高考物理經(jīng)典習(xí)題解析第14章熱學(xué)第2講固體、液體和氣體

高考物理經(jīng)典習(xí)題解析第2講固體、液體和氣體一、固體和液體1.固體(1)固體分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體。玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。(2)單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀；晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。(3)有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫做各向同性。2.液體(1)液體的表面張力①作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢。②方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直。(2)毛細(xì)現(xiàn)象：指浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象。毛細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。3.液晶(1)液晶態(tài)既具有液體的流動性，又在一定程度上具有晶體分子規(guī)則排列的性質(zhì)。(2)分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性。二、氣體1.氣體壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生的原因由于大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng)。(2)決定因素①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度。2.理想氣體(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能。3.氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋－呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)圖像4.理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C?！咀詼y】(2020·天津市和平區(qū)第一次模擬)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是()A.若氣體的溫度不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大B.在完全失重的狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)為零C.若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變D.當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)一定增大答案C解析根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知，若氣體的溫度T不斷升高，氣體的壓強(qiáng)p和體積V的乘積一定增大，但其壓強(qiáng)p不一定增大，A錯誤；從微觀角度，氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生的，即使在完全失重的狀態(tài)下，只要容器密閉，氣體分子仍然會不停的頻繁碰撞器壁，B錯誤；對于一定量的理想氣體，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：eq\f(pV,T)＝C，可知其溫度不變；而理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關(guān)，所以其內(nèi)能也一定不變，C正確；當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時(shí)，分子數(shù)密度可能減小，故氣體壓強(qiáng)也可以減小或者不變，D錯誤。命題點(diǎn)一固體和液體性質(zhì)的理解1.晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(3)單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有天然規(guī)則的幾何外形，所以不能從形狀上區(qū)分晶體與非晶體。(4)晶體和非晶體不是絕對的，在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化。(5)液晶既不是晶體也不是液體。2.液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特征：表面層中分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層張緊的彈性薄膜。(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。(4)表面張力的效果：使液體表面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最小?！纠?】(多選)下列關(guān)于晶體以及非晶體的理解正確的是()A.彩色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(diǎn)B.單晶體具有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒有固定的熔點(diǎn)C.有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布D.固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對的，是不可以相互轉(zhuǎn)化的答案AC解析液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色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(diǎn)，故A項(xiàng)正確；單晶體和多晶體都具有固定的熔點(diǎn)，故B項(xiàng)錯誤；有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布，例如石墨和金剛石，故C項(xiàng)正確；固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體不是絕對的，是可以相互轉(zhuǎn)化的；例如天然石英是晶體，熔融過的石英是非晶體；把晶體硫加熱熔化(溫度超過300℃)再倒入冷水中，會變成柔軟的非晶硫，再過一段時(shí)間又會轉(zhuǎn)化為晶體硫，故D項(xiàng)錯誤?！