高考物理复习特训考点十四热学第106练固体、液体与气体含解析

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第106练　固体、液体与气体　（时间　40分钟）一、选择题1．关于下列物理现象的解释，不正确的是(　　)A．荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体有表面张力B．人们感到潮湿是因为空气的绝对湿度较大C．土壤里有很多毛细管，若要防止把地下的水分沿着它们引到地表，可将地面的土壤锄松D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点2．(多选)下列说法正确的是(　　)A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体3.如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，开始时活塞放置在卡环a、b上，下方封闭了一定质量的理想气体．现缓慢加热缸内气体，直到活塞到达气缸口．气缸内气体的体积为V、压强为p，下列V­图像，正确的是(　　)  4．如图所示，两端开口的弯管，其左管插入水银槽中，管内、外液面高度差为h1，右管有一段U形水银柱，两边液面高度差为h2，中间封有一段气体，则(　　)A．若增大大气压强，则h1和h2同时增大B．若升高环境温度，则h1和h2同时减小C．若把弯管向下移动少许，则管内封闭气体体积不变D．若把弯管向下移动少许，则管内封闭气体压强增大5．如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C.有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是(　　)A．TA＝TB，TB＝TCB．TA＜TB，TB＜TCC．TA＝TC，TB＞TCD．TA＝TC，TB＜TC 6．如图是一个测温装置示意图，可以观测大棚内的温度变化情况，M、N是两个完全相同的立方体容器，横截面积为S，高度为H＝57 cm，导热性良好，两个容器用绝热细管相连．早晨的时候把M放在恒温室内，把N放在蔬菜大棚里，两容器的高度在同一水平线上，此时N内水银高度为h＝2 cm，N内气体压强为pN＝53 cmHg，温度为270 K，M中恰好无水银，细管的容积忽略不计，一段时间后再次稳定时，N中的水银恰好全部排出，则此时大棚内的温度为(　　)A.38.5 ℃         B．48.5 ℃C．28.5 ℃        D．18.5 ℃二、非选择题7．利用如图所示的实验装置可测量粉末状物体的体积．导热性能良好的密闭容器，顶部连接一气压计可测出容器内的理想气体的压强，容器左端与一个带有活塞的汽缸相连，右端有一个小门．将小门开启，活塞位于图中1位置，记录此时气压计读数p0＝1.00 atm.现将小门封闭，活塞缓慢推至图中2位置．记录此时气压计读数p1＝1.20 atm.此过程中，汽缸中气体体积变化ΔV＝0.5 L．打开小门，将活塞恢复到1位置，放入待测粉末状物体后封闭小门．再次将活塞缓慢推至2位置，记录此时气压计读数p2＝1.25 atm.整个过程中环境温度不变，求待测粉末状物体的体积．             8．物理课堂上，老师带领学生演示了“马德堡半球实验”．老师取两个在碗底各焊接了铁环的不锈钢碗，让两只碗口正对但不接触，点燃一张纸放到碗内，然后迅速把两只碗扣在一起，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度．在两碗底的铁环上拴上两根绳子，让两组同学朝相反的方向水平拉绳，试图把两个碗拉开，结果当两组同学各增加到5人时，才把碗拉开．已知碗口的直径为20 cm，环境温度为27 ℃，实验过程中碗不变形，也不漏气，每个人平均拉力为F＝200 N，大气压强p0＝1×105 Pa.求：(1)两只碗刚扣在一起时，碗内空气的温度为多少摄氏度？(2)两只碗刚扣在一起后，碗内剩余空气质量与碗内最初空气质量的比值．          9．“天问一号”的发射开启了我国探测火星的征程．设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”形管带往火星表面．“U”形管分别在地球和火星表面竖直放置时的相关参数如表中所示． 地球火星重力加速度g0.38 g环境温度T地＝300 KT火＝280 K大气压强p地＝76.0 cmHgp火封闭气柱长度l地＝19.0 cml火＝56.0 cm水银柱高度差h地＝73.0 cmh火求：(结果保留两位有效数字)(1)火星表面高1 m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强；(已知ρ水银＝13.6×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3)(2)火星表面的大气压强p火．             10．如图为打气筒给足球充气的示意图．先上提活塞，阀门B关闭，阀门A打开，外界大气进入气筒内；再下压活塞，阀门A关闭．阀门B打开，气筒内气体全部进入足球．