【物理】2020届一轮复习教科版第13章第2讲固体、液体与气体作业
练案[36] 第十三章 热 学
第2讲 固体、液体与气体
一、选择题(本题共8小题，1～3题为单选，4～8题为多选)
1．(2018·湖南衡阳模拟)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是( D )
A．液晶的分子势能与体积无关
B．晶体的物理性质都是各向异性的
C．温度升高，每个分子的动能都增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
[解析] 物体的体积发生变化时，分子间的距离将发生改变，分子势能也随之改变，故分子势能与体积有关。选项A错误；晶体分单晶体和多晶体，单晶体的物理性质表现为各向异性，多晶体的物理性质表现为各向同性，故B错误；温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，故C错误；液体表面张力有使液体表面积减小到最小的趋势，体积一定的情况下，球形表面积最小，故D正确。
2．(2018·河南三门峡模拟)下列说法正确的是( D )
A．两个系统相互接触而传热，当两个系统的内能相等时就达到了热平衡
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度高于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
D．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
[解析] 两个系统相互接触传热，当温度相等时，达到了热平衡，温度相等时，由于两个系统体积、组成物质可能不同，内能不一定相同，故A错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，故C错误；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，故D正确。
3．(2018·上海崇明区一模)一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其p－t图象中直线ab平行p坐标轴，直线bc通过坐标原点，三状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则根据图象可以判定( C )
A．Va>Vb B．Va＝Vb
C．Vb>Vc D．Vb＝Vc
[解析] a、b两态温度相同，且pa>pb，由理想气体状态方程＝C，可知Va
Vc。选项C正确，D错误；故选C。
4．(2018·四川成都龙泉驿区一中诊断)下列说法正确的是( ACE )
A．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少
B．高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区温度较低
C．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度等于干泡显示的温度，这表明空气的相对湿度为100%
D．热量不可能从低温物体传到高温物体
E．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润
[解析] 一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，由理想气体状态方程＝C知，温度升高，则气体的体积增大，单位体积内的分子数减少，气体分子的平均动能增大，而压强不变，则单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少，A正确；高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区气压较低，B错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度与干泡显示的温度差距越大，空气的相对湿度越小，已知干湿泡湿度计的湿泡显示的温度等于干泡显示的温度，这表明空气的相对湿度为100%，C正确；在一定条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如空调、冰箱，D错误；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润，E正确。
5．(2018·广东汕头质检)下列说法中正确的是( BDE )
A．空气的相对湿度和绝对湿度的单位相同
B．多晶体有固定的熔点，没有各向异性的特征
C．根据＝C，可知液体的饱和汽压与温度和体积有关
D．在分子间的距离r＝r0时，分子间的引力和斥力都不为零，但大小相等，分子势能最小
E．液体表面张力使液面具有收缩趋势，因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力
[解析]
空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，单位是Pa；而空气的相对湿度是空气中水蒸气的绝对湿度与同温度时水的饱和汽压的比值，所以空气的相对湿度没有单位，故A错误；多晶体有固定的熔点，没有各向异性的特征，故B正确；同一种液体的饱和汽压仅仅与温度有关，与体积无关，故C错误；在分子间的距离r＝r0时，分子间的引力和斥力都不为零，但大小相等，合力为零，分子势能最小，故D正确；液体表面具有收缩趋势是因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力，故E正确。
6．(2018·河南新乡三模)下列说法正确的是( ADE )
A．只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就会降低
B．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也一定减小
C．同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
D．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变
E．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同
[解析] 温度是分子热运动的平均动能的标志，则只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，分子平均动能就会降低，气体的温度就会降低，选项A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，则随分子距离变大，分子力做负功，则分子势能增大；若分子力表现为斥力，则随分子距离变大，分子力做正功，则分子势能减小，选项B错误；同种物质可能是晶体，也可能是非晶体，选项C错误；饱和蒸汽压仅仅与温度有关，在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变，故D正确；温度是分子热运动的平均动能的标志，则温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项E正确。
