2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 作業(yè)53 固體、液體和氣體（含解析）

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1、作業(yè)53　固體、液體和氣體　　　　 7 一、選擇題 1．(多選)對下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識，正確的有(　　) A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體 B．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 C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 解析：晶體在熔化過程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點(diǎn)，則說明食鹽是晶體，選項(xiàng)A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說明云母片的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向異性的，故云母片是晶體，選項(xiàng)B

2、錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，選項(xiàng)C錯誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 2．(多選)(2019年河北唐山統(tǒng)考)下列關(guān)于物態(tài)或物態(tài)變化中的現(xiàn)象，表述正確的是(　　) A．晶體在熔化過程中，溫度保持不變，不需繼續(xù)加熱 B．非晶體與晶體的區(qū)別之一是非晶體都沒有固定的熔點(diǎn) C．不浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)下降，主要是附著層內(nèi)部分子稀疏使液面凸起，凸起部分重力使液面下降 D．溫度不變時(shí)，飽和汽壓隨飽和汽體積的增大而增大 E．若干濕泡處于飽和汽壓下，干濕泡濕度計(jì)上兩支溫度計(jì)的讀數(shù)一定相同 解析：晶體熔化時(shí)需

3、要繼續(xù)加熱，A錯誤；非晶體都沒有固定的熔點(diǎn)，B正確；不浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)下降是附著層分子的作用，C錯誤；溫度不變時(shí)飽和汽壓與飽和汽體積無關(guān)，D錯誤；飽和汽壓下，干濕泡濕度計(jì)上兩只溫度計(jì)讀數(shù)相同，E正確． 答案：BE 3．(多選)下列說法正確的是(　　) A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于水表面存在表面張力 B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因?yàn)橛椭顾谋砻鎻埩υ龃? C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果 D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān) E．

4、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，這是由于水膜具有表面張力 解析：水的表面張力托起針，A正確；水在油脂上不浸潤，在干凈的玻璃上浸潤，B錯誤；當(dāng)宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，里面的所有物體均處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)自由飄浮的水滴在表面張力作用下呈現(xiàn)球形，C正確；對于浸潤液體，在毛細(xì)管中上升，對于非浸潤液體，在毛細(xì)管中下降，D正確；在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開，是大氣壓力的作用，E錯誤． 答案：ACD 圖53－1 4．圖53－1為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖象，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C.設(shè)A、B、C狀

5、態(tài)對應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．TATB，TB＝TC C．TA>TB，TBTC 解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C可知：從A到B，體積不變，壓強(qiáng)減小，故溫度降低；從B到C，壓強(qiáng)不變，體積增大，故溫度升高，所以A、B、D均錯，C正確． 答案：C 圖53－2 5．如圖53－2，一定量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，在此過程中，其壓強(qiáng)(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．始終不變 D．先增大后減小 解析：解法一：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

6、逐漸升高，由＝C可知，壓強(qiáng)逐漸增大，故A正確． 解法二：由＝C得V＝T，從a到b，ab段上各點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率逐漸減小，即逐漸減小，p逐漸增大，故A正確． 答案：A 圖53－3 6．如圖53－3，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內(nèi)氣體(　　) A．壓強(qiáng)增大，體積增大 B．壓強(qiáng)增大，體積減小 C．壓強(qiáng)減小，體積增大 D．壓強(qiáng)減小，體積減小 解析：試管靜止時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1＝p0－ph；試管自由下落時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p2＝p0，故壓強(qiáng)增大．根據(jù)玻意耳定律得氣體體積減小，故選項(xiàng)B正確． 答案：B 7．(多選)(2019年南京模擬)

7、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 解析：氣體溫度不變，分子平均動能、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正確，B、D錯誤． 答案：AC 圖53－4 8．(2019年上海嘉定區(qū)模擬)如圖53－4所示，一開口向下導(dǎo)熱均勻的直玻璃管，通過細(xì)繩懸掛在

8、天花板上，玻璃管下端浸沒在固定水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為h，下列情況中能使細(xì)繩拉力增大的是(　　) A．大氣壓強(qiáng)增加 B．環(huán)境溫度升高 C．向水銀槽內(nèi)注入水銀 D．略微增加細(xì)繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移 解析：根據(jù)題意，設(shè)玻璃管內(nèi)的封閉氣體的壓強(qiáng)為p，玻璃管質(zhì)量為m，對玻璃管受力分析，由平衡條件可得T＋pS＝mg＋p0S.解得T＝(p0－p)S＋mg＝ρghS＋mg，即繩的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水銀的重力．大氣壓強(qiáng)增加時(shí)，水銀柱上移，h增大，所以拉力T增加，A正確；環(huán)境溫度升高，封閉氣體壓強(qiáng)增加，水銀柱高度h減小，故拉力T減小，B錯誤；向水銀槽內(nèi)注入水銀，封閉氣

9、體的壓強(qiáng)增大，平衡時(shí)水銀柱高度h減小，故拉力減小，C錯誤；略微增加細(xì)繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移，封閉氣體的體積減小、壓強(qiáng)增大，平衡時(shí)水銀柱高度h減小，故細(xì)繩拉力T減小，D錯誤． 答案：A 9．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖53－5所示的a→b、b→c、c→d、d→a四個過程，其中bc的延長線通過原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(　　) 圖53－5 A．a(chǎn)→b過程中不斷增加 B．b→c過程中保持不變 C．c→d過程中不斷增加 D．d→a過程中保持不變 E．d→a過程中不斷增大 解析：由題圖可知a→b溫度不變，壓強(qiáng)減小，所以

