高考物理一轮复习 第13章 热学 第2节 课时提能练36 固体、液体和气体
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配餐作业固体液体和气体A组·基础巩固题1.(多选)下列说法正确的是()A.晶体一定具有各向异性,非晶体一定具有各向同性B.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同C.液晶既像液体一样具有流动性,又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D.随着分子间距离的增大,分子间作用力减小,分子势能也减小解析只有单晶体具有各向异性,而多晶体是各向同性的,故A项错误;内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关,内能不同,温度可能相同,则分子热运动的平均动能可能相同,故B项正确;液晶,即液态晶体,像液体一样具有流动性,具有各向异性,故C项正确;随着分子间距离的增大,分子间作用力不一定减小,当分子表现为引力时,分子力做负功,分子势能增大,故D项错误。
答案BC2.堵住打气筒的出气口,缓慢向下压活塞使气体体积减小,你会感到越来越费力。
设此过程中气体的温度保持不变.对这一现象的解释正确的是()A.气体的密度增大,使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多B.气体分子间没有可压缩的间隙C.气体分子的平均动能增大D.气体分子间相互作用力表现为斥力解析当气体的密度增大时,单位体积的分子数增加,气体分子的密度变大,使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多,故对活塞的压强变大,你会感到越来越费力,故选A项。
第2讲固体液体和气体微知识1 固体和液体1.晶体与非晶体(1)固体分为晶体和非晶体两类。
晶体分单晶体和多晶体。
(2)单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有一定的几何形状;晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(3)单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性。
2.液体(1)液体的表面张力①概念:液体表面各部分间互相吸引的力。
②作用:液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
③方向:表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的分界线垂直。
④大小:液体的温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小;液体的密度越大,表面张力越大。
(2)液晶①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性,又可以自由移动位置,保持了液体的流动性。
②液晶分子的位置无序使它像液体,排列有序使它像晶体。
③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐,而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。
(3)毛细现象浸润液体在细管中上升的现象以及不浸润液体在细管中下降的现象。
3.饱和汽湿度(1)饱和汽与未饱和汽①饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽。
②未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽。
(2)饱和汽压①定义:饱和汽所具有的压强。
②特点:饱和汽压随温度而变。
温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
(3)湿度①定义:空气的潮湿程度。
②绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强。
③相对湿度:在某一温度下,空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比,即相对湿度(B )=水蒸气的实际压强p 1同温度水的饱和气压p 2×100%。
微知识2 气体1.气体分子运动的特点及运动速率统计分布2.理想气体(1)宏观上讲:理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体。
(2)微观上讲:理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
第2节 固体、液体和气体知识点1 固体和液体 1.固体(1)固体分为晶体和非晶体两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.(2)单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有规则的几何形状;晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点.(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象称为各向异性,非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的,这叫做各向同性.2.液体(1)液体分子间距离比气体分子间距离小得多;液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小;液体内部分子间的距离在10-10m 左右.(2)液体的表面张力液体表面层分子间距离较大,因此分子间的作用力表现为引力;液体表面存在表面张力,使液体表面绷紧,浸润与不浸润也是表面张力的表现.3.液晶液晶是一种特殊的物质,它既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性,液晶在显示器方面具有广泛的应用.知识点2 饱和汽、饱和汽压和相对湿度 1.饱和汽与饱和汽压与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽;没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压,饱和汽压随温度升高而增大.2.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度. 即:相对湿度=――――――――――→水蒸气的实际压强同温下水的饱和汽压⎝ ⎛⎭⎪⎫B =p p s ×100%. 知识点3 气体分子动理论和气体压强1.气体分子之间的距离远大于分子直径,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不计.2.