高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章熱學(xué)第講固體液體與氣體練習(xí)含解析新人教版

第2講固體、液體與氣體一、選擇題(本題共8小題，1～4題為單選，5～8題為多選)1．(2023·河南駐馬店月考)下列說(shuō)法中正確的是(C)①當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開(kāi)，這是由于水膜具有表面張力的緣故②在顯微鏡下可觀察到水中炭粉的布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明組成炭粉的固體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)③高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故④干濕泡濕度計(jì)的示數(shù)差越大，表示空氣中水蒸氣離飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)⑤液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性A．①③④⑤ B．②③④⑤C．④⑤ D．①②③④⑤[解析]本題考查分子間作用力、布朗運(yùn)動(dòng)等知識(shí)。①當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開(kāi)，反映出水分子和玻璃分子間存在引力作用，但這種引力不是液體表面張力，故①錯(cuò)誤；②水中炭粉因?yàn)槭艿剿肿宇l繁碰撞而出現(xiàn)了布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明水分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故②錯(cuò)誤；③高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低是因?yàn)楦咴貐^(qū)的大氣壓強(qiáng)較小，水的沸點(diǎn)隨大氣壓強(qiáng)減小而降低，故③錯(cuò)誤；④干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，是因?yàn)闈衽萃饧啿贾械乃舭l(fā)吸熱，干濕泡濕度計(jì)的兩個(gè)溫度計(jì)的示數(shù)差越大，表示空氣中水蒸氣離飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)，故④正確；⑤液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故⑤正確。綜上可知C正確。2．如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬塊A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為θ。金屬塊的質(zhì)量為M，不計(jì)金屬塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強(qiáng)為p0，則被金屬塊封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p為(D)A．p0＋eq\f(Mgcosθ,S) B．eq\f(p0,cosθ)＋eq\f(Mg,Scosθ)C．p0＋eq\f(Mgcos2θ,S) D．p0＋eq\f(Mg,S)[解析]對(duì)金屬塊進(jìn)行受力分析，重力Mg，大氣壓的作用力p0S，封閉氣體對(duì)它的作用力eq\f(pS,cosθ)，容器側(cè)壁的作用力F，如圖所示。由于不需要求出側(cè)壁的作用力，所以只考慮豎直方向合外力為零，就可以求被封閉的氣體壓強(qiáng)，金屬塊在豎直方向上合外力為零，有p0S＋Mg＝eq\f(pS,cosθ)cosθ，即p＝p0＋eq\f(Mg,S)。3．(2023·陜西西航一中檢測(cè))下圖描繪一定質(zhì)量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種情況下速率分布情況，符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的是(A)[解析]本題考查氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，平均動(dòng)能越大，故氧氣分子的平均速率越大，即速率大的分子數(shù)占據(jù)總數(shù)的比例越大，故A正確，B錯(cuò)誤；分子總數(shù)是一定的，故圖線與橫軸包圍的面積是100%，故兩個(gè)圖線與橫軸包圍的面積是相等的，故C、D錯(cuò)誤。4．(2023·江蘇揚(yáng)州中學(xué)月考)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，氣體溫度變化是(B)A．逐漸升高B．逐漸降低C．不變D．先升高后降低[解析]本題考查根據(jù)壓強(qiáng)與體積的關(guān)系圖像分析溫度的變化。根據(jù)理想氣體方程知eq\f(pV,T)＝C，即p＝CT·eq\f(1,V)，其p－eq\f(1,V)圖像上點(diǎn)到原點(diǎn)連線斜率反應(yīng)溫度的高低，如圖知狀態(tài)1的溫度大于狀態(tài)2的溫度，由狀態(tài)1到狀態(tài)2溫度降低，故選B。5．(2023·重慶南開(kāi)中學(xué)月考)分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它們之間存在著相互作用。這兩種相互的因素決定了分子的三種不同的聚集形態(tài)：固體、液體和氣體。下列說(shuō)法正確(BDE)A．固體中的分子是靜止的，液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的B．液體的蒸發(fā)現(xiàn)象在任何溫度下都能發(fā)生C．汽化現(xiàn)象是液體分子間因相互排斥而發(fā)生的D．有的物態(tài)變化中雖然吸收熱量但溫度卻不升高E．液體表面層中分子間的相互作用表現(xiàn)為引力[解析]本題考查物態(tài)變化的相關(guān)知識(shí)。不論固體，還是液體與氣體，分子均是永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在任何溫度下，液體的蒸發(fā)現(xiàn)象都發(fā)生，選項(xiàng)B正確；汽化是液體分子，擺脫與其分子間的作用力，與液體分子間相互排斥無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；有的物態(tài)變化中雖然吸收熱量但溫度卻不升高，如晶體熔化，選項(xiàng)D正確；當(dāng)分子間距為r0時(shí)，分子引力和分子斥力相等，液體表面的分子比較稀疏，分子間距大于r0，所以分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)E正確。6．(2023·江蘇南通一模)下列說(shuō)法中正確的有(CDE)A．液面上方的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)就不會(huì)有液體分子從液面飛出B．液體表面層分子間的平均距離等于液體內(nèi)部分子間的平均距離C．用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來(lái)，這屬于毛細(xì)現(xiàn)象D．在完全失重的情況下，熔化的金屬能夠收縮成球形E．