咀兪?】(多選)下列說法正確的是()A.通常金屬在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都相同，所以金屬是非晶體B.液體溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動越劇烈C.物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)D.一滴體積為V的油酸酒精溶液在水面上形成的面積為S，則油膜分子直徑為eq\f(V,S)答案BC解析金屬材料雖然顯示各向同性，但并不意味著就是非晶體，可能是多晶體，故A錯誤；液體的溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動越劇烈，故B正確；根據(jù)麥克斯韋統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)，故C正確；體積為油酸酒精溶液的體積，非油酸體積，則油酸分子直徑就不是eq\f(V,S)，故D錯誤?！咀兪?】(2020·蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市二模)關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象的說法正確的是()A.液晶光學(xué)性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向同性B.氣體失去容器的約束就會散開，是因?yàn)榉肿娱g存在斥力C.同一種液體的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越小，沸點(diǎn)越高D.由于液體表面層內(nèi)的分子間距大于r0，從而形成表面張力答案D解析液晶光學(xué)性質(zhì)與某些單晶體相似，具有各向異性，故A錯誤；氣體失去容器的約束就會散開，是因?yàn)闅怏w分子間距離遠(yuǎn)大于r0，氣體分子之間除了碰撞之外，沒有作用力，不能使分子束縛在一起，并不是斥力的原因，故B錯誤；同種液體的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越大，沸點(diǎn)越高，故C錯誤；由于液體表面層內(nèi)的分子間距大于r0，分子之間作用力表現(xiàn)為引力，從而形成表面張力，故D正確。命題點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)求解的“兩類模型”1.活塞模型如圖1所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。圖1對“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程。圖甲中活塞的質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0。由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以p0S＋mg＝pS。則氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(mg,S)。圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S。則氣體壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)＝p0－ρ液gh。2.連通器模型圖2如圖2所示，U形管豎直放置。同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來。則有pB＋ρ液gh2＝pA。而pA＝p0＋ρ液gh1，所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρ液g(h1－h(huán)2)?！纠?】汽缸的橫截面積為S，質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的，下面與右側(cè)豎直方向的夾角為α，如圖3所示，當(dāng)活塞上放質(zhì)量為M的重物時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)外部大氣壓強(qiáng)為p0，若活塞與缸壁之間無摩擦。重力加速度為g，求汽缸中氣體的壓強(qiáng)。圖3答案p0＋eq\f(（m＋M）g,S)解析對活塞進(jìn)行受力分析，如圖所示，由平衡條件得p氣S′＝eq\f(（m＋M）g＋p0S,sinα)又因?yàn)镾′＝eq\f(S,sinα)所以p氣＝eq\f(（m＋M）g＋p0S,S)＝p0＋eq\f(（m＋M）g,S)?！咀兪?】如圖4中兩個(gè)汽缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不考慮活塞與汽缸間的摩擦。求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？圖4答案p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S)解析在圖甲中選活塞為研究對象，進(jìn)行受力分析pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)在圖乙中選汽缸為研究對象p0S＝pBS＋MgpB＝p0－eq\f(Mg,S)【例3】若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖5中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為ρ，重力加速度為g，求各被封閉氣體的壓強(qiáng)。圖5答案甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－eq\f(\r(3),2)ρgh?。簆0＋ρgh1解析題圖甲中，以高為h的液柱為研究對象，由平衡條件知pAS＋ρghS＝p0S所以pA＝p0－ρgh題圖乙中，以B液面為研究對象，由平衡條件知pAS＋ρghS＝p0SpA＝p0－ρgh題圖丙中，以B液面為研究對象，由平衡條件有pAS＋ρghsin60°·S＝p0S所以pA＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh題圖丁中，以A液面為研究對象，由平衡條件得pAS＝p0S＋ρgh1S所以pA＝p0＋ρgh1?！咀兪?】豎直平面內(nèi)有如圖6所示的均勻玻璃管，內(nèi)用兩段水銀柱封閉兩段空氣柱a、b，各段水銀柱高度如圖所示，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求空氣柱a、b的壓強(qiáng)各多大。圖6答案pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)解析從開口端開始計(jì)算，右端大氣壓強(qiáng)為p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同，所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，而a氣柱的壓強(qiáng)為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)。

