2023高考物理一輪總復習第十一章熱學（選修3-3）第32講固體、液體和氣體課時達標

PAGEPAGE2第32講固體、液體和氣體[解密考綱]知道晶體、非晶體的區(qū)別；理解外表張力，會解釋有關現(xiàn)象；掌握氣體的三個實驗定律，會用三個實驗定律分析氣體狀態(tài)變化問題．1．(多項選擇)(2022·全國大綱卷)對于一定量的稀薄氣體，以下說法正確的選項是(BD)A．壓強變大時，分子熱運動必然變得劇烈B．保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈C．壓強變大時，分子間的平均距離必然變小D．壓強變小時，分子間的平均距離可能變小解析：壓強變大，溫度不一定升高，分子熱運動不一定變得劇烈，A項錯誤；壓強不變，溫度也有可能升高，分子熱運動可能變得劇烈，B項正確；壓強變大，體積不一定減小，分子間的距離不一定變小，C項錯誤；壓強變小，體積可能減小，分子間的距離可能變小，D項正確．2．(多項選擇)以下現(xiàn)象中，能說明液體存在外表張力的有(AB)A．水黽可以停在水面上B．葉面上的露珠呈球形C．滴入水中的紅墨水很快散開D．懸浮在水中的花粉做無規(guī)那么運動解析：水黽可以停在水面上和葉面上的露珠呈球形都說明液體外表層的分子比液體內部稀疏，形成了外表張力，應選項A、B正確；滴入水中的紅墨水很快散開是擴散現(xiàn)象，懸浮在水中的花粉做無規(guī)那么運動是布朗運動，都反映的是液體分子的無規(guī)那么熱運動，應選項C、D錯誤．3．(2022·福建師大附中期中質檢)如下圖，U形氣缸固定在水平地面上，用重力不計的活塞封閉著一定質量的氣體，氣缸不漏氣，活塞移動過程無摩擦．初始時，外界大氣壓強為p0，活塞緊壓小擋板．現(xiàn)緩慢升高缸內氣體的溫度，那么圖中能反映氣缸內氣體的壓強p隨熱力學溫度T變化的圖象是(B)解析：緩慢升高缸內氣體的溫度，當缸內氣體的壓強p<p0時，氣體的體積不變，由查理定律知p＝p1eq\f(T,T1)，故缸內氣體的壓強p與熱力學溫度T呈線性關系；當氣缸內氣體的壓強p＝p0時發(fā)生等壓變化．正確的圖象為圖B．4．(多項選擇)(2022·湖北黃石模擬)以下說法正確的選項是(ACD)A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面．這是由于水外表存在外表張力的緣故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能．這是因為油脂使水的外表張力增大的緣故C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形．這是外表張力作用的結果D．在毛細現(xiàn)象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細管的材質有關E．當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開．這是由于水膜具有外表張力的緣故解析：水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤的結果，而干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤的結果，B錯誤．玻璃板很難被拉開是由于分子引力的作用，E錯誤．5．(多項選擇)(2022·浙江寧波模擬)一定質量理想氣體的狀態(tài)經歷了如下圖的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，那么氣體體積在(AB)A．ab過程中不斷增加 B．bc過程中保持不變C．cd過程中不斷增加 D．da過程中保持不變解析：因為bc的延長線通過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不變，B項正確；ab是等溫線，壓強減小那么體積增大，A項正確；cd是等壓線，溫度降低那么體積減小，C項錯誤；連接aO交cd于e，如圖，那么ae是等容線，即Va＝Ve，因為Vd<Ve，所以Vd<Va，所以da過程中體積不是保持不變，D項錯誤．(第5題圖)6．(2022·上海卷)如下圖，氣缸左右兩側氣體由絕熱活塞隔開，活塞與氣缸光滑接觸．初始時兩側氣體均處于平衡態(tài)，體積之比V1∶V2＝1∶2，溫度之比T1∶T2＝2∶5.先保持右側氣體溫度不變，升高左側氣體溫度，使兩側氣體體積相同；然后使活塞導熱，兩側氣體最后到達平衡．求：(1)兩側氣體體積相同時，左側氣體的溫度與初始溫度之比；(2)最后兩側氣體的體積之比．