完成一次打气．如此重复多次，即可给足球充足气．外界大气压强p0＝1.0×105 Pa.环境温度t0＝17 ℃.气筒的体积V0＝1.0×10－4 m3.初始时，足球内气体压强p＝0.60×105 Pa，足球的体积V＝5.0×10－3 m3(始终保持不变)，忽略连接部件的体积，气体可视为理想气体．(1)不考虑气筒和足球内气体温度的变化，打气一次后，足球内气体的压强为多大？(2)打气过程中，气筒内气体温度与环境温度保持一致，球内气体温度最终升高至t＝27 ℃.为使足球内气体的压强不低于pn＝1.1×105 Pa，求打气的次数n至少为多少？         第106练　固体、液体与气体1．答案：B解析：表面张力有使液体的表面积收缩到最小的趋势，荷叶上的小水珠呈球形，是液体表面张力作用的结果，A正确；人们感到潮湿时，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大，B错误；土壤里有很多毛细管，如果将地面的土壤锄松，毛细管被破坏，地下的水分将不会被引到地面，C正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，D正确．2．答案：BCD解析：晶体敲碎为小颗粒，仍是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确．3．答案：D解析：缓慢加热气缸内气体，气体先等容升温，后等压升温．根据＝C知，开始时体积不变T增大，则p增大；然后p不变T增大，则V增大，故D正确．4．答案：D解析：设大气压强为p0，则管中封闭气体的压强p＝p0＋ρgh1＝p0＋ρgh2，得h1＝h2.若大气压强增大，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律可知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使h1和h2同时减小，故A错误；若环境温度升高，封闭气体的压强增大，体积也增大，h1和h2同时增大，故B错误；若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，压强增大，故C错误，D正确．5．答案：C解析：由图可知，从状态A到状态B是一个等压过程，则有＝，因为VA＜VB，故TA＜TB；而从状态B到状态C是一个等容过程，则有＝，因为pB＞pC，故TB＞TC；从状态A到状态C有＝，可得TA＝TC.综上所述，可知C正确，A、B、D错误．6．答案：A解析：初状态M内的气体有pM＝pN＋ρgh＝55 cmHg，VM＝HS，末状态M内的气体有V′M＝（H－h）S，M内气体发生等温变化，由玻意耳定律有pMVM＝p′MV′M，初状态N内的气体有pN＝53 cmHg，VN＝（H－h）S，TN＝270 K，末状态N内的气体有p′N＝p′M＋ρgh＝59 cmHg，V′N＝HS，对N内气体由理想气体状态方程有＝，解得T′N＝311.5 K，即N内的气体温度为t＝（311.5－273） ℃＝38.5 ℃，A正确．7．答案：0.5 L解析：未放入粉末状物体，推动活塞时，气体经历等温压缩过程，由玻意耳定律得：p0V1＝p1V2压缩后气体的体积为：V2＝V1－ΔV放入粉末状物体后，推动活塞时，气体仍经历等温压缩过程，由玻意耳定律得：p0V3＝p2V4压缩前气体的体积为：V3＝V1－V压缩后气体的体积为：V4＝V1－V－ΔV代入数据解得：V＝0.5 L．8．答案：（1）167 ℃　（2）0.68解析：（1）设两只碗刚扣在一起时碗内空气的温度为T，碗内空气的压强最后变为p，环境温度为T0＝27 ℃＋273 K＝300 K，对两碗内的密闭气体，由查理定律有＝，两只碗恰被拉开时，对其中一只碗，有P0·π＝p·π＋5F，解得T≈440 K，则t＝T－273 K＝167 ℃.（2）设未加热前两碗内空气体积为V0，质量为m0，升温后这部分空气体积为V，碗内剩余空气质量为m，由盖—吕萨克定律有＝，又＝，解得≈0.68.9．答案：（1）5.2 m　（2）0.57 cmHg解析：（1）根据液体压强公式p＝ρgh得ρ水银×0.38g×h0＝ρ水gh代入数据解得h≈5.2 m（2）由题表数据分析得h火＝2（l火－l地）－h地解得h火＝1 cm“U”形管在地球表面时，有p1＝p地－ρ水银gh地＝3 cmHg，V1＝l地S，T1＝300 K在火星表面时，有p2＝p火＋ρ水银·0.38gh火，V2＝l火S，T2＝280 K根据理想气体状态方程有＝联立解得火星表面的大气压强p火＝0.57 cmHg.10．答案：（1）0.62×105 Pa　（2）24次解析：（1）打气前后气体温度不变，对气筒内的气体，设压缩后在球内占据的体积为V′.由玻意耳定律得p0V0＝p1V′.对足球内的气体，压缩后在球内占据的体积为V－V′由玻意耳定律得pV＝p1（V－V′），解得p1＝0.62×105 Pa.（2）设打气次数为n次，相当于一次将压强为p0、体积为nV0、温度为T0＝290 K的气体与足球内原有气体一起压缩成体积为V、温度为T＝300 K的气体．由理想气体状态方程得＝，解得n＝23.2次，所以，打气次数至少为24次．