命題點(diǎn)三氣體狀態(tài)變化的圖像問題1.四種圖像的比較類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p－VpV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p－eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小2.分析技巧利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如：(1)在圖7甲中，V1對應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2＞T1。(2)如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2＜V1。圖7【例4】(2019·全國卷Ⅱ，33)如p－V圖8所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”)圖8答案大于等于大于解析根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1′V1′,T1)＝eq\f(p2′V2′,T2)＝eq\f(p3′V3′,T3)可知T1＞T2，T2＜T3，T1＝T3由于T1＞T2，狀態(tài)1時(shí)氣體分子熱運(yùn)動的平均動能大，熱運(yùn)動的平均速率大，分子數(shù)密度相等，故單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即N1＞N2；對于狀態(tài)2、3，由于T3＞T2，故狀態(tài)3分子熱運(yùn)動的平均動能大，熱運(yùn)動的平均速率大，而且p2′＝p3′，因此狀態(tài)2單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即N2＞N3?！咀兪?】(2020·海南省新高考3月線上診斷)如圖9所示是一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)和攝氏溫度的關(guān)系圖像，氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中，氣體的體積()圖9A.一直增大 B.一直減小C.保持不變 D.先變大后變小答案B解析在p－t圖像中作出過a、b兩點(diǎn)的等容線，延長交于同一點(diǎn)－273.15℃，根據(jù)eq\f(p,T)＝eq\f(1,V)C，由此可知等容線斜率越大，體積越小，所以氣體在狀態(tài)b的體積小于在狀態(tài)a的體積，所以氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中，氣體的體積一直在減小，故B正確，A、C、D錯誤?！咀兪?】(2020·北京市房山區(qū)第一次模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V－T圖像如圖10所示。下列說法正確的是()圖10A.B→C的過程中，氣體一定放出熱量B.B→C的過程中，氣體分子平均動能增加C.A→B的過程中，氣體分子的密集程度變小D.A→B的過程中，每個(gè)分子對器壁的平均撞擊力變大答案A解析因?yàn)閂－T圖線中，BC段的圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，則B→C的過程中，體積減小，即外界對氣體做功(W為正)，而溫度降低，內(nèi)能減小(ΔU為負(fù))，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體一定對外放熱(Q為負(fù))，故A正確；B→C的過程中，溫度降低，分子平均動能減小，故B錯誤；A→B的過程中，體積減小，而氣體質(zhì)量不變，所以氣體分子的密集程度增大，故C錯誤；A→B的過程中，溫度一定，分子的平均動能不變，每個(gè)分子對器壁的撞擊力不變，故D錯誤。實(shí)驗(yàn)十八探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系【例5】(2020·北京市海淀區(qū)6月二模)如圖11所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下：圖11①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來；②移動活塞至某一位置，記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1；③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的基本要求，下列說法中正確的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.移動活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些B.封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C.必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量D.氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位(2)為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出__________(選填“p－V”或“p－eq\f(1,V)”)圖像。對圖線進(jìn)行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條__________________，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比。(3)在不同溫度環(huán)境下，另一位同學(xué)重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為T1、T2，且T1＞T2。