2020-2021学年第二章 气体、固体和液体综合与测试课后练习题

第二章　气体、固体和液体

本章复习提升

易混易错练

易错点1　理解不透各向同性与固体种类的关系

1.(2019贵州铜仁一中高二下期中,)下列叙述中正确的是(　　)

A.多晶体不显示各向异性,所以不是晶体

B.单晶体和多晶体都是各向异性的

C.明矾是多晶体,小铁屑是单晶体

D.常见的金属各向同性,但金属中每个晶粒各向异性

2.(2019内蒙古临河三中高三下月考,)(多选)下列说法正确的是(　　)

A.液晶具有液体的流动性,同时具有单晶体的各向异性特征

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

易错点2　对表面张力的理解不透彻

3.()(多选)下列说法正确的是(　　)

A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用

B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果

C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果

D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果

4.()(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是　(　　)

A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力

B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子间作用力表现为引力

C.不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩

D.表面张力的方向与液面垂直

易错点3　对查理定律与盖-吕萨克定律中的温标问题理解错误

5.()一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5 ℃升高到10 ℃,体积的增量为ΔV1;温度由283 K升高到288 K,体积的增量为ΔV2,则(　　)

A.ΔV1=ΔV2　　　　　　　　B.ΔV1>ΔV2

C.ΔV1<ΔV2　　　　　　　　D.无法确定

6.()一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增量为Δp1,当它由100 ℃升高到110 ℃时,其压强的增量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是(　　)

A.10∶1　　　　　　　　B.373∶273

C.1∶1　　　　　　　　D.383∶283

易错点4　应用气体实验定律解题时考虑问题不全面

7.(2020广东兴宁一中高三上期中,)如图所示,用细管连接A、B两个绝热的汽缸,细管中有一可以自由移动的绝热活塞M,细管容积不计。A、B中分别装有完全相同的理想气体,初态的体积均为V1=1.0×10-2 m3,压强均为p1=1.0×105 Pa,温度和环境温度相同且均为t1=27 ℃,A中导热活塞N的横截面积SA=500 cm2。现缓缓加热B中气体,保持A中气体的温度不变,同时给N施加水平向右的推力,使活塞M的位置始终保持不变。稳定时,推力F=´103 N,外界大气压p0=1.0×105 Pa,不计活塞与缸壁间的摩擦。求:

(1)A中气体的压强;

(2)活塞N向右移动的距离;

(3)B中气体的温度。

易错点5　解决变质量问题时不能精准选取研究对象

8.(2020河北张家口一中高二下期中,)房间里气温升高3 ℃时,房间内的空气将有1%逸出到房间外,由此可计算出房间内原来的温度是(　　)

A.-7 ℃　　　　B.7 ℃　　　　C.27 ℃　　　　D.24 ℃

9.(2019陕西咸阳摸底检测,)如图所示,某同学设计的一个压力送水装置由A、B、C三部分组成,A为打气筒,B为压力储水容器,C为细管,通过细管把水送到5 m高处,细管的容积忽略不计。K1和K2是单向密闭阀门,K3是放水阀门,打气筒活塞和筒壁间不漏气,其容积为V0=0.5 L,储水器总容积为10 L,开始储水器内有V1=4 L气体,气体压强为p0。已知大气压强为p0=1.0×105 Pa,水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2。

(1)求打气筒第一次打气后储水器内的压强。

(2)通过打气筒给储水器打气,打气结束后打开阀门K3,水全部流到5 m高处,求打气筒至少打气多少次。

10.(2020山东潍坊高三模拟,)一同学制造了一个便携气压千斤顶,其结构如图所示,直立圆筒形汽缸导热良好,长度为L0,活塞面积为S,活塞通过连杆与上方的顶托相连接,连杆长度大于L0,在汽缸内距缸底处有固定限位装置A、B,以避免活塞运动到缸底。开始活塞位于汽缸顶端,现将重为3p0S的物体放在顶托上,已知大气压强为p0,活塞、连杆及顶托重力忽略不计,求:

