高中物理高考 第2講　固體、液體與氣體 作業(yè)

這是一份高中物理高考 第2講　固體、液體與氣體 作業(yè)，共9頁(yè)。試卷主要包含了選擇題，非選擇題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第2講　固體、液體與氣體  　　時(shí)間：60分鐘　 　　滿分：100分一、選擇題(本題共5小題，每小題8分，共40分。其中1～3題為單選，4～5題為多選)1. (2020·北京市西城區(qū)模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個(gè)過(guò)程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，下列判斷正確的是(　　)A．狀態(tài)a的體積小于狀態(tài)b的體積B．狀態(tài)b的體積小于狀態(tài)c的體積C．狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最大D．狀態(tài)c分子的平均動(dòng)能最小答案　B解析　根據(jù)p＝T可知，a、b在同一條等容線上，即狀態(tài)a的體積等于狀態(tài)b的體積，A錯(cuò)誤；因b點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率大于c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，可知狀態(tài)b的體積小于狀態(tài)c的體積，B正確；因?yàn)?/span>a狀態(tài)的溫度最低，b、c兩狀態(tài)的溫度最高，可知狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小，狀態(tài)b、c分子的平均動(dòng)能最大，C、D錯(cuò)誤。2．(2020·天津市南開(kāi)中學(xué)模擬)民間常用“拔火罐”來(lái)治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地被“吸”在皮膚上。其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體(　　)A．溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大B．體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度降低，體積減小D．質(zhì)量不變時(shí)，壓強(qiáng)增大，體積減小答案　B解析　把罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，體積不變，氣體經(jīng)過(guò)熱傳遞，溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強(qiáng)減小，火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓，大氣壓就將火罐緊緊地壓在皮膚上，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。3．(2020·北京市東城區(qū)校級(jí)三模)關(guān)于固體、液體，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，非晶體有確定的熔點(diǎn)B．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性C．液體的表面張力使液體表面具有擴(kuò)張趨勢(shì)，使液體表面積趨于最大D．發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí)，細(xì)管中的液體只能上升不會(huì)下降答案　B解析　晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，A錯(cuò)誤。由液晶的性質(zhì)知，它既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性，B正確。液體的表面張力使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，故C錯(cuò)誤。毛細(xì)管插入液體中，當(dāng)液體浸潤(rùn)毛細(xì)管時(shí)，管內(nèi)液面上升，高于管外；當(dāng)液體不浸潤(rùn)毛細(xì)管時(shí)，管內(nèi)液面下降，低于管外，故D錯(cuò)誤。4．(2020·寧夏銀川九中、石嘴山三中、平羅中學(xué)三校聯(lián)考改編)下列說(shuō)法正確的是(　　)A．即使水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)也不會(huì)停止B．將一塊晶體敲碎，得到的小顆粒也是晶體C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變答案　ABC解析　水結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)也不會(huì)停止，A正確；將一塊晶體敲碎不改變其性質(zhì)，因此得到的小顆粒還是晶體，B正確；由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，如石墨和金剛石，C正確；晶體在熔化過(guò)程中吸熱，溫度保持不變，則分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變，吸收的熱量使分子勢(shì)能發(fā)生了變化，因此其內(nèi)能發(fā)生了變化，D錯(cuò)誤。5. (2020·山東省泰安市肥城市適應(yīng)性訓(xùn)練)如圖所示，足夠長(zhǎng)U形管豎直放置，左右兩側(cè)分別用水銀封有L1、L2兩部分氣體，則下列陳述中正確的是(　　)A．只對(duì)氣柱L1加熱，則氣柱L1長(zhǎng)度變大，氣柱L2長(zhǎng)度不變B．只對(duì)氣柱L2加熱，則h不變，氣柱L2長(zhǎng)度減小C．若在右管中注入一些水銀，氣柱L1長(zhǎng)度將增大D．