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是__________(選填選項(xiàng)的字母)。答案(1)AB(2)p－eq\f(1,V)過原點(diǎn)的傾斜直線(或正比例函數(shù)直線)(3)AC解析(1)移動活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些，以保證氣體的溫度不變，選項(xiàng)A正確；封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好，要保證氣體的質(zhì)量不變，選項(xiàng)B正確；必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的體積，選項(xiàng)C錯誤；氣體的壓強(qiáng)和體積使用同一單位制的單位即可，不必須用國際單位，選項(xiàng)D錯誤。(2)根據(jù)pV＝C可知p＝eq\f(C,V)，則為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出p－eq\f(1,V)圖像。對圖線進(jìn)行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(或正比例函數(shù)直線)，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比。(3)在p－V圖像中，若畫出一條平行p軸的等容線，可看出p1＞p2，由eq\f(pV,T)＝C可知T1＞T2，則選項(xiàng)A正確，B錯誤；由eq\f(pV,T)＝C可知，p＝CTeq\f(1,V)，則p－eq\f(1,V)圖像的斜率越大，溫度越高，因T1＞T2，則選項(xiàng)C正確，D錯誤。命題點(diǎn)四氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋【例6】(多選)(2020·山東省等級考試第二次模擬卷)如圖12所示，一絕熱汽缸由導(dǎo)熱隔板分為左右兩部分，隔板可沿汽缸內(nèi)壁無摩擦滑動，汽缸兩側(cè)充有同種氣體(可視為理想氣體)。緩慢推動絕熱活塞壓縮右側(cè)氣體，當(dāng)左右兩側(cè)氣體達(dá)到新的熱平衡時(shí)，以下說法正確的是()圖12A.兩側(cè)氣體的溫度相等B.兩側(cè)氣體分子的平均速率相等C.右側(cè)氣體壓強(qiáng)大于左側(cè)氣體壓強(qiáng)D.汽缸內(nèi)每個(gè)氣體分子的動能均相等答案AB解析由熱平衡定律可知，當(dāng)左右兩側(cè)氣體達(dá)到新的熱平衡時(shí)，兩側(cè)氣體溫度相等，故A正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以兩側(cè)氣體分子的平均動能相等，由于汽缸兩側(cè)充有同種氣體，則兩側(cè)氣體分子的平均速率相等，故B正確；當(dāng)左右兩側(cè)氣體達(dá)到新的熱平衡時(shí)，右側(cè)氣體壓強(qiáng)等于左側(cè)氣體壓強(qiáng)，故C錯誤；兩側(cè)氣體分子的平均動能相等，但不能說明汽缸內(nèi)每個(gè)氣體分子的動能均相等，故D錯誤。【變式7】[2021·1月廣東學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測試，15(1)]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)瓶蓋受到瓶內(nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)________(選填“增加”“減少”或“不變”)，瓶內(nèi)氣體分子平均動能________(選填“增大”“減小”或“不變”)。答案減少減小解析隨著溫度降低，內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)變小，瓶蓋變緊。由于溫度降低，則分子平均動能減??；由于平均動能減小，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)瓶蓋受到瓶內(nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)減少。課時(shí)限時(shí)練(限時(shí)：35分鐘)對點(diǎn)練1固體和液體性質(zhì)的理解1.(多選)[2020·天津市東麗區(qū)等級考試模擬(二)]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.晶體在熔化過程中吸收熱量，但溫度不變，內(nèi)能不變C.杯中的茶水慢慢冷卻，該過程中所有的水分子的運(yùn)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(diǎn)答案AD解析空氣的小雨滴呈球形是水的表面張力，使雨滴表面有收縮的趨勢的結(jié)果，故A正確；晶體熔化過程中吸熱，內(nèi)能增加，故B錯誤；根據(jù)麥克斯韋速率的分布規(guī)律，當(dāng)溫度降低時(shí)，大部分的水分子的速率減小，但個(gè)別水分子的速率可能增加，故C錯誤；彩色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(diǎn)，故D正確。2.(多選)下列說法正確的是()A.當(dāng)分子間距離變小時(shí)，分子間的作用力可能減小，也可能增大B.墨汁滴入水中，墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動是由于碳粒和水分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而引起的C.在宇宙飛船中的水滴呈球形是因?yàn)槭е氐乃谋砻鎻埩ψ饔玫慕Y(jié)果D.石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同答案ACD解析當(dāng)分子間距離比較大時(shí)表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子間距離減小時(shí)，分子引力先增大后減小；當(dāng)表現(xiàn)為斥力時(shí)分子間距離變小時(shí)分子力增大，故A正確；墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動是因?yàn)槲⒘Ｊ艿降膩碜愿鱾€(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡引起的，故B錯誤；在宇宙飛船中的水滴呈球形是因?yàn)槭е氐乃谋砻鎻埩ψ饔玫慕Y(jié)果，故C正確；石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同是因?yàn)榻M成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同造成的，故D正確。