气体分子的速率分布,表现出“中间多,两头少”的统计分布规律. 3.气体分子向各个方向运动的机会均等.4.温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大.5.气体压强 (1)产生的原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.(2)决定气体压强大小的因素①宏观上:决定于气体的温度和体积.②微观上:决定于分子的平均动能和分子数密度. 知识点4 气体实验定律和理想气体状态方程 1.气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律:①内容:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比. ②公式:p 1V 1=p 2V 2或pV =C (常量). (2)等容变化——查理定律:①内容:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比. ②公式:p 1p 2=T 1T 2或pT=C (常数). (3)等压变化——盖—吕萨克定律:①内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比. ②公式:V 1V 2=T 1T 2或V T=C (常数). 2.理想气体及其状态方程 (1)理想气体:①宏观上讲,理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体.实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体.②微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间.(2)状态方程:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pV T=C (常数).1.(1)单晶体具有各向异性,但不是在各种物理性质上都表现出各向异性. (2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体. (3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶体. (4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化. 2.液体表面张力(1)形成原因:表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力.(2)表面特性:表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜.(3)表面张力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线.(4)表面张力的效果:表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小.[题组通关]1.(2017·安顺模拟)以下说法中正确的是( ) A .金刚石、食盐都有确定的熔点 B .饱和汽的压强与温度无关C .一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用D .多晶体物理性质表现为各向异性E .当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度一定较小ACE [金刚石、食盐都是晶体,有确定的熔点,选项A 对;饱和汽的压强与温度有关,故B 错;因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能在水面上行走自如,故C 对;多晶体物理性质表现为各向同性,故D 错;在一定温度条件下,大气中相对湿度越小,水蒸发越快,人就越感到干燥,故当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小,但绝对湿度不一定小,E 对.]2.下列说法正确的是( )A .把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面.这是由于水表面存在表面张力的缘故B .水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能.这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C .在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形.这是表面张力作用的结果D .在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关E .当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开.这是由于水膜具有表面张力的缘故ACD [水的表面张力托起针,A 正确;水在油脂上不浸润,在干净的玻璃上浸润,B 错误,C 、D 正确;在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用,E 错误.]晶体理解的四点提醒1.单晶体的各向异性是指晶体的某些物理性质显示各向异性. 2.不能从形状上区分晶体与非晶体. 3.晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化. 4.液晶既不是晶体也不是液体.p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pV T=C . 2.理想气体状态方程与气体实验定律的关系 (1)当m 不变、T 1=T 2时,p 1V 1=p 2V 2(玻意耳定律). (2)当m 不变、V 1=V 2时,p 1T 1=p 2T 2(查理定律). (3)当m 不变、p 1=p 2时,V 1T 1=V 2T 2(盖—吕萨克定律). [多维探究]●考向1 气体实验定律的应用1.(2016·全国甲卷)一氧气瓶的容积为0.08 m 3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m 3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.【解析】 设氧气开始时的压强为p 1,体积为V 1,压强变为p 2(2个大气压)时,体积为V 2.根据玻意耳定律得p 1V 1=p 2V 2 ①重新充气前,用去的氧气在p 2压强下的体积为V 3=V 2-V 1 ②设用去的氧气在p 0(1个大气压)压强下的体积为V 0 则有p 2V 3=p 0V 0 ③设实验室每天用去的氧气在p 0下的体积为ΔV ,则氧气可用的天数为N =V 0ΔV④联立①②③④式,并代入数据得N =4(天).⑤【答案】 4天●考向2 理想气体状态方程的应用2.