（全国版）2019版高考物理一轮复习 第14章 选考部分 51 固体、液体、气体能力训练.doc

51 固体、液体、气体1甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，由烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，下列说法正确的是()a甲、乙为非晶体，丙是晶体b甲、乙、丙都是晶体c甲、丙为非晶体，丙是晶体d甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体答案d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，d正确，a、b、c错误。2(多选)2013年6月20日，女航天员王亚平成为中国第一位“天空老师”，在太空中给全国青少年讲解了液体表面张力的作用，微重力环境下物体运动的特点等知识，下列现象中哪些是由于表面张力引起的()a钢针浮在水面上b船只浮在水面上c飞船中自由漂浮的水滴呈球形d布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水答案acd解析钢针受到水的表面张力作用，与重力平衡，钢针浮在水平面上，a正确；船只在水的浮力作用下浮在水面上，与表面张力无关，b错误；飞船中自由漂浮的水滴在表面张力作用下使水滴表面积收缩到最小即呈球形，c正确；由于雨水表面存在表面张力，虽然布伞有孔，但不漏水，与表面张力有关，d正确。3液晶显示器是一种采取液晶为材料的显示器，由于机身薄、省电、辐射低等优点深受用户的青睐，下列关于液晶说法正确的是()a液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在b液晶既有液体的流动性，又有光学的各向同性c当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色d液晶的结构与液体的结构相同答案c解析液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶也存在于生物结构中，故a错误；液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，故b错误；当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色，故c正确；液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，结构与液体的结构不同，故d错误。4(多选)下列各图中，p表示压强，v表示体积，t表示热力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量气体等压变化规律的是()答案ac解析a中横轴代表热力学温度，纵轴代表压强，图象与横轴平行，纵坐标为定值，表示压强一定，是气体等压变化规律，a正确；b中横轴代表体积，纵轴代表压强，图象表示随着体积增大压强减小的变化规律，不是等压变化规律，b错误；根据质量一定的气体遵守的气态方程：c(恒量)可以得出vt，如果是气体等压变化，那么是常数，得出vt图象为过原点的直线，c正确；d中横轴代表摄氏温度，图象中表示随着温度增大压强增大，不是等压变化规律，d错误。5如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦。在活塞上缓慢地放上一定量的细砂。假设在此过程中，汽缸内气体的温度始终保持不变，下列说法正确的是()a汽缸中气体的内能增加b汽缸中气体的压强减小c汽缸中气体的分子平均动能不变d单位时间内汽缸中气体分子对活塞撞击的次数不变答案c解析气体做等温变化，而温度是气体分子平均动能的标志，故分子的平均动能不变，一定质量的理想气体的内能只由温度决定，所以内能不变，a错误，c正确；在活塞上缓慢地放上一定量的细砂，封闭气体压强增大，故b错误；封闭气体压强增大，温度不变，根据理想气体的状态方程可得气体的体积减小，缸中气体分子数密度增大，单位时间内汽缸中气体分子对活塞撞击的次数增大，d错误。6(多选)下列说法正确的是()a水的饱和汽压随温度的升高而增加b浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现c一定质量的0 的水的内能大于等质量的0 的冰的内能d气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的e一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故答案abce解析饱和汽压与液体材料和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故a正确；浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现，与分子力有关，故b正确；由于水结冰要放热，故一定质量的0 的水的内能大于等质量的0 的冰的内能，故c正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和平均动能有关，故d错误；小昆虫可以停在水面上，由于水表面存在表面张力的缘故，故e正确。7如图a所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为s2103 m2、质量为m4 kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300 k，大气压强p01.0105 pa。现将汽缸竖直放置，如图b所示，求该情况下：(取g10 m/s2)(1)活塞与汽缸底部之间的距离；(2)缓慢对汽缸加热，当温度升至多高时活塞与卡环刚好接触？若此过程中气体内能增加了11.6 j，则气体吸收了多少热量？(3)缓慢对汽缸加热，当温度升至多高时活塞对卡环的压力为60 n?