高考物理一轮复习 第十一章 热学第2课时固体液体与气体习题.docx
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高考物理一轮复习第十一章热学第2课时固体液体与气体习题
(第2课时)固体、液体与气体
一、固体和液体
1.晶体与非晶体
单晶体
多晶体
非晶体
外形
规则
不规则
不规则
熔点
确定
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
形成与
转化
有的物质在不同条件下能够形成不同的形态.同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
2.液体的表面张力
(1)作用:
液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.
(2)方向:
表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直.
3
.液晶的物理性质
(1)具有液体的流动性.
(2)具有晶体的光学各向异性.
(3)从某个方向上看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的.
4.饱和汽与湿度
(1)饱和汽与未饱和汽的不同.
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:
液体的饱和汽压与温度有关,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:
空气的干湿程度.
②描述湿度的物理量.
绝对湿度:
空气中所含水蒸气的压强.
相对湿度:
某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时饱和水汽压的百分比.即:
B=
×100%.
二、气体
1.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
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
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_
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_
表
达
式
p1V1=p2V2
=
或
=
=
或
=
图
象
2.理想气体的状态方程
(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)理想
气体的状态方程.
一定质
量的理想气体状态方程:
=
或
=C.
气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例.
1.单晶体的所有物理性质都是各向异性的.(×)
2.晶体有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的.(√)
3.液晶是液体和晶体的混合物.(×)
4.船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果.(×)
5.水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸
发和凝结仍在进行.(√)
6.玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律在温度足够低时,并不适用.(√)
7.一定质量的气体在等容变化时,压强跟摄氏温度成正比.(×)
1.(多选)(2016·仙桃模拟)关于晶体、非晶体、液晶,下列说法正确的是( )
A.所有的晶体都表现为各向异性
B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体
C.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点
D.液晶的微观结构介于晶体和液体之间,其光学性质会随电压的变化而变化
解析:
只有单晶体才表现为各向异性,故A错误;单晶体有规
则的几何形状,而多晶体的几何形状不规则,金属属于多晶体,故B错误;晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,故C正确;液晶的光学性质随温度、压力、外加电压的变化而变化,D正确.
答案:
CD
2.(2016·威海模拟)如图所示,U形气缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体,已知气缸不漏气,活塞移动过程无摩擦.初始时,外界大气压强为p0,活塞紧压小挡板.现缓慢升高缸内气体的温度,则图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是( )
解析:
缓慢升高缸内气体的温度,当缸内气体的压强p ,故缸内气体的压强p与热力学温度T呈线性关系;当气缸内气体的压强p=p0时发生等压变化,正确的图象为图B. 答案: B 3.(2015·重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低,吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1,压强为p1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化,大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差. 解析: 对气泡分析,发生等容变化,有 = , 可得p2= p1. 故内外气体的压强差为Δp=p2-p1= p1-p0. 答案: Δp= p1-p0 一、单项选择题 1.(2016·菏泽模拟)下列说法正确的是( ) A.空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力 B.布朗运动表明了分子越小,分子运动越剧烈 C.由能的转化和守恒定律知道,能源是不会减少的 D.液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向同性 解析: 液体有表面张力使液滴形成球形,A正确;液体温度越高,液体分子运动越剧烈,B错误;由能的转化和守恒定律知道,能量是守恒的,但能源是会不断减少的,能量与能源的意义不同,C错误;液晶具有光学性质的各向异性,故D错误. 答案: A 2.(2015·商丘模拟)液体的饱和汽压随温度的升高而增大( ) A.其变化规律遵循查理定律 B.是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大 C.是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大 D.是因为饱和汽密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大 解析: 当温度升高时,蒸汽分子的平均动能增大,导致饱和汽压增大;同时,液体中平均动能大的分子数增多,从液面飞出的分子数将增多,在体积不变时,将使饱和汽的密度增大,也会导致饱和汽压增大,故选D. 答案: D 3.