對(duì)氣柱L1、L2同時(shí)加熱，則氣柱L1、L2長(zhǎng)度均增大答案　AD解析　只對(duì)氣柱L1加熱，假設(shè)其體積不變，由查理定律知其壓強(qiáng)增大，所以假設(shè)不成立，L1長(zhǎng)度將增大，氣柱L2壓強(qiáng)和溫度保持不變，則其長(zhǎng)度不變，故A正確；只對(duì)L2加熱，氣柱L2做等壓變化，由蓋—呂薩克定律知，溫度升高，體積增大，故氣柱L2長(zhǎng)度增大，由于氣柱L2的壓強(qiáng)不變，則h不變，故B錯(cuò)誤；若在右管中注入一些水銀，L2壓強(qiáng)增大，假設(shè)L1的體積不變，因L1的壓強(qiáng)與h長(zhǎng)度的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和隨之增大，則L1的壓強(qiáng)增大，根據(jù)玻意耳定律得L1長(zhǎng)度將減小，故假設(shè)不成立，C錯(cuò)誤；對(duì)氣柱L1、L2同時(shí)加熱，L2壓強(qiáng)不變，由蓋—呂薩克定律可知L2長(zhǎng)度增大，假設(shè)L1體積不變，由查理定律可知，L1的壓強(qiáng)增大，故假設(shè)不成立，L1長(zhǎng)度增大、h減小，故D正確。二、非選擇題(本題共6小題，共60分)6．(2021·八省聯(lián)考廣東卷)(6分)某學(xué)生在水瓶中裝入半瓶熱水，蓋緊瓶蓋，一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)瓶蓋變緊。其本質(zhì)原因是單位時(shí)間內(nèi)瓶蓋受到瓶?jī)?nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)________(選填“增加”“減少”或“不變”)，瓶?jī)?nèi)氣體分子平均動(dòng)能________(選填“增大”“減小”或“不變”)。答案　減少　減小解析　由于隨著瓶中熱水溫度降低，瓶?jī)?nèi)氣體溫度降低，則瓶?jī)?nèi)氣體分子平均動(dòng)能減小，分子平均速率減小，則在其他條件不變的情況下，單位時(shí)間內(nèi)瓶蓋受到瓶?jī)?nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)減少，從而導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)變小，瓶蓋變緊。7. (2021·山東省青島市高三(上)期末教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))(9分)物理課堂上，老師帶領(lǐng)學(xué)生演示了“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”。老師取兩個(gè)在碗底各焊接了鐵環(huán)的不銹鋼碗，讓兩只碗口正對(duì)但不接觸，點(diǎn)燃一張紙放到碗內(nèi)，然后迅速把兩只碗扣在一起，再在碗的外面澆水，使其冷卻到環(huán)境溫度。在兩碗底的鐵環(huán)上拴上兩根繩子，讓兩組同學(xué)朝相反的方向水平拉繩，試圖把兩個(gè)碗拉開(kāi)，結(jié)果當(dāng)兩組同學(xué)各增加到5人時(shí)，才把碗拉開(kāi)。已知碗口的直徑為20 cm，環(huán)境溫度為27 ℃，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碗不變形，也不漏氣，每個(gè)人平均拉力為F＝200 N，大氣壓強(qiáng)p0＝1×105 Pa。求：(1)兩只碗剛扣在一起時(shí)，碗內(nèi)空氣的溫度為多少攝氏度？(2)兩只碗剛扣在一起后，碗內(nèi)剩余空氣質(zhì)量與碗內(nèi)最初空氣質(zhì)量的比值。答案　(1)167 ℃　(2)0.68解析　(1)設(shè)兩只碗剛扣在一起時(shí)碗內(nèi)空氣的溫度為T，碗內(nèi)空氣的壓強(qiáng)最后變?yōu)?/span>p，環(huán)境溫度為T0＝27 ℃＋273 K＝300 K，對(duì)兩碗內(nèi)的密閉氣體，由查理定律有＝兩只碗恰被拉開(kāi)時(shí)，對(duì)其中一只碗，有p0·π2＝p·π2＋5F解得T≈440 K，則t＝T－273 K＝167 ℃。(2)設(shè)未加熱前兩碗內(nèi)空氣體積為V0，質(zhì)量為m0，升溫后這部分空氣體積為V，碗內(nèi)剩余空氣質(zhì)量為m，由蓋—呂薩克定律有＝，又＝解得≈0.68。8．(2021·八省聯(lián)考河北卷) (9分)“天問(wèn)1號(hào)”的發(fā)射開(kāi)啟了我國(guó)探測(cè)火星的征程。設(shè)想將圖中所示的粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、右端封閉有一定質(zhì)量理想氣體的“U”形管帶往火星表面。“U”形管分別在地球和火星表面某時(shí)某地豎直放置時(shí)的相關(guān)參數(shù)如表所示。 地球火星重力加速度g0.38g環(huán)境溫度T地＝300 KT火＝280 K大氣壓強(qiáng)p地＝76.0 cmHgp火封閉氣柱長(zhǎng)度l地＝19.0 cml火＝56.0 cm水銀柱高度差h地＝73.0 cmh火求：(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)火星表面高1 m的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于地球表面多高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。已知ρ水銀＝13.6×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3；(2)火星表面的大氣壓強(qiáng)p火。答案　(1)5.2 m　(2)0.57 cmHg解析　(1)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh得ρ水銀×0.38g×h0＝ρ水gh代入數(shù)據(jù)解得h≈5.2 m。