2024高考物理大一輪復(fù)習(xí)第13章第2講氣體固體與液體精練含解析

PAGEPAGE5第2講氣體、固體與液體◎基礎(chǔ)鞏固練1．(多選)(2024·山東聊城模擬)對于肯定質(zhì)量的志向氣體，下列論述中正確的是________。A．若單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動加劇時，壓強(qiáng)肯定變大B．若單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動加劇時，壓強(qiáng)可能不變C．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個數(shù)肯定增加D．若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則單位體積內(nèi)分子個數(shù)可能不變E．氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個數(shù)共同確定解析：單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動加劇時，單位面積上的碰撞次數(shù)和碰撞的平均力都增大，因此這時氣體壓強(qiáng)肯定增大，故A正確，B錯誤；若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低，則氣體分子熱運(yùn)動的平均動能減小，則單位體積內(nèi)分子個數(shù)肯定增加，故C正確，D錯誤；氣體的壓強(qiáng)由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子個數(shù)共同確定，E正確。答案：ACE2．(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體，沿狀態(tài)A、B、C改變，下列說法中正確的是________。A．沿A→B→C改變，氣體溫度不變B．A、B、C三狀態(tài)中，B狀態(tài)氣體溫度最高C．A、B、C三狀態(tài)中，B狀態(tài)氣體溫度最低D．從A→B，氣體壓強(qiáng)減小，溫度上升E．從B→C，氣體密度減小，溫度降低解析：由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝常數(shù)可知，B狀態(tài)的pV乘積最大，則B狀態(tài)的溫度最高，A到B的過程是升溫過程，B到C的過程是降溫過程，體積增大，密度減小，選項(xiàng)B、D、E正確，選項(xiàng)A錯誤。答案：BDE3.(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體，從圖示A狀態(tài)起先，經(jīng)驗(yàn)了B、C狀態(tài)，最終到D狀態(tài)，下列推斷中正確的是________。A．A→B過程溫度上升，壓強(qiáng)不變B．B→C過程體積不變，壓強(qiáng)變小C．B→C過程體積不變，壓強(qiáng)不變D．C→D過程體積變小，壓強(qiáng)變大E．C→D過程溫度不變，壓強(qiáng)變小解析：由題圖可知，在A→B的過程中，氣體溫度上升，體積變大，且體積與溫度成正比，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)不變，故A正確；在B→C的過程中，體積不變，而溫度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)變小，故B正確，C錯誤；在C→D的過程中，氣體溫度不變，體積變小，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)變大，故D正確，E錯誤。答案：ABD4．(多選)(2024·潮州模擬)下列四幅圖的有關(guān)說法中不正確的是________。A．分子間距離為r0時，分子間不存在引力和斥力B．分子間距小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時，斥力增大引力減小，分子力表現(xiàn)為斥力C．水面上的單分子油膜，在測量分子直徑d大小時可把分子當(dāng)作球形處理D．食鹽晶體中的鈉、氯離子按肯定規(guī)律分布，具有空間上的周期性E．猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度上升，壓強(qiáng)變大，分子間表現(xiàn)為斥力，可看作是絕熱改變解析：當(dāng)分子間距離為r0時，分子間存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整體的效果為0，故A錯誤；分子間距小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時，斥力和引力都增大，但引力增大得慢，所以分子力表現(xiàn)為斥力，故B錯誤；水面上的單分子油膜，在測量油膜分子直徑d大小時把它們當(dāng)作球形處理，故C正確；晶體具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，食鹽屬于晶體，食鹽中的鈉、氯離子按肯定規(guī)律分布，具有空間上的周期性，故D正確；猛推木質(zhì)推桿，外界對氣體做正功，密閉的氣體溫度上升，壓強(qiáng)變大，此時氣體分子之間的距離仍舊大于r0，分子之間的相互作用力仍舊是引力，但是很小，幾乎可以忽視不計(jì)，故E錯誤。答案：ABE5.(2024·安徽合肥模擬)如圖所示，上端開口的光滑圓形汽缸豎直放置，截面面積為20cm2的活塞將肯定質(zhì)量的氣體封閉在汽缸內(nèi)。在汽缸內(nèi)距缸底肯定距離處設(shè)有卡環(huán)a、b，使活塞只能向上滑動，起先時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，溫度為27℃，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度緩慢上升為57℃，活塞恰好要離開a、b，重力加速度大小g取10m/s2，求活塞的質(zhì)量。