3.(多選)關(guān)于液體，下列敘述中正確的是()A.露珠呈球形是因?yàn)橐后w的表面張力的緣故B.液體的表面張力垂直于液面指向液體的內(nèi)部C.液體與固體接觸的附著層分子如果比液體內(nèi)部更稀疏，則液體與固體表現(xiàn)為浸潤D.對特定的液體和特定材質(zhì)的毛細(xì)管，管的內(nèi)徑越小毛細(xì)現(xiàn)象越明顯答案AD解析露珠呈球形是因?yàn)橐后w的表面張力的緣故，故A正確；表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向跟液面平行，使液面收縮，故B錯誤；液體對某種固體是浸潤的，這時(shí)固體分子與液體分子間的引力相當(dāng)強(qiáng)，造成附著層內(nèi)分子的分布就比液體內(nèi)部更密，故C錯誤；對特定的液體和特定材質(zhì)的毛細(xì)管，管的內(nèi)徑越細(xì)毛細(xì)現(xiàn)象越明顯，故D正確。4.(多選)下列說法正確的是()A.一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的B.在完全失重的宇宙飛船中，水的表面存在表面張力C.當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，分子間的作用力一定減小D.脫脂棉脫脂的目的，在于使它從不能被水浸潤變?yōu)榭梢员凰櫍员阄∷幰捍鸢窧D解析單晶體具有各向異性，而多晶體表現(xiàn)為各向同性，故A錯誤；液體表面層內(nèi)分子較為稀疏，分子力表現(xiàn)為引力，故在完全失重的宇宙飛船中，水的表面依然存在表面張力，故B正確；當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，如果開始時(shí)刻分子間距大于平衡距離，則分子間作用力可能減小，如果開始時(shí)刻分子間距小于平衡距離，則分子力增大，故C錯誤；脫脂棉脫脂的目的，在于使它從不能被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?，以便吸取藥液，故D正確。5.(2020·北京市海淀區(qū)6月二模)下列說法中不正確的是()A.水和酒精混合后的總體積小于二者原來的體積之和，說明分子間有空隙B.將香水瓶蓋打開后能聞到香水的氣味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象C.在繞地球運(yùn)行的“天宮二號”中飄浮的水滴幾乎呈球形，這是表面張力作用使其表面具有收縮趨勢而引起的結(jié)果D.用氣筒給自行車車胎打氣時(shí)要用力才能壓縮空氣，這說明空氣分子間存在斥力答案D解析水和酒精混合后的總體積小于二者原來的體積之和，說明分子間有空隙，故A正確；將香水瓶蓋打開后能聞到香水的氣味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，故B正確；在繞地球運(yùn)行的“天宮二號”中飄浮的水滴幾乎呈球形，這是表面張力作用使其表面具有收縮趨勢而引起的結(jié)果，故C正確；用氣筒給自行車車胎打氣時(shí)要用力才能壓縮空氣，這是因?yàn)閴簭?qiáng)增大的原因，故D錯誤。對點(diǎn)練2氣體實(shí)驗(yàn)定律及圖像6.中醫(yī)拔罐療法在中國有著悠久的歷史，早在成書于西漢時(shí)期的帛書《五十二病方》中就有類似于后世的火罐療法。其方法是以罐為工具，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)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、行氣活血、消腫止痛、祛風(fēng)散寒等作用的療法。在剛開始的很短時(shí)間內(nèi)，火罐“吸”在皮膚上的主要原因是()A.火罐內(nèi)氣體的溫度不變，體積減小，壓強(qiáng)增大B.火罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，體積減小C.火罐內(nèi)氣體的體積不變，溫度降低，壓強(qiáng)減小D.火罐內(nèi)氣體的體積不變，溫度降低，壓強(qiáng)增大答案C解析將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，罐內(nèi)氣體的溫度較高，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上時(shí)，罐內(nèi)的氣體溫度降低，而體積不變，把罐內(nèi)的氣體看成理想氣體，由其狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，火罐內(nèi)的壓強(qiáng)減小，所以它就會緊緊地“吸”在皮膚上了，故選項(xiàng)C正確。7.(多選)(2020·遼寧葫蘆島市第一次模擬)回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50K。某臺回?zé)崾街评錂C(jī)工作時(shí)，一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖1所示的四個(gè)過程，已知狀態(tài)A和B的溫度均為27℃，狀態(tài)C和D的溫度均為－133℃，下列判斷正確的是()圖1A.氣體由狀態(tài)A到B過程，溫度先升高后降低B.氣體由狀態(tài)B到C過程，內(nèi)能保持不變C.氣體由狀態(tài)C到D過程，分子間的平均間距減小D.氣體由狀態(tài)C到D過程，氣體對外做功答案AD解析狀態(tài)A和B的溫度相等，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，經(jīng)過A、B的等溫線應(yīng)是過A、B的雙曲線的一部分，沿直線由A到B，pV先增大后減小，所以溫度先升高后降低，故A正確；氣體由狀態(tài)B到C過程，體積不變，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，壓強(qiáng)減小，溫度降低，內(nèi)能減小，故B錯誤；氣體由狀態(tài)C到D過程，體積增大，分子間的平均間距增大，氣體對外做功，D正確，故C錯誤。對點(diǎn)練3氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋8.(2020·北京市平谷區(qū)第二次模擬)如圖2所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，一個(gè)可自由移動的活塞把氣體封閉在汽缸中，汽缸的內(nèi)壁光滑。現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，保持汽缸內(nèi)氣體溫度不變，則對于封閉氣體()圖2A.外界對氣體做功B.氣體分子平均動能不變C.氣體壓強(qiáng)保持不變D.