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第十一章第2讲(对应学生用书P289)一、选择题1．(2014·常州模拟)下列说法中正确的是()A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动B．多晶体没有固定的熔点C．液晶的光学性质具有各向异性D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力解析：选C布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动，选项A错误；多晶体有固定的熔点，选项B错误；液晶的光学性质具有各向异性，选项C正确；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力，选项D错误．2．(2011·上海高考)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则()A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢB．TⅢ＞TⅡ＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢD．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ解析：选B温度是气体分子平均动能的标志．由图象可以看出，大量分子的平均速率v－Ⅲ＞v－Ⅱ＞v－Ⅰ，因为是同种气体，所以E－kⅢ＞E－kⅡ＞E－kⅠ，即TⅢ＞TⅡ＞TⅠ，所以B正确．3．(2014·重庆一中摸底)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设管内空气温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气说法正确的是()A．体积不变，压强变小，放热B．体积变小，压强变大，放热C．体积不变，压强变大，吸热D．体积变小，压强变小，吸热解析：选B 洗衣缸内水位升高，细管内水柱升高，空气体积减小，压强变大，外界对气体做功，放热，选项B 正确．4．(2012·福建高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L ．设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为( )A ．2.5 atmB ．2.0 atmC ．1.5 atmD ．1.0 atm解析：选A 可把此过程等效为将体积为(6.0 L ＋9.0 L)、压强为1.0 atm 的空气等温压缩到体积为6.0 L 的储气罐中，对此过程由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2，解得p 2＝V 1V 2p 1＝2.5 atm. 5．(2014·哈尔滨名校质检)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B ．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C ．若气体温度升高1 K ，其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量D ．在完全失重的状态下，气体的压强为零解析：选A 若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，选项A 正确；若气体的温度不断升高，若体积不断增大，其压强也不一定不断增大，选项B 错误；若气体温度升高1 K ，由于等容过程体积不变，不对外做功，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量，选项C 错误；由于气体的压强是由分子对器壁的频繁碰撞产生的，在完全失重的状态下，气体的压强一定不为零，选项D 错误．6．(2013·福建高考)某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p 0，体积为多少的空气( )A.p 0pV B.p p 0V C.⎝⎛⎭⎫p p 0－1V D.⎝⎛⎭⎫p p 0＋1V 解析：选C 设需充入体积为V ′的空气，以V 、V ′体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有p 0(V ＋V ′)T ＝pV T，得V ′＝⎝⎛⎭⎫p p 0－1V . 7．(2014·贵州六校联考)如图所示，一个导热汽缸竖直放置，汽缸内封闭有一定质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿气缸壁无摩擦地上下移动．若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中( )A ．汽缸内每个分子的动能都增大B ．封闭气体对外做功C ．汽缸内单位体积内的分子数增多D ．封闭气体吸收热量E ．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少解析：选BDE 环境温度缓慢升高，说明封闭气体从外界吸收热量，温度升高，体积增大，对外做功，由于大气压保持不变，气体压强不变，质量一定，分子数一定，体积增大，单位体积内的分子数减少，所以汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少，汽缸内分子的平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大．8．(2013·广东高考)如图所示为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L 水，上部密封1 atm 的空气0.5 L ．保持阀门关闭，再充入1 atm 的空气0.1 L ．设在所有过程中空气可看做理想气体，且温度不变，下列说法正确的有( )A ．充气后，密封气体压强增加B ．充气后，密封气体的分子平均动能增加C ．打开阀门后，密封气体对外界做正功D ．