高考物理一轮复习巩固提升第13章第2节　固体、液体和气体(含解析)

(建议用时：40分钟)

一、选择题

1．(2019·锦州模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，则(　　)

A．甲、乙为非晶体，丙是晶体

B．甲、丙为晶体，乙是非晶体

C．甲、丙为非晶体，乙是晶体

D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体

解析：选B.由题图可知，甲、乙在导热性质上表现各向同性，丙具有各向异性，甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，B正确；甲为晶体，但仅从图中无法确定它的其他性质，所以甲可能是单晶体，也可能是多晶体，丙为单晶体，故A、C、D错误．

2．下列说法正确的是(　　)

A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

C．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性

D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

解析：选CE.液面表面张力的方向始终与液面相切，A错误；单晶体和多晶体都有固定的熔、沸点，非晶体熔点不固定，B错误；单晶体中原子(或分子、离子)的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，C正确；金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，D错误；液晶的名称由来就是由于它具有流动性和各向异性，E正确．

3．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是(　　)

A．液体的分子势能与体积有关

B．晶体的物理性质都是各向异性的

C．温度升高，每个分子的动能都增大

D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

E．液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力

解析：选ADE.分子势能与分子间距有关，而分子间距与物体的体积有关，则知液体的分子势能和体积有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶体物理性质表现为各向同性，选项B错误；温度升高时，分子的平均动能增大但不是每一个分子动能都增大，选项C错误；露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形，选项D正确；液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为引力，选项E正确．

4．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(　　)

A．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

B．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大

D．一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子间势能的总和

E．如果气体温度升高，那么所有分子的运动速率都增大

解析：选ABD.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，A正确；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，B正确；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，C错误；根据内能的定义可知，D正确；气体温度升高，分子运动的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的运动速率都增大，E错误．

5．(2019·唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是(　　)

A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大

B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变

C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加

D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变

E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大

解析：选ACE.气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关．若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A正确、B错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积一定减小，故单位体积内的分子个数一定增加，C正确、D错误；由气体压强产生原因知，E正确．

6．(2019·武汉模拟)如图所示，是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是(　　)

A．水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大

B．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的

C．当液体处于饱和汽状态时，液体会停止蒸发现象

D．在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压

解析：选AB.当液体处于饱和汽状态时，液体与气体达到了一种动态平衡，液体蒸发现象不会停止，选项C错误；在实际问题中，水面上方含有水分子、空气中的其他分子，但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压，选项D错误．

7. 如图，竖直放置的U形管内装有水银，左端开口，右端封闭一定量的气体，底部有一阀门．开始时阀门关闭，左管的水银面较高．现打开阀门，流出一些水银后关闭阀门．当重新平衡时(　　)

A．左管的水银面与右管等高

B．左管的水银面比右管的高

C．左管的水银面比右管的低

D．水银面高度关系无法判断

解析：选D.初态时右侧封闭气体的压强p>p0，打开阀门，流出一些水银后关闭阀门，当重新平衡时，因封闭气体的体积变大，由pV＝C知压强p减小，因气体末态压强p有可能大于p0、等于p0或小于p0，故左右两管水银面的高度关系无法判断，选项D正确．

8．(2019·南京模拟)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　　)

A．气体分子的平均速率不变

B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大

C．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多

D．气体分子的总数增加

E．气体分子的密度增大

解析：选ACE.气体温度不变，分子平均动能、平均速率均不变，A正确；理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故C、E正确，B、D错误．

9. 一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　)

A．a→b过程中不断增加

B．b→c过程中保持不变

C．c→d过程中不断增加

D．d→a过程中保持不变

E．d→a过程中不断增大

解析：选ABE.由题图可知a→b温度不变，压强减小，所以体积增大，b→c是等容变化，体积不变，因此A、B正确；c→d体积不断减小，d→a体积不断增大，故C、D错误，E正确．

10. 如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强(　　)

A．逐渐增大

B．逐渐减小

C．始终不变

D．先增大后减小

解析：选A.法一：由题图可知，气体从状态a变到状态b，体积逐渐减小，温度逐渐升高，由＝C可知，压强逐渐增大，故A正确．

法二：由＝C得：V＝T，从a到b，ab段上各点与O点连线的斜率逐渐减小，即逐渐减小，p逐渐增大，故A正确．

二、非选择题

11.(2018·高考全国卷 Ⅲ )在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．

解析：设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气柱长度分别变为l′1和l′2.由力的平衡条件有

p1＝p2＋ρg(l1－l2)①

式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小

由玻意耳定律有

p1l1＝pl′1②

p2l2＝pl′2③

两边气柱长度的变化量大小相等

l′1－l1＝l2－l′2④

由①②③④式和题给条件得

l′1＝22.5 cm⑤

l′2＝7.5 cm.⑥

答案：见解析

12.(2019·高考全国卷Ⅱ)如p－V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3.(填“大于”“小于”或“等于”)

解析：对一定质量的理想气体，为定值，由p－V图象可知，2p1·V1＝p1·2V1>p1·V1，所以T1＝T3>T2.状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以N1>N2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，所以N2>N3.

答案：大于　等于　大于

13. 如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：

(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；

(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．

解析：(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得

V1＝S1＋S2 ①

V2＝S2l ②

在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得

S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p) ③

故缸内气体的压强不变．由盖－吕萨克定律有

＝ ④

联立①②④式并代入题给数据得

T2＝330 K． ⑤

(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′，由查理定律有

＝ ⑥

联立③⑤⑥式并代入题给数据得

p′＝1.01×105 Pa.

答案：(1)330 K　(2)1.01×105 Pa