2020届高三物理二轮专题复习-固体、液体、气体专题

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2020届高三物理二轮专题复习——固体、液体、气体专题（强化练习）一、单选题（本大题共7小题，共28分）下列说法中正确的是(    )A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

B.第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律

C.大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的绝对湿度较大

D.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的如图，竖直放置的右管上端开口的U型玻璃管内用水银封闭了一段气体，右管内水银面高于左管内水银面，若U型管匀减速下降，管内气体(    )A.压强增大，体积增大 B.压强增大，体积减小

C.压强减小，体积增大 D.压强减小，体积减小以下对固体和液体的认识，正确的有(    )A.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

B.液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为浸润

C.影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距

D.液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功关于液晶，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.液晶的光学性质并不随外加电压的变化而改变有一款新型水杯，在杯的夹层中封入适量的固态物质，实现了“快速降温”和“快速升温”的功能，使用时，将水杯上下晃动几分钟，可以将100℃的开水降温至55℃左右的温水，也可以将冷水升温到55℃左右的温水，这款水杯被广泛成称为“55°杯”。依据以上说明“55°杯”的工作原理是(    )A.首次使用时必须加注冷水；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热

B.首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热

C.首次使用时必须加注热水；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热

D.首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明(    )A.气体分子的平均动能增大

B.气体分子的平均动能减小

C.每秒撞击单位面积器壁的分子数增多

D.每秒撞击单位面积器壁的分子数减少所示的四种物态变化的实例中，属于液化的是(    )A.

冰雪遇暖消融

B.

水烧开时冒出”白气”

C.

草叶上形成”白霜”

D.

用干手器将手烘干二、多选题（本大题共5小题，共20分）下列说法正确的是(    )A.已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可以估算铜分子的直径

B.热量不可能从低温物体传到高温物体

C.一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

D.在一定的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，但非晶体一定不可以转化为晶体

E.当液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间的作用力表现为斥力下列有关热现象的说法正确的是(    )A.分子力随分子间距离减小而增大

B.气体吸收热量，其分子的平均动能可能减小

C.布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动

D.缓慢压缩一定量理想气体，若此过程气体温度不变，则外界对气体做正功但气体内能不变

E.气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多下列说法中正确的是(    )A.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

B.当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同

C.当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同

D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数和温度有关一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下面判断正确的是(    )A.气体分子平均动能增大，气体内能增大

B.单位体积内分子数增多

C.气体的压强一定保持不变

D.气体的压强可能变大下列说法正确的是(    )A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关

B.气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变

C.温度一定时，饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大

D.功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功

E.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压三、填空题（本大题共2小题，共10分）【物理—物理33】(1)下列关于热现象的描述正确的一项是(    )

a.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%

b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

c.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

d.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的

(2)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T=300 K，压强p=1 atm，封闭气体的体积V=3 m3。如果将该气缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。

①求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)。

②下潜过程中封闭气体________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量________(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。如图所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞在气缸内可以自由滑动且不漏气，其下方用细绳吊着砂桶，系统处于平衡状态．现砂桶中的细沙不断流出，这一过程可视为一缓慢过程，且环境温度不变，则在此过程中气缸内气体分子的平均速率______(选填“减小”、“不变”、“增大”)，单位时间单位面积缸壁上受到气体分子撞击的次数______(选填“减少”、“不变”、“增加”)．四、实验题（本大题共1小题，共12分）[物理——选修3−3](1)“拔火罐”可用来治疗某些疾病，方法是将点燃的酒精棉球放入玻璃罐——火罐内，当棉球燃烧完时，迅速将火罐的开口端紧压在皮肤上，火罐就紧紧地“吸”在皮肤上。若不考虑分子间的相互作用力，关于火罐内的气体，下列说法正确的是

。(选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分)A.温度基本不变B.体积基本不变C.压强基本不变D.单位时间作用在单位器壁上的分子的冲量减小E.内能减小(2)在一端封闭、粗细均匀的长直玻璃管内，由一段水银柱封闭着一定质量的理想气体a。温度为T时，将管口向上竖直放置，气柱的长度为L；温度为T 1时，将管口向下竖直放置，气柱的长度为L 1；温度为T 2时，将管与水平方向成30º角放置，求气柱的长度L 

