高考物理一轮复习 课时作业31 气体、固体与液体

课时作业(三十一)　气体、固体与液体 1．(1)下列说法中正确的是________． A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大 B．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力 C．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用 D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大 (2)如图所示，一导热性良好的气缸竖直放置于恒温的环境中，气缸内有一质量不可忽略的水平活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气缸不漏气，整个装置处于平衡状态．活塞上放置一广口瓶，瓶中盛有一定量的酒精，经过一段较长时间后，与原来相比较，气体的压强________(填“减小”、“不变”或“增大”)，气体________(填“吸热”或“放热”)． 2.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(  ) A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢ           B．TⅢ＞TⅡ＞TⅠ C．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢ      D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ (2)如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，放出热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J. (1)ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？ (2)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？ 3．(1)下列说法中正确的是(  ) A．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性 B．从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的机械功是可能的 C．饱和汽压随温度的升高而变小 D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 (2)一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为3.0×10－3 m3.用传感器测得此时气体的温度和压强分别为300 K和1.0×105 Pa.推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320 K和1.0×105 Pa. ①求此时气体的体积； ②保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104 Pa，求此时气体的体积． 4.(1)下列说法中正确的是(  ) A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大 B．当分子间距离从r0(此时分子间引力与斥力平衡)增大到r1时，分子力先减小后增大，分子势能也先减小后增大 C．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递 D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 (2)某同学做了如图所示的探究性实验，U形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大．假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积________，压强________，温度________，内能________．(填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”) (3)一同学在游泳池中游泳时进行了一项科学探究，他将一粗细均匀、一端封闭的长为12 cm的玻璃饮料瓶握住，开口向下潜入水中，当潜入到水下某深度时看到水进入玻璃管口大约2 cm.他据此就粗略估计出了潜入水中的深度，请通过计算得出潜水的深度．(取水面上大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2) 5．(1)下列关于分子热运动的说法中正确的是(  ) A．布朗运动就是液体分子的热运动 B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故 C对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大 D．如果气体温度升高，分子平均动能会增加，但并不是所有分子的速率都增大 (2)一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为10 L，那么变到状态B时气体的体积为________L，变到状态C时气体的压强是0 ℃时气体压强的________倍． (3) 如图所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，横截面积为2×10－3 m2，一定质量的气体被质量为3.0 kg的活塞封闭在气缸内，活塞和气缸可无摩擦滑动，现用外力推动活塞压缩气体，对缸内气体做功600 J，同时缸内气体温度升高，向外界放热150 J，求初状态的压强和压缩过程中内能的变化量．(大气压强取1.01×105 Pa，g取10 m/s2) 6.(1)下列说法中正确的是(  ) A．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与摄氏温度t成正比 B．液体的表面张力是由于液体表面层分子间表现为相互吸引所致 C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强不变 D．温度可以改变某些液晶的光学性质 (2)2011年10月9日广州白云区一居民房，因煤气泄漏引发爆燃起火事故，造成家中一名20多岁男子烧伤被困，幸被消防员救出送医．消防员称厨房内泄漏的煤气与厨房内的空气混合，当混合后厨房内气体的压强达到1.05 atm时(厨房内原来的空气压强为1.00 atm)，遇到火星将发生爆炸．设该居民家厨房(4 m×2 m×3 m)发生煤气泄漏时门窗紧闭．煤气管道内的压强为4.00 atm，且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变． ①管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房时，遇到火星就会发生爆炸？ ②设煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05 atm时遇到了火星并发生了爆炸．爆炸时厨房的温度由27 ℃迅速上升至2 000 ℃，估算此时产生的气体压强． 7．(1)下列说法中正确的是(  ) A．分子间的距离增大时，分子间斥力减小，分子间引力先增大后减小 B．当分子力为引力时，分子势能随分子间距离的增加而增加 C．布朗运动不是液体分子的无规则运动 D．气体吸收的热量可以完全转化为功而不引起其他变化 E．液体的分子势能与体积有关 (2) 如图所示，一端封闭的均匀细玻璃管开口向右水平放置，管长L＝75 cm，管内有长h1＝25 cm的水银柱封住长L1＝48 cm的空气柱，温度为T1＝300 K，大气压强保持p0＝75 cmHg不变． ①现将玻璃管在纸面内沿顺时针方向缓慢转过90°，空气柱长变为多少？ ②在①问的基础上温度升高到多少时水银柱恰好全部排出管外． 