高考物理总复习：选修3-3第2课时固体、液体与气体.pdf

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1、第 2 课时固体、液体与气体1.(2018 河南洛阳质检)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上的某一点,蜡熔化的范围如图(甲)、(乙)、(丙)所示,甲、乙、丙三种固体在蜡熔化过程中温度T随加热时间 t 变化的图像如图(丁)所示,则(B)A.甲、乙为非晶体,丙是晶体B.甲、丙为晶体,乙是非晶体C.甲、丙为非晶体,乙是晶体D.甲为单晶体,乙为非晶体,丙为多晶体解析:单晶体是各向异性的,熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形.非晶体和多晶体是各向同性,则熔化在表面的石蜡是圆形,因此丙为单晶体,甲、乙可能是多晶体与非晶体,根据温度随加热时间变化的关系,可知甲、丙为晶体,乙是非晶体,所以选项 B正

2、确,A,C,D 错误.2.(多选)如图所示是氧气在0 和 100 两种不同情况下,各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系.由图可知(ACE)A.100 的氧气速率大的分子比例较多B.0 时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大C.0 和 100 氧气分子速率都呈现“中间多,两头少”的分布特点D.在 0 时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域E.在 0 和 100 两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等解析:由题图可知,温度为 100 的氧气速率大的分子所占比例较多,选项 A 正确;具有最大比例的速率区间是指曲线峰

3、值附近对应的速率,显然,100 时对应的峰值速率大,选项 B 错误;同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点,即速率处中等的分子所占比例最大,速率特大特小的分子所占比例均比较小,选项 C正确;温度升高时,速率大的分子数比例较多,在 0 时,部分分子速率较大,不能说明内部有温度较高的区域,选项 D错误;在 0 和 100 两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1,即相等,选项 E正确.3.(多选)关于空气湿度,下列说法正确的是(ADE)A.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示B.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与

4、相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比C.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大D.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小E.相同温度下绝对湿度较大,表明空气中水汽越接近饱和解析:空气的绝对湿度是空气中含有水蒸气的实际压强,相对湿度=100%,故 A,E 正确,B 错误.人们感受的干燥或潮湿决定于空气的相对湿度.相对湿度越大,感觉越潮湿;相对湿度越小,感觉越干燥,故 C错误,D 正确.4.(2018 河南信阳质检)(多选)下列说法正确的是(ACE)A.竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力的作用B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值C.物理性质表现为各向同性的固

5、体不一定是非晶体D.压缩气体需要用力,这是气体分子间有斥力的表现E.汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少解析:竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力产生的现象所致,选项 A 正确;空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压的比值,选项 B 错误;物理性质表现为各向同性的固体可能是多晶体,不一定是非晶体,选项 C正确;气体分子之间距离很大,分子力近似为零,用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的,并非由于分子之间的斥力造成,选项 D 错误;汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,根据理想气体的状态方

6、程=C 可知,压强不变而体积增大,则气体的温度一定升高,温度是分子的平均动能的标志,温度升高则分子的平均动能增大,单个分子对器壁的撞击力增大,压强不变,则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少,选项 E正确.5.(2017 湖北宜昌一模)(多选)下面的表格是某地区17 月份气温与气压的对照表:月份1 2 3 4 5 6 7 平均最高气温/1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8 平均大气压/105 Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.998 4 0.996 0 7 月份与 1 月份相比较(AD)A.空气分子无规则热运动加剧B.空气

7、分子无规则热运动减弱C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D.单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了解析:温度越高,分子无规则热运动加强.7 月份与 1 月份相比较,平均气温升高了,所以分子无规则热运动加剧,选项 A正确,B 错误;温度升高,分子的平均动能变大,但是压强减小,可知气体分子的密集程度减小,则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少,选项 C 错误,D 正确.6.(多选)下列说法正确的是(ACD)A.液晶的光学性质具有各向异性B.当人们感觉到闷热时,说明空气的相对湿度较小C.液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏D.草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用E.由

8、于液体表面具有收缩趋势,故液体表面的分子之间不存在斥力解析:液晶具有液体的流动性和各向异性,故选项 A正确;人越感觉闷热,说明空气相对湿度越大,故选项 B错误;液体表面分子分布比液体内部要稀疏,故选项 C正确;草叶上的露珠呈球形,主要是因为液体表面张力的作用,故选项 D 正确;分子之间斥力和吸引力同时存在,故选项 E错误.7.(多选)一定质量的理想气体经历一系列变化过程,如图所示,下列说法正确的是(BCE)A.bc 过程中,气体压强不变,体积增大B.ab 过程中,气体体积增大,压强减小C.ca 过程中,气体压强增大,体积不变D.ca 过程中,气体内能增大,体积变小E.ca 过程中,气体从外界吸

9、热,内能增大解析:b c 过程中,气体压强不变,温度降低,根据盖吕萨克定律=C得知,体积应减小,故 A 错误.a b 过程中气体的温度保持不变,即气体发生等温变化,压强减小,根据玻意耳定律pV=C得知,体积增大,故B 正确.c a 过程中,由图可知 p 与 T 成正比,则气体发生等容变化,体积不变,故 C 正确,D 错误;一定质量的理想气体的内能只与气体温度有关,并且温度越高气体的内能越大,则知 ca 过程中,温度升高,气体内能增大,而体积不变,气体没有对外做功,外界也没有对气体做功,所以气体一定吸收热量,故 E正确.8.(多选)下列说法正确的是(BCD)A.当分子间距离增大时,分子间引力增大

