2023新高考物理一輪復(fù)習(xí)-練案33-第十二章-第2講-固體、液體與氣體

練案[33]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．(2022·河南駐馬店月考)下列說法中正確的是(C)①當(dāng)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動，這說明組成炭粉的固體分子在做無規(guī)則運動③高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故④液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性A．①③④ B．②③④C．④ D．①②③④[解析]本題考查分子間作用力、布朗運動等知識。①當(dāng)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，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錯誤；②水中炭粉因為受到水分子頻繁碰撞而出現(xiàn)了布朗運動，這說明水分子在做無規(guī)則運動，故②錯誤；③高原地區(qū)水的沸點較低是因為高原地區(qū)的大氣壓強較小，水的沸點隨大氣壓強減小而降低，故③錯誤；④液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故④正確。綜上可知C正確。2．如圖所示，一個橫截面積為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，不計金屬塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強為p0，則被金屬塊封閉在容器中的氣體的壓強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]對金屬塊進行受力分析，重力Mg，大氣壓的作用力p0S，封閉氣體對它的作用力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，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)。只有D對，選D。3．(2022·廣東興寧月考)我們在河邊會發(fā)現(xiàn)有些小昆蟲能靜止于水面上，這是因為(D)A．小昆蟲的重力可忽略B．小昆蟲的重力與浮力平衡C．小昆蟲的重力與表面張力平衡D．表面張力使水面收縮成“彈性薄膜”，對小昆蟲產(chǎn)生一個向上的支持力，小昆蟲的重力和支持力平衡[解析]小昆蟲靜止在水面上是因為小昆蟲所受的合外力為零，表面張力不是作用于小昆蟲上的力，而是作用于液體表面層中的力。綜上所述，只有D選項正確。4．(2021·全國高三專題練習(xí))如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B，則它的狀態(tài)變化過程是(B)A．氣體的平均動能不變B．氣體的內(nèi)能增加C．氣體分子的數(shù)密度減小D．氣體分子在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)不變[解析]從p－V圖像中的AB圖線看，氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容升壓變化，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積不變時，壓強跟熱力學(xué)溫度成正比，由A到B是壓強增大，溫度升高，分子平均動能增加，故A錯誤；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體的溫度升高，內(nèi)能增加，故B正確；氣體體積不變，氣體分子的數(shù)密度不變，溫度升高，氣體分子平均速率增大，則氣體分子在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)增加，故C、D錯誤。5．下列說法正確的是(BCD)A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體[解析]將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項A錯誤；單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項B正確；例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項C正確；晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如天然水晶是晶體，熔融過的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項D正確。6．下列說法正確的是(ABD)A．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(zhì)有關(guān)B．脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤變?yōu)榭梢员凰櫍员阄∷幰篊．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體D．在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標準的球形是因為液體表面張力的作用[解析]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(zhì)有關(guān)，選項A正確；脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤變?yōu)榭梢员凰櫍员阄∷幰?，選項B正確；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母片的物理性質(zhì)具有各向異性，云母片是單晶體，選項C錯誤；在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標準的球形是因為液體表面張力的作用，選項D正確。7．(2021·江蘇南通一模)下列說法中正確的有(BCD)A．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B．用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來，這屬于毛細現(xiàn)象C．在完全失重的情況下，熔化的金屬能夠收縮成球形D．液體內(nèi)部分子的勢能比液體表面層分子的勢能小[解析]本題考查了毛細現(xiàn)象、液體表面分子排布等知識點。液體表面層分子較為稀疏，分子間距離大于平衡時的距離r0，故A錯誤；用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來，屬于毛細現(xiàn)象，故B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準的球形，故C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，可知液體表面層的分子勢能比液體內(nèi)部的分子有更多的分子勢能，故D正確。