高考物理复习 第11章 第2课时 固体、液体和气体训练题 新人教版.doc

第2课时固体、液体和气体考纲解读1.知道晶体、非晶体的区别.2.理解表面张力，会解释有关现象.3.掌握气体实验三定律，会用三定律分析气体状态变化问题1 晶体与非晶体的区别关于晶体、非晶体、液晶，下列说法正确的是 ()a所有的晶体都表现为各向异性b晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体c所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点d液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化答案cd解析只有单晶体才表现为各向异性，故a错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体的几何形状不规则，金属属于多晶体，故b错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故c对；液晶的光学性质随温度、压力、外加电压的变化而变化，d对2 液体表面张力的理解关于液体的表面现象，下列说法正确的是()a液体表面层的分子分布比内部密b液体有使其体积收缩到最小的趋势c液体表面层分子之间只有引力而无斥力d液体有使其表面积收缩到最小的趋势答案d解析液体表面层的分子分布比内部稀疏，故a错；液体由于表面张力作用，有使其表面积收缩到最小的趋势，故b错，d对；液体表面层分子之间既有引力也有斥力，只是由于分子间距离较大，分子力表现为引力，故c错3 饱和汽与温度的理解关于饱和汽，下面说法正确的是 ()a达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大b达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变c将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变，减小体积d将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变，降低温度答案bcd解析饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态，分子密度不变，b对；在一定温度下，通过减小体积增加分子密度使未饱和汽转化为饱和汽，c对；在体积不变的情况下，可以通过降低温度来降低饱和汽压，使未饱和汽达到饱和状态，d对4 气体实验定律的理解和应用一定质量理想气体的状态经历了如图1所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()aab过程中不断减小bbc过程中保持不变 图1ccd过程中不断增加dda过程中保持不变答案b解析首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，b正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，a错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，c错误；连接ao交cd于e，则ae是等容线，即vave，因为vdve，所以vdp1，a正确，b错误；又因气体温度不变，故气体体积一定变小，c正确，d错误答案ac突破训练1如图6所示，光滑水平面上放有一质量为m的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为s.现用水平恒力f向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压为p0) 图6答案p0解析选取汽缸和活塞整体为研究对象，相对静止时有：f(mm)a再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有：psp0sma解得：pp0.考点三气体实验定律与理想气体状态方程例4如图7所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量10 kg，横截面积50 cm2，厚度1 cm，汽缸全长21 cm，汽缸质量20 kg，大气压强为1105 pa，当温度为7时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相 图7通g取10 m/s2，求：(1)汽缸倒置时，活塞封闭的气柱多长；(2)当温度多高时，活塞刚好接触平台解析(1)设汽缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为p1和p2，气柱长度分别为l1和l2.p1p01.2105pa，p2p00.8105pa倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1l1sp2l2s，所以l2l115 cm(2)设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为t2和t3，升温后气柱长度为l3，则t2t1(2737) k280 k，l215 cm，l320 cm升温过程为等压变化，由盖吕萨克定律可得所以t3t2373 k.即温度升高到100时，活塞刚好接触平台答案(1)15 cm(2)100 分析有关气体实验定律和理想气体状态方程问 题的物理过程一般要抓住 三个要点：(1)阶段性，即弄清一个物理过程分为哪几个阶段；(2)联系性，即找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的；(3)规律性，即明确各阶段遵循的实验定律突破训练2如图8所示，粗细均匀的u形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长l10 cm的理想气体，当温度为27c时，两管水银面的高度差h2 cm，设外界大气压为1.0105 pa(即75 cmhg)，为了使左、右两管中的水银面相平，(1)若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少？(2)若温度保持27c不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少图8高度的水银柱？答案(1)66c(2)2.54 cm解析(1)由题意知，p173 cmhg，v110 cms，t1300 k；p275 cmhg，v211 cms；根据理想气体状态方程：得，t2，代入数据得t2339 k，t266c(2)p375 cmhg，t3t1300 k，v3l3s；根据玻意耳定律：p1v1p3v3代入数据得l39.73 cm，即右管水银柱上升了0.27 cm，所需注入的水银柱长为h(220.27) cm2.54 cm.考点四理想气体实验定律的微观解释1 等温变化一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大2 等容变化一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大3 