液體內(nèi)部分子的勢(shì)能比液體表面層分子的勢(shì)能小[解析]本題考查了毛細(xì)現(xiàn)象、液體表面分子排布等知識(shí)點(diǎn)。液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)，液體分子從液面飛出，同時(shí)有蒸汽分子進(jìn)入液體中，從宏觀上看，液體不再蒸發(fā)，故A錯(cuò)誤；液體表面層分子較為稀疏，分子間距離大于平衡時(shí)的距離r0，故B錯(cuò)誤；用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來(lái)，屬于毛細(xì)現(xiàn)象，故C正確；完全失重情況下，熔化的金屬由于表面張力的收縮作用，以及球形表面積最小，金屬最終能夠收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形，故D正確；液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子間的距離大，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的距離有縮小的趨勢(shì)，可知液體表面層的分子勢(shì)能比液體內(nèi)部的分子有更多的分子勢(shì)能，故E正確。7．(2023·天津七校期中)一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān)系正確的是(AD)A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝2T2B．p1＝p2，V1＝eq\r(2)V2，T1＝2T2C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2D．T1＝T2，p1＝2p2，V1＝eq\f(1,2)V2[解析]本題考查理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。若p1＝p2，V1＝2V2，得T1＝2T2，A正確；若p1＝p2，V1＝eq\r(2)V2，得T1＝eq\r(2)T2，B錯(cuò)誤；若p1＝2p2，V1＝2V2，得T1＝4T2，C錯(cuò)誤；若T1＝T2，p1＝2p2，得V1＝eq\f(1,2)V2，D正確。故選A、D。8．在一定溫度下，當(dāng)一定質(zhì)量的氣體的體積增大時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小，關(guān)于其原因下列說(shuō)法正確的是(ABE)A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少B．氣體分子的密集程度變小，分子的平均動(dòng)能不變，單位面積器壁上受到的分子平均作用力減小C．每個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力變小D．氣體分子的密集程度變小，分子勢(shì)能變小E．氣體分子的密集程度變小，分子勢(shì)能增大[解析]氣體溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，氣體分子對(duì)器壁的平均撞擊力不變，當(dāng)氣體的體積增大時(shí)，氣體分子的密集程度減小，氣體壓強(qiáng)減小，故A、B正確，C錯(cuò)誤；氣體的體積增大，分子勢(shì)能增大，故D錯(cuò)誤，E正確。二、非選擇題9．如圖所示，向一個(gè)空的鋁制飲料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱(長(zhǎng)度可以忽略)。如果不計(jì)大氣壓的變化，這就是一個(gè)簡(jiǎn)易的氣溫計(jì)。已知鋁罐的容積是360cm3，吸管內(nèi)部粗細(xì)均勻，橫截面積為0.2cm2，吸管的有效長(zhǎng)度為20cm，當(dāng)溫度為25℃時(shí)，油柱離管口10cm。(1)吸管上標(biāo)刻溫度值時(shí)，刻度是否應(yīng)該均勻；(2)估算這個(gè)氣溫計(jì)的測(cè)量范圍。[答案](1)刻度是均勻的(2)23.4℃～26.6℃。[解析](1)由于罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終不變，所以eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，eq\f(V1,T1)＝eq\f(ΔV,ΔT)，ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT＝eq\f(362,298)ΔT，ΔT＝eq\f(298,362)·SΔL由于ΔT與ΔL成正比，刻度是均勻的。(2)ΔT＝eq\f(298,362)×0.2×(20－10)K≈1.6K故這個(gè)氣溫計(jì)可以測(cè)量的溫度范圍為(25－1.6)℃～(25＋1.6)℃，即23.4～26.6℃。10．(2023·山東濰坊模擬)如圖甲所示，質(zhì)量為M的長(zhǎng)方體汽缸放在光滑水平地面上，汽缸用導(dǎo)熱性能良好的材料制成，內(nèi)壁光滑，內(nèi)有質(zhì)量為m的活塞，橫截面積為S，不計(jì)汽缸和活塞的厚度。環(huán)境溫度為T(mén)0時(shí)，活塞恰好在汽缸的最右端，外界大氣壓強(qiáng)恒為p0。(1)若環(huán)境溫度緩慢降低，求活塞移動(dòng)到汽缸正中間時(shí)的環(huán)境溫度T；(2)若使環(huán)境溫度T0保持不變，給汽缸施加水平向右的推力，最終活塞穩(wěn)定到汽缸正中間并隨汽缸一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示，求此時(shí)推力F的大小。[答案](1)eq\f(T0,2)(2)eq\f(M＋mp0S,m)[解析]本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律與力學(xué)的綜合問(wèn)題。(1)活塞從右端緩慢移動(dòng)到正中間的過(guò)程中氣體發(fā)生等壓變化，遵循蓋—呂薩克定律，設(shè)汽缸總長(zhǎng)為L(zhǎng)，由eq\f(LS,T0)＝eq\f(LS,2T)，得降溫后的溫度為T(mén)＝eq\f(T0,2)；(2)氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有peq\f(LS,2)＝p0LS，得穩(wěn)定時(shí)氣體壓強(qiáng)p＝2p0，對(duì)活塞受力分析，由牛頓第二定律得pS－p0S＝ma，對(duì)活塞和汽缸整體受力分析，由牛頓第二定律得F＝(M＋m)a，由以上各式得F＝eq\f(M＋mp0S,m)。11．豎直放置的一粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管中，兩臂分別灌有水銀，水平部分有一空氣柱，各部分長(zhǎng)度如圖所示，單位為cm?，F(xiàn)將管的右端封閉，從左管口緩慢倒入水銀，恰好使水平部分右端的水銀全部進(jìn)入右管中。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg，環(huán)境溫度不變，左管足夠長(zhǎng)。求：(1)此時(shí)右管封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)左管中需要倒入水銀柱的長(zhǎng)度。[答案](1)90cmHg(2)27cm[解析](1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S，對(duì)右管中的氣體，初態(tài)p1＝75cmHg，V1＝30S末態(tài)體積：V2＝(3