8．(2012·山东卷)(1)以下说法正确的是________． a．水的饱和汽压随温度的升高而增大 b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动 c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小 d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小 (2)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg) ①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)． ②此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)． 答案： 课时作业(三十一) 1．解析：　(1)气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但是气体的压强不一定增大，还要看分子的密集程度，A项错误；把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，是分子间引力的作用，B项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以C项错误；分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，先是引力做正功，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大，D项正确． (2)由于酒精蒸发，所以质量变小，气体的压强为pS＝mg＋p0S，气体的压强减小．因为气缸为导热气缸，所以气体的变化为等温变化，因为压强减小，体积增大，温度不变，所以要吸热． 答案：　(1)BD　(2)减小　吸热 2．解析：　(1)本题考查分子速率分布规律．气体温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均速率越大．温度高时速率大的分子所占的比例越大，将图线的最高点对应的速率近似看做平均速率，显然从图中可看出TⅢ＞TⅡ＞TⅠ，B对． (2)①ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝－410 J 由热力学第一定律　UB－UA＝W1＋Q1＝－690 J 气体内能的减少量为690 J ②因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量UA－UB＝690 J 由题知　W2＝200 J 由热力学第一定律　UA－UB＝W2＋Q2 解得Q2＝490 J 即吸收热量490 J 气体一定从外界吸收热量． 答案：　(1)B　(2)①690 J　②吸收热量　490 J 3．解析：　(1)由热力学第二定律可知，从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的机械功而不引起其他变化是不可能的，显然，在引起其他变化的情况下，该过程是可能实现的．选项B正确；饱和汽压随温度的升高而变大，选项C错误；多晶体没有规则形状，且各向同性，选项D错误． (2)①由题述可知状态变化前后压强不变，由理想气体状态方程有 V1＝ V0＝ ×3.0×10－3 m3＝3.2×10－3 m3. ②由玻意耳定律有：V2＝ ＝ ×3.2×10－3 m3＝4×10－3 m3. 答案：　(1)AB　(2)①3.2×10－3 m3　②4×10－3 m3 4．解析：　(1)物体的内能与温度和体积有关，与物体的速度无关，A错．当分子间距离从r0(此时分子间引力与斥力平衡)增大到r1时，分子力先增大后减小，分子势能一直减小，B错．内能大的物体温度不一定高，热量应从温度高的物体向温度低的物体传递，C错．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，D对． (2)注入水银，封闭气体的压强变大，水银对气体做功，气体体积减小，由于封闭气体与外界绝热，所以温度升高，内能增大． (3)设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S.气体的初末状态参量分别为 初状态p1＝p0　V1＝12S 末状态p2＝p0＋ρgh　V2＝10S 由玻意耳定律p1V1＝p2V2得 ＝ 解得h＝2 m. 答案：　(1)D　(2)减小　增大　升高　增大　(3)2 m 5．解析：　(1)布朗运动是悬浮在液体中花粉颗粒的运动；气体分子散开的原因在于分子间间距大，相互间没有作用力；对于一定量的理想气体，在压强不变的情况下，体积增大，温度升高分子平均动能增加，理想气体分子势能为零，所以内能增大． (2)由图可知状态A到状态B是等压过程，状态B到状态C是等容过程，根据理想气体状态方程可解． (3)初状态p＝p0＋ ＝1.16×105 Pa 由热力学第一定律W＋Q＝ΔU得，内能的变化量 ΔU＝600＋(－150)＝450 J. 答案：　(1)CD　(2)20　2　(3)1.16×105 Pa　450 J 6．解析：　(1)一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，A选项错误；饱和汽的压强随温度升高而增大，C选项错误． (2)①居民厨房的容积为V2＝24 m3＝24 000 L 设有V1升煤气泄漏出来，将其作为研究对象，它经历等温过程，泄漏前后的气压分别为p1和p2.达到发生爆炸的气压条件是 p2＝0.05 atm 由p1V1＝p2V2，得V1＝ 代入数值，得V1＝300 L. ②爆炸瞬间气体来不及外泄，经历的是一个等容过程． 爆炸前的温度为T1＝(27＋273) K＝300 K，压强为p1′＝1.05 atm 爆炸后的温度T2＝(2 000＋273) K＝2 273 K 由 ＝ 得p′2＝ p′1 代入数值，得p′2＝(2 273÷300)×1.05 atm≈8 atm. 答案：　(1)BD　(2)①300 L　②8 atm 7．解析：　(1)分子间的距离逐渐增大时，分子间的引力与斥力都减小，A错；当分子力为引力，分子间的距离增大时，分子引力做负功，分子势能增加，B对；布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，C对；热现象的自发性是不可逆的，热不会自发地全部转化为功，D错；液体分子间有相互作用的力，体积变化时分子力一定做功，分子势能变化，E对． (2)①p1＝p0＝75 cmHg，设缓慢转过90°后空气柱的长为L2， 压强为p2＝p0－(75－L2)＝L2(cmHg) 由p1V1＝p2V2 得75×48＝L L2＝60 cm. ②此时管内气体的压强为p2＝p0－15 cmHg＝60 cmHg 由 ＝ 得T3＝ ＝ K＝468.75 K. 答案：　(1)BCE　(2)①60 cm　② 468.75 K 8．解析：　(1)饱和汽压随温度的升高而增大，选项a正确；扩散现象说明分子在永不停息地运动，选项b正确；当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，选项c错误；根据 ＝C知，一定质量的理想气体，在等压膨胀时，温度升高，分子的平均动能增大，选项d错误． (2)①设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2    ① p1＝p0    ② p2＝p＋ph    ③ V1＝l1S    ④ V2＝l2S    ⑤ 由几何关系得h＝2(l2－l1)    ⑥ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg    ⑦ ②左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，ΔU＝0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q＋W且W<0，所以Q＝－W>0，气体将吸热． 答案：　(1)ab　(2)①50 cmHg　②做正功　吸热