【物理】2020届一轮复习人教版气体、固体与液体课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版气体、固体与液体课时作业

第2讲　气体、固体与液体 ‎◎基础巩固练 ‎1．(多选)(2018·山东聊城模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是________。‎ A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大 B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变 C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加 D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变 E．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定 解析：　单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体分子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，E正确。‎ 答案：　ACE ‎2．(多选)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是________。‎ A．沿A→B→C变化，气体温度不变 B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高 C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低 D．从A→B，气体压强减小，温度升高 E．从B→C，气体密度减小，温度降低 解析：　由理想气体状态方程＝常数可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小，选项B、D、E正确，选项A错误。‎ 答案：　BDE ‎3.‎ ‎(多选)如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后 到D状态，下列判断中正确的是________。‎ A．A→B过程温度升高，压强不变 B．B→C过程体积不变，压强变小 C．B→C过程体积不变，压强不变 D．C→D过程体积变小，压强变大 E．C→D过程温度不变，压强变小 解析：　由题图可知，在A→B的过程中，气体温度升高，体积变大，且体积与温度成正比，由＝C可知，气体压强不变，故A正确；在B→C的过程中，体积不变，而温度降低，由＝C可知，气体压强变小，故B正确，C错误；在C→D的过程中，气体温度不变，体积变小，由＝C可知，气体压强变大，故D正确，E错误。‎ 答案：　ABD ‎4．(多选)(2018·潮州模拟)下列四幅图的有关说法中不正确的是________。‎ A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力 B．分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力增大引力减小，分子力表现为斥力 C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当作球形处理 D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性 E．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，分子间表现为斥力，可看作是绝热变化 解析：　当分子间距离为r0时，分子间存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整体的效果为0，故A错误；分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但引力增大得慢，所以分子力表现为斥力，故B错误；水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径d大小时把它们当作球形处理，故C正确；晶体具有点阵结构，食盐属于晶体，食盐中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故D正确；猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭的气体温度升高，压强变大，此时气体分子之间的距离仍然大于r0，分子之间的相互作用力仍然是引力，但是很小，几乎可以忽略不计，故E错误。‎ 答案：　ABE ‎5.‎ ‎(2018·安徽合肥模拟)如图所示，上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置，截面面积为20 cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强p0＝1.0×105 Pa，温度为27 ℃，现缓慢加热汽缸内气体，当温度缓慢升高为57 ℃，活塞恰好要离开a、b，重力加速度大小g取10 m/s2，求活塞的质量。‎ 解析：　活塞刚要离开a、b时，对活塞有p2S＝p0S＋mg 解得p2＝p0＋ 气体的状态参量为T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，T2＝330 K 因为V1＝V2，所以根据查理定律有＝ 代入数据解得m＝2 kg 答案：　2 kg ‎6.‎ ‎(2018·山东临沂模拟)如图是一种气压保温瓶的结构示意图。其中出水管很细，体积可忽略不计，出水管口与瓶胆口齐平，用手按下按压器时，气室上方的小孔被堵塞，使瓶内气体压强增大，水在气压作用下从出水管口流出。最初瓶内水面低于出水管口10 cm，此时瓶内气体(含气室)的体积为2.0×102 cm3，已知水的密度为1.0×103 kg/m3，按压器的自重不计，大气压强p0＝1.01×105 Pa，取g＝10 m/s2。求：‎ ‎(ⅰ)要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强的最小值；‎ ‎(ⅱ)当瓶内气体压强为1.16×105 Pa时，瓶内气体体积的压缩量。(忽略瓶内气体的温度变化)‎ 解析：　(ⅰ)由题意知，瓶内、外气体压强以及水的压强存在以下关系：‎ p内＝p0＋p水＝p0＋ρgh水 代入数据得p内＝1.02×105 Pa。‎ ‎(ⅱ)当瓶内气体压强为p＝1.16×105 Pa时，设瓶内气体的体积为V。‎ 由玻意耳定律为p0V0＝pV，压缩量为ΔV＝V0－V，‎ 已知瓶内原有气体体积V0＝2.0×102 cm3，解得ΔV＝25.9 cm3。‎ 答案：　(ⅰ)1.02×105 Pa　(ⅱ)25.9 cm3‎ ‎7．(2018·山东济南模拟)一定质量的理想气体由状态A依次变化到B、C、D、A、E、C，整个变化过程如图所示，已知在状态A时气体温度为320 K，则在状态B时温度为多少？在状态D时温度为多少？整个过程的最高温度为多少？‎ 解析：　理想气体由状态A到B，气体为等容变化，根据查理定律有＝，得TB＝TA＝＝80 K。‎ 由C到D再到A为等温变化时，则TD＝TA＝320 K。‎ 根据p V图象特点结合题图可知，在AC连线中点处所在状态气体温度最高，此状态下p中＝2.5×105 Pa，V中＝2.5 L。‎ 由＝得Tmax＝T中＝TA＝×320 K＝500 K 答案：　80 K　320 K　500 K ‎◎能力提升练 ‎8．[2017·全国卷Ⅱ·33(2)]一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。‎ ‎(ⅰ)求该热气球所受浮力的大小；‎ ‎(ⅱ)求该热气球内空气所受的重力；‎ ‎(ⅲ)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。‎ 解析：　(ⅰ)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为 ρ0＝①‎ 在温度为T时的体积为VT，密度为 ρ(T)＝②‎ 由盖吕萨克定律得 ＝③‎ 联立①②③式得 ρ(T)＝ρ0④‎ 气球所受的浮力为 F＝ρ(Tb)gV⑤‎ 联立④⑤式得 F＝Vgρ0⑥‎ ‎(ⅱ)气球内热空气所受的重力为 G＝ρ(Ta)Vg⑦‎ 联立④⑦式得 G＝Vgρ0⑧‎ ‎(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得 mg＝F－G－m0g⑨‎ 联立⑥⑧⑨式得 m＝Vρ0T0(－)－m0⑩‎ 答案：　(ⅰ)Vgρ0　(ⅱ)Vgρ0　(ⅲ)Vρ0T0(－)－m0‎ ‎9．[2017·全国卷Ⅲ·33(2)]一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：‎ ‎(ⅰ)待测气体的压强；‎ ‎(ⅱ)该仪器能够测量的最大压强。‎ 解析：　(ⅰ)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p，提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则V＝V0＋πd2l①‎ V1＝πd2h②‎ 由力学平衡条件得p1＝p＋ρgh③‎ 整个过程为等温过程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1④‎ 联立①②③④式得 p＝⑤‎ ‎(ⅱ)由题意知 h≤l⑥‎ 联立⑤⑥式有 p≤⑦‎ 该仪器能够测量的最大压强为 pmax＝⑧‎ 答案：　(ⅰ)　(ⅱ)