10、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錯誤，E正確． 答案：ABE 圖53－6 10．(多選)如圖53－6為伽利略設(shè)計(jì)的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定質(zhì)量的空氣．若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是(　　) A．溫度降低，壓強(qiáng)增大 B．溫度升高，壓強(qiáng)不變 C．溫度降低，壓強(qiáng)減小 D．溫度不變，壓強(qiáng)減小 解析：已知玻璃泡導(dǎo)熱良好，對被封閉的一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行研究，當(dāng)水柱上升時(shí)，封閉氣體的體積V減小，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程＝C得，若外界大氣溫度降低，則T

11、降低，封閉氣體壓強(qiáng)p可能不變，可能減小，可能增大，則外界大氣壓強(qiáng)可能增大，可能減小，可能不變，A、C正確；若外界大氣溫度升高，則T升高，封閉氣體壓強(qiáng)增大，則外界大氣壓強(qiáng)增大，B錯誤；若外界大氣溫度不變，則T不變，封閉氣體壓強(qiáng)p增大，外界大氣壓強(qiáng)增大，D錯誤． 答案：AC 二、非選擇題 11．在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp＝，其中σ＝0.070 N/m.現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升．已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2. (1)求

12、在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差； (2)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值． 解析：(1)當(dāng)氣泡在水下h＝10 m處時(shí)，設(shè)其半徑為r1，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp1有 Δp1＝?、? 代入題給數(shù)據(jù)得 Δp1＝28 Pa?、? (2)設(shè)氣泡在水下10 m處時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1，氣泡體積為V1，氣泡到達(dá)水面附近時(shí)，氣泡內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p2，內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp2，其體積為V2，半徑為r2. 氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律 p1V1＝p2V2 ?、? p1＝p0＋ρgh＋Δp1?、? p2＝p0＋Δp2　⑤ 氣泡體積V1和V2分別為

13、 V1＝ πr?、? V2＝πr?、? 聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得 ()3＝?、? 由②式知，Δpi?p0，i＝1，2，故可略去⑧式中的Δpi項(xiàng)．代入題給數(shù)據(jù)得 ＝≈1.3　⑨ 答案： (1)28 Pa　(2)＝≈1.3 12. 圖53－7 如圖53－7，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為l＝10.0 cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3.0 cm.現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0 cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉．已知大氣壓強(qiáng)p0＝75.0 cmHg. (1)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的

14、長度； (2)此后再向B側(cè)注入水銀，使A，B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度． 解析：(1)以cmHg為壓強(qiáng)單位，設(shè)A側(cè)空氣柱長度l＝10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0 cm時(shí)，空氣柱的長度為l1，壓強(qiáng)為p1， 由玻意耳定律得pl＝p1l1① 由力學(xué)平衡條件得p＝p0＋h② 打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止．由力學(xué)平衡條件有 p1＝p0－h(huán)1③ 聯(lián)立各式，代入題中所給數(shù)據(jù)得l1＝12.0

15、 cm④ (2)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2，壓強(qiáng)為p2. 由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤ 由力學(xué)平衡條件有 p2＝p0⑥ 聯(lián)立各式，代入題中所給數(shù)據(jù)得l2＝10.4 cm⑦ 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度Δh，依題意得 Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧ 聯(lián)立各式，代入題中所給數(shù)據(jù)得Δh＝13.2 cm. 答案：(1)12.0 cm　(2)13.2 cm 13．(2017年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖53－8甲所示，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

16、管與充有水銀的容器R連通．開始測量時(shí)，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時(shí)水銀已進(jìn)入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖乙所示．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： 圖53－8 (1)待測氣體的壓強(qiáng)； (2)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)． 解析：(1)設(shè)待測氣體的壓強(qiáng)為px.以K1中的氣體為研究對象， 則初狀態(tài)：壓強(qiáng)為p1＝px，體積V1＝V0＋ 末狀態(tài)：壓強(qiáng)為p2＝px＋ρgh，體積V2＝ 由玻意耳定律p1V1＝p2V2. 得px＝. (2)

17、由(1)中結(jié)果可知，h越大，Rx越大；由題意知h≤l，故待測氣體最大壓強(qiáng)pm＝. 答案：(1)　(2) 圖53－9 14．(2019年漢中質(zhì)檢)兩端開口、內(nèi)表面光滑的U形管處于豎直平面內(nèi)，如圖53－9所示質(zhì)量均為m＝10 kg的活塞A、B在外力作用下靜止于左右管中同一高度h處，將管內(nèi)空氣封閉，此時(shí)管內(nèi)外空氣的壓強(qiáng)均為p0＝1.0×105 Pa，左管和水平管橫截面積S1＝10 cm2，右管橫截面積S2 ＝20 cm2，水平管長為3h，現(xiàn)撤去外力讓活塞在管中下降，求兩活塞穩(wěn)定后所處的高度．(活塞厚度均大于水平管直徑，管內(nèi)氣體初末狀態(tài)溫度相同，g取10 m/s2) 解析：撤去外力時(shí)，左、

18、右活塞對管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)分別為 p左＝p0＋＝1×105 Pa＋Pa ＝2×105 Pa＝2p0 p右＝p0＋＝1×105 Pa＋Pa ＝1.5×105 Pa＝1.5p0 所以兩活塞均會下降．設(shè)兩活塞都降到水平管口，此時(shí)管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)依玻意耳定律可得 p0×(4hS1＋hS2)＝p×3hS1，解得p＝2p0. 可見，左邊活塞能降到水平管口，右邊活塞只能降到離水平管口的高度為x處 管內(nèi)空氣壓強(qiáng)p′＝p右＝1.5p0 依玻意耳定律： p0×(4hS1＋hS2)＝1.5p0×(3hS1＋xS2) 解得x＝ 最后左邊活塞的高度為零；右邊活塞的高度為. 答案：見解析 8