答案(1)20 cm(2)540 k50 j(3)675 k解析(1)汽缸水平放置时，封闭气体的压强p1p01105 pa，温度t1300 k，体积v124 cms，当汽缸竖直放置时，封闭气体的压强p2p01.2105 pa，温度t2t1300 k，体积v2hs，根据理想气体状态方程有：，代入数据可得h20 cm。(2)设活塞到卡环时的温度为t3，此时v3l3s，等压变化，有，解得t3540 k，气体对外做功wp2sl38.4 j，根据热力学第一定律可得uwq，解得quw50 j。(3)p3p21.2105 pa，p4p31.5105 pa，根据，解得t4675 k。8.如图所示，长为1 m、开口竖直向上的玻璃管内有一段长为15 cm的水银柱，封闭了一段长度为20 cm的气体。已知大气压强为75 cmhg。现缓慢旋转玻璃管，求：(1)当玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为多少？(2)当玻璃管开口竖直向下时，封闭气体的长度又是多少？答案(1)24 cm(2)30 cm解析(1)设管横截面积为s，以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态：p1(7515) cmhg90 cmhg，v120s。水平放置为末态：p275 cmhg，由玻意耳定律p1v1p2v2得v224s，所以，管内气体长24 cm。(2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态：p3(7515) cmhg60 cmhg，由玻意耳定律得v330s，所以，管内气体长30 cm，因为30 cm15 cm100 cm，所以水银不会流出。9(2017全国卷)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a。下列说法正确的是()a在过程ab中气体的内能增加b在过程ca中外界对气体做功c在过程ab中气体对外界做功d在过程bc中气体从外界吸收热量e在过程ca中气体从外界吸收热量答案abd解析在过程ab中，体积不变，外界对气体不做功，气体也对外界不做功，压强增大，温度升高，内能增加，故a正确、c错误；在过程ca中，压强不变，体积减小，温度降低，故内能减少，而外界对气体做功，气体要向外界放出热量，故b正确、e错误；在过程bc中，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，故d正确。10.(2017山东滕州五中月考)如图所示，一定质量的理想气体，经过图线abca的状态变化过程，ab的延长线过o点，ca与纵轴平行。由图线可知()aab过程压强不变，气体对外做功bbc过程压强增大，外界对气体做功cca过程压强不变，气体对外做功dca过程压强减小，外界对气体做功答案b解析由图可知，ab过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，a错误；如图所示，作过c的等容线，则体积相等的情况下，c状态的温度高，所以c状态的压强一定比a、b状态的压强大，由图可知bc体积减小，外界对气体做功，b正确；ca是等温变化，由玻意耳定律知ca体积增大，压强减小，气体对外界做功，c、d错误。11.(2017全国卷)如图，容积均为v的汽缸a、b下端有细管(容积可忽略)连通，阀门k2位于细管的中部，a、b的顶部各有一阀门k1、k3；b中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在b的底部；关闭k2、k3，通过k1给汽缸充气，使a中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭k1。已知室温为27 ，汽缸导热。(1)打开k2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开k3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。答案(1)2p0(2)上升直到b的顶部(3)1.6p0解析(1)设打开k2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为v1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得p0vp1v1(3p0)vp1(2vv1)联立式得v1p12p0(2)打开k3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与a中气体的体积之和为v2(v22v)时，活塞下气体压强为p2。由玻意耳定律得(3p0)vp2v2由式得p2p0由式知，打开k3后活塞上升直到b的顶部为止，即v22v，此时p2p0。(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从t1300 k升高到t2320 k的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p31.6p0。12(2017全国卷)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、温度为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。答案(1)0gv(2)0gv(3)0t0vm0解析(1)设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气球所受的浮力为f(tb)gv联立式得f0gv(2)气球内热空气所受的重力为g(ta)gv联立式得g0gv(3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mgfgm0g联立式得m0t0vm0。13.(2016全国卷)一u形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmhg。环境温度不变。答案1