(2017·贵州七校高三联考)如图1321所示,水平放置一个长方体的封闭气缸,用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A 、B 两部分.初始时两部分气体压强均为p 、热力学温度均为T .使A 的温度升高ΔT 而保持B 部分气体温度不变.则A 部分气体的压强增加量为多少?图1321【解析】 设温度升高后,A 、B 压强增加量都为ΔpA 部分气体升高温度后体积为V A由理想气体状态方程得:pV T =p +Δp V AT +ΔT对B 部分气体,升高温度后体积V B ,由玻意耳定律得:pV =(p +Δp )V B两部分气体总体积不变:2V =V A +V B 解得:Δp =p ΔT2T. 【答案】p ΔT2T3.如图1322所示,有两个不计质量的活塞M 、N 将两部分理想气体封闭在绝热气缸内,温度均是27 ℃.M 活塞是导热的,N 活塞是绝热的,均可沿气缸无摩擦地滑动,已知活塞的横截面积均为S =2 cm 2,初始时M 活塞相对于底部的高度为H =27 cm ,N 活塞相对于底部的高度为h =18 cm.现将一质量为m =400 g 的小物体放在M 活塞的上表面上,活塞下降.已知大气压强为p 0=1.0×105 Pa.图1322(1)求下部分气体的压强多大;(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热,使下部分气体的温度变为127 ℃,求稳定后活塞M 、N 距离底部的高度.【解析】 (1)对两个活塞和重物作为整体进行受力分析得:pS =mg +p 0S 解得p =1.2×105Pa.(2)对下部分气体进行分析,由理想气体状态方程可得:p 0hS T 1=ph 2ST 2得:h 2=20 cm ,故活塞N 距离底部的距离为h 2=20 cm 对上部分气体进行分析,根据玻意耳定律可得:p 0(H -h )S =pLS 得:L =7.5 cm故此时活塞M 距离底端的距离为H 2=20+7.5=27.5 cm. 【答案】 (1)1.2×105Pa (2)27.5 cm 20 cm利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路1.(多选)(2016·全国甲卷)一定量的理想气体从状态a 开始,经历等温或等压过程ab 、bc 、cd 、da 回到原状态,其p T 图象如图1323所示,其中对角线ac 的延长线过原点O .下列判断正确的是( )图1323A .气体在a 、c 两状态的体积相等B .气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C .在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D .在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E .在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功ABE [由ac 的延长线过原点O 知,直线Oca 为一条等容线,气体在a 、c 两状态的体积相等,选项A 正确;理想气体的内能由其温度决定,故在状态a 时的内能大于在状态c 时的内能,选项B 正确;过程cd 是等温变化,气体内能不变,由热力学第一定律知,气体对外放出的热量等于外界对气体做的功,选项C 错误;过程da 气体内能增大,从外界吸收的热量大于气体对外界做的功,选项D 错误;由理想气体状态方程知:p a V a T a =p b V b T b =p c V c T c =p d V dT d=C ,即 p a V a =CT a ,p b V b =CT b ,p c V c =CT c ,p d V d =CT d .设过程bc 中压强为p 0=p b =p c , 过程da 中压强为p ′0=p d =p a . 由外界对气体做功W =p ·ΔV 知,过程bc 中外界对气体做的功W bc =P 0(V b -V c )=C (T b -T c ),过程da 中气体对外界做的功W da =P ′0(V a -V d )=C (T a -T d ),T a =T b ,T c =T d ,故W bc =W da ,选项E 正确(此选项也可用排徐法直接判断更快捷).]2.图1324甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105Pa.图1324(1)说出A →B 过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中T A 的温度值;(2)请在图1324乙坐标系中,作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p T 图象,并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程.【导学号:92492415】【解析】 (1)从题图甲可以看出,A 与B 连线的延长线过原点,所以A →B 是一个等压变化,即p A =p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A =V BT B所以T A =V A V B T B =0.40.6×300 K=200 K.(2)由题图甲可知,由B →C 是等容变化,根据查理定律得p B T B =p CT C所以p C =T C T B p B =400300p B =43p B =43×1.5×105 Pa =2.0×105Pa则可画出由状态A →B →C 的p T 图象如图所示. 【答案】 (1)等压变化 200 K (2)见解析1.要清楚等温、等压、等容变化在p V 图象、p T 图象、V T 图象中的特点. 2.若题中给出了图象,则从中提取相关的信息,如物态变化的特点、已知量、待求量等.3.若需作出图象,则分析物态变化特点,在特殊点处,依据题给已知量、解得待求量,按要求作图象.若从已知图象作相同坐标系的新图象,则在计算后也可以应用“平移法”.。
2019版高考物理一轮复习第十三章第2讲固体、液体和气体练习鲁科版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019版高考物理一轮复习第十三章第2讲固体、液体和气体练习鲁科版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2019版高考物理一轮复习第十三章第2讲固体、液体和气体练习鲁科版的全部内容。
