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  • 2021-06-02 发布

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

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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

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