2019屆物理總復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第二節(jié) 固體、液體和氣體課后達(dá)標(biāo)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第二節(jié)固體、液體和氣體［學(xué)生用書P361（單獨(dú)成冊(cè))］(建議用時(shí)：60分鐘)一、選擇題1．一個(gè)密閉容器由固定導(dǎo)熱板分隔為體積相同的兩部分，分別裝有質(zhì)量不等的同種氣體．當(dāng)兩部分氣體穩(wěn)定后，它們的（)A．密度相同 B．分子數(shù)相同C．分子平均速率相同 D．分子間平均距離相同解析：選C.根據(jù)ρ＝eq\f（m，V)可知，m不等,V相等，則ρ不相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量不等的同種氣體的分子數(shù)不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)兩部分氣體穩(wěn)定后，二者的溫度是相等的，故同種氣體分子的平均速率相同，C項(xiàng)正確；同體積、不同質(zhì)量的同種氣體分子間距不相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤．2．人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程．以下說(shuō)法正確的是()A．液體的分子勢(shì)能與體積有關(guān)B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C．溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E．液體表面層內(nèi)分子分布比液體內(nèi)部稀疏，所以分子間作用力表現(xiàn)為引力解析：選ADE。分子勢(shì)能與分子間距有關(guān)，而分子間距與物體的體積有關(guān)，則知液體的分子勢(shì)能和體積有關(guān),選項(xiàng)A正確；晶體分為單晶體和多晶體，單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能增大但不是每一個(gè)分子動(dòng)能都增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；露珠由于受到表面張力的作用表面積有收縮到最小的趨勢(shì)即呈球形，選項(xiàng)D正確；液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)E正確．3．下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（）A．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣B．對(duì)于一定量的氣體,如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱C．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大,因此壓強(qiáng)必然增大D．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間勢(shì)能的總和E．如果氣體溫度升高,那么所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大解析:選ABD。一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，需吸收一定熱量，其內(nèi)能增加，而分子個(gè)數(shù)、溫度均未變，表明其分子勢(shì)能增加,A對(duì)；氣體的壓強(qiáng)與氣體分子密度和分子的平均速率有關(guān),整體的體積增大，氣體分子密度減小，要保證其壓強(qiáng)不變，氣體分子的平均速率要增大，即要吸收熱量,升高溫度,B對(duì)；對(duì)于一定量的氣體,溫度升高，分子的平均速率變大，但若氣體體積增加得更多，氣體的壓強(qiáng)可能會(huì)降低，C錯(cuò)；根據(jù)內(nèi)能的定義可知，D對(duì);氣體溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)的平均速率肯定會(huì)增大，但并不是所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大,4．(2018·唐山模擬）對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是（)A．若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí),壓強(qiáng)一定變大B．若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，壓強(qiáng)可能不變C．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí)，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加D．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí)，則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變E．若氣體體積減小，溫度升高，單位時(shí)間內(nèi)分子對(duì)器壁的撞擊次數(shù)增多，平均撞擊力增大,因此壓強(qiáng)增大解析：選ACE。氣體壓強(qiáng)的大小與氣體分子的平均動(dòng)能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)兩個(gè)因素有關(guān)．若單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，決定壓強(qiáng)的兩個(gè)因素中一個(gè)不變，一個(gè)增大，故氣體的壓強(qiáng)一定變大,A對(duì)、B錯(cuò)；若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí),氣體的體積一定減小，故單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)一定增加，C對(duì)、D錯(cuò)；由氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因知，E對(duì)．5．（2018·武漢模擬）如圖所示,是水的飽和汽壓與溫度關(guān)系的圖線，請(qǐng)結(jié)合飽和汽與飽和汽壓的知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的是（)A．水的飽和汽壓隨溫度的變化而變化，溫度升高，飽和汽壓增大B．在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是不變的C．當(dāng)液體處于飽和汽狀態(tài)時(shí)，液體會(huì)停止蒸發(fā)現(xiàn)象D．在實(shí)際問題中，飽和汽壓包括水蒸氣的氣壓和空氣中其他各種氣體的氣壓解析：選AB.當(dāng)液體處于飽和汽狀態(tài)時(shí)，液體與氣體達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)平衡,液體蒸發(fā)現(xiàn)象不會(huì)停止,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在實(shí)際問題中，水面上方含有水分子、空氣中的其他分子，但我們所研究的飽和汽壓只是水蒸氣的分氣壓,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，在此過(guò)程中，其壓強(qiáng)(）A．逐漸增大 B．逐漸增小C．始終不變 D．先增大后減小解析：選A。法一：由題圖可知，氣體從狀態(tài)a變到狀態(tài)b，體積逐漸減小，溫度逐漸升高，由eq\f（pV,T)＝C可知，壓強(qiáng)逐漸增大，故A正確．法二：由eq\f（pV,T)＝C得：V＝eq\f（C，p)T,從a到b，ab段上各點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率逐漸減小，即eq\f(1，p)逐漸減小,p逐漸增大，故A正確．7．（2018·南京模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析,這是因?yàn)?)A．氣體分子的平均速率不變B．氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大C．單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多D．氣體分子的總數(shù)增加E．氣體分子的密度增大解析：選ACE.