8．(2021·全國高三專題練習(xí))玻璃器皿的制造過程中玻璃液的形成是重要環(huán)節(jié)，當(dāng)溫度達到1200℃時，大量的氣泡分布在玻璃液中，經(jīng)過一系列工藝后獲得澄清的玻璃液，之后可以通過降溫到合適溫度，然后選擇合適大小的玻璃液進行吹泡(即往玻璃液中吹氣)制造玻璃器皿，下列與玻璃有關(guān)的物理學(xué)問題的說法正確的是(A．因為分子間存在著斥力，所以破碎的玻璃不能簡單地拼接在一起B(yǎng)．玻璃從開始熔化到形成玻璃液的過程中，溫度不固定C．玻璃內(nèi)部的原子是無序分布的，具有各向異性的特點D．使1200℃的玻璃液繼續(xù)升溫[解析]破碎的玻璃不能拼接在一起，是因為分子間距達不到分子作用力的范圍，故A錯誤；玻璃是非晶體，熔化時無固定溫度，故B正確；玻璃是非晶體，玻璃內(nèi)部的原子是無序排列的，具有各向同性的特點，故C錯誤；溫度繼續(xù)升高，氣泡內(nèi)氣體升溫，膨脹，氣體的密度變小，上浮，從玻璃液中排出，使其中的氣泡減少，故D正確。二、非選擇題9．(2021·湖南高三一模)新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，需要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣(如圖)，每個鋼瓶內(nèi)體積為40L，在北方時測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為1.2×107Pa，溫度為7℃，長途運輸?shù)轿錆h方艙醫(yī)院檢測時測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為1.26×107Pa。在方艙醫(yī)院實際使用過程中，先用小鋼瓶(加抽氣機)緩慢分裝，然后供病人使用，小鋼瓶體積為10L，分裝后每個小鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為4×105Pa，要求大鋼瓶內(nèi)壓強降到2×105(1)在武漢檢測時鋼瓶所處環(huán)境溫度為多少攝氏度。(2)一大鋼瓶可分裝多少小瓶供病人使用。[答案](1)21℃(2[解析](1)鋼瓶的容積一定，從北方到武漢對鋼瓶內(nèi)氣體，有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，得t＝21(2)在武漢時，設(shè)大瓶內(nèi)氧氣由p2、V2等溫變化為不分裝時的狀態(tài)p3、V3，則p2＝1.26×107Pa，V2＝0.04m3，p3＝2×根據(jù)p2V2＝p3V3，得V3＝2.52可用于分裝小瓶的氧氣p4＝2×105Pa，V4＝(2.52－0.04)m3＝2.48分裝成小鋼瓶的氧氣p5＝4×105Pa，V5＝nV，其中小鋼瓶體積為V＝0.01m3，根據(jù)p4V4＝p5得n＝124，即一大鋼瓶氧氣可分裝124小瓶。10．(2021·湖南卷，15(2))小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1＝600g、截面積S＝20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A點，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質(zhì)量m2＝1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為600.0g時，測得環(huán)境溫度T1＝300K。設(shè)外界大氣壓強p0＝1.0×105Pa(1)當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時，環(huán)境溫度T2(2)該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax為多少？[答案](1)297K(2)309K[解析](1)由電子天平示數(shù)為600.0Δmg＝(m2－m示)g＝m1g又：鐵塊和活塞對細繩的拉力相等，則氣缸內(nèi)氣體壓強等于大氣壓強p1＝p0①當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時，設(shè)此時氣缸內(nèi)氣體壓強為p2，對meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m2－400g－m1))g＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p0－p2))S②由題意可知，氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強與溫度成正比：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)③聯(lián)立①②③式解得T2＝297K。(2)環(huán)境溫度越高，氣缸內(nèi)氣體壓強越大，活塞對細繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細繩對鐵塊的拉力最小為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200g時，此時對應(yīng)的環(huán)境溫度為裝置可以測量最高環(huán)境溫度。設(shè)此時氣缸內(nèi)氣體壓強為p3，對m(p3－p0)S＝m1g又由氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強與溫度成正比eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,Tmax)⑤聯(lián)立①④⑤式解得Tmax＝309K。11．(2021·湖北卷，14)水銀氣壓計上有細且均勻的玻璃管，玻璃管外標識有壓強刻度(1mm刻度對應(yīng)壓強值為1mmHg)。測量時氣壓計豎直放置，管內(nèi)水銀柱液面對應(yīng)刻度即為所測環(huán)境大氣壓強。氣壓計底部有水銀槽，槽內(nèi)水銀體積遠大于管內(nèi)水銀柱體積。若氣壓計不慎混入氣體，壓強測量值將與實際環(huán)境大氣壓強值不符。如圖所示，混入的氣體被水銀密封在玻璃管頂端。當(dāng)玻璃管豎直放置時，氣柱長度為l1＝100mm。如果將玻璃管傾斜，水銀柱液面降低的高度為h＝20mm，氣柱長度為l2＝50(1)已知環(huán)境大氣壓強為p0＝760mmHg，求此時豎直放置氣壓計的壓強測量值p1(以mmHg為單位)；(2)此后由于環(huán)境大氣壓強變化，豎直放置氣壓計的壓強測量值為p2＝730mmHg，求此時氣柱長度l3和環(huán)境大氣壓強p3(以mmHg為單位，保留3位有效數(shù)字)。[答案](1)740mmHg(2)110mm748[解析](1)設(shè)玻璃管豎直時，管內(nèi)水銀面的高度為H，此值即為豎直放置氣壓計的壓強測量值p1，空氣柱壓強為p；傾斜時空氣柱