（通用版）2021版高考物理大一輪復習 課后限時集訓37 固體、液體和氣體

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1、課后限時集訓37 固體、液體和氣體 建議用時：45分鐘 1．(多選)(2019·開封一模)下列說法中正確的是(　　) A．分子運動的平均速率可能為零，瞬時速度不可能為零 B．液體與大氣相接觸時，表面層內分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引 C．空氣的相對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示 D．有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體 E．隨著分子間距增大，分子間引力和斥力均減小，分子勢能不一定減小 BDE　[分子做永不停息的無規(guī)則運動，分子運動的平均速率不可能為零，瞬時速度有可能為零，故A錯誤；液體與大氣相接觸，表面層內分子間距較大，分子力表現(xiàn)為引力，故B正確；空氣的絕對濕度用

2、空氣中所含水蒸氣的壓強表示，故C錯誤；晶體和非晶體的區(qū)別在于內部分子排列，有的通過外界干預可以相互轉化，如把晶體硫加熱熔化(溫度超過300 ℃)再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶體，再過一段時間又會轉化為晶體，故D正確；隨著分子間距增大，分子間引力和斥力均減小，若分子力表現(xiàn)為引力，分子間距增大，分子力做負功，分子勢能增大，故E正確。] 2．(多選)(2019·衡水聯(lián)考)對于物質固體、液體、氣體的認識，下列說法正確的是(　　) A．液晶具有晶體光學的各向異性 B．絕對濕度的單位是Pa，相對濕度沒有單位 C．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內部 D．單晶體和多晶體的物理性質是各向異性的

3、，非晶體是各向同性的 E．液體的飽和汽壓與溫度有關，溫度越高飽和汽壓越大，但飽和汽壓與飽和汽的體積無關 ABE　[液晶既有液體的流動性，又有光學的各向異性，A正確；絕對濕度指大氣中水蒸氣的實際壓強，空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸汽的壓強表示，單位是Pa；而空氣的相對濕度是空氣中水蒸氣的絕對濕度與同溫度水的飽和汽壓的比值，所以空氣的相對濕度沒有單位，B正確；表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向平行于液體表面，而非與液面垂直，C錯誤；單晶體物理性質是各向異性的，非晶體和多晶體是各向同性的，D錯誤；飽和蒸汽壓是物質的一個重要性質，它的大小取決于物質的本性和溫度，而與體積無關，E正確。] 3．(多

4、選)固體甲和固體乙在一定壓強下的熔化曲線如圖所示，橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T。下列判斷正確的有(　　) A．固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體 B．固體甲不一定有確定的幾何外形，固體乙一定沒有確定的幾何外形 C．在熱傳導方面固體甲一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性 D．固體甲和固體乙的化學成分有可能相同 E．圖線甲中ab段溫度不變，所以甲的內能不變 ABD　[晶體具有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，所以固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，故A正確；固體甲若是多晶體，則沒有確定的幾何外形，固體乙是非晶體，一定沒有確定的幾何外形，故B正確；在熱傳導方面固體甲若是

5、多晶體，表現(xiàn)出各向同性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性，故C錯誤；固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，但是固體甲和固體乙的化學成分有可能相同，故D正確；晶體具有一定的熔點，但由于晶體在熔化時吸收熱量，內能在增大，故E錯誤。] 4．(多選)一定質量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為(　　) A．氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大 B．單位時間內單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多 C．氣體分子的總數(shù)增加 D．單位體積內的分子數(shù)目增加 BD　[理想氣體經(jīng)等溫壓縮，體積減小，單位體積內的分子數(shù)目增加，則單位時間內單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增

6、多，壓強增大，但氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力不變，故B、D正確，A、C錯誤。] 5．(2019·全國卷Ⅱ)如圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應的溫度分別是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1________N2，T1________T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”) [解析]　對一定質量的理想氣體，為定值，由p-V圖象可知，2p1·V1＝p1·2V1＞p1·V1，所以T1＝T3＞T2。狀態(tài)1與狀態(tài)2時氣體體積相同，單位體積內分子數(shù)相同，但狀態(tài)

7、1下的氣體分子平均動能更大，在單位時間內撞擊器壁單位面積的平均次數(shù)更多，所以N1＞N2；狀態(tài)2與狀態(tài)3時氣體壓強相同，狀態(tài)3下的氣體分子平均動能更大，在單位時間內撞擊器壁單位面積的平均次數(shù)較少，所以N2＞N3。 [答案]　大于　等于　大于 6．(2019·全國卷Ⅱ)如圖所示，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸

8、的連接處，求： (1)抽氣前氫氣的壓強； (2)抽氣后氫氣的壓強和體積。 [解析]　(1)設抽氣前氫氣的壓強為p10，根據(jù)力的平衡條件得 (p10－p)·2S＝(p0－p)·S ① 得p10＝(p0＋p)。 ② (2)設抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1，氮氣的壓強和體積分別為p2和V2。根據(jù)力的平衡條件有 p2·S＝p1·2S ③ 由玻意耳定律得 p1V1＝p10·2V0 ④ p2V2＝p0V0 ⑤ 由于兩活塞用剛性桿連接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥ 聯(lián)立②③④⑤⑥式解得 p1＝p0＋p ⑦ V1＝。 ⑧ [答案]　(1)(p0＋p)　(2)p0