10、,分子间斥力减小B.一定量 100 的水变成 100 的水蒸气,其分子之间的势能增加C.对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D.物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度有关E.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能不变解析:分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小;一定量 100 的水变成 100 的水蒸气,由液态变成了气态,分子间距增大,分子力做负功,其分子之间的势能增加;对于一定质量的气体,由盖吕萨克定律可知,如果压强不变,体积增大,那么它的温度一定升高,同时又对外做功,需要从外界吸收热量;物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与

11、温度有关;理想气体在等压膨胀的过程中,温度升高,则气体分子的平均动能增加.9.导学号 58826268(2018 山西临汾模拟)如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图中的(A)解析:根据=C(常数)得 V=T,则 V T 图线的斜率为.在水银柱升入细管前,封闭气体先做等压变化,图线的斜率不变,图线为直线;水银柱部分进入细管后,气体压强增大,图线的斜率减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又保持不变,V T

12、图线又为直线,只是斜率比原来的小,选项 A正确.10.导学号 58826269(2018 宁夏银川质检)如图所示,U 形管右管横截面积为左管横截面积的2 倍,在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为 280 K 的空气柱,左右两管水银面高度差为36 cm,外界大气压与 76 cm高汞柱产生的压强相等.若给左管的封闭气体加热,使管内气柱长度为 30 cm,则此时左管内气体的温度为多少?解析:以封闭气体为研究对象,设左管横截面积为S,当左管封闭的气柱长度变为30 cm 时,左管水银柱下降4 cm,右管水银柱上升2 cm,即两端水银柱高度差为h=30 cm,由题意得V1=L1S=26S,p1=p

13、0-ph1=76 cmHg-36 cmHg=40 cmHg,T1=280 K;p2=p0-ph=76 cmHg-30 cmHg=46 cmHg,V2=L2S=30S,由理想气体状态方程=,可得 T2=371.5 K.答案:371.5 K 11.(2017 全国卷,33)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在 1 个大气压、温度 T0时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1 个大气压,重力加速度大小为 g.(1)求该热气球所受浮力的大小;(2)求该热气球内空气所受的重力;(3)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量.解析:(1)设

14、1 个大气压下质量为m的空气在温度为 T0时的体积为 V0,密度为0=在温度为 T时的体积为 VT,密度为T=由盖吕萨克定律得=联立式得T=0气球所受到的浮力为F=bgV 联立式得 F=Vg 0.(2)气球内热空气所受的重力为G=aVg联立式得 G=Vg 0.(3)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件得mg=F-G-m0g 联立式得 m=V 0T0(-)-m0.答案:(1)Vg 0(2)Vg 0(3)V 0T0(-)-m012.导学号 58826270(2017 湖南长沙二模)如图所示,两汽缸 A,B 粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A 的直径是 B的 2 倍

15、,A 上端封闭,B 上端与大气连通;两汽缸除 A顶部导热外,其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a,b,活塞下方充有氮气,活塞 a 上方充有氧气.当大气压为 p0、外界和汽缸内气体温度均为 7 且平衡时,活塞 a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞 b 在汽缸正中间.(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞 b 恰好升至顶部时,求氮气的温度;(2)继续缓慢加热,使活塞 a 上升.当活塞 a 上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强.解析:(1)活塞 b升至顶部的过程中,活塞 a 不动,活塞 a,b 下方的氮气经历等压过程.设汽缸 A 的容积为 V0,氮气初态体积为V1,温度为 T1,

16、末态体积为 V2,温度为 T2,按题意,汽缸 B的容积为,由题给数据和盖吕萨克定律有V1=V0+=V0 V2=V0+V0=V0 =由式和题给数据得T2=320 K.(2)活塞 b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞 a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的时,活塞 a上方的氧气经历等温过程.设氧气初态体积为V1,压强为 p1,末态体积为V2,压强为 p2.由题给数据和玻意耳定律有V1=V0,p1=p0,V2=V0 p1V1=p2V2由式得 p2=p0.答案:(1)320 K(2)p013.如图所示,导热性能极好的汽缸,高为 L=1.0 m,开口向上固定在水平面上,汽缸中有横截面积为S=10

17、0 cm2、质量为 m=20 kg 的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内.当外界温度为t=27、大气压为 p0=1.0105 Pa 时,气柱高度为 l=0.80 m,汽缸和活塞的厚度均可忽略不计,取 g=10 m/s2,求:(1)如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至汽缸顶端,在顶端处,竖直拉力 F为多大;(2)如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升,当活塞上升到汽缸顶端时,环境温度为多少摄氏度.解析:(1)设起始状态汽缸内气体压强为p1,当活塞缓慢拉至汽缸顶端,设汽缸内气体压强为p2,由玻意耳定律得 p1Sl=p2SL 在起始状态对活塞由受力平衡得p1S=mg+p0S 在汽缸顶端对活塞由受力平衡得F+p2S=mg+p0S 联立并代入数据得F=240 N.(2)由盖吕萨克定律得=代入数据解得 t=102.答案:(1)240 N(2)102