高三物理一轮复习 第十一章 热学 第2节 固体、液体和气体课时跟踪检测（选修3-3）试题

固体、液体和气体对点训练：固体、液体的性质1．(2015·南京一模)如图1所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变钝了。产生这一现象的原因是()图1A．玻璃是非晶体，熔化再凝固后变成晶体B．玻璃是晶体，熔化再凝固后变成非晶体C．熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧D．熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张解析：选C玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体，故A、B错误；细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，而体积相同情况下球的表面积最小，故呈球形，故C正确，D错误。2．(2015·福建高考)下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是()A．分子间距离减小时分子势能一定减小B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性解析：选B当分子间距r<r0时，分子间距r减小，分子势能增大，选项A错误。分子热运动的剧烈程度只与温度有关，温度越高，运动越剧烈，选项B正确。温度越高，热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大，选项C错误。多晶体的物理性质为各向同性，选项D错误。3．(多选)(2015·江苏高考)对下列几种固体物质的认识，正确的有()A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．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C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同解析：选AD晶体在熔化过程中温度保持不变，食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，选项A正确；蜂蜡的导热特点是各向同性的，烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形，说明云母片的导热特点是各向异性的，故云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，则该物质微粒在空间的排列是规则的，选项C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，选项D正确。对点训练：气体压强及实验定律4．(2015·怀化二模)如图2所示，玻璃管的横截面S＝1cm2，在玻璃管内有一段质量为m＝0.1kg的水银柱和一定量的理想气体，当玻璃管平放时气体柱的长度为l0＝10cm，现把玻璃管正立，过较长时间后再将玻璃管倒立，经过较长时间后，求玻璃管由正立至倒立状态，水银柱相对于管底移动的距离是多少？(假设环境温度保持不变，大气压强取p0＝1×105Pa)图2解析：气体做等温变化，当玻璃管平放时有p1＝p0V1＝l0S玻璃管正立时，对水银柱受力分析：p2S＝p0S＋mg故p2＝p0＋eq\f(mg,S)V2＝l2S玻璃管倒立时，对水银柱受力分析，p0S＝p3S＋mg有：p3＝p0－eq\f(mg,S)V3＝l3S根据玻意耳定律，得p1V1＝p2V2p2V2＝p3V3由以上各式联立解得⇒Δl＝l3－l2＝eq\f(2mgp0l0,p02S－\f(mg2,S))＝eq\f(2×104,106－104)cm≈2cm。答案：2cm5．(2015·南京一模)导热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，用质量为M的光滑活塞密封一定质量的理想气体，活塞横截面积为S。开始时气缸开口向上，被封气体的体积为V0，如图3甲所示，现将气缸平放，如图乙所示。已知外界大气压强为p0，环境温度不变，待系统重新稳定后，求活塞相对于缸底移动的距离。图3解析：对活塞受力分析：Mg＋p0S＝pS得：p＝eq\f(Mg＋p0S,S)气缸平放后：对活塞受力分析得：p1＝p0对封闭气体运用玻意耳定律：pV0＝p1V1得：V1＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Mg,S)＋p0))V0,p0)所以：Δh＝eq\f(V1－V0,S)＝eq\f(MgV0,p0S2)。答案：eq\f(MgV0,p0S2)6．(2015·全国卷Ⅱ)如图4所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l＝10.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭。已知大气压强p0＝75.0cmHg。图4(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。解析：(1)以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l＝10.0cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1。由玻意耳定律得pl＝p1l1 由力学平衡条件得p＝p0＋h ②打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有p1＝p0－h1 ③联立①②③式，并代入题给数据得l1＝12.0cm ④(2)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。由玻意耳定律得pl＝p2l2 由力学平衡条件有p2＝p0 ⑥联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l2＝10.4cm ⑦设注入的水银在管内的长度为Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1 ⑧联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh＝13.2cm ⑨答案：(1)12.0cm(2)13.2cm对点训练：气体状态变化的图像问题7．(多选)(2014·全国卷Ⅰ)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p­T图像如图5所示。下列判断正确的是__________。图5A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：选ADE过程ab，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，A正确；过程bc，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数减小，E正确；而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，B错误；过程ca，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，C错误；根据上述三过程可知：在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，其分子的平均动能最小，D正确。8．(2016·高密模拟)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图6所示。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA。在状态B时的体积为VB，在状态C时的温度为TC。图6(1)求气体在状态B时的温度TB；(2)求气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比。解析：(1)由题图知，A→B过程为等压变化。由盖—吕萨克定律有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，解得TB＝eq\f(TAVB,VA)。(2)由题图知，B→C过程为等容变化，由查理定律有eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)A→B过程为等压变化，压强相等，有pA＝pB，由以上各式得eq\f(pA,pC)＝eq\f(TAVB,TCVA)。答案：(1)eq\f(TAVB,VA)(2)eq\f(TAVB,TCVA)对点训练：理想气体状态方程9．(多选)(2014·大纲卷)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是()A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小解析：选BD根据理想气体的状态方程eq\f(pV,T)＝C，当压强变大时，气体的温度不一定变大，分子热运动也不一定变得剧烈，选项A错误；当压强不变时，气体的温度可能变大，分子热运动也可能变得剧烈，选项B正确；当压强变大时，气体的体积不一定变小，分子间的平均距离也不一定变小，选项C错误；当压强变小时，气体的体积可能变小，分子间的平均距离也可能变小，选项D正确。10．(2015·银川一模)如图7所示，在一端开口、一端封闭粗细均匀的玻璃管内，一段长为h＝25cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置时，管内封闭的气柱长度为L1＝20cm(如图甲)，这时的大气压强p0＝75cmHg，室温是t1＝27℃。将玻璃管缓慢地转过90°，使它开口向上，并竖直浸入热水中(如图乙)，待稳定后，测得玻璃管内气柱的长度L2＝17.5cm。图7(1)求此时管内气体的温度t2；(2)保持管内气体的温度t