等压变化一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变例5下列关于分子运动和热现象的说法正确的是_a气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故b一定量100c的水变成100c的水蒸气，其分子之间的势能增加c对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热d如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大e一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和f如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增大解析气体分子间的作用力近似为零，所以没有容器的约束，气体分子由于自身的热运动会扩散到很大空间，a错；一定量100c的水变成100c的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加；而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，b对；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，c对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，d错；根据内能的定义可知，e对；气体温度升高，分子的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的速率都增大，f错答案bce突破训练3有关气体的压强，下列说法正确的是()a气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大b气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大c气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大d气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小答案d解析气体的压强与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，或者说，一是温度，二是体积密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，气体的体积可能也增大，使得分子密集程度减小，所以压强可能增大，也可能减小同理，当分子的密集程度增大时，分子平均动能也可能减小，压强的变化不能确定综上所述正确答案为d.50用图象法分析气体的状态变化类别图线特点举例pvpvct(其中c为恒量)，即pv之积越大的等温线，温度越高，线离原点越远ppct，斜率kct，即斜率越大，温度越高ptpt，斜率k，即斜率越大，体积越小vtvt，斜率k，即斜率越大，压强越小例6如图9甲是一定质量的气体由状态a经过状态b变为状态c的vt图象已知气体在状态a时的压强是1.5105pa.图9(1)说出ab过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中ta的温度值(2)请在图乙坐标系中，作出由状态a经过状态b变为状态c的pt图象，并在图线相应位置上标出字母a、b、c.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程答案见解析解析(1)从题图甲可以看出，a与b连线的延长线过原点，所以ab是一个等压变化，即papb根据盖吕萨克定律可得所以tatb300 k200 k.(2)由题图甲可知，由bc是等容变化，根据查理定律得所以pcpbpbpb1.5105pa2.0105pa则可画出由状态abc的pt图象如图所示突破训练4一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化， 如图10所示，pt和vt图各记录了其部分变化过程，试求：图10(1)温度600 k时气体的压强；(2)在pt图象上将温度从400 k升高到600 k的变化过程补充完整答案(1)1.25105 pa(2)如图所示解析(1)由题图知，p11.0105 pa，v12.5 m3，t1400 kp2？，v23 m3，t2600 k由理想气体状态方程得p21.25105 pa(2)在原pt图象上补充两段直线高考题组1(2011海南17)关于空气湿度，下列说法正确的是()a当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大b当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小c空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示d空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸汽的压强之比答案bc解析当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，这是因为无论空气的绝对湿度多大，只要比饱和汽压小得越多，液体就越容易蒸发，这时人身上分泌的液体越容易蒸发，人感觉就越干燥，选项a错误，b正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸汽的压强与相同温度时水的饱和汽压之比，选项c正确，d错误2 (2012重庆理综16)图11为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是()a温度降低，压强增大b温度升高，压强不变c温度升高，压强减小 图11d温度不变，压强减小答案a解析对被封闭的一定量的气体进行研究，当水柱上升时，封闭气体的体积v减小，结合理想气体状态方程c得，当外界大气压强p0不变时，封闭气体的压强p减小，则温度t一定降低，b选项错误当外界大气压强p0减小时，封闭气体的压强p减小，则温度t一定降低，c、d选项均错误当外界大气压强p0增大时，封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况当封闭气体的压强p增大时，温度t可能升高、不变或降低，封闭气体的压强p不变时，温度t一定降低，封闭气体的压强p减小时，温度t一定降低故只有选项a可能3 (2012江苏12a)(1)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有_a水黾可以停在水面上b叶面上的露珠呈球形c滴入水中的红墨水很快散开d悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)封闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度t1、t2时的分子速率分布图象如图12所示，则t1_(选填“大于”或“小于”)t2.图12答案(1)ab(2)平均动能小于解析(1)红墨水散开和花粉的无规则运动直接或间接说明分子的无规则运动，选项c、d错误；水黾停在水面上、露珠呈球形均是因为液体存在表面张力，选项a、b正确(2)温度升高时，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子速率较大的分子占总分子数的比例较大，所以t1t2.4 (2012新课标全国33(2)如图13，由u形管和细管连接的玻璃泡a、b和c浸泡在温度均为0c的水槽中，b的容积是a的3倍阀门s将a和b两部分隔开a内为真空，b和c内都充有气体u形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门s，整个系统稳定 图13后，u形管内左右水银柱高度相等假设u形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积(1)求玻璃泡c中气体的压强(以mmhg为单位)；(2)将右侧水槽的水从0c加热到一定温度时，u形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温答案(1)180 mmhg(2)364 k解析(1)在打开阀门s前，两水槽水温均为t0273 k设玻璃泡b中气体的压强为p1，体积为vb，玻璃泡c中气体的压强为pc，依题意有p1pcp式中p60 mmhg.打开阀门s后，两水槽水温仍为t0，设玻璃泡b中气体的压强为pb.依题意有，pbpc玻璃泡a和b中气体的体积为v2vavb根据玻意耳定律得p1vbpbv2联立式，并代入题给数据得pcp180 mmhg(2)当右侧水槽的水温加热到t时，u形管左右水银柱高度差为p，玻璃泡c中气体的压强为pcpbp玻璃泡c中的气体体积不变，根据查理定律得联立式，并代入题给数据得t364 k模拟题组5 (1)下列说法中正确的是_a由于表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，所以液体存在表面张力b用油膜法估测出了油酸分子直径，如果已知其密度可估测出阿伏加德罗常数c在棉花、粉笔等物体内都有很多细小的孔道，它们起到了毛细管的作用d一定质量的理想气体从外界吸收热量，温度一定升高e空气相对湿度大，体表的水不易蒸发，所以人就感到潮湿(2)为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样假如在地面上航天服内气压为1.0105 pa，气体体积为2 l，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4 l，使航天服达到最大体积若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统求此时航天服内的气体压强；若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0104 pa，则需补充1.0105 pa的等温气体多少升？