高考物理一輪復(fù)習(xí)-第2講-固體、液體和氣體

授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第373頁[A組基礎(chǔ)鞏固練]熱點一固體、液體的性質(zhì)1．(多選)(2022·四川綿陽質(zhì)檢)下列說法正確的是()A．空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果B．空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越快C．杯中的茶水慢慢冷卻，該過程中所有的水分子的運動速率都減小了D．液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點E．大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但是分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布解析：空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果，選項A正確；空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，選項B錯誤；杯中的茶水慢慢冷卻，溫度降低，則該過程中水分子的平均運動速率減小了，但是并非所有的水分子的速率都減小了，選項C錯誤；液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點，選項D正確；大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但是分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布，選項E正確。答案：ADE2．(多選)(2022·甘肅白銀模擬)下列說法正確的是()A．食鹽晶體中的鈉離子、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性B．液晶既有液體的流動性，又有晶體的各向異性C．功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功D．水黽能停在水面上，是因為液體表面張力的作用E．外界對物體做功時，物體的內(nèi)能一定增加解析：食鹽晶體中的鈉離子、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性，故A正確；液晶像液體一樣可以流動，又具有某些晶體的結(jié)構(gòu)特性，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功，但必須發(fā)生其他的一些變化，故C錯誤；水黽能停在水面上，是因為液體表面張力的作用，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，外界對物體做功(W>0)，但如果和外界熱交換不明確的話，物體的內(nèi)能也不一定增加，故E錯誤。答案：ABD熱點二氣體實驗定律的應(yīng)用3.(2021·全國乙卷)如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為l1＝13.5cm，l2＝32cm。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h＝5cm。已知外界大氣壓p0＝75cmHg。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。解析：設(shè)注入水銀后A管內(nèi)的水銀柱高度為h1，橫截面積為S1，B管內(nèi)的水銀柱高度為h2，橫截面積為S2。分別對A、B管內(nèi)的氣體應(yīng)用玻意耳定律，對A管內(nèi)氣體：p0l1S1＝[p0＋ρ水銀g(h2＋h－h(huán)1)](l1－h(huán)1)S1①對B管內(nèi)氣體：p0l2S2＝(p0＋ρ水銀gh)(l2－h(huán)2)S2②②式代入數(shù)據(jù)解得h2＝2cm①式代入數(shù)據(jù)解得h1＝1cm故Δh＝h2－h(huán)1＝1cm。答案：1cm4．(2022·上海長寧模擬)如圖所示，U形管右管橫截面積為左管的2倍，管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封閉了一段長為26cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm，大氣壓強相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強?，F(xiàn)向右管緩慢倒入水銀。(1)若保持左管內(nèi)氣體的溫度不變，當(dāng)左管空氣柱長度變?yōu)?0cm時，左管內(nèi)氣體的壓強為多大？(2)在(1)條件下，停止倒入水銀，給左管的氣體加熱，使管內(nèi)空氣柱長度恢復(fù)到26cm，則左管內(nèi)氣體的溫度為多少？解析：(1)對于封閉氣體有p1＝76cmHg－36cmHg＝40cmHgV1＝26S1cm3，V2＝20S1cm3氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2解得p2＝eq\f(p1V1,V2)＝eq\f(40×26,20)cmHg＝52cmHg＝6.93×104Pa。(2)停止加水銀時，左管水銀比右管高h1＝(76－52)cm＝24cm對左管加熱后，左管下降6cm，右管面積是左管的2倍，故右管上升3cm，左管比右管高h2＝h1－9cm＝15cm封閉氣體的壓強p3＝(76－15)cmHg＝61cmHg由查理定律可得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,T3)解得T3＝eq\f(p3,p1)T1＝eq\f(61,40)×280K＝427K。答案：(1)6.93×104Pa(2)427K熱點三氣體狀態(tài)變化的圖象問題5．(多選)如圖所示，理想氣體的“奧托循環(huán)”由兩條絕熱線和兩條等容線組成，其中，a→b和c→d為絕熱過程，b→c和d→a為等容過程。下列說法正確的是()A．a(chǎn)→b過程中，外界對氣體做功B．a(chǎn)→b過程中，氣體分子的平均動能不變C．b→c過程中，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增多D．c→d過程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少E．d→a過程中，氣體從外界吸收熱量解析：本題考查熱力學(xué)定律，通過對氣體狀態(tài)變化的分析，考查學(xué)生的理解能力及分析綜合能力。