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1、 课时跟踪检测(四十一)固体、液体和气体 1(2019北京高考)下列说法正确的是()A温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变 解析:选 A 温度是分子平均动能的量度(标志),A 对。内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和,B 错。气体压强不仅与分子的平均动能有关,还与分子的密集程度有关,C 错。温度降低,则分子的平均动能变小,D 错。2.(多选)(2020贵州模拟)下列说法正确的是()A分子间距离减小时分子势能一定减小 B即使水凝结成冰后,水分子
2、的热运动也不会停止 C将一块晶体敲碎,得到的小颗粒也是晶体 D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 E在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变 解析:选 BCD 当分子之间的距离小于平衡位置之间的距离时,分子间距离减小时分子势能增大,所以分子间距离减小时分子势能不一定减小,可能增大,选项 A 错误;即使水凝结成冰后,水分子的热运动也不会停止,分子在做永不停息的无规则热运动,选项 B正确;将一块晶体敲碎,得到的小颗粒也是晶体,选项 C 正确;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,例如,碳元素可以构成石墨和金刚石,石墨
3、与金刚石物理性质完全不同。选项 D 正确;在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,分子平均动能保持不变,但是分子势能增大,内能增大,选项 E 错误。3(多选)下列说法正确的是()A在一定温度下,同种液体的饱和汽的分子数密度也会变化 B相对湿度是 100%,表明在当时温度下,空气中水汽还没达到饱和状态 C处在液体表面层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能 D空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压 E露水总是出现在夜间和清晨,原因是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化 解析:选 CDE 饱和汽的分子数密度仅由温度决定,温度越高,饱和汽的分子数密度越大,故 A
4、错误;相对湿度是指空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比,相对湿度是 100%,表明在当时的温度下,空气中的水蒸气已达到饱和状态,故 B 错误;液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离,由于分子势能随分子间距增大而增大,故液体表现层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能,C 正确;空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同一温度下水的饱和汽压,故 D 正确;露水总是出现在夜间和清晨,是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化,故 E 正确。4(多选)(2019河北省衡水模拟)下列说法正确的是()A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
5、质有关 B脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液 C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 D在空间站完全失重的环境下,水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用 E在一定温度下,当人们感到潮湿时,水蒸发慢,空气的绝对湿度一定较大 解析:选 ABD 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,选项 A 正确;脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液,选项 B 正确;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,说明云母片的物理性质具有各向异性,云母片
6、是单晶体,选项 C 错误;在空间站完全失重的环境下,水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用,选项 D正确;在一定温度下,空气的相对湿度越大,水蒸发越慢,人就感到越潮湿,故当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,但绝对湿度不一定大,故 E 错误。5(多选)(2019湖北省十堰市调研)热学中有很多图像,对图中一定质量的理想气体图像的分析,正确的是()A甲图中理想气体的体积一定不变 B乙图中理想气体的温度一定不变 C丙图中理想气体的压强一定不变 D丁图中理想气体从 P 到 Q,可能经过了温度先降低后升高的过程 E戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度 解析:选 ACE 由理想气
7、体方程pVTC 可知,A、C 正确;若温度不变,p-V 图像应该是双曲线的一支,题图乙不一定是双曲线的一支,故 B 错误;题图丁中理想气体从 P 到 Q,经过了温度先升高后降低的过程,D 错误;温度升高分子平均动能增大,分子平均速率增大,所以题图戊中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度,E 正确。6.(多选)一定质量的理想气体经历一系列状态变化,其 p-1V图线如图所示,变化顺序为 abcda,图中 ab 段延长线过坐标原点,cd 线段与 p 轴垂直,da 线段与1V轴垂直。则()Aab,压强减小、温度不变、体积增大 Bbc,压强增大、温度降低、体积减小 Ccd,压强不变、温度降低、体
8、积减小 Dda,压强减小、温度升高、体积不变 Eda,压强减小、温度降低、体积不变 解析:选 ACE 由图像可知,ab 过程,气体压强减小而体积增大,气体的压强与体积倒数成正比,则压强与体积成反比,气体发生的是等温变化,故 A 正确;由理想气体状态方程pVTC 可知p1VCT,由题图可知,连接 Ob 的直线的斜率小,所以 b 对应的温度低,bc 过程温度升高,由图像可知,同时压强增大,且体积也增大,故 B 错误;由图像可知,cd 过程,气体压强 p 不变而体积 V 变小,由理想气体状态方程 pVTC 可知气体温度降低,故 C 正确;由图像可知,da 过程,气体体积 V 不变,压强 p 变小,由