(2)設(shè)氣柱橫截面積為S，地球表面的大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于hp地高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，火星表面的大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于hp火高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，則封閉氣柱在地表時(shí)，p1＝ρ水銀g(hp地－h地)，V1＝l地S，T1＝300 K封閉氣柱在火星表面時(shí)p2＝ρ水銀×0.38g×[hp火－h地＋2(l火－l地)]，V2＝l火S，T2＝280 K根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝聯(lián)立解得hp火＝1.5 cm即火星表面的大氣壓強(qiáng)p火＝ρ水銀×0.38ghp火＝0.57 cmHg。9．(2020·湖南省永州市培優(yōu)信息卷)(12分)如圖所示，將橫截面積S＝100 cm2、容積為V＝5 L、開(kāi)口向上的導(dǎo)熱良好的汽缸，置于t1＝－13 ℃的環(huán)境中。用厚度不計(jì)的輕質(zhì)活塞將體積為V1＝4 L的理想氣體封閉在汽缸中，汽缸底部有一個(gè)單向閥門(mén)N。外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2，不計(jì)一切摩擦，取T＝t＋273 K。求：(1)將活塞用卡銷(xiāo)Q鎖定，用打氣筒通過(guò)閥門(mén)N給汽缸充氣，每次可將體積V0＝100 mL、壓強(qiáng)為p0的理想氣體全部打入汽缸中，則打氣多少次，才能使其內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到1.2p0?(2)當(dāng)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到1.2p0時(shí)，停止打氣，關(guān)閉閥門(mén)N，將質(zhì)量為m＝20 kg的物體放在活塞上，然后拔掉卡銷(xiāo)Q，則環(huán)境溫度為多少攝氏度時(shí)，活塞恰好不脫離汽缸？答案　(1)8　(2)52 ℃解析　(1)由玻意耳定律得p0(V1＋nV0)＝1.2p0V1其中V1＝4 L，V0＝100 mL，n為打氣次數(shù)，代入數(shù)據(jù)解得：n＝8。(2)初態(tài)氣體溫度為T1＝t1＋273 K＝260 K，最終穩(wěn)定時(shí)，體積為V＝5 L，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p2＝p0＋＝1.2×105 Pa＝1.2p0即拔掉卡銷(xiāo)后，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，由蓋—呂薩克定律得：＝，代入數(shù)據(jù)解得T2＝325 K則環(huán)境溫度為t2＝T2－273 K＝52 ℃。10. (2020·吉林省吉林市高三第三次調(diào)研)(12分)如圖所示，一帶有活塞的汽缸通過(guò)底部的水平細(xì)管與一個(gè)上端封閉的豎直管相連，汽缸和豎直管均導(dǎo)熱，汽缸與豎直管的橫截面積之比為3∶1。初始時(shí)，該裝置底部盛有水銀，左右兩邊均封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，左邊氣柱高24 cm，右邊氣柱高22 cm，兩邊液面的高度差為4 cm，豎直管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為76 cmHg；現(xiàn)使活塞緩慢向下移動(dòng)，使汽缸和豎直管內(nèi)的水銀面高度相差8 cm?；钊c汽缸間摩擦不計(jì)。求：(1)此時(shí)豎直管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)此時(shí)左邊氣柱高度為多少？答案　(1)88 cmHg　(2)20 cm解析　(1)設(shè)右側(cè)豎直管的橫截面積為S，則左側(cè)汽缸的橫截面積為3S，以右側(cè)豎直管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，p1＝76 cmHg，V1＝22 cm·S設(shè)左側(cè)液面下降h1，右側(cè)液面升高h2，則有h1＋h2＝8 cm－4 cm＝4 cm且h1·3S＝h2S解得h2＝1 cm，h2＝3 cmV2＝(22 cm－h2)S＝19 cm·S氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得p2＝88 cmHg。(2)以左邊汽缸內(nèi)氣體為研究對(duì)象p1′＝p1＋ρ水銀gΔh＝76 cmHg＋4 cmHg＝80 cmHgV1′＝24 cm×3Sp2′＝p2＋ρ水銀gΔh′＝88 cmHg＋8 cmHg＝96 cmHgV2′＝x·3S根據(jù)玻意耳定律得p1′V1′＝p2′V2′，解得x＝20 cm。11．(2020·山西省太原市模擬)(12分)如圖，一端封閉的薄玻璃管開(kāi)口向下，截面積S＝1 cm2，重量不計(jì)，內(nèi)部充滿空氣，現(xiàn)用豎直向下的力將玻璃管緩慢地壓入水中，當(dāng)玻璃管長(zhǎng)度的一半進(jìn)入水中時(shí)，管外、內(nèi)水面的高度差為Δh＝20 cm。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于高1020 cm的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，取g＝10 m/s2，求：(不考慮溫度變化)(1)玻璃管的長(zhǎng)度l0；(2)繼續(xù)緩慢向下壓玻璃管使其浸沒(méi)在水中，當(dāng)壓力F2＝0.32 N時(shí)，玻璃管底面到水面的距離h。答案　(1)41.6 cm　(2)274 cm解析　(1)設(shè)玻璃管長(zhǎng)度一半壓入水后管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，氣體長(zhǎng)度為l1，則p1＝p0＋ρ水gΔh，l1＝＋Δh管內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律有p0l0S＝p1l1S代入數(shù)據(jù)解得l0＝41.6 cm。(2)設(shè)管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2，由平衡條件可知玻璃管所受壓力F2與所受浮力等大、反向，則F2＝ρgl2S解得l2＝32 cm又p2＝p0＋ρ水g(l2＋h)由玻意耳定律有p0l0S＝p2l2S代入數(shù)據(jù)解得h＝274 cm。