高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題48 固體 液體 氣體實(shí)驗(yàn)定律（練）（含解析）1

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專題48 固體 液體 氣體實(shí)驗(yàn)定律（練） 1．下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)7個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為。分） A．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間引力增大，分子間斥力減小 B．一定量1000C的水變成1000C的水蒸氣，其分子之間的勢(shì)能增加 C．對(duì)于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 D．物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān) E．一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣休分子的平均動(dòng)能不變 【答案】BCD 【名師點(diǎn)睛】此題考查了熱學(xué)中的部分知識(shí)點(diǎn)，都比較簡單，但是很容易出錯(cuò)，解題時(shí)要記住分子力隨分子距離變化曲線‘熱力學(xué)第一定律U=W+Q以及氣體的狀態(tài)變化方程等重要的知識(shí)點(diǎn)；此題是基礎(chǔ)題，意在考查基礎(chǔ)知識(shí)的掌握． 2．下列說法中正確的是（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大 B．不可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣? C．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大 E．分子間距離增大時(shí)，分子力一定減小 【答案】ABD 【解析】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，A正確；熱力學(xué)第二定律可以表示為：不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓?，B正確；通過做功的手段可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，C錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，增大分子間的距離，需要克服分子間的引力做功，所以分子勢(shì)能增大，D正確；分子間的作用力隨分子間的距離增大先增大后減小，因此分子力可能增大，也可能減小，E錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】做本題關(guān)鍵是知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，分子間的作用力隨分子間的距離增大先增大后減小，因此分子力可能增大，也可能減小。 3．關(guān)于一定量的理想氣體，下列說法正確的是（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．氣體分子的體積是指每隔氣體分子平均占有的空間體積 B．只要能增加氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以升高 C．在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零 D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加 E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高 【答案】BDE 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)氣體分子間空隙很大，分析氣體的體積與所有氣體分子的體積之和的關(guān)系．根據(jù)溫度的微觀含義、壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀機(jī)理分析．根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體內(nèi)能變化，根據(jù)等壓變化分析溫度變化。 4．如圖，將導(dǎo)熱性良好的薄壁圓筒開口向下豎直緩慢地放入水中，筒內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體（可視為理想氣體）。當(dāng)筒底與水面相平時(shí)，圓筒恰好靜止在水中。此時(shí)水的溫度t1=7．0℃，筒內(nèi)氣柱的長度h1=14 cm。已知大氣壓強(qiáng)p0=1．0105 pa，水的密度ρ=1．0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2。 （i）若將水溫緩慢升高至27℃，此時(shí)筒底露出水面的高度Δh為多少？ （ii）若水溫升至27℃后保持不變，用力將圓筒緩慢下移至某一位置，撤去該力后圓筒恰能靜止，求此時(shí)筒底到水面的距離H（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 h1 【答案】 （i）；（ii） （ii）設(shè)圓筒的質(zhì)量為m，靜止在水中時(shí)筒內(nèi)氣柱的長度為h3。則 ④（2分） 圓筒移動(dòng)過程，根據(jù)玻意耳定律有 ⑤（2分） 由④⑤式得 ⑥（1分） 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了氣體實(shí)驗(yàn)定律。屬于中等難度的題目。本題關(guān)鍵是圓筒為研究對(duì)象，根據(jù)平衡求出封閉氣體的壓強(qiáng)，選擇合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律列式求解即可。 5．正月十五，我國部分地區(qū)有放孔明燈祈福的習(xí)俗，如圖所示為一圓柱形孔明燈，地面開口，其半徑為R=0．2m，高h(yuǎn)=1．0m，燈體的質(zhì)量m=0．03kg，將燈體固定，加熱燈內(nèi)氣體，當(dāng)溫度由7℃升至77℃時(shí)，取重力加速度，常壓下7℃空氣密度，求： ①燈內(nèi)逸出氣體的質(zhì)量與加熱前燈內(nèi)氣體的質(zhì)量之比； ②燈體解除固定，孔明燈能否升空？（通過計(jì)算判斷） 【答案】①②燈會(huì)上升 【解析】①， 加熱氣體，等壓膨脹，解得 故 ②燈受到向上的力，其中 解得 所以，燈會(huì)上升. 