五、计算题（本大题共3小题，共30分）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于A状态，然后经过A→B→C状态变化过程到达C状态．在V−T图中变化过程如图所示．

(1)气体从A状态经过A→B到达B状态的过程要______(填“吸收”或“放出”)热量．

(2)如果气体在A状态的压强为PA=40Pa，求气体在状态B和状态C的压强．

(3)将上述气体状态变化过程在p−V图中表示出来．

如图所示，一端封闭、长度为L0=lm的竖直玻璃管内，有一段长为L1=18.75cm的水银柱封闭了一定量的理想气体，气体的温度为t1=27℃、气柱长L=80cm，大气压强为po=75cmHg，已知热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273K。

(i)若从上方往玻璃管里缓慢注入水银且不溢出，求还能加入水银长度的最大值(假设气体的温度不变)；

(ii)若给玻璃管内气体缓慢加热，使水银柱上升，求管内水银柱开始溢出时的气体的温度t2(结果保留小数点后两位小数)。如图，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热气缸内，活塞质量为30kg、横截面积S=100cm2，活塞与气缸间连着自然长度L=50cm、劲度系数k=500N/m的轻弹簧，活塞可沿气缸壁无摩擦自由移动。初始时刻，气缸内气体温度t=27℃，活塞距气缸底部40cm.现对气缸内气体缓慢加热，使活塞上升30cm.已知外界大气压P0=1.0×10

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】

布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映；第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因是违背了热力学第二定律。在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿；单晶体在熔化过程中吸热热量但温度不变，故分子热能增加。

本题考查对布朗运动、热力学第二定律、晶体、湿度等基本概念的理解。要注意布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映。

【解答】

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动是花粉颗粒的无规律运动，反映了水分子的无规则运动，故A错误；

B.第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；

C.相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，故C错误；

D.一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，因吸收热量，分子势能一定是增大的，故D正确。

故选D。

2.【答案】B

【解析】【分析】

初始状态P=P0+Ph，若试管自由下落，则ph=0，P=P0，压强增大，若匀减速下降，加速度向上，超重。

关键知道失重时，水银柱的压强减小，超重时，压强增大。

【解答】

初始状态P=P0+Ph，

若匀减速下降，加速度向上，超重，则右侧水银对气体的压力增大，

h高水银柱产生的压强Ph=mg+maS，所以P=P0【解析】解：A、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体。故A错误；

B、液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润。故B错误；

C、影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度，即空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距。故C正确；

D、液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功和液体分子增加的动能。故D错误；

故选：C。

蜂蜡不是晶体，云母才是晶体；附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润；影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度；液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功和液体分子增加的动能。

本题考查了晶体和非晶体、浸润和不浸润、饱和汽、未饱和汽和饱和汽压等知识点。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。

4.【答案】C

【解析】解：A、液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，故A错误；

B、液晶分子的空间排列是不稳定的，具有各向异性，故B错误；

C、液晶的光学性质随温度的变化而变化．故C正确．

D、液晶在外加电压的影响下并不发光，而是由于液晶通电时，排列变得有秩序，使光线容易通过．故D错误．

故选：C

液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态．

液晶较为生疏的一种物质状态．关键需要记住其定义和基本特性即可．

5.【答案】C

【解析】解：首次使用时，必须加注热水，此时晶体物质被熔化，此过程晶体物质会吸收热量，当水的温度下降到55℃以下时，此时晶体物质会凝固，会放出热量，所以在此过程中水能较长时间保持水温不变。

故ABD错误，C正确；

故选：C。

物质由固态变为液态的过程是熔化，熔化需要吸热。物质由液态变为气态的过程是汽化，汽化需要吸热。物质由液态变为固态叫凝固，凝固过程要放出热量。

物态变化问题在生活中处处存在，并在生活中有广泛的应用，留心观察生活，本题也体现了物理和生活的密切关系。

6.【答案】C

【解析】解：A、B、一定质量的气体温度不变，温度是物体分子运动平均动能的标志，故气体分子的平均动能不变，故A错误，B错误；

C、D、一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大；温度不变说明气体分子运动平均动能不变；体积减小说明相同体积内分子数变多；故相同时间内单位面积上碰撞的气体分子增加了，故压力变大，压强变大，故C正确，D错误。