7．(2019·辽宁师大附中模拟)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( ABC )
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
[解析]
根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，A正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，B正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100℃时的情形，C正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，D错误；由分子速率分布图可知，与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，E错误。
8．(2018·福建福州一模)根据热力学知识判断，下列说法中正确的是( ADE )
A．物体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变
B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
C．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中不会有水分子飞出水面
D．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
E．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1mol该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为
[解析] 温度是分子平均动能的标志，则当物体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，选项A正确；载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，选项B错误；当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，从水中飞出分子的速率和分子进入水中的速率相平衡，选项C错误；气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力。气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以在压强不变时，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，选项D正确；气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1mol气体中含有的分子数为，若1mol该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为，选项E正确。
二、非选择题
9．(2018·山东省潍坊市高三上学期期末试题)我国“深海勇士”号载人潜水器在南海完成深海下潜试验任务后，某小组设计了一个可测定下潜深度的深度计，如图所示，两气缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部各装有一个活塞，活塞密封性良好且无摩擦，右端开口，在气缸Ⅰ内通过活塞封有150个大气压的气体，Ⅱ内通过活塞封有300个大气压的气体，两缸间有一细管相通，当该装置放入水下时，水对Ⅰ内活塞产生挤压，活塞向左移动，通过I内活塞向左移动的距离可测定出下潜深度。已知1个大气压相当于10m高海水产生的压强，不计海水的温度变化，被封闭气体视为理想气体，求：
(1)当I内活塞向左移动了L时，下潜的深度；
(2)该深度计能测量的最大下潜深度。
[答案] (1)2240m (2)4490m
[解析] (1)设当Ⅰ内活塞向左移动了位置处时，活塞B不动，取右端气体为研究对象
由玻意耳定律可得p·SL＝150p0SL
p＝p0＋ρgh
解得h＝2240m
(2)当Ⅰ内活塞到缸底时所测深度最大，设两部分气体均压缩到压强p′
对Ⅰ有：150p0SL＝p′SL1
对Ⅱ有：300p0SL＝p′SL2
L1＋L2＝L
p′＝p0＋ρgh′
解得：h′＝4490m
10．(2019·云南保山期末)如图所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L＝20cm，温度为t＝27°的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长。已知大气压强为P0＝75cmHg，若将图中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H＝35cm，求：
(1)左管水银面下降的高度；
(2)对左管封闭气体加热，使左右两管水银面相平时的温度。
[答案] (1)10cm (2)637.5K
[解析] (1)设左管水银面下降的高度为h
则左、右面水银的高度差为H－h，左管空气柱的压强为P0－(H－h)
由玻意耳定律可知：P0LS＝(P0＋h－H)(L＋h)S
解得h＝10cm
(2)由左右两管水银面相平可知，左管气体的压强为P0，体积为(L＋h＋)S
由理想气体状态方程可知：＝
解得T＝637.5K
11．(2019·西南名校联盟高三月考)如图所示，体积为V0的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体，室温T0＝300K。有一光滑导热活塞C(体积可忽略)将容器分成A、B两室，A室的体积是B室的3倍，B室内气体压强为大气压的1.5倍，
左室容器中连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于P0)。
(1)将阀门K打开后，B室的体积变成多少？
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到900K，B室中气体压强变为多少？
[答案] (1)V0 (2)
[解析] (1)B气体的初状态：PB0＝1.5P0，VB0＝
打开阀门，B室气体做等温变化，PB＝P0，体积为VB，
由玻意耳定律：PB0VB0＝PBVB，
解得：VB＝V0
(2)温度从T0＝300K升高到T，B中的气体由VB变化到V0，压强为PB，气体做等压变化，由盖－吕萨克定律得：＝，解得：T＝800K，故温度从800K升高到T1＝900K的过程中，气体做等容变化，由查理定律得：＝
解得：PB1＝P0
