江苏专用2021版高考物理一轮复习课后限时集训36固体液体和气体

课后限时集训36固体、液体和气体建议用时：45分钟1．(多选)(2019·开封一模)下列说法中正确的是()A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小BDE[分子做永不停息的无规则运动，分子运动的平均速率不可能为零，瞬时速度有可能为零，故A错误；液体与大气相接触，表面层内分子间距较大，分子力表现为引力，故B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；晶体和非晶体的区别在于内部分子排列，有的通过外界干预可以相互转化，如把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体，再过一段时间又会转化为晶体，故D正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，若分子力表现为引力，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，故E正确。]2．(多选)关于液体和液晶，下列说法正确的是()A．液体表面层的分子分布比内部密B．液体有使其表面积收缩到最小的趋势C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力D．液晶具有光学性质各向异性的特点BD[液体表面层分子比较稀疏，A错误；液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势，B正确；液体表面层分子之间既有引力又有斥力，C错误；液晶具有光学性质各向异性，D正确。]3．(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有()A．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，则没有确定的几何外形，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，表现出各向同性，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；晶体具有一定的熔点，但由于晶体在熔化时吸收热量，内能在增大，故E错误。]4．(多选)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．单位体积内的分子数目增加BD[理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，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，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误。]5.(2019·全国卷Ⅱ)如图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”)[解析]对一定质量的理想气体，pVT为定值，由p­V图象可知，2p1·V1＝p1·2V1＞p1·V1，所以T1＝T3＞T2。状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以N1＞N2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，所以N2＞N3。[答案]大于等于大于6．如图所示，密闭导热汽缸A、B用细管相连，A的容积为2.24L，B的容积为1.12L，A中装有压强为1.5×105Pa的理想气体，活塞C可沿汽缸B滑动且与汽缸保持良好的气密性。开始时活塞位于汽缸B的最左端，K1打开，K2闭合，向右拉活塞，环境温度保持27℃，不计细管体积的影响。(1)将活塞缓慢拉到汽缸B的最右端，求此时缸内气体的压强；(2)将K1闭合，求此时A缸内气体的分子数。(已知阿伏伽德罗常数NA＝6×1023mol－1，理想气体在温度为0℃，压强为1.0×105Pa的条件下，其摩尔体积是22.4L。结果均保留一位有效数字)[解析](1)活塞缓慢的拉到右端的过程中发生等温变化，根据p1VA＝p2(VA＋VB)，解得p2＝1×105Pa。(2)将K1闭合后，设A缸内剩余的气体在0℃、1×105Pa时的体积为V2，则T2＝(273＋0)K＝273K，又V1＝VA，T1＝(273＋27)K＝300K，根据等压变化可知：V1T1＝V2T2此时A缸内气体的分子数N＝V2VNA，其中V＝22.4L是摩尔体积解得N＝5×1022个。[答案](1)1×105Pa(2)5×1022个7．如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2V0。开始时活塞在A处，温度为87℃，大气压强为p0，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到－3℃。求：甲乙(1)活塞刚到达B处时的温度TB；(2)缸内气体最后的压强p；(3)在图乙中画出整个过程的p­V图线。[解析](1)缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，这个过程是等压过程：根据盖—吕萨克定律：VATA＝VBTB代入数据解得：TB＝330K，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温度就为330K。(2)保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程：根据玻意耳定律有：p0×1.1V0＝p1×V0，解得p1＝1.1p0，再接下是等容过程，根据查理定律有：1.1p0330＝p270，解得p＝0.9p0。(3)整个过程的p­V图线，如图所示。[答案](1)330K(2)0.9p0(3)图见解析8．(多选)(2019·洛阳市尖子生第二次联考)下列说法正确的是()A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力C．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性D．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性E．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，布朗运动越不明显BCD[人感到潮湿时，是因为空气中的相对湿度较大，故A错误；气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项B正确；根据热力学第二定律可知，能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项C正确；在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项D正确；悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，受力越不平衡，布朗运动越明显，故E错误。]9．(多选)(2019·皖南八校第二次联考)下列说法正确的是()A．不同温度下，空气的绝对湿度不同，而相对湿度相同B．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度可能增大C．在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小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．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大BCD[不同温度下，饱和汽压不同，空气的绝对湿度不同，则相对湿度不一定相同，故A错误；饱和汽压与温度有关，控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则饱和汽压增大，达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，故B正确；分子间距离小于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小，分子间距离大于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；根据热力学第二定律可知，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，故D正确；气体的温度升高时，虽然分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但单位时间内撞击的个数不一定增加，气体的压强不一定增大，故E错误。]10.(2019·全国卷Ⅲ)如图所示，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。[解析](1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有pV＝p1V1①由力的平衡条件有p＝p0＋ρgh②p1＝p0－ρgh③式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有V＝S(L－h1－h)④V1＝S(L－h)⑤由①②③④⑤式和题给条件得L＝41cm。⑥(2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖—吕萨克定律有VT0＝V1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T＝312K。⑧[答案](1)41cm(2)312K11.(2019·福州调研)如图所示，开口向上竖直放置的横截面积为10cm2的汽缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把汽缸内的气体分割为两个独立的部分A和B，A的长度为30cm，B的长度是A长度的一半，汽缸和b活塞都是绝热的，活塞a导热性能良好，与活塞b和汽缸底部相连的轻弹簧劲度系数为100N/m，B部分下端有与电源相连的电热丝。初始状态A、B两部分气体的温度均为27℃，弹簧处于原长，活塞a刚好与汽缸口相齐平，开关S断开。若在活塞a上放上一个2kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止(已知外界大气压强为p0＝1×105Pa，重力加速度取g＝10m/s2)。求：(1)稳定后A部分气柱的长度。(2)合上开关S，对气体B进行加热，可以使a上升再次与汽缸口齐平，则此时气体B的温度为多少？[解析](1)对于A部分气体，初态pA＝1×105Pa，VA＝L1S末态pA′＝p0＋mgS＝1.2×105Pa根据玻意耳定律pAL1S＝pA′L1′S解得L1′＝25cm即A部分气柱长度变为25cm。(2)若使活塞a返回原处，B部分气体末状态时气柱长为L2′＝20cm，此时弹簧要伸长5cm对活塞b有pA′S＋kΔl＝pB′S解得pB′＝pA′＋kΔlS＝1.25×105Pa对于B部分气体，初态pB＝1×105Pa，VB＝L2S，TB＝300K末态pB′＝1.25×105Pa，VB′＝L2′S根据理想气体状态方程pBVBTB＝pB′VB′TB′解得：TB′＝500K则此时温度为tB＝(TB′－273)℃＝227℃。[答案](1)25cm(2)227℃