第2讲固体、液体和气体[课时作业]单独成册方便使用1.(1)下列说法正确的是________.A.饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大B.饱和汽是指液体不再蒸发,蒸汽不再液化时的状态C.单晶体都有固定的形状,确定的熔点D.所有晶体由固态变成液态后,再由液态变成固态时,固态仍为晶体E.液晶分子的空间排列虽然在特定的方向排列比较整齐,但是分子的排列是不稳定的(2)如图所示,圆柱状汽缸(横截面积为S)被固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与重物m相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到汽缸内,酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t℃)密闭开关K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L。
由于汽缸传热良好,重物被吸起,最后重物稳定在距地面错误!处.已知环境温度为27 ℃不变,错误!与错误!大气压强相当,汽缸内的气体可看做理想气体,求t值.解析:(1)饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,A正确;饱和汽是指蒸发和液化处于动态平衡,B错误;单晶体的空间点阵结构决定单晶体有固定形状,确定的熔点,C正确;水晶为晶体,熔化再凝固后变为非晶体,D错误;液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐,但分子的排列是不稳定的,所以E正确.(2)对汽缸内封闭气体,Ⅰ(酒精棉球刚熄灭时)状态:p=p0,V1=LS,T1=(273+t)K1Ⅱ(重物稳定时)状态:p2=p0-错误!=错误!p0,V2=错误!LS,T2=300 K由理想气体状态方程得错误!=错误!解得t=127 ℃。
课时提能练(三十六) 固体、液体和气体(限时:40分钟)A级基础过关练1.(2014·全国卷Ⅱ)下列说法正确的是( )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.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果BCE[悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,A项错误;空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用,使得小雨滴表面积最小而呈球形,B项正确;彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点,与液晶分子结合而定向排列,当液晶中电场强度不同时,染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色,C项正确;高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小,D项错误;由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度,E项正确.]2.下列说法正确的是( )A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B.足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,虽然温度升高,但单位时间内撞击单位面积上的分子数不变ACD[晶体有固定的熔点,冰糖磨碎后熔点不会发生变化,A项正确;足球充气后难以被压缩,是气体压强增大的缘故,B项错误;等容过程气体不对外界做功,外界也不对气体做功,故吸收热量,其内能一定增加,C项正确;据热力学第二定律的微观意义,一切自发过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,D项正确;温度升高,分子运动的平均速率增加,单位时间内撞击单位面积上的分子数也增大,E项错误.]3.(2017·洛阳模拟)一定质量理想气体的状态变化如图1325所示,则该气体( )图1325A .状态b 的压强大于状态c 的压强B .状态a 的压强大于状态b 的压强C .从状态c 到状态d ,体积减小D .从状态a 到状态c ,温度升高E .从状态b 到状态d ,体积增大ADE [在V T 图象中等压过程是通过原点的倾斜直线,由pV T =C ,得p =C ·1V T =C ·1k,压强p 大时斜率小,所以A 项正确,B 项错误;从状态c 到状态d ,气体体积增大,C 项错误;从状态a 到状态c ,气体体积不变,温度升高,D 项正确;从状态b 到状态d ,温度不变,体积增大,E 项正确.]4.(2017·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图1326所示,横轴表示时间t ,纵轴表示温度T .下列判断正确的有( )图1326A .固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体B .固体甲不一定有确定的几何外形,固体乙一定没有确定的几何外形C .在热传导方面固体甲一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性D .固体甲和固体乙的化学成分有可能相同E .图线甲中ab 段温度不变,所以甲的内能不变ABD [晶体具有固定的熔点,非晶体则没有固定的熔点,所以固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,故A 正确;固体甲若是多晶体,则不一定有确定的几何外形,固体乙是非晶体,一定没有确定的几何外形,故B 正确;在热传导方面固体甲若是多晶体,则不一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性,故C 错误;固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同,故D 正确;晶体在熔化时具有一定的熔点,但由于晶体吸收热量,内能在增大,故E 错误.]B 级 题型组合练5.(2016·全国丙卷)(1)关于气体的内能,下列说法正确的是( )A .质量和温度都相同的气体,内能一定相同B .气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C .气体被压缩时,内能可能不变D .一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E .一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加(2)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1327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p 0=75.0 cmHg.环境温度不变.【导学号:92492416】图1327【解析】 (1)气体的内能由物质的量、温度和体积决定,质量和温度都相同的气体,内能可能不同,说法A 错误.内能与物体的运动速度无关,说法B 错误.气体被压缩时,同时对外传热,根据热力学第一定律知内能可能不变,说法C 正确.