解析：活塞剛要離開a、b時，對活塞有p2S＝p0S＋mg解得p2＝p0＋eq\f(mg,S)氣體的狀態(tài)參量為T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，T2＝330K因?yàn)閂1＝V2，所以依據(jù)查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)代入數(shù)據(jù)解得m＝2kg答案：2kg6.(2024·山東臨沂模擬)如圖是一種氣壓保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。其中出水管很細(xì)，體積可忽視不計(jì)，出水管口與瓶膽口齊平，用手按下按壓器時，氣室上方的小孔被堵塞，使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，水在氣壓作用下從出水管口流出。最初瓶內(nèi)水面低于出水管口10cm，此時瓶內(nèi)氣體(含氣室)的體積為2.0×102cm3，已知水的密度為1.0×103kg/m3，按壓器的自重不計(jì)，大氣壓強(qiáng)p0＝1.01×105Pa，取g＝10m/s2。求：(ⅰ)要使水從出水管口流出，瓶內(nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)的最小值；(ⅱ)當(dāng)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.16×105Pa時，瓶內(nèi)氣體體積的壓縮量。(忽視瓶內(nèi)氣體的溫度改變)解析：(ⅰ)由題意知，瓶內(nèi)、外氣體壓強(qiáng)以及水的壓強(qiáng)存在以下關(guān)系：p內(nèi)＝p0＋p水＝p0＋ρgh水代入數(shù)據(jù)得p內(nèi)＝1.02×105Pa。(ⅱ)當(dāng)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p＝1.16×105Pa時，設(shè)瓶內(nèi)氣體的體積為V。由玻意耳定律為p0V0＝pV，壓縮量為ΔV＝V0－V，已知瓶內(nèi)原有氣體體積V0＝2.0×102cm3，解得ΔV＝25.9cm3。答案：(ⅰ)1.02×105Pa(ⅱ)25.9cm37．(2024·山東濟(jì)南模擬)肯定質(zhì)量的志向氣體由狀態(tài)A依次改變到B、C、D、A、E、C，整個改變過程如圖所示，已知在狀態(tài)A時氣體溫度為320K，則在狀態(tài)B時溫度為多少？在狀態(tài)D時溫度為多少？整個過程的最高溫度為多少？解析：志向氣體由狀態(tài)A到B，氣體為等容改變，依據(jù)查理定律有eq\f(pB,TB)＝eq\f(pA,TA)，得TB＝eq\f(pB,pA)TA＝eq\f(1×105Pa×320K,4×105Pa)＝80K。由C到D再到A為等溫改變時，則TD＝TA＝320K。依據(jù)p-V圖象特點(diǎn)結(jié)合題圖可知，在AC連線中點(diǎn)處所在狀態(tài)氣體溫度最高，此狀態(tài)下p中＝2.5×105Pa，V中＝2.5L。由eq\f(p中V中,T中)＝eq\f(pAVA,TA)得Tmax＝T中＝eq\f(p中V中,pAVA)TA＝eq\f(2.5×105×2.5,4×105×1)×320K＝500K答案：80K320K500K◎?qū)嵙μ嵘?．[2024·全國卷Ⅱ·33(2)]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個大氣壓、溫度為T0時的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。(ⅰ)求該熱氣球所受浮力的大??；(ⅱ)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；(ⅲ)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：(ⅰ)設(shè)1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0，密度為ρ0＝eq\f(m,V0)①在溫度為T時的體積為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氣球所受的浮力為F＝ρ(Tb)gV⑤聯(lián)立④⑤式得F＝Vgρ0eq\f(T0,Tb)⑥(ⅱ)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G＝ρ(Ta)Vg⑦聯(lián)立④⑦式得G＝Vgρ0eq\f(T0,Ta)⑧(ⅲ)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－m0g⑨聯(lián)立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0(eq\f(1,Tb)－eq\f(1,Ta))－m0⑩答案：(ⅰ)Vgρ0eq\f(T0,Tb)(ⅱ)Vgρ0eq\f(T0,Ta)(ⅲ)Vρ0T0(eq\f(1,Tb)－eq\f(1,Ta))－m09．[2024·全國卷Ⅲ·33(2)]一種測量淡薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。起先測量時，M與K2相通；漸漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進(jìn)入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示。設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強(qiáng)均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為ρ，重力加速度大小為g。求：(ⅰ)待測氣體的壓強(qiáng)；(ⅱ)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)。解析：(ⅰ)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時被封閉的氣體的體積為V，壓強(qiáng)等于待測氣體的壓強(qiáng)p，提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時，K1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，則V＝V0＋eq\f(1,4)πd2l①V1＝eq\f(1,4)πd2h②由力學(xué)平衡條件得p1＝p