(2014·上海卷)如图所示,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体( ) A.压强增大,体积增大 B.压强增大,体积减小 C.压强减小,体积增大D.压强减小,体积减小 解析: 试管竖直放置时,封闭的气体压强为p=p0-ρgh;试管自由下落时,封闭的气体压强为p=p0,根据玻意耳定律pV=C,压强增大,则体积减小,故选项B正确. 答案: B 4.(2016·莱芜模拟)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( ) A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈 B.保持压强不变时,分子热运动一定变得剧烈 C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小 D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小 解析: 根据理想气体的状态方程 =C,当压强变大时,气体的温度不一定变大,分子热运动也不 一定变得剧烈,选项A错误;当压强不变时,气体的温度不一定变大,分子热运动也不一定变得剧烈,选项B错误;当压强变大时,气体的体积不一定变小,分子间的平均距离也不一定变小,选项C错误;当压强变小时,气体的体积可能变小,分子间的平均距离也可能变小,选项D正确. 答案: D 5.(201 6·石家庄模拟)如图所示,在一个带活塞的容器底部有一定量的水,现保持温度不变,上提活塞,平衡后底部仍有部分水,则( ) A.液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和 B.液面上方水蒸气的质量增加,密度减小 C.液面上方水蒸气的密度减小,压强减小 D.液面上方水蒸气的密度和压强都不变 解析: 活塞上提前,容器中水面上方水蒸气为饱和汽,水蒸气密度一定,其饱和汽压一定.当活塞上提时,容器中 水面会有水分子飞出 ,使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡,达到饱和状态.在温度保持不变的条件下,水蒸气密度不变,饱和汽压也保持不变,故选项A、B、C错误,D正确. 答案: D 6.(2015·开封模拟)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( ) A.ab过程中不断减小 B.bc过程中保持不变 C.cd过程中不断增加 D.da过程中保持不变 解析: 首先,因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A错误;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即Va=Ve,因为Vd 答案: B 二、多项选择题 7.(2015·江苏卷)对下列几种固体物质的认识,正确的有( ) A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体 B.烧热的针尖接 触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体 C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 解析: 物质熔化过程中,温度不变,可能是吸收热量同时对外做功,即W=Q,如气体;若物体是晶体,则有: 熔化过程中,温度保持不变,可见选项A是错误;烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于液体的表面张力的作用,又因为受到重力作用,所以呈椭圆形,所以选项B错误;沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理和化学特性也不同,这就是晶体的各向异性.所以选项C、D正确. 答案: CD 8.(2015·银川模拟)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: BD 9.(2016·大连模拟)如图所示,导热性能良好的气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体,气缸固定不动.一条细线一端连接在活塞上,另一端跨过两个光滑的定滑轮后连接在一个小桶上,开始时活塞静止,现不断向小桶中添加细砂,使活塞缓慢向上移动(活塞始终未被拉出,气缸、周围环境温度不变).则在活塞移动的过程中,下列说法正确的是( ) A.气缸内气体的分子平均动能不变 B.气缸内气体的内能变小 C.气缸内气体的压强变小 D.气缸内气体向外界放热 解析: 气缸导热且活塞缓慢移动,则封闭气体温度不变,气体内能不变,分子平均动能不变,A正确,B错误;气体体积增大,则气缸内气体压强减小,C正确;气体温度不变,内能不变,体积增大,对外做功,由热力学第一定律知,应从外界吸收热量,D错误. 答案: AC 三、非选择题 10.(2015·海南卷)如图所示,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0.现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触.求活塞A移动的距离. 解析: A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为p1、p2,在漏气前,对A分析有p1=p 0+ ,对B有p2=p1+ . B最终与容器底面接触后,AB间的压强为p,气体体积为V′,则有p=p0+ , 因为温度始终不变, 对于混合气体有(p1+p2)·V=pV′, 漏气前A距离底面的高度为h= , 漏气后A距离底面的高度为h′= . 联立可得Δh= V- . 答案: V- 11.(2015·山东卷)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象,如图所示,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至 303K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部压强立即减为p0,温度仍为303K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求: (1)当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强; (2)当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力. 解析: (1)气体进行等容变化,开始时,压强p0,温度T0=300K;当温度上升到303K且尚未放气时,压强为p1,温度T1=303K;根据 = 可得 p1= p0= p0=1.01p0. (2)当内部气体温度恢复到300K时,由等容变化方程可得 = , 解得p2= p0= p0= . 当杯盖恰被顶起时有p1S=mg+p0S, 若将杯盖提起时所需的最小力满足 Fmin+p2S=p0S+mg, 解得Fmin= p0S≈0.02p0S. 答案: (1)1.01p0 (2)0.02p0S
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