高考物理一轮复习课时作业37固体液体与气体含答案

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固体、液体与气体(建议用时40分钟)1．(多选)下列说法中正确的是(　　)A．有确定熔点的固体一定是晶体，无规则外形及物理性质各向同性的固体一定是非晶体B．气体温度升高时，并不是所有分子速率都变大，只是速率大的分子占比变大C．空气绝对湿度不变时，温度越高，相对湿度越小D．给自行车打气越打越困难，主要是因为气体分子间斥力越来越大E．液体表面层内分子之间引力和斥力同时存在【解析】选B、C、E。无规则外形及物理性质各向同性的固体可能是非晶体也可能是多晶体，故A错误；气体温度升高时，并不是所有分子速率都变大，只是速率大的分子占比变大，故B正确；空气中水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压之比叫作空气的相对湿度；空气绝对湿度不变时，温度越高，饱和汽压越大，相对湿度越小，故C正确；气体间分子间距较大，此时分子间作用力已经接近为零，故自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥，故D错误；液体表面层内分子引力和斥力一定同时存在，故E正确。【加固训练】　　(多选)下列说法正确的是(　　)A.一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的B.在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力C.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液D.土壤里有很多毛细管，如果要把地下的水分沿着它们引到地表，可以将地面的土壤锄松E.人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程【解析】选B、C、E。多晶体的光学性质是各向同性的，A项错误；由于液体的蒸发，液体表面分子较为稀疏，分子间距大于液体内部，表现为引力，故在完全失重的宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，B项正确；水能浸润脱脂棉，不能浸润非脱脂棉，C项正确；土壤里有很多毛细管，水分会沿着这些毛细管引到地表进而蒸发掉，为了保持地下的水分，将地面的土壤锄松，会破坏毛细管，D项错误；某些物质在水溶液中能够形成薄片状液晶，这也正是生物膜的主要成分，实验室就利用这样的人造生物膜研究离子的渗透性，E项正确。2．(多选)下列说法正确的是(　　)A．悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡B．荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面引力的作用C．物体内所有分子的热运动动能之和叫作物体的内能D．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大E．一定质量的理想气体先经等容降温，再经等温压缩，压强可以回到初始的数值【解析】选B、D、E。做布朗运动的微粒越小，在液体分子的撞击下越不容易保持平衡，故A错误；荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；物体内所有分子的热运动动能之和与分子势能的总和叫作物体的内能，故C错误；潮湿与空气的相对湿度有关，与绝对湿度无关，当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大，故D正确；根据理想气体的状态方程＝C可知，一定质量的理想气体先经等容降温，压强减小；再经等温压缩，压强又增大，所以压强可以回到初始的数值，故E正确。3.(2021·南宁模拟)如图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下速率分布的情况,符合统计规律的是              (　　)【解析】选A。气体温度越高,分子热运动越剧烈,分子热运动的平均速率增大,且分子速率分布呈现“两头少、中间多”的特点。温度高时速率大的分子所占据的比例越大,所以A正确。4.如图所示，一定质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。由题图可得，体积V减小，温度T增大，由公式＝C得压强p一定增大，故A正确。5．如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1 mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡状态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。下列说法正确的是(　　)A.Va>Vb，Ta>TbB.Va>Vb，Ta<TbC.Va<Vb，Ta<TbD.Va<Vb，Ta>Tb【解析】选D。解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由pV＝nRT可知b部分压强大，故活塞左移，平衡时Va<Vb, pa＝pb。活塞左移过程中，a气体被压缩内能增大，温度升高，b气体向外做功，内能减小，温度降低，平衡时Ta>Tb。6．(2020·石家庄模拟)下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：月份/月1234567平均最高气温/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大气压/(×105 Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.998 40.996 07月份与1月份相比较，正确的是(　　)A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变B．空气分子无规则热运动减弱了C．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了【解析】选D。由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，而压强减小，可知气体分子的密集程度减小，所以单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了，因而只有选项D正确。【加固训练】　　(能力拔高题)(多选)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.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.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C.气体分子的总数增加D.单位体积内的分子数目增加【解析】选B、D。理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，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，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误。7．(2020·德州模拟)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气(　　)A.体积不变，压强变小B.体积变小，压强变大C.体积不变，压强变大D.体积变小，压强变小【解析】选B。