2023版高考物理一輪復習第14章熱學第2講固體、液體與氣體課后限時訓練新人教版選修3-3

PAGEPAGE2固體、液體與氣體一、選擇題(此題共8小題，1～3題為單項選擇，4～8題為多項選擇)1．以下說法中正確的選項是eq\x(導學號51343390)(D)A．黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體B．同一種物質只能形成一種晶體C．單晶體的所有物理性質都是各向異性的D．玻璃沒有確定的熔點，也沒有規(guī)那么的幾何形狀[解析]黃金是多晶體，選項A錯誤。同種物質可以形成多種晶體，例如金剛石和石墨就是兩種由同種元素形成的不同種晶體，選項B錯誤。單晶體在某些物理性質上表現出各向異性，但并不是在所有物理性質上都表現出各向異性，選項C錯誤。玻璃是非晶體，沒有固定的熔點，也沒有規(guī)那么的幾何形狀，選項D正確。2．以下關于濕度的說法中正確的選項是eq\x(導學號51343391)(D)A．絕對濕度大，相對濕度一定大B．相對濕度是100%，說明在當時溫度下，空氣中水蒸氣還沒到達飽和狀態(tài)C．相同溫度下絕對濕度越小，說明空氣中水蒸氣越接近飽和D．露水總是出現在夜間和清晨，是氣溫的變化使空氣里原來飽和的水蒸氣液化的緣故[解析]絕對濕度大，相對濕度不一定大，A錯誤；相對濕度是指水蒸氣的實際壓強與該溫度下水蒸氣的飽和汽壓之比，相對濕度是100%，說明在當時溫度下，空氣中水蒸氣已達飽和狀態(tài)，B錯誤；相同溫度下絕對濕度越大，說明空氣中水蒸氣越接近飽和，C錯誤；露水總是出現在夜間和清晨，是因為氣溫的變化使空氣里原來飽和的水蒸氣液化的緣故，故D正確。3．一定質量的某種氣體，其壓強為p，熱力學溫度為T，以下說法中正確的選項是eq\x(導學號51343392)(C)A．p增大時，單位體積內氣體分子數一定增大B．T減小時，單位體積內氣體分子數一定增大C．p/T的比值增大時，單位體積內氣體分子數一定增大D．p/T的比值增大時，單位體積內氣體分子數可能增大，也可能減小[解析]從微觀角度分析，壓強由單位體積內的分子數和分子的平均動能決定，p增大，單位體積內的分子數不一定增大，選項A錯誤；單位體積內的分子數n0＝eq\f(N,V)，選項B錯誤；對于一定質量的理想氣體，eq\f(pV,T)＝C，eq\f(p,T)＝eq\f(C,V)，所以p/T的比值增大時，體積減小，那么單位體積內的分子數增大，選項C正確，D錯誤。4．(2022·吉林省重點中學第二次模擬考試)以下說法正確的選項是eq\x(導學號51343393)(CDE)A．空調制冷時把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體是自發(fā)的B．單晶體和多晶體一定有確定的熔點，都是各向異性的C．知道水的摩爾質量和水分子質量，可以計算出阿伏加德羅常數D．液體外表存在張力是由于液體外表層分子間距離大于液體內局部子間的距離E．影響蒸發(fā)快慢的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的差距[解析]空調制冷時把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體是通過壓縮機進行的，不是自發(fā)的，選項A錯誤；單晶體和多晶體一定有確定的熔點，單晶體是各向異性的，多晶體是各向同性的，選項B錯誤；知道水的摩爾質量M和水分子質量m，可以計算出阿伏加德羅常數NA＝M/m，選項C正確；液體外表存在張力是由于液體外表層分子間距離大于液體內局部子間的距離，分子力表現為吸引力，選項D正確；影響蒸發(fā)快慢的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的差距，即相對濕度，選項E正確。5．以下說法正確的選項是eq\x(導學號51343394)(BCE)A．氣體擴散現象說明氣體分子間存在斥力B．液晶具有流動性，光學性質表現為各向異性C．熱量總是自發(fā)地從分子平均動能大的物體傳遞到分子平均動能小的物體D．機械能不可能全部轉化為內能，內能也無法全部用來做功以轉化成機械能E．液體外表層分子間距離大于液體內局部子間距離，所以液體外表存在外表張力[解析]擴散現象說明分子在做無規(guī)那么運動，不能說明分子間存在斥力，故A錯誤；液晶是兼有晶體與液體的局部性質的特殊物質，它具有流動性，光學性質表現為各向異性，故B正確；熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，而溫度是分子平均動能的標志，故C正確；根據能量轉化的方向可知，機械能可能全部轉化為內能，故D錯誤；液體外表層分子間距離大于液體內局部子間距離，分子之間的作用力表現為引力，所以液體外表存在外表張力，故E正確。6．(2022·安徽皖南八校第二次聯考)以下說法正確的選項是eq\x(導學號51343395)(ACD)A．空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢B．分子間同時存在著引力和斥力，當引力和斥力相等時，分子勢能最大C．液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征D．液體中懸浮微粒的無規(guī)那么運動稱為布朗運動，布朗運動反映了分子的熱運動E．液體外表張力的方向與液面垂直并指向液體內部[解析]空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，故A正確；分子間同時存在著引力和斥力，當引力和斥力相等時，分子勢能最小，B錯誤；液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征，故C正確；液體中懸浮微粒的無規(guī)那么運動稱為布朗運動，布朗運動反映了分子的熱運動，故D正確；由于液體外表層分子間距離大于液體內局部子間距離，分子間表現為引力，液體外表存在張力，張力方向平行于液體外表，而非與液面垂直，故E錯誤。7．以下說法中正確的選項是eq\x(導學號51343396)(BCD)A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數，就可以算出氣體分子的體積B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯C．一定質量的理想氣體，保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越大D．一定溫度下，飽和汽的壓強是一定的E．