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关,说法D 正确.根据理想气体状态方程,一定量的某种理想气体在压强不变的情况下,体积变大,则温度一定升高,内能一定增加,说法E 正确.(2)设初始时,右管中空气柱的压强为p 1,长度为l 1;左管中空气柱的压强为p 2=p 0,长度为l 2.活塞被下推h 后,右管中空气柱的压强为p ′1,长度为l ′1;左管中空气柱的压强为p ′2,长度为l ′2.以cmHg 为压强单位.由题给条件得p 1=p 0+(20.0-5.00) cmHg① l ′1=⎝ ⎛⎭⎪⎫20.0-20.0-5.002 cm ②由玻意耳定律得p 1l 1=p ′1l ′1③ 联立①②③式和题给条件得p ′1=144 cmHg④依题意p ′2=p ′1 ⑤l ′2=4.00 cm +20.0-5.002 cm -h ⑥由玻意耳定律得p 2l 2=p ′2l ′2 ⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h =9.42 cm⑧ 【答案】 (1)CDE (2)144 cmHg 9.42 cm6.(2015·全国卷Ⅰ)(1)下列说法正确的是( )A .将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B .固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C .由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D .在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体E .在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变(2)如图1328所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m 1=2.50 kg ,横截面积为S 1=80.0 cm 2;小活塞的质量为m 2=1.50 kg ,横截面积为S 2=40.0 cm 2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l =40.0 cm ;汽缸外大气的压强为p =1.00×105Pa ,温度为T =303 K .初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2,两活塞间封闭气体的温度为T 1=495 K .现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:图1328①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.【解析】 (1)将一晶体敲碎后,得到的小颗粒仍是晶体,故选项A 错误;单晶体具有各向异性,有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同,故选项B 正确;例如金刚石和石墨由同种元素构成,但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,故选项C 正确;晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化.如天然水晶是晶体,熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体,也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体,故选项D 正确;熔化过程中,晶体的温度不变,但内能改变,故选项E 错误.(2)①设初始时气体体积为V 1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V 2,温度为T 2.由题给条件得V 1=S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2+S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l -l 2 ① V 2=S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中,用p 1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S 1(p 1-p )=m 1g +m 2g +S 2(p 1-p ) ③故缸内气体的压强不变.由盖—吕萨克定律有V 1T 1=V 2T 2④联立①②④式并代入题给数据得 T 2=330 K . ⑤②在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′,由查理定律,有p ′T =p 1T 2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得 p ′=1.01×105 Pa.【答案】 (1)BCD (2)①330 K ②1.01×105 Pa7.(1)(2017·唐山模拟)下列说法正确的是( )A .液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力B .液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力,是因为表面层的分子数比液体内部稀疏C .液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化D .构成液晶的物质微粒只能在其各自的平衡位置两侧做微小振动E .物体处于固态时,分子排列整齐,而处于液晶态时较松散ABE [根据表面张力的成因及液面分子的稀疏程度,选项A 、B 正确;液晶的光学性质表现为各向异性,随所加电场的变化而变化,C 项错误;液晶像液体一样具有流动性,而液体分子没有长期固定的平衡位置,在一个平衡位置振动一小段时间后,又会转移到另一个平衡位置去振动,即液体分子可以在液体中移动,D 项错误;根据液晶分子的特点,E 项正确.](2)如图1329所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定质量的气体(可视为理想气体),气体温度为T 1.开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p 0时,活塞下方气体的体积为V 1,活塞上方玻璃管的容积为2.6 V 1,活塞因重力而产生的压强为0.5p 0.继续将活塞上方抽成真空并密封,且整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变,最后将密封的气体缓慢加热.求:①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;②当气体温度达到1.8T 1时,气体的压强.