由于气体温度不变，属于等温变化，水位升高，封闭气体的体积减小，根据理想气体状态方程pV＝C(C为定值)，压强增大，故B正确。8．(多选)(2021·成都模拟)用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律。A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的某种气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变(　　)A.将烧瓶浸入热水中，应将A管向上移B.将烧瓶浸入热水中，应将A管向下移动C.将烧瓶浸入冰水中，应将A管向上移动D.将烧瓶浸入冰水中，应将A管向下移动E.将该装置移到高山上做实验，应将A管向上移【解析】选A、D、E。将烧瓶浸入热水中，气体温度升高，压强增大，要维持体积不变，应将A管向上移动，增大A、B管中的水银面的高度差，故选项A正确，选项B错误；将烧瓶浸入冰水中，气体温度降低，压强减小，要维持体积不变，应将A管向下移动，增大A、B管中的水银面的高度差，故选项D正确，选项C错误；将该装置移到高山上做实验，大气压减小，气体压强大于外界大气压，要维持体积不变，应将A管向上移动，E正确。9．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；③用V­图象处理实验数据，得出如图所示图线。(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_____________。(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_____________。(3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V­图线不过原点，则V0代表__________________________________________________________________。【解析】(1)通过涂润滑油可使注射器不漏气。(2)缓慢移动活塞是为了有足够的时间使封闭气体与外界热交换，不用手握住注射器封闭气体部分也是为了不使手上的热量传递给封闭气体。(3)注射器与压强传感器连接部位有气体，从而使图线不过原点。答案：(1)在注射器的活塞上涂润滑油(2)移动活塞要缓慢，不能用手握住注射器封闭气体部分(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积10．(2020·宁德模拟)如图所示，竖直放置在水平桌面上的汽缸开口向上，活塞的横截面积S＝15 cm2，质量m＝1.2 kg，与压力传感器接触但不粘连，压力传感器位置固定不动．当缸内气体温度t1＝27 ℃时，压力传感器示数恰好为零；当缸内气体温度升高至T2时，压力传感器的示数F＝54 N，不计汽缸与活塞之间的摩擦，整个过程活塞和传感器的位置不变，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度大小g取10 m/s2，求：(1)温度为t1＝27 ℃时汽缸内的压强p1；(2)汽缸内气体的温度T2。【解题指导】本题为“活塞”模型，求解封闭气体压强时应以活塞为研究对象，通过活塞受力平衡求解。【解析】(1)当t1＝27 ℃时，对活塞有：p1S＝mg＋p0S解得：p1＝1.08×105 Pa；(2)对汽缸中气体有：p2S＝mg＋F＋p0S，解得：p2＝1.44×105 Pa＝T1＝t1＋273 K解得：T2＝400 K。答案：(1)1.08×105 Pa　(2)400 K11．一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。【解析】设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0设实验室每天用去的氧气在p0压强下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为N＝联立各式并代入数据得N＝4(天)。答案：4天12．某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为p0，汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为2p0的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10 m高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：(1)当A向右移动时，水的深度h。(2)该深度计能测量的最大水深hm。【解析】(1)当A向右移动时，设B不动，汽缸横截面积为S，对Ⅰ内气体由玻意耳定律得p0SL＝p1SL①由①得p1＝p0<2p0，可知B不动p1＝p0＋ρgh②由②得h＝ m≈3.33 m③(2)当A恰好移动到缸底时所测深度最大，设此时B向右移动x距离，两部分气体压强均为p2，对原Ⅰ内气体p0SL＝p2Sx④对原Ⅱ内气体2p0SL＝p2S(L－x)⑤p2＝p0＋ρghm⑥由④⑤⑥得hm＝20 m⑦答案：(1)3.33 m　(2)20 m13．2020年3月4日环球网消息，北京海关采样检测和排查转运地方检出核酸阳性病例1例，图示为北京海关关员通过负压隔离单元对疑似病例进行隔离转运。北京海关使用的FU－221生物安全型负压隔离单元，内部尺寸为2 000 mm×900 mm×1 800 mm(长、宽、高)，它不工作时为密闭状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，环境温度t0＝7℃，负压隔离单元停止工作且温度t＝27℃时，内部压强比外界低20 Pa，空气视为理想气体，热力学温度与摄氏温度之间的关系为T＝t＋273 K，求：(计算结果均保留两位有效数字)(1)负压隔离单元停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强；(2)已知温度为0 ℃、大气压强为1.0×105 Pa时，空气的密度为1.29 kg/m3，计算负压隔离单元停止工作且温度t＝27℃时内部空气的质量。【解析】(1)以负压隔离单元内部气体为研究对象，初状态：温度T1＝300 K，压强p1＝99 980 Pa；末状态：温度T2＝280 K，根据查理定律得＝代入数据得p2≈0.93×105 Pa；(2)负压隔离单元内部气体初状态：体积V1＝2 000 mm×900 mm×1 800 mm＝3.24 m3，温度T1＝300 K，压强p1＝99 980 Pa设其在T3＝273 K，p3＝1.0×105 Pa，没有束缚条件下的体积为V3，则＝代入数据解得V3≈2.95 m3所以其质量为m＝V3ρ≈3.8 kg。答案：(1)0.93×105 Pa　(2)3.8 kg【加固训练】　　如图甲所示，有一“上”形、粗细均匀的玻璃管，开口端竖直向上放置，水平管的两端封闭有理想气体A与B，气柱长度都是22 cm，中间水银柱总长为12 cm。现将水银全部推进水平管后封闭管道接口处，并把水平管转成竖直方向，如图乙所示，为了使A、B两部分气体一样长，把B气体的一端单独放进恒温热水中加热，试问热水的温度应控制为多少？(已知外界大气压强为76 cmHg，气温275 K)【解析】玻璃管开口向上时，A、B两部分气体的初状态为：pA＝pB＝80 cmHg，LA＝LB＝22 cm，T＝275 K。将水银全部推进水平管时：pA1＝pB1，LA1＝LB1＝20 cm，对A气体，由玻意耳实验定律：pALA＝pA1LA1，解得pA1＝88 cmHg。对于最终状态的B气体pB2＝pA1＋12 cmHg＝100 cmHg，由理想气体状态方程＝，解得热水的温度T2＝312.5 K。答案：312.5 K