2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第13章 熱學(xué) 第36講 固體、液體和氣體練習(xí)（含解析）

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1、第36講 固體、液體和氣體 [解密考綱]知道晶體、非晶體的區(qū)別；理解表面張力，會(huì)解釋有關(guān)現(xiàn)象；掌握氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，會(huì)用三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律分析氣體狀態(tài)變化問題． 1．(2019·馬鞍山一模) (多選)下列說法正確的是(　　) A．單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn) B．氣體絕熱膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能一定增大 C．溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小 D．液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 E．液體表面存在張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 ADE　解析 單晶體和多晶體都是晶體，都有確定的熔點(diǎn)，故選項(xiàng)A正確；氣體絕熱膨脹的過程中與外界沒有熱量交換，對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可

2、知，內(nèi)能一定減小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定小，而平均速率不一定小，還與分子的質(zhì)量有關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故選項(xiàng)D正確；液體表面存在張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子之間表現(xiàn)為引力，故選項(xiàng)E正確． 2．(多選)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(dòng)理論的觀點(diǎn)分析，這是因?yàn)?　　) A．氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大 B．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 C．氣體分子的總數(shù)增加 D．單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加 BD　

3、解析 理想氣體經(jīng)等溫壓縮，體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加，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，壓強(qiáng)增大，但氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力不變，故選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤． 3．(2019·南京一模)如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了．產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是(　　) A．玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體 B．玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體 C．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊 D．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張 C　解析 玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；玻璃裂口尖端放在火焰上燒熔后尖

4、端變鈍，是表面張力的作用，因?yàn)楸砻鎻埩哂袦p小表面積的作用，即使液體表面繃緊，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 4．(2019·武漢模擬)(多選)固體甲和固體乙在一定壓強(qiáng)下的熔解曲線如圖所示，橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示溫度T.下列判斷正確的有(　　) A．固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體 B．固體甲不一定有確定的幾何外形，固體乙一定沒有確定的幾何外形 C．在熱傳導(dǎo)方面固體甲一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性 D．固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同 E．圖線甲中ab段溫度不變，所以甲的內(nèi)能不變 ABD　解析 晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，所以固體甲一定是晶體，固體

5、乙一定是非晶體，選項(xiàng)A正確；固體甲若是多晶體，則不一定有確定的幾何外形，固體乙是非晶體，一定沒有確定的幾何外形，選項(xiàng)B正確；在熱傳導(dǎo)方面固體甲若是多晶體，則不一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；固體甲一定是晶體，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，則固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同，選項(xiàng)D正確；晶體在熔化時(shí)溫度不變，但由于晶體吸收熱量，內(nèi)能在增大，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 5．(2019·遼寧師范大學(xué)附屬中學(xué)高三期末)(多選)下列說法正確的是(　　) A．同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)律排列 B．熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 C．因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)的

6、激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動(dòng)叫分子熱運(yùn)動(dòng) D．知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算出該氣體中分子間的平均距離 E．當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，水中還會(huì)有水分子飛出水面 BDE　解析 同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按不同的規(guī)律排列，顯示出不同的性質(zhì)，如金剛石和石墨，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知熱量只能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但也可以通過熱機(jī)做功實(shí)現(xiàn)從低溫物體傳遞到高溫物體，故選項(xiàng)B正確；因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)的激烈程度跟溫度有關(guān)，但它不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，它反映了液體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；利用阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算出氣體

7、分子間的平均距離，故選項(xiàng)D正確；當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從水中出來的水分子和從空氣進(jìn)入水中的水分子個(gè)數(shù)相等，達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡，故選項(xiàng)E正確． 6．(2018·江蘇卷)如圖所示，一支溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中．紗布中的水在蒸發(fā)時(shí)帶走熱量，使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度．當(dāng)空氣溫度不變，若一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小，則(　　) A．空氣的相對(duì)濕度減小 B．空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)增大 C．空氣中水的飽和氣壓減小 D．空氣中水的飽和氣壓增大 A　解析 溫度計(jì)示數(shù)減小說明蒸發(fā)加快，空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因空氣的飽和氣壓只與溫度有關(guān)，空氣溫

8、度不變，所以飽和氣壓不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；根據(jù)相對(duì)濕度的定義，空氣的相對(duì)濕度減小，選項(xiàng)A正確． 7．(2019·濟(jì)南一模)(多選)下列說法正確的是(　　) A．圖甲為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖象，由圖可知狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高 B．圖乙為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p-V圖線，由圖可知?dú)怏w由狀態(tài)A變化到B的過程中，氣體分子平均動(dòng)能先增大后減小 C．圖丙為分子間作用力的合力與分子間距離的關(guān)系可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而減小 D．液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大；附著層內(nèi)液體分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離小 E．能量耗