图1329【解析】 ①抽气过程为等温过程,由玻意耳定律有V V 1=p 0+0.5p 00.5p 0气体等压膨胀过程,由盖—吕萨克定律有2.6V 1+V 1V =T ′T 1解得T ′=1.2T 1②等容升温过程,由查理定律有1.8T 1T ′=p 20.5p 0解得P 2=0.75p 0【答案】 ①1.2T 1 ②0.75p 08.(1)(2017·柳州模拟)下列说法正确的是( )A .当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小B .一定质量的理想气体,体积减小时,单位体积的分子数增多,气体的压强一定增大C .利用液晶来检查肿瘤,是利用了液晶的温度效应D .当分子间的相互作用力为引力时,其分子间没有斥力E .在水平玻璃板上,散落的水银呈球形或椭球形是由于水银的表面张力使之收缩 ACE [潮湿时空气的相对湿度较大,干燥时空气的相对湿度较小,A 项正确;一定质量的理想气体,体积减小时,由于温度变化不确定,则气体的压强不一定增大,B 项错误;由于肿瘤组织的温度与周围组织的温度不一样,因此将液晶涂在怀疑有肿瘤处的皮肤上,由于温度效应,液晶会显示不同的颜色,C 项正确;分子间同时存在引力和斥力,二力同时存在,D 项错误;散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力的作用,E 项正确.](2)如图13210所示,一根长l =75 cm 、一端封闭的粗细均匀的玻璃管,管内有一段长h =25 cm 的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时,管内水银柱封闭气柱的长度l 1=36 cm.已知外界大气压强p =75 cmHg ,管内、外气体的温度不变.如果将玻璃管倒置,使开口竖直向下,问水银柱长度将是多少厘米?【导学号:92492417】图13210【解析】若水银没有流出管外,设管倒置后管内空气柱的长度为x0,管的横截面积为S,则倒置前有:p0=100 cmHg,V0=l1S;倒置后有:p0′=50 cmHg,V0′=x0S 由玻意耳定律得:p0V0=p0′V0′解得:x0=72 cm因为x0+h>l=75 cm,可知倒置后有水银从管口流出设管倒置后空气柱长为x′,则剩下的水银柱的长度必为75 cm-x′,有:初态:p1=100 cmHg,V1=l1S末态:p1′=[75-(75-x′)](cmHg)=x′(c mHg)V1′=x′S由玻意耳定律得:p1V1=p1′V1′解得:x1′=60 cm,x2′=-60 cm(舍去)即水银柱长度是:(75-60) cm=15 cm.【答案】15 cm。
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第二节固体、液体和气体(建议用时:60分钟)一、选择题1.下列说法正确的是()A.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水的表面张力增大B.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果C.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关D.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力解析:选BC。
水在油脂上不浸润,在干净的玻璃板上浸润,A错误;当宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时,里面的所有物体均处于完全失重状态,此时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球形,B正确;对于浸润液体,在毛细管中上升,对于非浸润液体,在毛细管中下降,C正确;在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开,是大气压的作用,D错误.2.(2018·贵阳摸底)以下说法中正确的是()A.金刚石、食盐都有确定的熔点B.饱和汽的压强与温度无关C.一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用D.多晶体的物理性质表现为各向异性E.当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度一定较小解析:选ACE.金刚石、食盐都是晶体,有确定的熔点,选项A正确;饱和汽的压强与温度有关,选项B错误;因为液体表面张力的存在,有些小昆虫能停在水面上,选项C正确;多晶体的物理性质表现为各向同性,选项D错误;在一定温度条件下,相对湿度越小,水蒸发得也就越快,人就越感到干燥,故当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小,选项E正确.3.(2018·广东联考)下列说法正确的是()A.气体的内能是分子间势能B.气体的温度变化时,气体分子的平均动能一定改变C.晶体有固定的熔点且物理性质各向异性D.金属在各个方向具有相同的物理性质,但它是晶体解析:选BD.由热力学知识知:气体的内能是分子热运动的动能与分子间势能之和,A错误;气体的温度变化时,气体分子的平均动能变化,B正确;晶体分为单晶体和多晶体,单晶体具有各向异性,多晶体是各向同性的,C错误;通常金属在各个方向具有相同的物理性质,它为多晶体,D正确.4.(2018·武汉部分学校调研)下列说法正确的是()A.用油膜法可以估测分子的质量B.石英、云母、明矾、食盐等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、橡胶等是非晶体C.从微观角度来看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能以及分子的密集程度有关D.英国物理学家焦耳通过实验测定了外界对系统做功和传热对于系统状态的影响,以及功与热量的相互关系解析:选BCD。
课时提能练(三十六) 固体、液体和气体(限时:40分钟)A级基础过关练1.(2014·全国卷Ⅱ)下列说法正确的是( )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.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果BCE[悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,A项错误;空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用,使得小雨滴表面积最小而呈球形,B项正确;彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点,与液晶分子结合而定向排列,当液晶中电场强度不同时,染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色,C项正确;高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小,D项错误;由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度,E项正确.]2.