答案(1)ace(2)5.0104 pa1.6 l解析(2)航天服内气体经历等温过程，p11.0105 pa，v12 l，v24 l由玻意耳定律p1v1p2v2得p25.0104 pa设需要补充的气体体积为v，将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体，充气后的气压p39.0104 pa由玻意耳定律p1(v1v)p3v2得v1.6 l6 (1)下列说法正确的是_(填入正确选项前的字母)a布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，温度越高、微粒越大，运动越显著b任何物体的内能都不可能为零c毛细现象是液体的表面张力作用的结果，温度越高，表面张力越小d液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似具有各向异性e液体饱和汽的压强称为饱和汽压，大小随温度和体积的变化而变化(2)一气象探测气球，在充有压强1.00 atm(76.0 cmhg)、温度为27.0的氦气时，体积为3.50 m3.在上升至海拔5.50 km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压38.0 cmhg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为33.0.求：氦气在停止加热前的体积；氦气在停止加热较长一段时间后的体积答案(1)bcd(2)7.0 m35.6 m3解析(2)氦气停止加热前为等温变化，则有p1v1p2v2解得v27.0 m3氦气停止加热较长时间后为等压变化，则有解得v35.6 m3(限时：45分钟)题组1对固体与液体的考查1 (2010课标全国理综33)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()a金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体b晶体的分子(或原子、离子)排列是规则的c单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点d单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的答案bc2 关于液体的表面张力，下列说法中正确的是 ()a表面张力是液体各部分间的相互作用b液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力c表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部的d表面张力的方向总是与液面相切的答案bd3 关于液晶，下列说法中正确的有()a液晶是一种晶体b液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性c液晶的光学性质随温度的变化而变化d液晶的光学性质随光照的变化而变化答案cd解析液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项a、b错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质；温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，选项c、d正确4 液体的饱和汽压随温度的升高而增大()a其规律遵循查理定律b是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大c是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大d是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大答案d解析当温度升高时，蒸汽分子的平均动能增大，导致饱和汽压增大；同时，液体中平均动能大的分子数增多，从液面飞出的分子数将增多，在体积不变时，将使饱和汽的密度增大，也会导致饱和汽压增大，故选d.题组2对气体实验定律微观解释的考查5 封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度降低时，以下说法正确的是 ()a气体的密度减小b气体分子的平均动能增大c气体的压强增大d每秒撞击单位面积器壁的气体分子数减少答案d6 下列说法正确的是()a一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大b一定质量的气体，当体积增大时，压强一定减小c一定质量的气体，当体积增大，温度升高时，压强一定增大d一定质量的气体，当体积减小，温度升高时，压强一定增大答案d解析一定质量的气体，其分子总数一定，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，有引起压强增大的可能，但不知道分子的密度如何变化，故不能断定压强一定增大，a项错误；当体积增大时，气体分子的密度减小，有使压强减小的可能，但不知气体分子的平均动能如何变化，同样不能断定气体压强一定减小，b项错误；体积增大有使压强减小的趋势，温度升高有使压强增大的趋势，这两种使压强向相反方向变化的趋势不知谁占主导地位，不能断定压强如何变化，故c项错误；体积减小有使压强增大的趋势，温度升高也有使压强增大的趋势，这两种趋势都使压强增大，故压强一定增大，d项正确题组3对气体实验定律与气态方程的考查7 如图1所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气() 图1a体积不变，压强变小 b体积变小，压强变大c体积不变，压强变大 d体积变小，压强变小答案b解析细管中封闭的气体，可以看成是一定质量的理想气体，洗衣缸内水位升高，气体压强增大，因温度不变，故做等温变化，由玻意耳定律pvc得，气体体积减小，b选项正确8 用如图2所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律a、b管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时a、b两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变()图2a将烧瓶浸入热水中时，应将a管向上移动b将烧瓶浸入热水中时，应将a管向下移动c将烧瓶浸入冰水中时，应将a管向上移动d将烧瓶浸入冰水中时，应将a管向下移动答案ad解析由c(常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管a水银面要比左管b水银面高，故选项a正确；同理可知选项d正确9 一定质量的理想气体，在某一状态下的压强、体积和温度分别为p0、v0、t0，在另一状态下的压强、体积和温度分别为p1、v1、t1，则下列关系错误的是 ()a若p0p1，v02v1，则t0t1b若p0p1，v0v1，则t02t1c若p02p1，v02v1，则t02t1d若p02p1，v0v1，则t02t1答案abc解析根据可以判断出选项a、b、c错误，d正确10如图3所示，一定质量的气体放在体积为v0的导热容器中，一体积不计的光滑活塞c将容器分成a、b两室，b室的体积是a室的两倍，a室连接一“u”形细管，细管两边水银柱高度差为76 cm.b室连接有一阀门k，可与大气相通(外界大气压等于76 cmhg，细管内气体体积忽略不计)现将阀门k打开，图3(1)求最终a室内气体的体积；(2)a室内气体压强如何变化？从微观上解释压强变化的原因；(3)a室内气体吸热还是放热，解释其原因答案(1)(2)减小，原因见解析(3)吸热，原因见解析解析(1)a室气体等温变化pa0276 cmhg，va0，pa76 cm