打开阀门后，不再充气也能把水喷光解析：选AC 充气后气体温度不变，分子平均动能不变，分子数密度增加，压强增加，所以A 正确，B 错误．打开阀门，气体膨胀对外做功，C 正确．对装置中气体由玻意耳定律得1 atm ×0.6 L ＝p 2×2.5 L ，得p 2＝0.24 atm ＜p 0，故不能将水喷光，D 错误．二、计算题9．(2014·南京模拟)如图所示，一弹簧竖直悬挂气缸的活塞，使气缸悬空静止，活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好．已知气缸重为G ，活塞截面积为S ，外界大气压强为p 0，环境温度为T ，活塞与筒底间的距离为d ，当温度升高ΔT 时，求：(1)活塞与筒底间的距离变化量；(2)此过程中气体对外做的功．解析：(1)此过程是等压变化：V 1T 1＝V 2T 2＝ΔV ΔT ，dS T ＝ΔdS ΔT， 所以Δd ＝d ·ΔT T(2)气体压强P ＝P 0－G S所以W ＝PS ·Δd ＝(P 0S －G )d ·ΔT T. 答案：(1)d ·ΔT T (2)(P 0S －G )d ·ΔT T10．如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S .活塞通过轻绳连接了一个质量为m 的小物体，轻绳跨在定滑轮上．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p 0(mg ＜p 0S )．汽缸内气体的温度T 0，轻绳处在伸直状态．不计摩擦，缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：(1)气体体积减半时的温度T 1；(2)建立p -V 坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程．解析：(1)解设初始气体体积V ，根据理想气体状态方程p 0V T 0＝⎝⎛⎭⎫p 0－mg S V 2T 1解得T 1＝p 0－mg S 2p 0T 0(2)气体变化的整个过程如图．答案：见解析11．(2014·上海十三校联考)如图所示，导热良好的薄壁气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S ＝1.0×10－2 m 2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa.当环境温度为27 ℃时，密闭气体的体积为2.0×10－3 m 3.(1)当环境温度缓慢升高到87 ℃时，气缸移动了多少距离？(2)如果环境温度保持在87 ℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？解析：(1)气体等压变化V 1T 1＝V 2T 2V 2＝T 2V 1T 1＝360300×2.0×10－3 m 3＝2.4×10－3 m 3 气缸移动的距离为Δl ＝V 2－V 1S ＝0.4×10－31.0×10－2 m ＝4×10－2 m (2)从状态1→3气体等容变化P 1T 1＝P 3T 3p 3＝p 1T 3T 1＝360×1.0×105300Pa ＝1.2×105 Pa p 3S ＝p 0S ＋F 所以F ＝(p 3－p 0)S ＝2×104×10－2 N ＝200 N 或从状态2→3气体温度变化p 2V 2＝p 3V 3p 3＝p 2V 2V 3＝1.0×105×2.4×10－32.0×10－3 Pa ＝1.2×105 Pa得F ＝200 N.答案：(1)4×10－2 m (2)200 N 12．(2013·新课标全国高考Ⅱ)(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是( )A ．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B ．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D ．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E ．气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l 1＝25.0 cm 的空气柱，中间有一段长l 2＝25.0 cm 的水银柱，上部空气柱的长度l 3＝40.0 cm.已知大气压强为p 0＝75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l 1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．解析：(1)气体体积为气体分子所能到达的空间的体积，A 正确．气体分子热运动的剧烈程度表现为气体温度，B 正确．气体压强是由气体分子频繁碰撞容器壁引起的，与重力无关，C 错误．由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，D 错误．由盖－吕萨克定律知，等压过程中V T＝C ，V 增大，则T 增大，E 正确． (2)以cmHg 为压强单位．在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强p 1＝p 0＋l 2① 设活塞下推后，下部空气柱的压强为p 1′，由玻意耳定律得p 1l 1＝p 1′l 1′②如图所示，设活塞下推距离为Δl ，则此时玻璃管上部空气柱的长度l 3′＝l 3＋(l 1－l 1′)－Δl ③设此时玻璃管上部空气柱的压强为p 3′，则p 3′＝p 1′－l 2④由玻意耳定律得p 0l 3＝p 3′l 3′⑤联立①～⑤式及题给数据解得Δl ＝15.0 cm ⑥答案：(1) ABE (2)15.0 cm。