下列说法正确的是( )A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B.足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,虽然温度升高,但单位时间内撞击单位面积上的分子数不变ACD[晶体有固定的熔点,冰糖磨碎后熔点不会发生变化,A项正确;足球充气后难以被压缩,是气体压强增大的缘故,B项错误;等容过程气体不对外界做功,外界也不对气体做功,故吸收热量,其内能一定增加,C项正确;据热力学第二定律的微观意义,一切自发过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,D项正确;温度升高,分子运动的平均速率增加,单位时间内撞击单位面积上的分子数也增大,E项错误.]3.(2017·洛阳模拟)一定质量理想气体的状态变化如图1325所示,则该气体( )图1325A .状态b 的压强大于状态c 的压强B .状态a 的压强大于状态b 的压强C .从状态c 到状态d ,体积减小D .从状态a 到状态c ,温度升高E .从状态b 到状态d ,体积增大ADE [在V T 图象中等压过程是通过原点的倾斜直线,由pV T =C ,得p =C ·1V T =C ·1k,压强p 大时斜率小,所以A 项正确,B 项错误;从状态c 到状态d ,气体体积增大,C 项错误;从状态a 到状态c ,气体体积不变,温度升高,D 项正确;从状态b 到状态d ,温度不变,体积增大,E 项正确.]4.(2017·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图1326所示,横轴表示时间t ,纵轴表示温度T .下列判断正确的有( )图1326A .固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体B .固体甲不一定有确定的几何外形,固体乙一定没有确定的几何外形C .在热传导方面固体甲一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性D .固体甲和固体乙的化学成分有可能相同E .图线甲中ab 段温度不变,所以甲的内能不变ABD [晶体具有固定的熔点,非晶体则没有固定的熔点,所以固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,故A 正确;固体甲若是多晶体,则不一定有确定的几何外形,固体乙是非晶体,一定没有确定的几何外形,故B 正确;在热传导方面固体甲若是多晶体,则不一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性,故C 错误;固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同,故D 正确;晶体在熔化时具有一定的熔点,但由于晶体吸收热量,内能在增大,故E 错误.]B 级 题型组合练5.(2016·全国丙卷)(1)关于气体的内能,下列说法正确的是( )A .质量和温度都相同的气体,内能一定相同B .气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C .气体被压缩时,内能可能不变D .一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E .一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加(2)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1327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p 0=75.0 cmHg.环境温度不变.【导学号:92492416】图1327【解析】 (1)气体的内能由物质的量、温度和体积决定,质量和温度都相同的气体,内能可能不同,说法A 错误.内能与物体的运动速度无关,说法B 错误.气体被压缩时,同时对外传热,根据热力学第一定律知内能可能不变,说法C 正确.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关,说法D 正确.根据理想气体状态方程,一定量的某种理想气体在压强不变的情况下,体积变大,则温度一定升高,内能一定增加,说法E 正确.(2)设初始时,右管中空气柱的压强为p 1,长度为l 1;左管中空气柱的压强为p 2=p 0,长度为l 2.活塞被下推h 后,右管中空气柱的压强为p ′1,长度为l ′1;左管中空气柱的压强为p ′2,长度为l ′2.以cmHg 为压强单位.由题给条件得p 1=p 0+(20.0-5.00) cmHg① l ′1=⎝ ⎛⎭⎪⎫20.0-20.0-5.002 cm ②由玻意耳定律得p 1l 1=p ′1l ′1③ 联立①②③式和题给条件得p ′1=144 cmHg ④依题意p ′2=p ′1 ⑤l ′2=4.00 cm +20.0-5.002 cm -h ⑥由玻意耳定律得p 2l 2=p ′2l ′2 ⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h =9.42 cm⑧ 【答案】 (1)CDE (2)144 cmHg 9.42 cm6.(2015·全国卷Ⅰ)(1)下列说法正确的是( )A .将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B .固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C .由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D .在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体E .在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变(2)如图1328所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m 1=2.50 kg ,横截面积为S 1=80.0 cm 2;小活塞的质量为m 2=1.50 kg ,横截面积为S 2=40.0 cm 2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l =40.0 cm ;汽缸外大气的压强为p =1.00×105Pa ,温度为T =303 K .初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2,两活塞间封闭气体的温度为T 1=495 K .