（新课标）2020届高考物理一轮总复习 选修部分 第11章 热学 第2讲 固体、液体与气体限时规范特训（选修3-3）

（新课标）2020届高考物理一轮总复习 选修部分 第11章 热学 第2讲 固体、液体与气体限时规范特训（选修3-3）

第2讲 固体、液体与气体 ‎ ‎　　时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中1～3为单选，4～10为多选)‎ ‎1.关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　)‎ A.可以根据各向同性或各向异性来区分晶体和非晶体 B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体 C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体 D.一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶体 答案　C 解析　多晶体和非晶体都表现为各向同性，只有单晶体表现为各向异性，所以选项A、B错，C对。有些晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是单晶体的所有物理性质都表现各向异性，换言之，某一物理性质表现为各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以选项D错。‎ ‎2.关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　)‎ A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力 B.液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力只有引力，没有斥力 C.不论是什么液体，表面张力都会使表面收缩 D.表面张力的方向与液面垂直 答案　C 解析　表面张力是由于表面层中分子间距大，表面层分子间分子力表现出引力，选项A、B错；由于表面张力的作用，使液体表面有收缩的趋势，选项C正确；表面张力的方向跟液面相切，选项D错误。‎ ‎3．一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图所示，则下图中能正确反映出这一变化过程的是(　　)‎ 答案　C 解析　由题图知：a→b过程为气体等容升温，压强增大；b→c过程为气体等温降压，根据玻意耳定律知，体积增大，由此可知图C正确。‎ ‎4.[2020·海南高考]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 答案　ACD 解析　由于液体表面张力的存在，针、硬币等能浮在水面上，A正确。水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，B错误。在太空中水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，C正确。液体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润，浸润液体液面在细管中向下弯，不浸润液体液面在细管中向上弯，D正确。E项中，玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，E错误。‎ ‎5．如图所示为水的饱和汽压图象，由图可以知道(　　)‎ A.水的饱和汽压与温度无关 B.水的饱和汽压随温度升高而增大 C.水的饱和汽压随温度升高而减小 D.同温度下，水的未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强 E.同温度下，水的未饱和汽的压强不一定小于饱和汽的压强 答案　BD 解析　对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，故选项B正确，A、C错误；在一定温度下，饱和汽的分子数密度一定，饱和汽的压强也是一定的，饱和汽压一定大于未饱和汽压，故选项D正确、E错误。‎ ‎6.下列说法中正确的是(　　)‎ A.悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无规则的，说明液体分子的运动也是无规则的 B.物体中分子热运动的动能的总和等于物体的内能 C.橡胶无固定熔点，是非晶体 D.对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大 答案　ACD 解析　根据布朗运动可知悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，间接说明液体分子的运动也是无规则的，所以A项正确。因为物体的内能是分子热运动的动能和分子势能之和，所以B项错误。晶体有固定的熔点，非晶体无固定熔点，C项正确。因为温度是分子平均动能的唯一标志，所以D项正确。‎ ‎7.一定质量的理想气体，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 E.气体分子的平均速率增加 答案　BD 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作用力不变，故选项B、D正确，A、C错误。气体分子的平均速率由温度决定，等温变化中温度不变，故选项E错误。‎ ‎8.下列各种说法中正确的是(　　)‎ A.温度低的物体内能小 B.分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零 C.液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引 D.0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同 E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关 答案　CDE 解析　物体的内能为所有分子的动能和分子势能之和，物体的内能不仅与温度有关，还与物体的质量、体积有关，A错误。分子在永不停息地做无规则运动，所以瞬时速度可能为0，B错误。当液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的力有斥力和引力，其中引力大于斥力表现为相互吸引，故C项正确。因为温度是分子平均动能的标志，故D项正确。根据气体压强的定义可知，单位体积内的分子数和温度决定气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，所以E项正确。‎ ‎9．下图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质量的空气。