1.（2010·广东理综）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（）A.体积不变，压强变小B.体积变小，压强变大C.体积不变，压强变大D.体积变小，压强变小2.（2009·全国Ⅰ理综)下列说法正确的是（）A.气体对器壁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B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C.气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D.单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大【解析】本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错.【答案】A3.（2009·海南高考）（1）下列说法正确的是.A.气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和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.功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功D.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体E.一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小F.一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加（2）一气象探测气球，在充有压强为1．00 atm（即76．0 cmHg）、温度为27.0 ℃的氦气时，体积为3．50 m3.在上升至海拔6．50 km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压36．0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热，保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0 ℃.求：①氦气在停止加热前的体积；②氦气在停止加热较长一段时间后的体积.【解析】（1）ADEF（2）①在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程.根据玻意耳定律有p1V1=p2V2，①式中，p1=76.0 cmHg,V1=3.50 m3,p2=36.0 cmHg,V2是在此等温过程末氦气的体积.由①式得V2=7.39 m3.②②在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1=300 K下降到与外界气体温度相同，即T2=225 K.这是一等压过程.根据盖—吕萨克定律有，③式中，V3是在此等压过程末氦气的体积.由③式得V3=5.54 m3.④【答案】（1）ADEF（2）①7.39 m3 ②5.54 m34.（2008·山东理综）喷雾器（如图所示）内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L.关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L（设外界环境温度一定，空气可看做理想气体）（1）当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因.（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由.【解析】（1）设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1=p2V2,①代入数据得p2=2.5 atm.②微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加.（2）吸热.气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热.【答案】见解析5.（2008·宁夏理综）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，如图所示.活塞相对于底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动.取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.沙子倒完时，活塞下降了h/4.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度.【解析】设大气和活塞对气体的总压强为p0，加一小盒沙子对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得 p0h=(p0+p)(h- h).①由①式得p=p0.②。
[随堂巩固提升]1．关于液体表面现象的说法中正确的是( )A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小，又受液体的浮力的缘故B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D．飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面的观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故解析：选B 压弯的水面由于表面张力，有收缩的趋势，给缝衣针向上的弹力与重力平衡而并非受浮力，A错；大滴水银会成球状，是因表面张力的缘故，B项正确，同项正确；菜汤表面的油滴呈圆形也是由于表面张力，D错。
2．在图11－2－5甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔解过程中温度随加热时间变的关系如图丁所示，以下说法正确的是( )图11－2－5A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体解析：选D 由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故D 正确。
3．(2012·福建高考)空气压缩机的储气罐中储有10 的空气60 L ，现再充入10 的空气90 L 。
设充气过程为等温过程，空气可看做想气体，则充气后储气罐中气体压强为( )A ．25B ．20 ．15 D ．10解析：选A 由玻意耳定律p 1V 1＋p 2V 2＝p 3V 1得p 3＝25 。