【名師點(diǎn)睛】關(guān)鍵是明確封閉氣體初末狀態(tài)的各個(gè)狀態(tài)參量，根據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列式求解即可 1．下列說法正確的是（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．在繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果 B． 當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間作用力減小，分子勢(shì)能增大 C．液晶顯示屏是應(yīng)用液晶的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)制成的 D． 熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，也能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．自然界發(fā)生的一切過程能量都守恒，符合熱力學(xué)第二定律的宏觀過程都能自然發(fā)生 【答案】ACE 【名師點(diǎn)睛】當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子力作用力不一定減小，分子勢(shì)能不一定增大．對(duì)于固體或液體，分子間距離較小，根據(jù)摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比，可求出分子的體積，而氣體分子間空隙較大，不能用這種方法求解分子體積．符合能量守恒定律的宏觀過程不一定都能自然發(fā)生，有的過程有方向性．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，分子間存在相互作用的引力． 2．下列說法中正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分0分） A．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體壓強(qiáng)必然增大 B．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱過程中，外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增加 C．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定向外界放熱 D．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) E．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大 【答案】BDE 【解析】對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，根據(jù)可知由于體積的變化未知，則氣體壓強(qiáng)不一定增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱過程中，Q=0，外界對(duì)氣體做功W>0，得，氣體的內(nèi)能一定增加，選項(xiàng)B正確；根據(jù)，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，則溫度升高，W<0，，根據(jù)，則Q>0，那么它一定從外界吸熱，選項(xiàng)C錯(cuò)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)，選項(xiàng)D正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距的增大，分子力做負(fù)功，則分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大，選項(xiàng)E正確．故選BDE。 【名師點(diǎn)睛】本題考查對(duì)分子動(dòng)理論和熱力學(xué)第一定律的理解以及理想氣體的狀態(tài)方程．關(guān)鍵 是溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大．對(duì)于這些基礎(chǔ)知識(shí)要加強(qiáng)積累和記憶，平時(shí)加強(qiáng)練習(xí)． 3．下列說法正確的是（填入正確選項(xiàng)前的字母。選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．氣體的內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間的勢(shì)能之和； B．氣體的溫度變化時(shí)，其分子平均動(dòng)能和分子間勢(shì)能也隨之改變； C．功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功； D．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體； E．一定量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加。 【答案】ADE 【名師點(diǎn)睛】解決本題關(guān)鍵掌握物體內(nèi)能的概念，知道溫度的微觀意義：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志；能夠根據(jù)熱力學(xué)第二定律理解功與熱量的關(guān)系；氣體的壓強(qiáng)是由大量分子對(duì)器壁的碰撞而產(chǎn)生的，它包含兩方面的原因：分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)和每一次的平均撞擊力。 4．一根兩端開口、橫截面積為足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深）。管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長的氣柱，氣體的溫度，外界大氣壓?。ㄏ喈?dāng)于汞柱高的壓強(qiáng)）。 ①對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到，求此時(shí)氣柱的長度； ②在活塞上施加一個(gè)豎直向上的拉力，保持氣體的溫度不變，求平衡后氣柱的長度。 