A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大 B．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 C．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性 E．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，布朗运动越不明显 BCD　[人感到潮湿时，是因为空气中的相对湿度较大，故A错误；气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项B正确；根据热力学第二定律可知，能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项C正确；在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项D正确；悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，受力越不平衡，布朗运动越明显，故E错误。] 9．(多选)(2023·皖南八校第二次联考)下列说法正确的是(　　) A．不同温度下，空气的绝对湿度不同，而相对湿度相同 B．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度可能增大 C．在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小 D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 E．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大 BCD　[不同温度下，饱和汽压不同，空气的绝对湿度不同，则相对湿度不一定相同，故A错误；饱和汽压与温度有关，控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则饱和汽压增大，达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，故B正确；分子间距离小于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小，分子间距离大于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；气体的温度升高时，虽然分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但单位时间内撞击的个数不一定增加，气体的压强不一定增大，故E错误。] 10．(2023·全国卷Ⅲ)如图所示，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。 (1)求细管的长度； (2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 [解析]　(1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有 pV＝p1V1 ① 由力的平衡条件有 p＝p0＋ρgh ② p1＝p0－ρgh ③ 式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有 V＝S(L－h1－h) ④ V1＝S(L－h) ⑤ 由①②③④⑤式和题给条件得 L＝41 cm。 ⑥ (2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖—吕萨克定律有 ＝ ⑦ 由④⑤⑥⑦式和题给数据得 T＝312 K。 ⑧ [答案]　(1)41 cm　(2)312 K 11．(2023·福州调研)如图所示，开口向上竖直放置的横截面积为10 cm2的汽缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把汽缸内的气体分割为两个独立的部分A和B，A的长度为30 cm，B的长度是A长度的一半，汽缸和b活塞都是绝热的，活塞a导热性能良好，与活塞b和汽缸底部相连的轻弹簧劲度系数为100 N/m，B部分下端有与电源相连的电热丝。初始状态A、B两部分气体的温度均为27 ℃，弹簧处于原长，活塞a刚好与汽缸口相齐平，开关S断开。若在活塞a上放上一个2 kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止(已知外界大气压强为p0＝1×105 Pa，重力加速度取g＝10 m/s2)。求： (1)稳定后A部分气柱的长度。 (2)合上开关S，对气体B进行加热，可以使a上升再次与汽缸口齐平，则此时气体B的温度为多少？ [解析]　(1)对于A部分气体，初态pA＝1×105 Pa，VA＝L1S 末态pA′＝p0＋＝1.2×105 Pa 根据玻意耳定律pAL1S＝pA′L1′S 解得L1′＝25 cm 即A部分气柱长度变为25 cm。 (2)若使活塞a返回原处，B部分气体末状态时气柱长为L2′＝20 cm，此时弹簧要伸长5 cm 对活塞b有pA′S＋kΔl＝pB′S 解得pB′＝pA′＋＝1.25×105 Pa 对于B部分气体，初态pB＝1×