4．(2012·江苏高考)密闭在钢瓶中的想气体，温度升高时压强增大。
从分子动论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了。
该气体在温度T 1、T 2时的分子速率分布图象如图11－2－6所示，则T 1________(选填“大于”或“小于”)T 2。
高考物理二轮复习固体、液体和气体专题训练（含解析）新人教版1．下列说法正确的是( )A．露珠呈球形是由于表面张力所致B．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力C．在一定温度下当气体容纳某种液体分子的个数达到极值时，这种气体就成为饱和汽，此时液体就不再蒸发D．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的2．下列说法中正确的是( )A．随着温度升高，气体分子的平均速率将增大B．多晶体在物理性质上也有各向异性C．一定量的气体，在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势3．题图1为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。
若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )图1A．温度降低，压强增大B．温度升高，压强不变C．温度升高，压强减小D．温度不变，压强减小4．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )A．具有各向同性的物体一定没有明显的熔点B．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变C．通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体D．晶体和非晶体在适当条件下可相互转化解析：多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，A错；晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可能发生变化，则内能就可能发生变化，故B错；金属材料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶体，故C错；D对．答案：D4．分子动能随分子速率的增大而增大，早在1859年麦克斯韦就从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．下列描述分子动能与温度关系正确的是( )A．气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大B．气体温度升高，其内部少数分子的动能可能减少C．不同气体相同温度下，分子的平均动能相同，平均速率也相同D．当气体温度一定时，其内部绝大多数分子动能相近，动能很小或很大的很少解析：气体内部绝大多数分子的动能随温度的升高而增大，但少数分子动能不是，选项A 错误，B正确；温度相同，分子平均动能相同，但不同气体分子质量不一定相同，故平均速率不一定相同，选项C错误；温度一定时，分子的速率分布遵循统计规律，选项D正确．答案：BD5.对于一定量的理想气体，下列说法正确的是________。
1.下面关于晶体和非晶体的说法正确的是（）A.橡胶制品有规则的几何形状，就是晶体B.石英晶体打坏后就变成了非晶体C.形状不规则的金属块是非晶体D.所有晶体并非都是各向异性【解析】单晶体具有天然的规则外形，橡胶制品有规则的几何形状，也是非晶体，石英打坏后也是晶体，A、B错误；一般条件下制取的金属块为多晶体，没有规则外形，C错误；因晶体分为单晶体和多晶体，多晶体不具有各向异性，D正确.【答案】D2.小草、树叶上的小露珠常呈球形，其主要原因是()A.受到重力的作用B.表面张力的作用C.重力和大气压力的同时作用D.重力和表面张力彼此平衡【解析】本题的关键在于小露珠常呈球形的原因，任何物体都受到重力，因此不是呈球形的原因，A错；处于大气中的物体都受到重力和大气压力的同时作用，也不是小露珠常呈球形的原因，C错；重力和表面张力彼此平衡，则液体表面不会呈球形，D错；液体表面的张力使液面具有收缩趋势是小露珠常呈球形的原因，B对.【答案】B3.下列现象中与毛细现象有关的是（）A.砖块吸水B.毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润C.洗净的衣服在太阳下被晒干D.插入水中的玻璃板经一段时间水上部份逐渐变湿【解析】在砖块中存在一些小孔，毛巾也可以看成若干相连的孔道，当接触水时，水就会在这些小孔中上升，A、B正确；洗净的衣服在太阳下晒干是蒸发，C错误；插入水中的玻璃板经一段时间水上部份逐渐变湿是浸润现象，D错误.【答案】A、B4.把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上，用一根缝衣针烧热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如甲、乙两图所示，图中（填“甲”或“乙”）的薄片必然是晶体；液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，下面图（填“丙”或“丁”）是液晶分子示用意.【答案】乙丙5.（12分）如图所示，封锁端有一段长40 cm的空气柱，左右两边水银柱的高度差是19 cm，大气压强为76 cmHg.要使两边管中的水银面一样高，需要再注入多长的水银柱？【解析】封锁气体做等温转变，由于初态p1=p0-h=(76-19)cmHg=57 cmHg，L1=40 cm，末态：p2=p0=76 cmHg，由玻意耳定律：p1L1S=p2L2S，解得L2=30 cm.需再注入的水银柱长：L=h+2(L1-L2)=39 cm.【答案】39 cm6.（12分）如图所示是对某种合金持续不断地加热进程中，温度随时间转变的曲线，据图回答：（1）这种合金在固态时是不是晶体？（2）这种合金的熔点是多少？（3）熔化进程用了多少时间？（4）图中BC段表示这种合金处于什么状态？【答案】（1）是（2）210 ℃（3）8 min（4）固、液共存7.（15分）如图所示，汽缸中封锁着温度为100 ℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10 cm，若是缸内空气变成0 ℃，问：（1）重物是上升仍是下降？（2）这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与汽缸壁间无摩擦）。