9、理想气体状态方程 pVTC 可知,气体温度降低,故 D 错误,E 正确。7.(多选)(2020山东泰安模拟)封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态 A 变到状态 D,其体积 V 与热力学温度 T 关系如图所示,O、A、D 三点在同一直线上。则()A由状态 A 变到状态 B 过程中,气体吸收热量 B由状态 B 变到状态 C 过程中,气体从外界吸收热量,内能增加 CC 状态气体的压强小于 D 状态气体的压强 DD 状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比 A 状态少 ED 状态与 A 状态,相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等 解析:选 ADE 由状态 A 变到状态 B 为等容变化,W0,
10、温度升高,U0,根据热力学第一定律 UWQ,气体吸收热量 Q0,气体吸热,A 正确;由状态 B 变到状态 C过程中,内能不变,B 错;C 状态气体的压强大于 D 状态气体的压强,C 错;D 状态与 A状态压强相等,D 状态体积大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比 A 状态少,D、E 正确。8(2018全国卷)如图,容积为 V 的汽缸由导热材料制成,面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门 K。开始时,K 关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为 p0。现将 K 打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为V8时,将 K
11、 关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6。不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为 g。求流入汽缸内液体的质量。解析:设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为 V1,压强为 p1;活塞下方气体的体积为 V2,压强为 p2。在活塞下移的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻意耳定律得 p0V2p1V1 p0V2p2V2 由已知条件得 V1V2V6V81324V V2V2V6V3 设活塞上方液体的质量为 m,由力的平衡条件得 p2Sp1Smg 联立以上各式得 m15p0S26g。答案:15p0S26g 9(2017全国卷)如图,容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管(容
12、积可忽略)连通,阀门 K2位于细管的中部,A、B 的顶部各有一阀门 K1、K3;B 中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在 B 的底部;关闭 K2、K3,通过 K1给汽缸充气,使 A 中气体的压强达到大气压 p0的 3 倍后关闭 K1。已知室温为 27,汽缸导热。(1)打开 K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(2)接着打开 K3,求稳定时活塞的位置;(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 20,求此时活塞下方气体的压强。解析:(1)设打开 K2后,稳定时活塞上方气体的压强为 p1,体积为 V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定
13、律得 p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)联立式得 V1V2 p12p0。(2)打开 K3后,由式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与 A 中气体的体积之和为V2(V22V)时,活塞下气体压强为 p2。由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2 由式得 p23VV2p0 由式知,打开 K3后活塞上升直到 B 的顶部为止;此时 p2为 p232p0。(3)设加热后活塞下方气体的压强为 p3,气体温度从 T1300 K 升高到 T2320 K 的等 容过程中,由查理定律得 p2T1p3T2 将有关数据代入式得 p31.6p0。答案:(1)V2 2p0(2)在汽缸 B 的顶部(3)1.6p0 10.一
14、 U 形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强 p075.0 cmHg。环境温度不变。解析:设初始时,右管中空气柱的压强为 p1,长度为 l1;左管中空气柱的压强为 p2p0,长度为 l2。活塞被下推 h 后,右管中空气柱的压强为 p1,长度为 l1;左管中空气柱的压强为 p2,长度为 l2。以 cmHg 为压强单位。由题给条件得 p1p0(20.05.00
15、)cmHg l120.020.05.002cm 由玻意耳定律得 p1l1p1l1 联立式和题给条件得 p1144 cmHg 依题意 p2p1 l24.00 cm20.05.002 cmh 由玻意耳定律得 p2l2p2l2 联立式和题给条件得 h9.42 cm。答案:144 cmHg 9.42 cm 11(2020福建省泉州市模拟)如图,在固定的汽缸 A 和 B 中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为 SASB12。两活塞以穿过 B 的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动。两个汽缸都不漏气。初始时,A、B 中气体的体积皆为 V0,温度皆为 T0300 K,A 中气体压强 pA1.5p0,p0是汽缸外的大气压强。现对 A 加热,使其中气体的压强升到 pA2.0p0,同时保持 B 中气体的温度不变。求此时 A 中气体温度 TA。解析:活塞平衡时,由平衡条件得:pASApBSBp0(SASB)pASApBSBp0(SASB)已知 SB2SA B 中气体初、末态温度相等,设末态体积为 VB,由玻意耳定律得:pBV0pBVB 设 A 中气体末态的体积为 VA,因为两活塞移动的距离相等,故有VAV0SAVBV0SB 对气体 A,由理想气体状态方程得:pAV0T0pAVATA 解得:TA500 K。答案:500 K