2024高考物理大一轮复习第13章第2讲气体固体与液体精练含解析

PAGEPAGE5第2讲气体、固体与液体◎基础巩固练1．(多选)(2024·山东聊城模拟)对于肯定质量的志向气体，下列论述中正确的是________。A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强肯定变大B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数肯定增加D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变E．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同确定解析：单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强肯定增大，故A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体分子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数肯定增加，故C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同确定，E正确。答案：ACE2．(多选)如图所示，肯定质量的志向气体，沿状态A、B、C改变，下列说法中正确的是________。A．沿A→B→C改变，气体温度不变B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低D．从A→B，气体压强减小，温度上升E．从B→C，气体密度减小，温度降低解析：由志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝常数可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小，选项B、D、E正确，选项A错误。答案：BDE3.(多选)如图所示，肯定质量的志向气体，从图示A状态起先，经验了B、C状态，最终到D状态，下列推断中正确的是________。A．A→B过程温度上升，压强不变B．B→C过程体积不变，压强变小C．B→C过程体积不变，压强不变D．C→D过程体积变小，压强变大E．C→D过程温度不变，压强变小解析：由题图可知，在A→B的过程中，气体温度上升，体积变大，且体积与温度成正比，由eq\f(pV,T)＝C可知，气体压强不变，故A正确；在B→C的过程中，体积不变，而温度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，气体压强变小，故B正确，C错误；在C→D的过程中，气体温度不变，体积变小，由eq\f(pV,T)＝C可知，气体压强变大，故D正确，E错误。答案：ABD4．(多选)(2024·潮州模拟)下列四幅图的有关说法中不正确的是________。A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力B．分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力增大引力减小，分子力表现为斥力C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当作球形处理D．食盐晶体中的钠、氯离子按肯定规律分布，具有空间上的周期性E．猛推木质推杆，密闭的气体温度上升，压强变大，分子间表现为斥力，可看作是绝热改变解析：当分子间距离为r0时，分子间存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整体的效果为0，故A错误；分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但引力增大得慢，所以分子力表现为斥力，故B错误；水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径d大小时把它们当作球形处理，故C正确；晶体具有点阵结构，食盐属于晶体，食盐中的钠、氯离子按肯定规律分布，具有空间上的周期性，故D正确；猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭的气体温度上升，压强变大，此时气体分子之间的距离仍旧大于r0，分子之间的相互作用力仍旧是引力，但是很小，几乎可以忽视不计，故E错误。答案：ABE5.(2024·安徽合肥模拟)如图所示，上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置，截面面积为20cm2的活塞将肯定质量的气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底肯定距离处设有卡环a、b，使活塞只能向上滑动，起先时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强p0＝1.0×105Pa，温度为27℃，现缓慢加热汽缸内气体，当温度缓慢上升为57℃，活塞恰好要离开a、b，重力加速度大小g取10m/s2，求活塞的质量。解析：活塞刚要离开a、b时，对活塞有p2S＝p0S＋mg解得p2＝p0＋eq\f(mg,S)气体的状态参量为T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，T2＝330K因为V1＝V2，所以依据查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)代入数据解得m＝2kg答案：2kg6.(2024·山东临沂模拟)如图是一种气压保温瓶的结构示意图。其中出水管很细，体积可忽视不计，出水管口与瓶胆口齐平，用手按下按压器时，气室上方的小孔被堵塞，使瓶内气体压强增大，水在气压作用下从出水管口流出。最初瓶内水面低于出水管口10cm，此时瓶内气体(含气室)的体积为2.0×102cm3，已知水的密度为1.0×103kg/m3，按压器的自重不计，大气压强p0＝1.01×105Pa，取g＝10m/s2。求：(ⅰ)要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强的最小值；(ⅱ)当瓶内气体压强为1.16×105Pa时，瓶内气体体积的压缩量。(忽视瓶内气体的温度改变)解析：(ⅰ)由题意知，瓶内、外气体压强以及水的压强存在以下关系：p内＝p0＋p水＝p0＋ρgh水代入数据得p内＝1.02×105Pa。(ⅱ)当瓶内气体压强为p＝1.16×105Pa时，设瓶内气体的体积为V。由玻意耳定律为p0V0＝pV，压缩量为ΔV＝V0－V，已知瓶内原有气体体积V0＝2.0×102cm3，解得ΔV＝25.9cm3。答案：(ⅰ)1.02×105Pa(ⅱ)25.9cm37．(2024·山东济南模拟)肯定质量的志向气体由状态A依次改变到B、C、D、A、E、C，整个改变过程如图所示，已知在状态A时气体温度为320K，则在状态B时温度为多少？在状态D时温度为多少？整个过程的最高温度为多少？解析：志向气体由状态A到B，气体为等容改变，依据查理定律有eq\f(pB,TB)＝eq\f(pA,TA)，得TB＝eq\f(pB,pA)TA＝eq\f(1×105Pa×320K,4×105Pa)＝80K。由C到D再到A为等温改变时，则TD＝TA＝320K。依据p­V图象特点结合题图可知，在AC连线中点处所在状态气体温度最高，此状态下p中＝2.5×105Pa，V中＝2.5L。由eq\f(p中V中,T中)＝eq\f(pAVA,TA)得Tmax＝T中＝eq\f(p中V中,pAVA)TA＝eq\f(2.5×105×2.5,4×105×1)×320K＝500K答案：80K320K500K◎实力提升练8．[2024·全国卷Ⅱ·33(2)]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ρ0，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。(ⅰ)求该热气球所受浮力的大小；(ⅱ)求该热气球内空气所受的重力；(ⅲ)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。解析：(ⅰ)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ρ0＝eq\f(m,V0)①在温度为T时的体积为VT，密度为ρ(T)＝eq\f(m,VT)②由盖吕萨克定律得eq\f(V0,T0)＝eq\f(VT,T)③联立①②③式得ρ(T)＝ρ0eq\f(T0,T)④气球所受的浮力为F＝ρ(Tb)gV⑤联立④⑤式得F＝Vgρ0eq\f(T0,Tb)⑥(ⅱ)气球内热空气所受的重力为G＝ρ(Ta)Vg⑦联立④⑦式得G＝Vgρ0eq\f(T0,Ta)⑧(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mg＝F－G－m0g⑨联立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0(eq\f(1,Tb)－eq\f(1,Ta))－m0⑩答案：(ⅰ)Vgρ0eq\f(T0,Tb)(ⅱ)Vgρ0eq\f(T0,Ta)(ⅲ)Vρ0T0(eq\f(1,Tb)－eq\f(1,Ta))－m09．[2024·全国卷Ⅲ·33(2)]一种测量淡薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。起先测量时，M与K2相通；渐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：(ⅰ)待测气体的压强；(ⅱ)该仪器能够测量的最大压强。解析：(ⅰ)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p，提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则V＝V0＋eq\f(1,4)πd2l①V1＝eq\f(1,4)πd2h②由力学平衡条件得p1＝p