故选：C。

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度的反映，从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志，温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义，对于个别分子来说，温度是没有意义的；

大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．

本题关键明确气体压强的微观意义，明确影响气体压强的因数有两个：分子数密度和分子的平均动能．

7.【答案】B

【解析】解：A、冰雪遇暖消融，是固体熔化为液体，属于熔化过程，故A错误；

B、水烧开时的白气，是水蒸气遇冷液化的结果，故B正确；

C、草叶上的白霜是水蒸气遇冷凝固而成，属于凝华，故C错误；

D、干手器将手上的水变成水蒸气为汽化过程，故D错误；

故选：B。

液化是物体由气态变成液态的过程，分清物质前后的状态即可解答。

分析物态变化，注意分清物体变化前后的状态，根据各个定义进行分析，属于记忆性知识点，注意加强记忆。

8.【答案】ACE

【解析】解：A、已知铜的密度和摩尔质量可求摩尔体积，摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得铜分子体积，把铜分子看成球型，即可求解铜分子直径，故A正确；

B、根据热力学第二定律可知，热量能从低温物体传到高温物体，如空调，但会引起其他的变化，故B错误；

C、一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程，根据盖吕萨克定律可知温度升高，故气体内能一定增大，故C正确；

D、晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化，即在一定的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，非晶体也可以转化为晶体。故D错误；

E、液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子之间的作用力表现为斥力；附着层出现扩展的趋势；故E正确；

故选：ACE。

已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数可求铜分子体积，把铜分子看成球型，即可求解铜分子直径；根据热力学第二定律可知，热量能从低温物体传到高温物体；气体内能只与温度有关；结合晶体的微观结构并结合实例可知选项D的正误；浸润是由于附着层分子间是斥力的原因。

本题考查分子大小、热力学第二定律、气体状态方程、晶体与非晶体以及浸润等知识点，关键是要熟练掌握热学的各个知识点，并能灵活应用。

9.【答案】BDE

【解析】解：A、分子力是分子的引力与斥力的合力，它随分子间距离的增大先减小，再增大，最后又减小．故A错误；

B、做功和热传递都可以改变物体的内能，气体吸收热量，若同时对外做功，其内能不一定增大，即温度可能降低，所以分子的平均动能可能减小．故B正确；

C、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，而固体颗粒是由大量颗粒分子组成的，固体颗粒的运动是所有颗粒分子整体在运动，不能证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动．故C错误；

D、缓慢压缩一定量气体，若此过程气体温度不变，则外界对气体做正功，由于一定质量的理想气体的内能只与温度有关，所以气体内能不变，故D正确．

E、气体体积不变时，温度越高，由PVT=c知，气体的压强越大，由于单位体积内气体分子数不变，分子平均动能增大，所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多．故E正确．

故选：BDE

分子力随分子间距离的增大先减小，再增大，又减小；做功和热传递都可以改变内能，温度是分子的平均动能的标志；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映；一定质量的理想气体的内能只与温度有关．气体的压强与分子平均动能和分子数密度有关．

该题考查分子之间的作用力、温度的意义、布朗运动以及热力学第一定律，都是记忆性的知识点的内容，在平时的学习过程中多加积累即可．

10.【答案】【解析】解：A、液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。所以由于表面张力的作用，叶面上的小露珠呈球形，故A正确；

B、液晶显示器是利用液晶对光具有各向异性的特点设计的，电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，故B正确；

C、当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均动能相同，但平均速率不相同，故C错误。

D、根据压强的微观意义可知，气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关，故D正确。

故选：ABD。

凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力；液晶的特征是具有光学异性，故可以制作显示器，根据压强的微观意义可知，气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关。

本题考查液体表面张力、液晶、气体压强的微观解释等，知识点多，难度小，关键是记住基础知识。

11.【答案】AD

【解析】解：A、温度是分子平均动能变化的标志，温度是理想气体内能变化的标志．理想气体温度升高了，所以气体分子平均动能增大，气体内能增大，故A正确．

B、理想气体体积变大，单位体积内分子数减小，故B错误．

CD、根据气态方程PVT=C(常数)可知，一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高，则压强可能增大，也可能减小，故C错误，D正确；