(1)稳定后活塞下降的高度;

(2)为使重物升高到原位置,需用气泵加入多大体积的压强为p0的气体。

思想方法练

一、理想模型法

1.()关于理想气体,下列说法正确的是(　　)

A.理想气体也不能严格地遵守气体实验定律

B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体

C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体

D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体

二、图像法

2.(2020山东莱州一中高二上月考,)(多选)一定质量的理想气体经历了如图所示的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

3.(2020黑龙江哈尔滨三中高二下月考,)(多选)某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的实验,温度计显示整个实验过程都是等温的,他根据实验数据绘出了p-图线EF,从图线可以得出(　　)

A.如果实验是从E状态→F状态,则表示外界有空气进入注射器内

B.如果实验是从E状态→F状态,则表示注射器内有部分空气漏了出来

C.如果实验是从F状态→E状态,则表示注射器内有部分空气漏了出来

D.如果实验是从F状态→E状态,则表示外界有空气进入注射器内

4.()使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。

(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少?

(2)根据上述状态变化过程在图乙中画出用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向)。说明每段图线各表示什么过程。

甲

乙

三、极限法

5.()如图所示,粗细均匀竖直放置的玻璃管中,P为一小活塞,有一段水银柱将封闭在玻璃管中的空气分成上、下两部分,活塞和水银柱都静止不动。现在用力向下压活塞,使得活塞向下移动一段距离L,同时水银柱将向下缓慢移动一段距离H,在此过程中温度不变,则有(　　)

A.L>H　　　　　　　　B.L<H

C.L=H　　　　　　　　D.无法判断

四、假设推理法

6.()如图所示,两端封闭的等臂U形管中,两边的空气柱a和b被水银柱隔开,当U形管竖直放置时,两空气柱的长度差为H。现在将该U形管平放,使两臂处于同一个水平面上,稳定后两空气柱的长度差为L,若温度不变,关于L和H的大小有(　　)

A.L>H　　　　　　　　B.L<H

C.L=H　　　　　　　　D.无法判断

答案全解全析

易混易错练

1.D　晶体分为单晶体和多晶体,单晶体的某些物理性质各向异性,而多晶体不显示各向异性,A、B错误。明帆是单晶体,而小铁屑属于多晶体,C错误。常见的金属属于多晶体,不显示各向异性,但是金属中每个晶粒各向异性,D正确。

2.AC　液晶具有液体的流动性,同时具有单晶体的各向异性特征,故A正确。晶体分为单晶体和多晶体,都有固定的熔点,故B错误。单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性,故C正确。通常金属在各个方向的物理性质都相同,但具有固定的熔点,为晶体,故D错误。

3.AD　物体浸入液体时浮力起作用,物体没有浸入液体时表面张力起作用。小昆虫在水面上行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而没浸入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,没浸入水中,不是浮力而是表面张力起作用,故A正确,C错误。小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经浸入水中,排开了一部分水,受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故B错误。喷泉喷到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用,表面张力具有使液体表面收缩的趋势,因而形成球状水珠,故D正确。

4.BC　表面张力是液体表面层分子间的相互作用力,不是液体内部各部分之间的相互作用力,故A错误。液体表面层分子较液体内部稀疏,分子间作用力表现为引力,表面张力具有使液面收缩的趋势,故B、C正确。表面张力的方向沿液面的切线方向,不与液面垂直,故D错误。

5.A　由盖-吕萨克定律=C,得ΔV=V,所以ΔV1=V1、ΔV2=V2,不能错误地选择B选项,因为V1、V2分别是气体在5 ℃和283 K时的体积,而=,所以ΔV1=ΔV2,故A正确。

6.C　由查理定律=C,得Δp=ΔT,一定质量的气体在体积不变的条件下,温度由0 ℃升高到10 ℃时和由100 ℃升高到110 ℃时,温度增量相等,即ΔT1=ΔT2=10 K,故压强的增量Δp1=Δp2,故C正确。