现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:图1328①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.【解析】 (1)将一晶体敲碎后,得到的小颗粒仍是晶体,故选项A 错误;单晶体具有各向异性,有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同,故选项B 正确;例如金刚石和石墨由同种元素构成,但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,故选项C 正确;晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化.如天然水晶是晶体,熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体,也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体,故选项D 正确;熔化过程中,晶体的温度不变,但内能改变,故选项E 错误.(2)①设初始时气体体积为V 1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V 2,温度为T 2.由题给条件得V 1=S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2+S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l -l 2 ① V 2=S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中,用p 1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S 1(p 1-p )=m 1g +m 2g +S 2(p 1-p ) ③故缸内气体的压强不变.由盖—吕萨克定律有V 1T 1=V 2T 2④联立①②④式并代入题给数据得 T 2=330 K . ⑤②在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′,由查理定律,有p ′T =p 1T 2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得 p ′=1.01×105 Pa.【答案】 (1)BCD (2)①330 K ②1.01×105 Pa7.(1)(2017·唐山模拟)下列说法正确的是( )A .液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力B .液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力,是因为表面层的分子数比液体内部稀疏C .液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化D .构成液晶的物质微粒只能在其各自的平衡位置两侧做微小振动E .物体处于固态时,分子排列整齐,而处于液晶态时较松散ABE [根据表面张力的成因及液面分子的稀疏程度,选项A 、B 正确;液晶的光学性质表现为各向异性,随所加电场的变化而变化,C 项错误;液晶像液体一样具有流动性,而液体分子没有长期固定的平衡位置,在一个平衡位置振动一小段时间后,又会转移到另一个平衡位置去振动,即液体分子可以在液体中移动,D 项错误;根据液晶分子的特点,E 项正确.](2)如图1329所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定质量的气体(可视为理想气体),气体温度为T 1.开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p 0时,活塞下方气体的体积为V 1,活塞上方玻璃管的容积为2.6 V 1,活塞因重力而产生的压强为0.5p 0.继续将活塞上方抽成真空并密封,且整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变,最后将密封的气体缓慢加热.求:①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;②当气体温度达到1.8T 1时,气体的压强.图1329【解析】 ①抽气过程为等温过程,由玻意耳定律有V V 1=p 0+0.5p 00.5p 0气体等压膨胀过程,由盖—吕萨克定律有2.6V 1+V 1V =T ′T 1解得T ′=1.2T 1②等容升温过程,由查理定律有1.8T 1T ′=p 20.5p 0解得P 2=0.75p 0【答案】 ①1.2T 1 ②0.75p 08.(1)(2017·柳州模拟)下列说法正确的是( )A .当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小B .一定质量的理想气体,体积减小时,单位体积的分子数增多,气体的压强一定增大C .利用液晶来检查肿瘤,是利用了液晶的温度效应D .当分子间的相互作用力为引力时,其分子间没有斥力E .在水平玻璃板上,散落的水银呈球形或椭球形是由于水银的表面张力使之收缩 ACE [潮湿时空气的相对湿度较大,干燥时空气的相对湿度较小,A 项正确;一定质量的理想气体,体积减小时,由于温度变化不确定,则气体的压强不一定增大,B 项错误;由于肿瘤组织的温度与周围组织的温度不一样,因此将液晶涂在怀疑有肿瘤处的皮肤上,由于温度效应,液晶会显示不同的颜色,C 项正确;分子间同时存在引力和斥力,二力同时存在,D 项错误;散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力的作用,E 项正确.](2)如图13210所示,一根长l =75 cm 、一端封闭的粗细均匀的玻璃管,管内有一段长h =25 cm 的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时,管内水银柱封闭气柱的长度l 1=36 cm.已知外界大气压强p =75 cmHg ,管内、外气体的温度不变.如果将玻璃管倒置,使开口竖直向下,问水银柱长度将是多少厘米?【导学号:92492417】图13210【解析】若水银没有流出管外,设管倒置后管内空气柱的长度为x0,管的横截面积为S,则倒置前有:p0=100 cmHg,V0=l1S;倒置后有:p0′=50 cmHg,V0′=x0S 由玻意耳定律得:p0V0=p0′V0′解得:x0=72 cm因为x0+h>l=75 cm,可知倒置后有水银从管口流出设管倒置后空气柱长为x′,则剩下的水银柱的长度必为75 cm-x′,有:初态:p1=100 cmHg,V1=l1S末态:p1′=[75-(75-x′)](cmHg)=x′(cmHg)V1′=x′S由玻意耳定律得:p1V1=p1′V1′解得:x1′=60 cm,x2′=-60 cm(舍去)即水银柱长度是:(75-60) cm=15 cm.【答案】15 cm。