故选AD．

对于一定质量的理想气体，其状态的变化要遵循气态方程PVT=C(常数)，因此依据气态方程即可判断物体状态变化情况．

温度是分子平均动能变化的标志，温度是理想气体内能变化的标志．

在学习过程中要结合气态方程和热力学第一定律正确判断气体状态变化和内能的变化情况．

【解析】解：A、气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关，单位体积内的分子数越多碰撞次数越多，分子的平均动能越大，单位时间碰撞次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故A正确；

B、温度是分子平均动能的标志，气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，而分子间势能不一定改变，故B错误；

C、饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，故一定温度下的饱和汽的分子数密度是一定值，相同温度下不同液体的饱和汽压一般是不同的，故C正确．

D、功可以全部转化为热，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下热量也可以全部转化为功，故D正确．

E、根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压．故E正确．

故选：ACDE

饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度．饱和汽压越大，表示该物质越容易挥发．

绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比

解决本题只要知道饱和汽压、绝对湿度和相对湿度的定义．对于热学基本内容一定要加强记忆；并能准确应用

13.【答案】(1)c (2)(2)①当气缸下潜至990 m时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知

p=100 atm①

根据理想气体状态方程得

②

代入数据得

V=2.8×10−2m3③

【解析】(1)根据热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。可知热机的效率不可能达到100%，选项a错误。做功是内能与其他形式的能发生转化，而热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移，所以选项b错误。温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，故选项c正确。单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律，大量分子的集体行为受到统计规律的支配，故选项d错误。

(2)①当气缸下潜至990 m时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知

p=100 atm①

根据理想气体状态方程得

②

代入数据得

V=2.8×10−2m3③

②放热大于

【解析】解：因温度不变，分子的平均动能不变，则气体的平均速率不变；

以活塞和沙桶整体为研究对象，设总质量为m，受力分析，根据平衡条件有：PS+mg=P0S

得：P=P0−mgs

细沙流出后，mg减小，则P增大，由于平均速率不变，根据压强的微观含义可知，单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数增加；

故答案为：不变，增加

分析活塞可知内部压强的变化；由温度的变化及压强变化可知体积变化，根据温度的微观含义：温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，平均动能越大，分析气体分子平均动能的变化，即可知道平均速率的变化．

根据压强的计算可求出压强的变化，再根据压强的意义，分析单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数如何变化．

本题考查理想气体的状态方程以及封闭气体的压强，注意明确气体压强的微观意义，明确压强大小取决于个密度和分子运动的平均速率．

15.【答案】[物理——选修3−3]

(1)BDE。

(2)设玻璃管的横截面积为S，竖直放置的水银柱产生的压强为ph，当管口向下竖直放置时，由理想气体状态方程

(p0+ph)SLT=(p0−ph)SL1T1

解得

ph=TL1−T1LTL1+T1Lp0

管与水平方向成30°角：

①若管口朝上，由理想气体状态方程

解得

L2=4T2LL13TL1+T1L

②若管口朝下，由理想气体状态方程

解得

34

[物理——选修3−4]

(1)ACD。

(2)(ⅰ)如图所示，

光线1不发生偏折。光线2在圆柱面上折射

解得θ2=30°

即θ1′=60°−θ2=30°光线2在底面上折射

解得

θ2′=60°

由几何关系知

OC=33R

(ⅱ)若入射光的频率增大，折射率也增大，在θ1不变的情况下，θ2变小，故d变小。

35

[物理——选修3−5]

【解析】[物理——选修3−3]

(1)

把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，内能减小，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，单位时间作用在单位器壁上的分子的冲量减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，故BDE正确，AC错误；

故选BDE。34

[物理——选修3−4](1)A.由波的图象可知，波在a介质中波长较小，在b介质中波长较大，选项A正确；

C.同一列机械波，频率一定，选项C正确；

B.由公式

v=λf可知，波在b介质中波速较大，选项B错误；

DE.若图中的波是声波，两种介质分别为水和空气，由于声波在水中的速度大于在空气中的速度，故a介质为空气，选项D正确，E错