第2讲固体液体与气体1．下列现象或事例不可能存在的是()．A．80 ℃的水正在沸腾B．水的温度达到100 ℃而不沸腾C．沥青加热到一定温度时才能熔化D．温度升到0 ℃的冰并不融化解析因物质的沸点和熔点均与其表面的大气压强有关，且大气压强对沸点影响大，所以80 ℃的水可以沸腾，100 ℃的水不一定沸腾，温度升到0 ℃的冰也不一定融化，A、B、D均可能存在；而沥青是非晶体，没有固定的熔点，C错．答案 C2．如图1所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T，从图中可以确定的是()图1A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0[B．曲线M的bc段表示固液共存状态C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态解析：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体没有固定熔点．B正确．答案：B3．如图所示的四幅图分别对应四种说法，其中正确的是()．A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用解析布朗运动是颗粒的运动不是分子的运动，选项A错误；食盐是晶体，晶体具有各向异性的特点，选项C错误；B、D正确．答案BD4．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C．气体分子的总数增加D．气体分子的密度增大解析：理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故B、D正确，A、C错误．答案：BD5．图a为测量分子速率分布的装置示意图．圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置．从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上．展开的薄膜如图b所示，NP、PQ间距相等．则()．图2A．到达M附近的银原子速率较大B．到达Q附近的银原子速率较大C．位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率D．位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率解析根据分子速率分布规律的“中间多，两头少”特征可知：M附近的银原子速率较大，故选项A正确，B错误．PQ区间的分子百分率最大，故选项D 错误，C正确．答案AC6．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图3所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏加德罗常数为N A.(1)由状态A变到状态D过程中()．图3A．气体从外界吸收热量，内能增加B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大D．气体的密度不变(2)在上述过程中，气体对外做功为5 J，内能增加9 J，则气体________(填“吸收”或“放出”)热量________ J.(3)在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V0，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？解析 (3)A →D ，由状态方程pV T ＝C ，得T D ＝2T 0，分子数n ＝2ρV 0N AM. 答案 (1)AB (2)吸收 14 (3)2T 02ρV 0N AM7．如图4所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3 m 2，一定质量的气体被质量为2.0 kg 的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为________ Pa(大气压强取1.01×105 Pa ，g 取10 m/s 2)．若从初温27 ℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m 缓慢地变为0.51 m ．则此时气体的温度为________ ℃.图4解析 p 1＝F S ＝mg S ＝2×105×10－3 Pa ＝0.04×105 Pa ，所以p ＝p 1＋p 0＝0.04×105Pa ＋1.01×105 Pa ＝1.05×105 Pa ，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2，即0.5S 273＋27＝0.51S273＋t，所以t ＝33 ℃.答案 1.05×105 338．某同学利用DIS 实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图5的pt 图象．已知在状态B 时气体的体积为V B ＝3 L ，则下列说法正确的是( )．图5A ．状态A 到状态B 气体的体积越来越大 B ．状态B 到状态C 气内能增加 C ．状态A 的压强是0.5 atmD ．状态C 体积是2 L解析 状态A 到状态B 是等容变化，故体积不变，A 错；状态B 到状态C 是等温变化，气体内能不变，B 错；从图中可知，p B ＝1.0 atm ，T B ＝(273＋91) K ＝364 K ，T A ＝273 K ，根据查理定律，有p A T A ＝p B T B ，即p A 273＝1.0364，解得p A ＝0.75 atm ，C 错；p B ＝1.0 atm ，V B ＝3 L ，p C ＝1.5 atm ；根据玻意耳定律，有p B V B ＝p C V C ，解得，V C ＝2 L ，D 对． 