由于液體外表分子間距離大于液體內局部子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力，所以液體外表具有收縮的趨勢[解析]摩爾體積與阿伏伽德羅常數之比是氣體分子占據的空間，氣體分子間的空隙很大，所以氣體分子占據的空間不等于氣體分子的體積，故A錯誤；懸浮在液體中的固體微粒越小，來自各方向的撞擊抵消得越少，撞擊越不平衡，那么布朗運動就越明顯，故B正確；一定質量的理想氣體，保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越大，故C正確；當溫度不變時，飽和汽的壓強也是固定的，故D正確；分子間的引力和斥力是同時存在的，有引力的同時也一定有斥力，故E錯誤。8．以下說法正確的選項是eq\x(導學號51343397)(ACD)A．液體外表存在張力是因為液體外表層分子間的距離大于液體內局部子間的距離B．溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同C．在完全失重的情況下，密閉容器內的氣體對器壁也有壓強D．晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化E．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力[解析]液體外表層的分子間距離比內局部子間的平衡距離大，分子間的引力比斥力大，合力表現為引力，導致液體的外表存在張力，選項A正確；由于不考慮分子間作用力，氫氣和氧氣只有分子動能，溫度相同，它們的平均動能相同，但氧分子和氫分子質量不同，故平均速率不相同，選項B錯誤；氣體的壓強是由大量的分子對容器壁的碰撞引起的，在完全失重的情況下，密閉容器內的氣體對器壁也有壓強，選項C正確；晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化，選項D正確；氣體分子間的作用力很小，可以忽略不計，氣體分子不停地做無規(guī)那么運動，使氣體分子可以充滿整個容器，如果沒有約束，氣體將散開，故E錯誤。二、非選擇題9．(2022·山東理綜)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現象。如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內部封閉氣體的溫度為300K，壓強為大氣壓強p0。當封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內部氣體壓強立刻減為p0，溫度仍為303K。再經過一段時間，內部氣體溫度恢復到300K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求：eq\x(導學號51343398)(1)當溫度上升到303K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；(2)當溫度恢復到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力。[答案](1)1.01p0(2)0.02p0S[解析](1)氣體進行等容變化，開始時，壓強p0，溫度T0＝300K；當溫度上升到303K且尚未放氣時，壓強為p1，溫度T1＝303K；根據eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)可得：p1＝eq\f(T1,T0)p0＝eq\f(300,303)p0＝1.01p0(2)當內部氣體溫度恢復到300K時，由等容變化方程可得：eq\f(p0,T1)＝eq\f(p2,T0)，解得p2＝eq\f(T0,T1)p0＝eq\f(300,303)p0＝eq\f(p0,1.01)當杯蓋恰被頂起時有：p1S＝mg＋p0S假設將杯蓋提起時所需的最小力滿足：Fmin＋p2S＝p0S＋mg，解得：Fmin≈0.02p0S10．(2022·新課標全國卷Ⅱ)如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉；A側空氣柱的長度為l＝10.0cm，B側水銀面比A側的高h＝3.0cm?，F將開關K翻開，從U形管中放出局部水銀，當兩側水銀面的高度差為h1＝10.0cm時將開關K關閉。大氣壓強p0＝75.0cmHg。eq\x(導學號51343399)(1)求放出局部水銀后A側空氣柱的長度；(2)此后再向B側注入水銀，使A、B兩側的水銀面到達同一高度，求注入的水銀在管內的長度。[答案](1)12.0cm(2)13.2cm[解析](1)以cmHg為壓強單位，設A側空氣長度l＝10.0cm時壓強為p；當兩側水銀面的高度差為h1＝10.0cm時，空氣柱的長度為l1，壓強為p1，由玻意耳定律得pl＝p1l1由力學平衡條件得：p＝p0＋h，翻開開關K放出水銀的過程中，B側水銀面處的壓強始終為p0，而A側水銀面處的壓強隨空氣柱的長度增加逐漸減小，B、A兩側水銀面的高度差也隨之減小；直至B側水銀面低于A側水銀面h1為止，由力學平衡條件有p1＝p0－h(huán)1，代入數據得l1＝12.0cm。(2)當A、B兩側水銀面到達同一高度時，設A側空氣柱的長度為l2，壓強為p2。由玻意耳定律得：pl＝p2l由力學平衡條件可知：p2＝p0，代入數據得：l2＝10.4cm，設注入的水銀柱在管內的長度為Δh，依題意得Δh＝2(l1－l2)＋h1＝13.2cm。11．(2022·新課標全國卷Ⅰ)如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞。大活塞的質量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2；小活塞的質量為m2＝1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0cm；汽缸外大氣的壓強為p＝1.00×105Pa，溫度為T＝303K。初始時大活塞與大圓筒底部相距eq\f(l,2)，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K?，F汽缸內氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2。求eq\x(導學號51343400)(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內封閉氣體的溫度；(2)缸內封閉的氣體與缸外大氣到達熱平衡時，缸內封閉氣體的壓強。[答案](1)330K(2)1.01×105Pa[解析](1)設初始時氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內封閉氣體的體積為V2，溫度為T2。由題給條件V1＝S2(l－eq\f(l,2))＋S1(eq\f(l,2))①V2＝S2l在活塞緩慢下移的過程