9、散反映了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程具有不可逆性 ABE　解析 由圖可知，①中分子速率大占據(jù)的比例較大，則說明①對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大，故①對(duì)應(yīng)的溫度較高，故選項(xiàng)A正確；直線AB的斜率k＝，直線AB的方程p＝－＋5，根據(jù)pV＝CT，可知C不變，pV越大，T越高，狀態(tài)在處溫度最高，在A和B狀態(tài)時(shí)，pV乘積相等，說明在AB處的溫度相等，所以從A到B的過程中，溫度先升高，后又減小到初始溫度，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以在這個(gè)過程中，氣體分子的平均動(dòng)能先增大后減小，故選項(xiàng)B正確；由分子間作用力的合力與分子間距離的關(guān)系圖象知，r＞r0時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，分子間的距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，所以當(dāng)

10、分子間的距離r＞r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，表現(xiàn)為引力，如果附著層內(nèi)液體分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力表現(xiàn)為斥力，附著層有擴(kuò)展的趨勢(shì)，表現(xiàn)為浸潤，如果附著層內(nèi)液體分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢(shì)，表現(xiàn)為不浸潤，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；能量耗散反映了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程具有不可逆性，故選項(xiàng)E正確． 8．(2019·成都高三診斷)(多選)下列說法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在氣體或液體中的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．100 ℃的水與100 ℃的水蒸氣比較，分子

11、的平均動(dòng)能相同 C．設(shè)分子力為零時(shí)，分子間距離為r0，則在r

12、力變化快，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)的微觀解釋取決于分子的密集程度即氣體的體積，分子的平均動(dòng)能即溫度，所以堅(jiān)固密閉容器內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，由于體積不變，所以器壁單位面積受到的壓力增大，故選項(xiàng)D正確；一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)等容過程和等壓過程溫度均由T1升高到T2，內(nèi)能增量ΔU相同，根據(jù)熱力學(xué)第一定律等容過程Q＝ΔU，等壓過程吸收的熱量Q＝ΔU＋W，而等壓過程氣體對(duì)外做功W>0，所以等壓過程比等容過程吸收的熱量多，故選項(xiàng)E正確． 9. (2019·安慶模擬) (多選)下列說法正確的是(　　) 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．萘的熔點(diǎn)為80 ℃，質(zhì)量

13、相等的80 ℃的液態(tài)萘和80 ℃的固態(tài)萘具有不同的分子勢(shì)能 C．車輪在潮濕的地面上滾過后，車轍中會(huì)滲出水，屬于毛細(xì)現(xiàn)象 D．液體表面層分子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的勢(shì)能大 E．液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向同性 BCD　解析 液面上方的蒸汽達(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)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；80 ℃時(shí)，液態(tài)萘凝固成固態(tài)萘的過程中放出熱量，溫度不變，則分子的平均動(dòng)能不變，萘放出熱量的過程中內(nèi)能減小，而分子平均動(dòng)能不變，所以一定是分子勢(shì)能減小，選項(xiàng)B正確；由毛細(xì)現(xiàn)象的定義可知，選項(xiàng)C正確；液體表面層的分子間距離比液體內(nèi)

14、部的分子間距離大，故液體表面層分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子之間的距離有縮小的趨勢(shì)，可知液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能，選項(xiàng)D正確；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 10．(2019·青島城陽區(qū)高三期末)(多選)下列說法正確的是(　　) A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面，這是由于水面存在表面張力的緣故 B．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān) C．空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比 D．只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低 E．可以從單一熱源

15、吸收熱量，使之完全變?yōu)楣? ADE　解析 針之所以能浮在水面，是由于水面存在表面張力的作用，故選項(xiàng)A正確；理想氣體由于分子間距離大，相互間沒有作用力，分子勢(shì)能不計(jì)，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；空氣的相對(duì)濕度定義為空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)與相同溫度時(shí)水的飽和蒸汽壓強(qiáng)之比，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低，故選項(xiàng)D正確；可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，但?huì)引起其它變化，故選項(xiàng)E正確． 11．(2019·葫蘆島一模)如圖所示，粗細(xì)相同的導(dǎo)熱玻璃A、B由橡皮軟管連接，一定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi)，氣柱長L1＝39

