第13章 2 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

[基础题组]

1．(多选)(2021·湖北省十堰市调研)热学中有很多图象，对图中一定质量的理想气体图象的分析，正确的是(　　)

戊

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]　由理想气体方程＝C可知，A、C正确；若温度不变，p­V图象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。

[答案]　ACE

2．(多选)(2020·湖南省部分重点中学模拟测试)下列说法正确的是(　　)

A．液体的表面张力是因为液体表面层分子相互间的作用表现为引力

B．荷叶上的大水珠呈椭球体是由于大水珠不存在表面张力

C．浸润和不浸润现象是分子力作用的表现

D．饱和汽压就是液面上方气体的压强

E．人们对干爽与潮湿的感受取决于相对湿度

[解析]　液体的表面分子间的距离比内部分子间的距离要大，并大于分子的平衡距离r0，分子间的作用表现为引力，叫做表面张力，A正确；荷叶上的大水珠呈椭球体是由于受到比较大的重力，仍存在表面张力，B错误；浸润和不浸润现象是由液体分子与固体分子间的分子力决定的，C正确；饱和汽压是液面上方气体中饱和汽的压强，D错误；人们对干爽与潮湿的感觉取决于相对湿度，E正确。

[答案]　ACE

3．(多选)(2021·达州检测)关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　)

A．液体与大气相接触的表面层内，分子间的作用表现为相互吸引

B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

C．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在张力

D．荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力

E．露珠由空气中的水蒸气凝结而成，凝结过程中分子间的引力、斥力都减小

[解析]　液体与大气相接触，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，选项A正确；表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，选项B错误；布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在张力，选项C正确；荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力，选项D正确；根据分子力的特点可知，空气中的水蒸气凝结而成露珠的过程中分子之间的距离减小，则此过程中分子间引力、斥力都增大，选项E错误。

[答案]　ACD

4．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离

B．同一种液体，在一定温度下，其饱和汽压与饱和汽所占的体积无关

C．密闭容器中某种蒸汽开始时是不饱和的，若保持温度不变，只减小容器的容积时仍是不饱和的

D．在同等温度下，干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越大，说明该环境越干燥

E．液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在液体浸润固体的附着层

[解析]　液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，A正确；饱和汽压是指饱和汽所具有的压强，其特点是与温度有关，温度越高，同一种液体的饱和汽压越大，与饱和汽的体积无关，B正确；密闭容器中某种蒸汽开始时是不饱和的，若保持温度不变，只减小容器的容积时最终可能是饱和的，C错误；因为纱布中水蒸气蒸发吸热，在同等温度下，干、湿两支温度计示数差越大，说明该环境越干燥，D正确；液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在液体不浸润固体的附着层，E错误。

[答案]　ABD

5．(多选)如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的V­t图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．气体的内能增大

B．气体的内能不变

C．气体的压强减小

D．气体的压强不变

E．气体对外做功，同时从外界吸收能量

[解析]　由题图可知，理想气体从状态A到状态B的过程中，温度升高，内能增大，故A正确，B错误；在V­t图象中等压线是延长线过－273.15 ℃的直线，

斜率越大，压强越小，如图所示，气体从状态A到状态B的过程中，压强减小，故C正确，D错误；从状态A到状态B，体积增大，气体对外做功，W＜0，温度升高，内能增大，ΔU＞0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＞0，即气体从外界吸收热量，故E正确。

[答案]　ACE

[提升题组]

6．(2019·全国卷Ⅲ)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。

(1)求细管的长度；

(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

[解析]　(1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。

由玻意耳定律有pV＝p1V1①

由力的平衡条件有p＝p0＋ρgh②

p1＝p0－ρgh③

式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。

由题意有V＝S(L－h1－h)④

V1＝S(L－h)⑤

由①②③④⑤式和题给条件解得L＝41 cm⑥

(2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖—吕萨克定律有＝⑦

由④⑤⑥⑦式和题给数据解得T＝312 K。

[答案]　(1)41 cm　(2)312 K

7．(2018·全圈卷Ⅰ)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时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了。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p0＝p1V1

p0＝p2V2

由已知条件得V1＝＋－＝V

V2＝－＝

设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得

p2S＝p1S＋mg

联立以上各式得

m＝。

[答案]　

8．如图所示，水平面上固定着开口向上的汽缸，用质量m＝5 kg、横截面积S＝50 cm2的活塞密封了一定质量的理想气体，一根轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个光滑定滑轮连着一根劲度系数k＝500 N/m的竖直轻弹簧，弹簧的下端系一质量M＝5 kg的物块。开始时，缸内气体的温度t1＝27 ℃，活塞到缸底的距离L1＝120 cm，弹簧恰好处于原长。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2，不计一切摩擦，现使缸内气体的温度缓慢降低，求：

(1)物块恰好离开水平面时，缸内气体的温度t2；

(2)缸内气体的温度降低到－48 ℃时，物块离水平面的高度h。

[解析]　(1)初态，气体的温度为T1＝300 K，体积V1＝120 cm·S，压强p1＝p0＋＝1.1×105 Pa

物块恰好离开水平面时，气体的温度为T2，活塞到缸底的距离L2＝L1－＝110 cm，气体的体积V2＝L2·S＝

110 cm·S，压强p2＝p0＝1.0×105 Pa

由理想气体状态方程＝

解得T2＝250 K，即t2＝－23 ℃

(2)气体的温度降低到－48 ℃，则T3＝225 K，

体积V3＝L3·S

由盖—吕萨克定律＝

解得L3＝99 cm

即物块离水平面的高度为h＝L2－L3＝11 cm。

[答案]　(1)－23 ℃　(2)11 cm