單位體積內(nèi)氣體分子個(gè)數(shù)不變答案B解析氣體的體積變大，則氣體對外界做功，選項(xiàng)A錯誤；氣體溫度不變，則氣體分子平均動能不變，選項(xiàng)B正確；根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知，氣體體積變大，溫度不變，則氣體壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)C錯誤；氣體體積變大，則單位體積內(nèi)氣體分子個(gè)數(shù)減小，選項(xiàng)D錯誤。9.[2020·天津市等級考模擬(一)]如圖3所示，一導(dǎo)熱性能良好的金屬汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體。現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土，忽略環(huán)境溫度的變化，在此過程中()圖3A.單位時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸壁單位面積上的分子數(shù)增多B.汽缸內(nèi)大量分子撞擊汽缸壁的平均作用力增大C.汽缸內(nèi)大量分子的平均動能增大D.氣體的內(nèi)能增大答案A解析溫度不變，氣體分子的平均動能不變，平均速率不變，等溫壓縮時(shí)，根據(jù)玻意耳定律得知，壓強(qiáng)增大，則單位時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸壁單位面積上的分子數(shù)增多，故A正確；汽缸內(nèi)封閉氣體被壓縮，體積減小，壓強(qiáng)增大，大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力增大，但大量分子撞擊汽缸壁的平均作用力卻不一定增大，故B錯誤；溫度不變，則汽缸內(nèi)分子平均動能保持不變，故C錯誤；金屬汽缸導(dǎo)熱性能良好，由于熱交換，汽缸內(nèi)封閉氣體溫度與環(huán)境溫度相同，向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土?xí)r氣體等溫壓縮，溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，故D錯誤。10.(2020·山東濱州第二次模擬)如圖4所示，一導(dǎo)熱良好且足夠長的汽缸，倒置懸掛于天花板下。汽缸內(nèi)被活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體?；钊|(zhì)量為m，橫截面積為S，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽閜且不隨溫度變化，重力加速度為g，忽略一切摩擦。當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高時(shí)，下列說法正確的是()圖4A.懸線的拉力變大B.被封閉理想氣體的內(nèi)能增大C.被封閉理想氣體的壓強(qiáng)大小不變，且始終為p＋eq\f(mg,S)D.外界對氣體做功答案B解析以汽缸和活塞為對象，受到重力和懸線對其的拉力，根據(jù)平衡條件可知重力和懸線對其的拉力大小相等，方向相反，所以當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高時(shí)，懸線的拉力不變，故A錯誤；由于汽缸的導(dǎo)熱良好，當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高時(shí)，被封閉理想氣體的溫度緩慢升高，所以被封閉理想氣體的內(nèi)能增大，故B正確；以活塞為對象，根據(jù)平衡條件可知p1S＋mg＝pS，解得被封閉理想氣體的壓強(qiáng)大小p1＝p－eq\f(mg,S)，故C錯誤；當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高時(shí)，被封閉理想氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋·呂薩克定律可得被封閉理想氣體的體積增大，氣體對外界做功，故D錯誤。11.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖5所示的狀態(tài)變化，問：圖5(1)已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J，則從A到B氣體吸收或放出的熱量是多少；(2)試判斷氣體在狀態(tài)B、C的溫度是否相同。如果知道氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC＝300K，則氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為多少。答案(1)放出熱量1200J(2)1200K解析(1)從A到B，氣體的體積減小，外界對氣體做功，有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10－3J＝900J根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋QQ＝ΔU－W＝－1200J，即氣體放出熱量1200J。(2)由題圖可知pBVB＝pCVC，故TB＝TC根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)代入題圖中數(shù)據(jù)可得TA＝1200K。12.如圖6所示，長為L、橫截面積為S、質(zhì)量為m的筒狀小瓶，底朝上漂浮在某液體中。平衡時(shí)，瓶內(nèi)空氣柱長為0.21L，瓶內(nèi)、外液面高度差為0.10L；再在瓶底放上一質(zhì)量為m的物塊，平衡時(shí)，瓶底恰好和液面相平。已知重力加速度為g，系統(tǒng)溫度不變，瓶壁和瓶底厚度可忽略。求：圖6(1)液體密度ρ；(2)大氣壓強(qiáng)p0。答案(1)eq\f(10m,LS)(2)eq\f(19mg,S)解析(1)初態(tài)，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1＝p0＋0.1Lρg瓶處于平衡狀態(tài)時(shí)，有p1S＝p0S＋mg聯(lián)立解得液體密度ρ＝eq\f(10m,LS)。(2)初態(tài)，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1＝p0＋eq\f(mg,S)由題意知瓶內(nèi)氣柱長度為L1＝0.21L末態(tài)，設(shè)瓶內(nèi)氣柱長度為L2，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)p2＝p0＋ρgL2瓶和物塊整體處于平衡狀態(tài)，有p2S＝p0S＋2mg聯(lián)立解得L2＝0.2L瓶內(nèi)氣體