【答案】①；② 【解析】①被封閉氣體的： 初狀態(tài)為 ，， 末狀態(tài)為 ， ， 根據(jù)蓋呂薩克定律，有 ，即 得 【名師點(diǎn)睛】保持氣體的溫度t1不變，是一個(gè)等溫過程，對(duì)活塞受力分析，可求出末狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)，再根據(jù)玻意耳定律，求出平衡后氣柱的長度；對(duì)氣體加熱，活塞可自由移動(dòng)，活塞質(zhì)量不計(jì)，可知管中氣體壓強(qiáng)始終等于大氣壓強(qiáng)，是一個(gè)等壓變化過程．根據(jù)蓋?呂薩克定律，就可以求出溫度升高后氣柱的長度。 5．如圖所示，內(nèi)壁光滑、截面積不相等的圓柱形汽缸豎直放置，汽缸上、下兩部分的橫截面積分別為2S和S，在汽缸內(nèi)有A．B兩活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞用一根長為的細(xì)輕桿連接，兩活塞導(dǎo)熱性能良好，并能在汽缸內(nèi)無摩擦地移動(dòng)。已知活塞A的質(zhì)量是，活塞B的質(zhì)量是，當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)為、溫度為時(shí)，兩活塞靜止于如圖所示位置，重力加速度為。 ①求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)； ②若用一豎直向下的拉力作用在B上，使A．B一起由圖示位置開始緩慢向下移動(dòng)的距離，又處于靜止?fàn)顟B(tài)，求這時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)及拉力F的大小。設(shè)整個(gè)過程中氣體溫度不變。 【答案】①；② 【名師點(diǎn)睛】以兩活塞整體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件列式求解氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；整個(gè)過程中，氣體的溫度不變，發(fā)生等溫變化．列出初態(tài)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和體積及末態(tài)氣體的體積，由玻意耳定律列式求得末態(tài)氣體的壓強(qiáng)，再以兩活塞整體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件求解拉力F的大小。 1．【2016上海卷】如圖，粗細(xì)均勻的玻璃管A和B由一橡皮管連接，一定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi)，初始時(shí)兩管水銀面等高，B管上方與大氣相通。若固定A管，將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H，A管內(nèi)的水銀面高度相應(yīng)變化h，則 A．h=H B．h< C．h= D． （D） < 【答案】AD 【方法技巧】抓住問題的特點(diǎn)，兩部分氣體體積一個(gè)增大，另一部分減小，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程分析問題。 3．【2014上海10】 如圖，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內(nèi)氣體 （A）壓強(qiáng)增大，體積增大 （B）壓強(qiáng)增大，體積減小 （C）壓強(qiáng)減小，體積增大 （D）壓強(qiáng)減小，體積減小 【答案】B 【解析】設(shè)大氣壓為p0，試管內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)為p1，水銀重力為G，試管橫截面積為S，根據(jù)平衡則有，自由下落時(shí)，水銀處于完全失重狀態(tài)，對(duì)下表面沒有壓力，根據(jù)受力平衡則有，對(duì)比可得，即壓強(qiáng)增大。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，溫度不變則有，所以[，體積變小，對(duì)照選項(xiàng)B對(duì)。 【方法技巧】本題意在考查理想氣體狀態(tài)方程，自由下落時(shí)，水銀處于完全失重狀態(tài)，對(duì)下表面沒有壓力，據(jù)此列平衡方程。 4．【2016上海卷】（10分）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積VA＞VB。 （1）若A．B兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，水銀柱將如何移動(dòng)？ 某同學(xué)解答如下： 設(shè)兩部分氣體壓強(qiáng)不變，由，…，，…，所以水銀柱將向下移動(dòng)。 上述解答是否正確？若正確，請(qǐng)寫出完整的解答；若不正確，請(qǐng)說明理由并給出正確的解答。 （2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A．B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強(qiáng)的變化量分別為ΔpA和ΔpB，分析并比較二者的大小關(guān)系。 【答案】（1）不正確 水銀柱向上移動(dòng) （2） 【方法技巧】通過查理定律計(jì)算分析水銀柱的移動(dòng)方向；建立升溫前后A．B氣體壓強(qiáng)關(guān)系，兩式相減就可以計(jì)算出兩部分氣體的壓強(qiáng)變化關(guān)系。 5．【2015山東37（2）】扣在水平桌面上的熱杯蓋有時(shí)會(huì)發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0。當(dāng)封閉氣體溫度上升至303K時(shí)，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部壓強(qiáng)立即減為p0，溫度仍為303K。再經(jīng)過一段時(shí)間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K。整個(gè)過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求： （?。┊?dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)； （ⅱ）當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時(shí)，豎直向上提起杯蓋所需的最小力。 【答案】（ⅰ）1．01p0；（ⅱ）0．02p0S 【規(guī)律總結(jié)】找到各個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，通過等容變化列得方程；注意各個(gè)狀態(tài)變化的特點(diǎn)，并能對(duì)杯蓋受力分析．