a→b過程中，氣體體積減小，外界對氣體做功，A正確；在a→b過程中，由于是絕熱過程，沒有熱傳遞，則由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能一定增加，氣體分子的平均動能一定增大，B錯誤；b→c過程中，氣體體積不變，壓強增大，則氣體的溫度一定升高，氣體分子的熱運動更加劇烈，在分子數(shù)密度沒有改變的情況下，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)會增多，C正確；c→d過程中，氣體體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定會減少，D正確；d→a過程中，氣體體積不變，外界對氣體不做功，而氣體壓強降低，則其溫度一定降低，內(nèi)能減小，減小的原因只能是對外界放熱，E錯誤。答案：ACD6．一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象如圖甲所示。已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105Pa。(1)寫出A→B過程中壓強變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖甲中TA的溫度值；(2)請在圖乙坐標系中，作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖象，并在圖線相應(yīng)的位置上標出字母A、B、C。如果需要計算才能確定的有關(guān)坐標值，請寫出計算過程。解析：(1)從題圖甲可以看出，A與B連線的延長線過原點，所以A→B是一個等壓變化，即pA＝pB根據(jù)蓋—呂薩克定律可得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)所以TA＝eq\f(VA,VB)TB＝eq\f(0.4,0.6)×300K＝200K。(2)由題圖甲可知，B→C是等容變化，根據(jù)查理定律得eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)所以pC＝eq\f(TC,TB)pB＝eq\f(400,300)×1.5×105Pa＝2.0×105Pa則可畫出狀態(tài)A→B→C的p-T圖象如圖所示。答案：(1)見解析200K(2)見解析[B組綜合提能練]7.(2022·湖北武漢洪山高級中學(xué)模擬)如圖所示，汽缸左右兩側(cè)氣體由絕熱活塞隔開，活塞與汽缸光滑接觸。初始時兩側(cè)氣體均處于平衡態(tài)，體積之比V1∶V2＝1∶2，溫度之比T1∶T2＝2∶5。先保持右側(cè)氣體溫度不變，升高左側(cè)氣體溫度，使兩側(cè)氣體體積相同；然后使活塞導(dǎo)熱，兩側(cè)氣體最后達到平衡。求：(1)兩側(cè)氣體體積相同時，左側(cè)氣體的溫度與初始溫度之比；(2)最后兩側(cè)氣體的體積之比。解析：本題考查理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。(1)設(shè)初始時壓強為p，由理想氣體狀態(tài)方程可知，左側(cè)氣體滿足eq\f(pV1,T1)＝eq\f(p′V,kT1)右側(cè)氣體滿足pV2＝p′V解得k＝eq\f(V2,V1)＝2。(2)使活塞導(dǎo)熱達到平衡，由理想氣體狀態(tài)方程可知，左側(cè)氣體滿足eq\f(p′V,kT1)＝eq\f(p″V1′,T1′)右側(cè)氣體滿足eq\f(p′V,T2)＝eq\f(p″V2′,T2′)平衡時T1′＝T2′解得eq\f(V1′,V2′)＝eq\f(T2,kT1)＝eq\f(5,4)。答案：(1)2(2)eq\f(5,4)8.如圖所示，密閉性能良好的杯蓋扣在盛有少量熱水的杯身上，杯蓋的質(zhì)量為m，杯身與熱水的總質(zhì)量為M，杯子的橫截面積為S。初始時杯內(nèi)氣體的溫度為T0，壓強與大氣壓強p0相等。因杯子不保溫，杯內(nèi)氣體溫度將逐步降低，不計摩擦，不考慮杯內(nèi)水的汽化和液化。(1)求溫度降為T1時杯內(nèi)氣體的壓強p1；(2)杯身保持靜止，溫度為T1時提起杯蓋所需的力至少多大？(3)溫度為多少時，用上述方法提杯蓋恰能將整個杯子提起？解析：(1)降溫過程中，氣體體積不變，根據(jù)查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)當(dāng)溫度降為T1時杯內(nèi)氣體的壓強p1＝eq\f(p0,T0)T1。(2)對杯蓋進行受力分析如圖甲所示，當(dāng)杯蓋與杯身間的彈力恰好為零時，拉力最小，根據(jù)平衡條件得p1S＋F＝p0S＋mg因此，最小拉力F＝p0S＋mg－eq\f(T1,T0)p0S。(3)設(shè)提起杯子時氣體壓強為p2，溫度為T2，杯身的受力分析如圖乙所示，平衡時p0S＝p2S＋Mg得到p2＝p0－eq\f(Mg,S)根據(jù)查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p2,T2)此時溫度T2＝T0－eq\f(MgT0,p0S)。答案：(1)eq\f(p0,T0)T1(2)p0S＋mg－eq\f(T1,T0)p0S(3)T0－eq\f(MgT0,p0S)9．(2022·湖南長沙模擬)負壓救護車的主要裝置為車上的負壓隔離艙(即艙內(nèi)氣體壓強低于外界的大氣壓強)，這種負壓隔離艙既可以讓外界氣體流入，也可以將艙內(nèi)氣體過濾后排出。若生產(chǎn)的某負壓隔離艙容積為0.6m3，初始時溫度為27℃，壓強為1.0×105Pa；運送到某地區(qū)后，外界溫度變?yōu)?5℃，大氣壓強變?yōu)?.9×105Pa，已知負壓隔離艙導(dǎo)熱且運輸過程中與外界沒有氣體交換，容積保持不變。絕對零度?。?73℃。(1)求運送到某地區(qū)后負壓隔離艙內(nèi)的壓強；(2)運送到某地區(qū)后需將負壓隔離艙內(nèi)氣體抽出，使壓強與當(dāng)?shù)卮髿鈮簭娤嗤?，求抽出的氣體質(zhì)量與艙內(nèi)剩余氣體質(zhì)量之比。解析：(1)艙內(nèi)氣體的體積不變，設(shè)初始時負壓隔離艙內(nèi)的壓強為p1，溫度為T1，運送到某地區(qū)后負壓隔離艙內(nèi)的壓強為p2，溫度為T2，由查理定律可得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)其中p1＝1.0×105Pa，T1＝300K，T2＝288K解得p2＝9.6×104Pa。(2)設(shè)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮?/p>