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是(　　)‎ A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度降低，压强减小 D.温度不变，压强减小 答案　AC 解析　对被封闭的一定质量的气体进行研究，当水柱上升时，封闭气体的体积V减小，结合理想气体状态方程＝C得，当外界大气压强p0不变时，封闭气体的压强p减小，则温度T一定降低，B选项错误。当外界大气压强p0减小时，封闭气体的压强p减小，则温度T一定降低，C正确，D选项错误。当外界大气压强p0增大时，封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况。当封闭气体的压强p增大时，温度T可能升高、不变或降低，封闭气体的压强p不变时，温度T一定降低，封闭气体的压强p减小时，温度T一定降低。故有选项AC可能。‎ ‎10．用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律。A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变(　　)‎ A.将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动 B.将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动 C.将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动 D.将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动 答案　AD 解析　为保持瓶中气体体积不变，瓶内理想气体发生的是等容变化。由查理定律＝ 可知，当烧瓶浸入热水中时，温度升高，压强增大，A管应向上移动，A选项正确，B选项错误。当将烧瓶浸入冰水中时，温度降低，压强减小，应将A管向下移动，D选项正确，C选项错误。‎ 二、非选择题(本题共4小题，共40分)‎ ‎11.(10分)一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如下图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa。‎ ‎(1)求状态A的压强；‎ ‎(2)请在图乙画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程。‎ 答案　(1)4×104 Pa　(2)见解析 解析　(1)据理想气体的状态方程得＝，则pA＝＝4×104 Pa ‎(2)pT图象及A、B、C、D各个状态如图所示。‎ ‎12．[2020·衡水中学三模](10分)质量M＝10 kg的缸体与质量m＝4‎ ‎ kg的活塞，封闭一定质量的理想气体(气体的重力可以忽略)，不漏气的活塞被一劲度系数k＝20 N/cm的轻弹簧竖直向上举起立于空中，如图所示。环境温度为T1＝1500 K时被封气柱长度L1＝30 cm，缸口离地的高度为h＝5 cm，若环境温度变化时，缸体有良好的导热性能。已知活塞与缸壁间无摩擦，弹簧原长L0＝27 cm，活塞横截面积S＝2×10－3 m2，大气压强p0＝1.0×105 Pa，当地重力加速度g＝10 m/s2，求环境温度降到多少时汽缸着地，温度降到多少时能使弹簧恢复原长。‎ 答案　T＝480 K　L3＝18 cm 解析　因汽缸悬空，先降温时气体等压变化，压强恒为p1＝p0＋＝1.5p0‎ 由盖－吕萨克定律知＝ 代入数据得T2＝1250 K 待缸口着地后，再降温时活塞上移，弹簧逐渐恢复原长，由kx＝(M＋m)g知弹簧的形变量为x＝7 cm 设弹簧恢复原长时的环境温度为T3，气体压强为p3，气柱长度为L3，由活塞的平衡知p3＝p0－＝0.8p0，由几何关系知L3＝L1－x－h＝18 cm 由＝知＝，‎ 整理可得T3＝480 K ‎13.(10分)如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的面积S＝100 cm2。活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，与物块A相距d＝10 cm的右边有另一物块B，A、B的质量均为m＝62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.8。开始时活塞与左壁的距离L1＝10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0＝1×105 Pa，温度t1＝27 ℃。现对汽缸内的气体缓慢加热，g取10 m/s2。求：‎ ‎(1)使物块A开始移动时，汽缸内的温度；‎ ‎(2)使物块B开始移动时，汽缸内的温度。‎ 答案　(1)450 K　(2)1200 K 解析　(1)物块A开始移动前气体做等容变化 选汽缸内的气体为研究对象 初状态：p1＝p0＝1×105 Pa，T1＝300 K，V1＝SL1＝10－3 m3‎ 末状态：p2＝p0＋＝1.5×105 Pa，V2＝V1＝10－3 m3‎ 由气体实验定律得，＝ 解得，T2＝450 K。‎ ‎(2)物块A开始移动后，气体做等压变化，到A与B刚接触为末状态p3＝p2＝1.5×105 Pa，V3＝S(L1＋d)＝2×10－3 m3‎ 由气体实验定律得，＝ 解得，T3＝900 K 物块B开始移动前气体做等容变化，作为末状态 p4＝p3＋＝2.0×105 Pa，V4＝V3＝2×10－3 m3‎ 由气体实验定律得，＝，解得T4＝1200 K。‎ ‎14．[2020·山西四校三联](10分)如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0。设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg＝p0S，环境温度保持不变。求：‎ ‎(1)在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞重新处于平衡时，活塞B下降的高度；‎ ‎(2)现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置。此时Ⅱ气体的温度。‎ 答案　(1)0.4l0　(2)2.5T0‎ 解析　(1)初状态Ⅰ气体压强p1＝p0＋＝2p0‎ Ⅱ气体压强p2＝p1＋＝3p0‎ 添加铁砂后Ⅰ气体压强p1′＝p0＋＝4p0‎ Ⅱ气体压强p2′＝p1′＋＝5p0‎ Ⅱ气体等温变化，根据玻意耳定律有 p2l0S＝p2′l2S 可得：l2＝l0，‎ 则B活塞下降的高度h2＝l0－l2＝0.4l0‎ ‎(2)Ⅰ气体等温变化，根据玻意耳定律有 p1l0S＝p1′l1S 可得l1＝0.5l0‎ 只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体此时长度l2″＝2l0－0.5l0＝1.5l0‎ 根据理想气体状态方程有：＝ 得：T2＝2.5T0‎