解析：(1)設初始時壓強為p左側氣體滿足eq\f(pV1,T1)＝eq\f(p′V,kT1)右側氣體滿足pV2＝p′V解得k＝eq\f(V2,V1)＝2(2)活塞導熱到達平衡左側氣體滿足eq\f(p′V,kT1)＝eq\f(p″V1′,T1′)右側氣體滿足eq\f(p′V,T2)＝eq\f(p″V2′,T2′)平衡時T1′＝T2′解得eq\f(V1′,V2′)＝eq\f(T2,kT1)＝eq\f(5,4)答案：(1)2(2)eq\f(5,4)7．(2022·福建福州模擬)如下圖，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積為50cm2，厚度為1cm，氣缸全長為21cm，氣缸質量為20kg，大氣壓強為1×105Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，假設將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10m/s2，求：(1)氣柱的長度；(2)當溫度為多高時，活塞剛好接觸平臺．解析：(1)設氣缸倒置前后被封閉氣體的壓強分別為p1和p2，氣柱長度分別為L1和L2.p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.2×105Pa，p2＝p0－eq\f(mg,S)＝0.8×105Pa.倒置過程為等溫變化，由玻意耳定律可得p1L1S＝p2L2S，所以L2＝eq\f(p1,p2)L1＝15cm.(2)設倒置后升溫前后封閉氣柱溫度分別為T2和T3，升溫后氣柱長度為L3，那么T2＝T1＝(273＋7)K＝280K，L2＝15cm，L3＝20cm.升溫過程為等壓變化，由蓋·呂薩克定律可得eq\f(L2S,T2)＝eq\f(L3S,T3)，所以T3＝eq\f(L3,L2)T2＝373K.即溫度升高到100℃時，活塞剛好接觸平臺．答案：(1)15cm(2)100℃8．(2022·河北衡水模擬)如下圖，一粗細均勻的玻璃瓶水平放置，瓶口處有閥門K，瓶內有A、B兩局部用一活塞分開的理想氣體．開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，A、B兩局部氣體長度分別為2L和L，壓強均為P.假設因閥門封閉不嚴，B中氣體向外緩慢漏氣，活塞將緩慢移動，整個過程中氣體溫度不變，瓶口處氣體體積可以忽略．當活塞向右緩慢移動的距離為0.4L(1)A中氣體的壓強；(2)B中剩余氣體與漏氣前B中氣體的質量比．解析：(1)對A中氣體由玻意耳定律可得：p·2L＝pA(2L＋0.4L)，解得pA＝eq\f(5,6)p(2)AB氣體通過活塞分開，AB中氣體壓強始終保持相同pA＝pB按漏氣后B中氣體壓強，漏氣前氣體總長度為LB，pSL＝pBSLB，解得LB＝eq\f(6,5)L此時B中氣體長度為：L′B＝L－0.4L＝那么此時B中氣體質量m′B與原有質量mB之比為eq\f(m′B,mB)＝eq\f(L′B,LB)，解得eq\f(m′B,mB)＝eq\f(1,2)答案：(1)eq\f(5,6)p(2)eq\f(1,2)9．(2022·上海卷)利用如圖裝置可測量大氣壓強和容器的容積．步驟如下：①將倒U形玻璃管A的一端通過橡膠軟管與直玻璃管B連接，并注入適量的水，另一端插入橡皮塞，然后塞住燒瓶口，并在A上標注此時水面的位置K；再將一活塞置于10mL位置的針筒插入燒瓶，使活塞緩慢推移至0刻度的位置；上下移動B，保持A中的水面位于K處，測得此時水面的高度差為17.1cm.②拔出橡皮塞，將針筒活塞置于0mL位置，使燒瓶與大氣相通后再次塞住瓶口；然后將活塞抽拔至10mL位置，上下移動B，使A中的水面仍位于K，測得此時玻璃管中水面的高度差為16.8cm.(玻璃管A內氣體體積忽略不計，ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10m/s(1)假設用V0表示燒瓶容積，p0表示大氣壓強，ΔV表示針筒內氣體的體積，Δp1、Δp2表示上述步驟①②中燒瓶內外氣體壓強差大小，那么步驟①②中，氣體滿足的方程分別為p0(V0＋ΔV)＝(p0＋Δp1)V0、p0V0＝(p0－Δp2)·(V0＋ΔV)．(2)由實驗數(shù)據(jù)得燒瓶容積V0＝560mL，大氣壓強p0＝95_760Pa.(3)倒U形玻璃管A內氣體的存在(A)A．僅對容積的測量結果有影響B(tài)．僅對壓強的測量結果有影響C．對二者的測量結果均有影響D．對二者的測量結果均無影響解析：(1)由題意，氣體發(fā)生等溫變化，步驟①中氣體初態(tài)的壓強和體積分別為p0、(V0＋ΔV)，末態(tài)的壓強和體積分別為(p0＋Δp1)與V0，那么氣體滿足的方程為p0(V0＋ΔV)＝(p