答案 D9．在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm ，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看作理想气体．(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．解析 (1)气体作等容变化，由查理定律得： p 1T 1＝p 2T 2① T 1＝t 1＋273 ② T 2＝t 2＋273③p 1＝2.5 atm t 1＝27 ℃ t 2＝87 ℃ 由①②③得：p 2＝3 atm. 答案 (1)3 atm(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．(3)气体膨胀对外做功，没有吸收或放出热量，据热力学第一定律 ΔU ＝W ＋Q 得ΔU <0，内能减少．10．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T )随加热时间(t )变化关系如图6所示，单位时间所吸收的热量可看做不变．图6(1)以下说法正确的是()．A．在区间Ⅱ，物质的内能不变B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C．在区间Ⅲ，气体膨胀对外做功，内能减小D．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”、“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由．解析(1)在区间Ⅱ，物质的压强、温度均不变，但从外界吸收热量，物质的内能增加，A错；在区间Ⅲ，物质已变成理想气体，分子间已无作用力，分子间的势能为0，由pVT＝常数及一定量理想气体内能与温度的关系知：当压强一定，温度升高时气体体积增大，膨胀对外做功，气体内能增大，所以B对C错；在区间Ⅰ，随着温度的升高，分子平均动能增大，D对．(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W和理想气体的状态方程pVT＝C可知，在吸收相同的热量Q时：压强不变的条件下，V增大，W<0，ΔU1＝Q－|W|体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快．答案(1)BD(2)变快，理由见解析11．一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝2×10－3 m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103N/m 的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20 cm，g取10 m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．图7(1)当缸内气柱长度L 2＝24 cm 时，缸内气体温度为多少K?(2)缸内气体温度上升到T 0以上，气体将做等压膨胀，则T 0为多少K? 解析：(1)V 1＝L 1S ，V 2＝L 2S ，T 1＝400 K p 1＝p 0－mgS ＝0.8×105 Pap 2＝p 0＋F －mgS ＝1.2×105 Pa根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得T 2＝720 K(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则 k Δx ＝(m ＋M )g Δx ＝7 cm V 3＝(Δx ＋L 1)Sp 3＝p 0＋MgS＝1.5×105 Pa根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0解得T 0＝1 012.5 K升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则 k Δx ＝(m ＋M )g Δx ＝7 cm V 3＝(Δx ＋L 1)Sp 3＝p 0＋MgS＝1.5×105 Pa根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0解得T 0＝1 012.5 K答案：(1)720 K (2)1 012.5 K12．如图8所示，一根两端开口、横截面积为S ＝2 cm 2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L ＝21 cm 的气柱，气体的温度为t 1＝7 ℃，外界大气压取p 0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm 高的汞柱压强)．图8(1)若在活塞上放一个质量为m ＝0.1 kg 的砝码，保持气体的温度t 1不变，则平衡后气柱为多长？(g ＝10 m/s 2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t 2＝77 ℃，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J ，则气体的内能增加多少？ 解析 (1)被封闭气体的初状态为p 1＝p 0＝1.0×105 Pa V 1＝LS ＝42 cm 3，T 1＝280 K末状态压强p 2＝p 0＋mgS ＝1.05×105 PaV 2＝L 2S ，T 2＝T 1＝280 K根据玻意耳定律，有p 1V 1＝p 2V 2，即p 1L ＝p 2L 2 得L 2＝p 1p 2L ＝20 cm.(2)对气体加热后，气体的压强不变，p 3＝p 2，V 3＝L 3S ，T 3＝350 K 根据盖—吕萨克定律，有V 2T 2＝V 3T 3，即L 2T 2＝L 3T 3得L 3＝T 3T 2L 2＝25 cm.(3)气体对外做的功W ＝p 2Sh ＝p 2S (L 3－L 2)＝1.05 J 根据热力学第一定律得ΔU ＝W ＋Q ＝－1.05 J ＋10 J ＝8.95 J 即气体的内能增加8.95 J.答案 (1)20 cm (2)25 cm (3)8.95 J。