16、cm.B管上方與大氣相通，大氣壓強(qiáng)p0＝76 cmHg，環(huán)境溫度T0＝300 K．初始時(shí)兩管水銀面相平，若A管不動(dòng)，將B管豎直向上緩慢移動(dòng)一定高度后固定，A管內(nèi)水銀面上升了h1＝1 cm.大氣壓強(qiáng)不變．求： (1)B管與A管的水銀面高度差； (2)要使兩管內(nèi)水銀面再次相平，環(huán)境溫度變?yōu)槎嗌伲?結(jié)果取整數(shù)) 解析 (1)理想氣體第1狀態(tài) p1＝p0，V1＝L1S，T1＝T0， 第2狀態(tài)p2，V2＝(L1－h(huán)1)S，T2＝T0， 由理想氣體狀態(tài)方程p1 V1＝p2V2， 解得p2＝78 cmHg； B管與A管的高度差為Δh＝p2－p0， 解得Δh＝2 cm. (2)第3狀態(tài)

17、p3＝p0，V3＝(L1－h(huán)1－Δh )S，T3， 由理想氣體狀態(tài)方程＝， 解得T3＝285 K. 答案 (1)2 cm　(2)285 K 12．(2019·泰安一模)豎直放置粗細(xì)均勻的“U”形細(xì)玻璃管兩臂分別灌有水銀，水平部分有一空氣柱，各部分長度如圖所示，單位為厘米．現(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＝75 cmHg，環(huán)境溫度不變，左管足夠長．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度． 解析 (1)對(duì)右管中的氣體，初態(tài)有p1＝75 cmHg　V1＝30S， 末態(tài)體積V2＝(30－

18、5)S＝25S， 由p1V1＝p2V2， 解得p2＝90 cmHg. (2)對(duì)水平管中的氣體，初態(tài)壓強(qiáng)p＝p0＋15＝90 cmHg V＝11S； 末態(tài)壓強(qiáng)p′＝p2＋20＝110 cmHg， 根據(jù)pV＝p′V′， 解得V′＝9S， 水平管中的長度變?yōu)? cm，此時(shí)原來左側(cè)19 cm水銀柱已有11 cm進(jìn)入到水平管中，所以左側(cè)管中倒入水銀柱的長度應(yīng)該是p′－p0－8 cm＝27 cm. 答案 (1)90 cmHg　(2)27 cm 13．(2019·廣州一模)如圖所示，開口向下、粗細(xì)均勻的固定導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，由兩活塞a、b封閉兩部分氣體A、B(活塞高度不計(jì))．當(dāng)環(huán)境溫度為87

19、℃、兩活塞平衡時(shí)，氣體A、B高度之比為3∶2、總長為L.當(dāng)環(huán)境溫度緩慢地降到27 ℃，兩活塞重新平衡時(shí)，求活塞a、b各自移動(dòng)的距離． 解析 設(shè)a向上移動(dòng)的距離為hA，b向上移動(dòng)的距離為hB，因?yàn)閮刹糠謿怏w都做等壓變化，由蓋－呂薩克定律可知， 對(duì)于氣體A有 ＝，即＝， 解得hA＝L； 對(duì)于氣體B有＝，即＝， 解得hB＝L. 答案 hA＝L　hB＝L 14．(2019·南昌二模)如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì)，活塞的橫截面積S＝100 cm2.活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺(tái)上有另一物塊B，A、B的質(zhì)量

20、均為m＝62.5 kg，兩物塊與平臺(tái)間的摩擦因數(shù)μ＝0.8.兩物塊間距為d＝10 cm.開始時(shí)活塞距缸底L1＝10 cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1 等于外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，溫度t1＝27 ℃.現(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱．求：(g＝10 m/s2) (1)物塊A開始移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)的溫度； (2)物塊B開始移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)的溫度． 解析 (1)物塊A開始移動(dòng)前氣體做等容變化，則有 p2＝p0＋ ＝1.5×105Pa， 由查理定律有＝， 解得T2＝450 K. (2)物塊A開始移動(dòng)后，氣體做等壓變化，到A與B剛接觸時(shí) p3＝p2＝1.5×105 Pa，V3＝(L1＋d)S， 由蓋—呂薩克定律有＝，解得T3＝900 K； 之后氣體又做等容變化，設(shè)物塊A和B一起開始移動(dòng)時(shí)氣體的溫度為T4， p4＝p0＋＝2.0×105Pa， V4＝V3， 由查理定律有＝，解得T4＝1200 K. 答案 (1)450 K　(2)1200 K 8