9、＋p　 7．(2019·大理模擬)豎直放置的一粗細均勻的U形細玻璃管中，兩臂分別灌有水銀，水平部分有一空氣柱，各部分長度如圖所示，單位為cm。現(xiàn)將管的右端封閉，從左管口緩慢倒入水銀，恰好使水平部分右端的水銀全部進入右管中。已知大氣壓強p0＝75 cmHg，環(huán)境溫度不變，左管足夠長。求： (1)此時右管封閉氣體的壓強； (2)左管中需要倒入水銀柱的長度。 [解析]　(1)設玻璃管的橫截面積為S，對右管中的氣體，初態(tài)p1＝75 cmHg，V1＝30S 末態(tài)體積：V2＝(30－5)S＝25S 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 解得：p2＝90 cmHg。 (2)對水平管中的氣體，

10、初態(tài) p＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg，V＝11S； 末態(tài)壓強： p′＝p2＋20 cmHg＝110 cmHg 根據(jù)玻意耳定律：pV＝p′V′ 解得V′＝9S，水平管中的空氣柱長度變?yōu)? cm，此時原來左側19 cm水銀柱已有11 cm進入到水平管中，所以左側管中倒入水銀柱的長度應該是110 cm－75 cm－8 cm＝27 cm。 [答案]　(1)90 cmHg　(2)27 cm 8．(多選)(2019·洛陽市尖子生第二次聯(lián)考)下列說法正確的是(　　) A．當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大 B．氣體壓強本質上就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力

11、 C．能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 D．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性 E．懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)就越少，布朗運動越不明顯 BCD　[人感到潮濕時，是因為空氣中的相對濕度較大，故A錯誤；氣體壓強本質上就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力，選項B正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，選項C正確；在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項D正確；懸浮微粒越小，在某一瞬間撞擊它的

12、液體分子數(shù)就越少，受力越不平衡，布朗運動越明顯，故E錯誤。] 9．(多選)(2019·皖南八校第二次聯(lián)考)下列說法正確的是(　　) A．不同溫度下，空氣的絕對濕度不同，而相對濕度相同 B．一定溫度下飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度可能增大 C．在分子間距離增大的過程中，分子間的作用力可能增加也可能減小 D．自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的 E．氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而氣體的壓強一定增大 BCD　[不同溫度下，飽和汽壓不同，空氣的絕對濕度不同，則相對濕度不一定相同，故A錯誤；

13、飽和汽壓與溫度有關，控制液面上方飽和汽的體積不變，升高溫度，則飽和汽壓增大，達到動態(tài)平衡后該飽和汽的質量增大，密度增大，故B正確；分子間距離小于r0時，在分子間距離增大的過程中，分子間的作用力減小，分子間距離大于r0時，在分子間距離增大的過程中，分子間的作用力先增大后減小，故C正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的，故D正確；氣體的溫度升高時，雖然分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，但單位時間內撞擊的個數(shù)不一定增加，氣體的壓強不一定增大，故E錯誤。] 10．(2019·全國卷Ⅲ)如圖所示，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內有

14、一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76 cmHg，環(huán)境溫度為296 K。 (1)求細管的長度； (2)若在倒置前，緩慢加熱管內被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度。 [解析]　(1)設細管的長度為L，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時，設水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，氣體體積為V1，壓強為p1。由玻意耳定律有 pV＝p1V1 ①

15、 由力的平衡條件有 p＝p0＋ρgh ② p1＝p0－ρgh ③ 式中，ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強。由題意有 V＝S(L－h(huán)1－h(huán)) ④ V1＝S(L－h(huán)) ⑤ 由①②③④⑤式和題給條件得 L＝41 cm。 ⑥ (2)設氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋—呂薩克定律有 ＝ ⑦ 由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得 T＝312 K。 ⑧ [答案]　(1)41 cm　(2)312 K 11．(2019·福州調研)如圖所示，開口向上豎直放置的橫截面積為10 cm2的汽缸內有a、b兩個質量忽略不計的活塞，兩個活塞把汽缸內的氣體分割為兩個獨立的部分A和B

16、，A的長度為30 cm，B的長度是A長度的一半，汽缸和b活塞都是絕熱的，活塞a導熱性能良好，與活塞b和汽缸底部相連的輕彈簧勁度系數(shù)為100 N/m，B部分下端有與電源相連的電熱絲。初始狀態(tài)A、B兩部分氣體的溫度均為27 ℃，彈簧處于原長，活塞a剛好與汽缸口相齊平，開關S斷開。若在活塞a上放上一個2 kg的重物，則活塞a下降一段距離后靜止(已知外界大氣壓強為p0＝1×105 Pa，重力加速度取g＝10 m/s2)。求： (1)穩(wěn)定后A部分氣柱的長度。 (2)合上開關S，對氣體B進行加熱，可以使a上升再次與汽缸口齊平，則此時氣體B的溫度為多少？ [解析]　(1)對于A部分氣體，初態(tài)pA＝

17、1×105 Pa，VA＝L1S 末態(tài)pA′＝p0＋＝1.2×105 Pa 根據(jù)玻意耳定律pAL1S＝pA′L1′S 解得L1′＝25 cm 即A部分氣柱長度變?yōu)?5 cm。 (2)若使活塞a返回原處，B部分氣體末狀態(tài)時氣柱長為L2′＝20 cm，此時彈簧要伸長5 cm 對活塞b有pA′S＋kΔl＝pB′S 解得pB′＝pA′＋＝1.25×105 Pa 對于B部分氣體，初態(tài)pB＝1×105 Pa，VB＝L2S，TB＝300 K 末態(tài)pB′＝1.25×105 Pa，VB′＝L2′S 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝ 解得：TB′＝500 K 則此時溫度為tB＝(TB′－273)℃＝227 ℃。 [答案]　(1)25 cm　(2)227 ℃ 7