2021版高考物理一轮复习考点集训五十一第3节气体固体液体含解析

2021版高考物理一轮复习考点集训五十一第3节气体固体液体含解析

考点集训(五十一)　第3节　气体、固体液体 A组 ‎1．对于一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，当它的体积减小时，下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎①单位体积内分子的个数增加 ‎②在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多 ‎③在单位时间、单位面积上气体分子对器壁的作用力不变 ‎④气体的压强增大 A．①④ B．①②④‎ C．①③④ D．①②③④‎ ‎[解析] 在温度不变的条件下，当它的体积减小时，单位体积内分子的个数增加，气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，气体压强增大，故B正确，A、C、D错误．‎ ‎[答案] B ‎2．(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是(　　)‎ A．温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同 B．温度升高时，饱和汽压增大 C．在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大 D．饱和汽压和相对湿度都与体积无关 ‎[解析] 在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关，选项A错误，B正确；空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对湿度，相对湿度＝，夏天水的饱和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大，选项C、D正确．‎ ‎[答案] BCD ‎3．(多选)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 ‎[解析] 晶体被敲碎后，构成晶体的分子或原子的空间点阵结构没有发生变化，仍然是晶体，A错误；有些晶体在光学性质方面是各向异性的，B正确；同种元素构成的不同晶体互为该元素的同素异形体，C正确；如果外界条件改变了物质分子或原子的排布情况，晶体和非晶体之间可以互相转化，D正确．‎ ‎[答案] BCD ‎4．用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减为原来的，抽气次数应为(　　)‎ A．3次 B．4次 C．5次 D．6次 ‎[解析] 设玻璃瓶的容积是V，抽气机的容积是V0，气体发生等温变化，由玻意耳定律 6‎ 可得pV＝p(V＋V0)，解得V0＝V，设抽n次后，气体压强变为原来的，由玻意耳定律可得抽一次时pV＝p1(V＋V0)，得p1＝p，抽两次时p1V＝p2(V＋V0)，得p2＝p，抽n次时pn＝p＝p，解得：n＝4，B项正确．‎ ‎[答案]B ‎5．(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．非晶体和多晶体都没有确定的几何形状 B．晶体在熔化过程中，分子势能保持不变 C．气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功 D．一定质量的理想气体发生等压膨胀时，气体分子的平均动能增大 ‎[解析] 非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，选项A正确；晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，分子的平均动能不变，分子势能增大，选项B错误；气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功而保持内能不变，选项C正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀时，温度升高，气体分子的平均动能增大，选项D正确．‎ ‎[答案] ACD ‎6．(多选)如图所示，在p－T图象中，一定质量的理想气体经历了从状态A到状态B、再到状态C，最后回到状态A的过程，在该过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．从A到B过程中，气体对外做功 B．从B到C过程中，气体放出热量 C．从C到A过程中，气体分子密度减小 D．从A到B过程和从C到A过程，气体做功的绝对值相等 ‎[解析] 根据＝C可知从A到B过程中，体积增大，因此气体对外做功，A正确；从B到C过程中，直线是通过原点的直线，故体积不变，而温度降低，气体内能减少，根据热力学第一定律可知气体放出热量，B正确；从C到A过程中，气体温度不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子密度增大，C错误；从A到B过程和从C到A过程，气体体积变化相等，但两个过程气体压强的平均值不同，因此两个过程气体做功绝对值不同，D错误．‎ ‎[答案]AB ‎7．(多选)将横截面积为S的圆柱形汽缸固定在铁架台上，内有可自由移动的轻质活塞，‎ 6‎ 活塞通过轻杆与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离汽缸底部为L.之后，缸内气体冷却至环境温度时，重物上升高度为.已知环境温度恒为27 ℃，外界大气压为p0，缸内气体可以看作是理想气体，则(　　)‎ A．重物离开地面稳定后，气体压强可能大于p0‎ B．重物离开地面稳定后，气体压强一定小于p0‎ C．酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于120 ℃‎ D．酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于140 ℃‎ ‎[解析] 酒精棉球熄灭时，活塞受到封闭气体向下的压力，大气压向上的支持力，由平衡得p1S＝p0S，解得p1＝p0，此时体积为V1＝LS，温度为T1＝273＋t，重物被吸起稳定后，活塞受绳子的拉力，封闭气体向下的压力和大气压向上的支持力，由平衡得p2S＋mg＝p0S，解得p2＝p0－127 ℃，故选BD.‎ ‎[答案]BD ‎8．如图1所示，在斯特林循环的p－V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目________(填“增大”“减小”或“不变”)．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是________(填“①”或“②”)．‎ 图1‎ ‎　图2‎ ‎[解析] B→C过程为等容过程，单位体积中的气体分子数目不变．气体状态A的温度低于状态D的温度，则状态A对应的气体分子的平均动能小，对应着图象①.‎ ‎[答案] 不变　①‎ ‎9．如图所示，导热性能良好的汽缸Ⅰ和Ⅱ高度为h，左右两端的横截面积不同，其中Ⅱ的横截面积为S，在它们的底部有一细管相连(细管的容积忽略不计)，在两汽缸内均放置一个厚度不计的活塞，其质量分别为mA＝2m和mB＝m，忽略活塞与汽缸的摩擦，两活塞底部下方为理想气体，开始时的温度均为T0，上方为真空，当活塞下方气体处于平衡状态时，‎ 6‎ 两活塞底部相对于汽缸底的高度均为.现对气体加热，最终A、B两活塞距离汽缸顶部都为.求：‎ ‎(1)活塞A的横截面积；‎ ‎(2)汽缸内气体最后的温度T.‎ ‎[解析] (1)Ⅰ、Ⅱ内的气体压强相等，设活塞A的横截面积为SA，对活塞A、B受力分析可得 mAg＝pSA mBg＝pSB＝pS 解得SA＝2S ‎(2)在对气体加热时，气体的压强始终相等，开始时气体的体积为 V1＝2S×＋S×＝S 最终气体的体积为V2＝2S×＋S×＝S 由盖—吕萨克定律可得＝ 即＝ 故T＝T0‎ B组 ‎10．如图甲、乙所示，汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被长度为0.9 m的轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为mA＝12 kg、mB＝8.0 kg，横截面积分别为SA＝4.0×10－2 m2，SB＝2.0×10－2 m2.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强p0＝1.0×105 Pa.取重力加速度g＝10 m/s2.‎ ‎(1)图甲所示是汽缸水平放置达到的平衡状态，活塞A与圆筒内壁凸起面恰好不接触，求被封闭气体的压强；‎ ‎(2)保持温度不变使汽缸竖直放置，平衡后达到如图乙所示位置，求活塞A沿圆筒发生的位移大小．‎ ‎[解析] (1)汽缸处于图甲位置时，设汽缸内气体压强为p1，对于活塞和杆，‎ 6‎ 根据力的平衡条件可得：‎ p0SA＋p1SB＝p1SA＋p0SB 解得：p1＝p0＝1.0×105 Pa ‎(2)汽缸处于图乙位置时，设汽缸内气体压强为p2，对于活塞和杆，由平衡条件：‎ p0SA＋p2SB＝p2SA＋p0SB＋(mA＋mB)g 代入数据可得：p2＝0.9×105 Pa 由玻意耳定律可得：p1lSB＝p2[lSB＋x(SA－SB)]‎ 由以上各式并代入数据得：x＝0.1 m ‎11．如图甲所示，粗细均匀、横截面积为S的足够长的导热细玻璃管竖直放置，管内用质量为m的水银柱密封着一定质量的理想气体，当环境温度为T，大气压强为p0时，气柱的长度为L0，现保持温度不变将玻璃管缓慢转至水平放置．重力加速度为g，不计摩擦，水银始终没有从管口溢出．‎ ‎(1)求稳定后气柱的长度；‎ ‎(2)若将环境温度降为，将玻璃管平放于光滑水平桌面上并让其以加速度a向左做匀加速直线运动(如图乙所示)，求稳定后的气柱长度．‎ ‎[解析] (1)初始时封闭气体的压强p1＝p0＋ 水平放置时封闭气体的压强p2＝p0‎ 由玻意耳定律可得p1L0S＝p2L1S 解得稳定后气柱的长度L1＝ ‎(2)当环境温度降为时，由盖—吕萨克定律有＝，‎ 解得L2＝ 当玻璃管向左以加速度a做匀速运动时，则有 ‎(p0－p3)S＝ma，‎ 由玻意耳定律有p3L3S＝p0L2S 解得L3＝L0‎ ‎12．如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的汽缸水平放置，一横截面积为S的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细绳与一质量为m的重物相连，汽缸右侧封闭且留有抽气孔．活塞右侧气体的压强为p0，活塞左侧气体的体积为V0，温度为T0.将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．已知重物的质量满足关系式mg＝p0S，重力加速度为g.求：‎ 6‎ ‎(1)活塞刚碰到汽缸右侧时气体的温度；‎ ‎(2)当气体温度达到2T0时气体的压强．‎ ‎[解析] (1)当活塞右侧的气体压强为p0时，左侧气体压强为p1，对活塞受力分析，有 p1＝＋p0＝2p0　①‎ 右侧抽成真空时，左侧气体压强为p2，有 p2＝p0　②‎ 设此时左侧气体体积为V2，由玻意耳定律有 p1V0＝p2V2　③‎ 解得V2＝2V0　④‎ 缓慢加热气体，气体发生等压变化，活塞与汽缸右侧接触时，‎ 体积V3＝3V0，气体的温度为T3，由盖—吕萨克定律有 ＝　⑤‎ 解得T3＝1.5T0　⑥‎ ‎(2)气体温度升高到1.5T0之后，气体发生等容变化，由查理定律有 ＝　⑦‎ 解得p4＝p0　⑧‎ 6‎