7.答案　(1)1.33×105 Pa　(2)5 cm　(3)127 ℃

解析　(1)A中气体的压强为p2=p0+= Pa=1.33×105 Pa。

(2)对A中气体由玻意耳定律有p1V1=p2V2

解得V2== m3=7.5×10-3 m3

活塞N向右移动的距离为ΔL== m=5 cm

(3)B中气体的温度T1=273 K+t1=(273+27) K=300 K,T2=273 K+t2

由查理定律有=

解得T2=T1=×300 K=400 K

所以t2=T2-273 K=127 ℃。

8.D　充气、抽气与漏气问题中往往以所有的气体为研究对象。以升温前房间里的气体为研究对象,由盖-吕萨克定律得=,解得T=297 K,故t=24 ℃。

9.答案　(1)1.125×105 Pa　(2)22次

解析　(1)取打气筒内气体和储水器内气体为研究对象,发生等温变化,由玻意耳定律有p0(V1+V0)=p1V1

解得p1=1.125×105 Pa

(2)储水器内水即将完全排出前的压强为p2=p0+ρgh,气体体积为V2=10 L

设需要打气筒打气n次,以n次所打气体和开始储水器内的气体为研究对象,由玻意耳定律有p0(V1+nV0)=p2V2

解得n=22。

10.答案　(1)　(2)3L0S

解析　(1)取密封气体为研究对象,初状态压强为p0,体积为L0S,假设没有A、B限位装置,设末状态(稳定)时压强为p,气柱长度为L,则

p=p0+=4p0

由玻意耳定律有p0L0S=pLS,解得L=

因<,故活塞停在A、B限位装置处,活塞下降高度为。

(2)以活塞回到初始位置时汽缸内的气体为研究对象,气体发生等温变化,由玻意耳定律有4p0L0S=p0V

气泵压入的压强为p0的气体体积为ΔV=V-L0S

解得ΔV=3L0S。

思想方法练

1.C　理想气体严格遵守气体实验定律,A错误;理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的近似,故C正确,B、D错误。

2.AB　因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在b→c过程中保持不变,故B正确;ab是等温线,压强减小,则体积增大,故A正确;cd是等压线,温度降低,则体积减小,故C错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即Va=Ve,因为Vd<Ve,所以Vd<Va,所以d→a过程中体积不是保持不变的,故D错误。

3.AC　连接OE、OF,因为OF的斜率大于OE的斜率,表示pFVF>pEVE,如果实验是从E状态→F状态,则表示外界有空气进入注射器内;如果实验是从F状态→E状态,则表示注射器内有部分空气漏了出来,故A、C正确,B、D错误。

4.答案　(1)TB=600 K　TC=600 K　TD=300 K

(2)如图所示,A→B是等压膨胀过程,B→C是等温膨胀过程,C→D是等压压缩过程。

解析　(1)A→B为等压过程:=,得TB=2TA=600 K

B→C为等温过程:TC=TB=600 K

因为pAVA=pDVD,所以TD=TA=300 K

(2)见答案图,图线A→B表示等压过程,图线B→C表示等温过程,图线C→D表示等压过程。

5.A　题目没说压力多大,可以采用极限法分析,不妨设其为无穷大,这时空气柱的体积几乎都被压缩为零。显然,活塞移动的距离要比水银柱移动的距离多A部分空气柱的长度,即L比H大,故选项A正确。

6.A　假设U形管平放后两部分气体的体积不变,即L和H的大小相等,在竖直状态时可以判断出左侧空气柱压强应比右侧空气柱压强大,若温度不变,两端的空气柱体积不变,则压强也不变,此时水银柱会在两个大小不等的压强作用下移动,即原来长的空气柱变长,原来短的空气柱变短,则可知L>H,故A正确。