氣體溫度不變,分子平均動(dòng)能、平均速率均不變，A正確．理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，體積減小，分子密度增大，則單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,但氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變,故C、E正確，B、D錯(cuò)誤．8。一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的a→b、b→c、c→d、d→a四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()A．a(chǎn)→b過(guò)程中不斷增加B．b→c過(guò)程中保持不變C．c→d過(guò)程中不斷增加D．d→a過(guò)程中保持不變E．d→a過(guò)程中不斷增大解析:選ABE.由題圖可知a→b溫度不變，壓強(qiáng)減小，所以體積增大，b→c是等容變化，體積不變，因此A、B正確；c→d體積不斷減小,d→a體積不斷增大，故C、D錯(cuò)誤,E正確．二、非選擇題9．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過(guò)程，B→C和D→A為絕熱過(guò)程（氣體與外界無(wú)熱量交換）．這就是著名的“卡諾循環(huán)”．(1)該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是________．A．A→B過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功B．B→C過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C．C→D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D→A過(guò)程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化（2)該循環(huán)過(guò)程中,內(nèi)能減小的過(guò)程是________（選填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”）．若氣體在A→B過(guò)程中吸收63kJ的熱量，在C→D過(guò)程中放出38kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為________kJ.解析：(1）在A→B的過(guò)程中，氣體體積增大，故氣體對(duì)外界做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B→C的過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功，W＜0,且為絕熱過(guò)程,Q＝0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，知ΔU＜0，即氣體內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C→D的過(guò)程中，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，故單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，選項(xiàng)C正確；D→A的過(guò)程為絕熱壓縮，故Q＝0，W＞0，根據(jù)ΔU＝Q＋W,ΔU＞0，即氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,所以氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)從A→B、C→D的過(guò)程中氣體做等溫變化，理想氣體的內(nèi)能不變，內(nèi)能減小的過(guò)程是B→C，內(nèi)能增大的過(guò)程是D→A.氣體完成一次循環(huán)時(shí)，內(nèi)能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q1－Q2＝（63－38）kJ＝25kJ，根據(jù)ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25kJ，即氣體對(duì)外做功25kJ。答案:(1)C（2）B→C2510．如圖所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的汽缸,汽缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞，活塞面積為S?，F(xiàn)用水平恒力F向右推汽缸,最后汽缸和活塞達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),求此時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p.(已知外界大氣壓為p0）解析：選取汽缸和活塞整體為研究對(duì)象，相對(duì)靜止時(shí)有:F＝（M＋m）a再選活塞為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律有：pS－p0S＝ma解得：p＝p0＋eq\f（mF，S（M＋m）)。答案:p0＋eq\f(mF,S(M＋m））11．(2017·高考全國(guó)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(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g。(1）求該熱氣球所受浮力的大??；（2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；(3）設(shè)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(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時(shí)的體積為V0，密度為ρ0＝eq\f（m,V0)①在溫度為T時(shí)的體積為VT，密度為ρ（T）＝eq\f（m,VT) ②由蓋－呂薩克定律得eq\f（V0，T0）＝eq\f(VT,T） ③聯(lián)立①②③式得ρ(T）＝ρ0eq\f（T0，T) ④氣球所受到的浮力為f＝ρ（Tb）gV ⑤聯(lián)立④⑤式得f＝Vgρ0eq\f（T0,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式得G＝Vgρ0eq\f(T0，Ta). ⑧（3）設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得mg＝f－G－m0g 聯(lián)立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（1，Tb)－\f（1，Ta)））－m0。答案：見解析12.(2015·高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞．已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2；小活塞的質(zhì)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(qiáng)為p＝1。00×105Pa，溫度為T＝303K．初始時(shí)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．現(xiàn)汽缸內(nèi)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.（1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度;(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．解析：（1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T2.由題給條件得V1＝S1eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,2)）)＋S2eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（l－\f（l，2)）） ①V2＝S2l在活塞緩慢下移的過(guò)程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得S1（p1－p）＝m1g＋m2g＋S2（p1－故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變．由蓋－呂薩克定律有eq\f(V1，T1)＝eq\f（V2，T2） ④聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得T2＝330K． ⑤（2）在大活塞與大圓筒