2018年高考物理一轮复习专题53固体液体气体实验定律(练)(含解析)

1、专题 53 固体液体气体实验定律1 1 .一定质量的气体经历一系列状态变化，其P-1/1/V图线如图所示，变化顺序由CTa a,图中 abab 线段延长线过坐标原点，cdcd 线段与P轴垂直，dada 线段与 1 1/V轴垂直。气体在此状态变化过程中：（）A.A. a aTb b,压强减小、温度不变、体积增大B.B. b bTc c,压强增大、温度降低、体积减小C.C.CTd d,压强不变、温度升高、体积减小D.D. d dTa a,压强减小、温度升高、体积不变【答案】A A【解析】由图象可扣，日-b 过程，气体压强减小而体积増大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等

2、温变化，故 A 正画 由理想气体状态方程罕 Y 可知？,宙團示1T可知连接 Ob 的直线的斜率小，所臥 b 的温度卜 i 过程温度升高由團还可知，同时压强増犬且体积也増犬+故 B 错误；由囹象可MM过程气体画 p 不变而体积 V 变小，由理想气体状态方程竽=C 可知气体温度降低，故 Q 错误；由團象可知，过程，气体休积 V 不变，压强 P 变小，由由理想气体状态方程 = C 可知，气体温度降低，故 D 错误,故选 A.2 2如图所示，两端开口的“ r”型管，一端竖直插入水银槽内， 竖直管的上端有一小段水银, 水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时

3、，被封闭的空气柱长度的变化分别是：（）-2 -【答案】D D【解析】在向上提或向下降玻璃管时， 管内气体温度不变，设大气压为 P Po，封闭气体压强 P=R+hP=R+h,当玻璃管稍向上提一点时，封闭气体压强不变，由玻意耳定律可知，气体体积不变，空气柱 长度不变；玻璃管稍向下降一点时，管内气体被压缩，空气柱上方液体有一部分进入水平管， h h 变小，封闭气体压强 P=P+hP=P+h 变小，由玻意耳定律可知，气体体积变大，空气柱长度变大， 故 ABCABC 错误，D D 正确；故选 D.D.3.3._ 下列说法不正确.的是（填入正确选项前的字母，选对1 1 个给 2 2分，选对 2 2 个给

4、4 4分，选对 3 3 个给 5 5 分；每选错 1 1 个扣 3 3 分，最低得分为 0 0 分）A.A. 竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致B.B. 相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值C.C. 物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体D.D. 压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现E.E. 气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少【答案】BCDBCD【解析】竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是吐凸啲，这是表面张力产生的浸润现象所致，A 正确；空气的相对溟度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值，故

5、 B 错误孑物理性质表现为各冋同性的固体可能是多晶体不一定是非晶体，故错误；气体之间分子距离很大，分子力近佩为零，用力才能 压缩气体是由于气体内却与容器外之间的压强差造成的，并非由于分子之间的斥力造成，故 D 错误气缸 里一定质量的理想气体发生等压膨胀时/根据理想气体的状态方程：7 =河知，压强不变而体积増犬，则 气体的温度一走升高；温度是分子的平均动能的标志，温度升高则分子的平漁能増大，单个分子对器壁 的撞击力増大，压强不变则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故 E 正确*4 4下列关于热学问题得说法正确的是 _ （填入正确选项前的字母，选对1 1 个给 2 2 分，选对 2 2

6、 个给 4 4 分，选对 3 3 个给 5 5 分；每选错 1 1 个扣 3 3 分，最低得分为 0 0 分）A.A. 草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠这一物理过程中水分子间的引力、斥力都增大B.B. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大A.A.变大；变小大B.B. 变大；不变C.C.不变；不变D.D.不变；变-3 -C.C. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势D.D.某气体的摩尔质量为M摩尔体积为V密度为P，用 2 表示阿伏伽德罗常数，每个气体 分子的质量m= =M/NA,每个气体分子的体积V= =MNAE.E.

7、密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用 力增大【答案】ACEACE【解析】草叶上的露珠是由空气中的水蒸气擬结成的水珠.这一物理过程中水分子间的引力、斥力在气态下忽略不计厂液化后同时存在， 故都増大， 故人正确； 晶体熔化时吸收热量，温度不变,分子平均动能不 变，E 错误；由于沛体表面分子间距禽大于港体內咅吩子间距爲液面分子间作用力表现为引力所以酒体 表面具有收缩的趋势，C 正确,每个气体分子的质量叫=,每个气体分子的平均空间体积 = 冬， 它不是气体分子的体积D 错误；密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高则气体分子对器壁单位 面积上的平均作用力増犬，

8、E 正确.故选 ACEo【名师点睛】考查物态变化吸放热现象、表面张力、气体压强和阿伏伽德罗常数知识，比较全面深入，只要平时多看书，加强记忆即可解答5 5.横截面积为 S S 的气缸水平放置，固定不动，两个活塞 A A 和 B B 将气缸分隔为 1 1、2 2 两气室，温度均为 2727C，到达平衡时 1 1、2 2 两气室长度分别为 30cm30cm 和 20cm,20cm,如图所示，在保持两气室温度不变的条件下，缓慢推动活塞A A,使之向右移动 5cm,5cm,不计活塞与气缸壁之间的摩擦，大气压强为1.0 105pa。求：(1) 活塞 B B 向右移动的距离；(2) 若再将活塞 A A 用销

9、子固定，保持气室 1 1 的温度不变，加热气室 2 2 中的气体体积恢复原来 的大小，则应将气室 2 2温度升高为多少？【答案】(1 1)2cm(2 2)360K【解析】(1 1 )因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等，均为F0.设在活塞 A A 向右移动 d d 的过程中活塞 B B 向右移动的距离为 X X，平衡时两气缸内压强均为P,因温度不变，根据玻意耳定律，得气室 1 1:PIHS二p l_1-d x S- ，气室 2 2:P0L2S S = =p( L?- X )S -I20由上面两式解得x2d5cm = 2cmJ+L?30+20-4 -(2 2)活塞 A

10、A 固定，气室 2 2 中气体的体积恢复为L2S时，温度升高为T2，压强增大为p，此r过程为等容过程，运用查理定律.a =PT1T2这时气室 1 1 中气体的体积为L1-d S，压强增大为p:温度仍为 2727C，为等温过程，根据I30玻意耳定律，得PoJSh pC-d ）S，解方程组得T2=-T1=-X3OO = 36OKL1-d30-5【名师点睛】本题关键要确定气体发生何种状态变化，再选择合适的规律列式求解难度不大，计算要小心，容易出错.T擬帶麵_1.1._下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母，选对 1 1 个给 2 2 分，选对 2 2 个给 4 4 分，选对 3 3 个给 5 5

11、分；每选错 1 1 个扣 3 3 分，最低得分为 0 0 分）。A.A. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.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.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.D. 在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E.E. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变【答案】BCDBCD【解析】将一块晶体敲碎后， 得到的小颗粒还是晶体，选项直错误.固体可臥分为晶体和非晶体两类，有些晶体在 不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，选项 B 正确.宙同种元

12、素构成的固体，可育脍由于原子的排 列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石-选项 C 正确.在合适的条件”某些晶体可以转变为 非晶体 某些非晶体也可以转变为晶也例如天然石英是晶体， 熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热 熔化 （温度超过 300D）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫*所以选项 D 正确.在熔化过程中，晶体要吸收熱量，虽然温度保持不变但是内能要増加*选项 E 错误；故选 BCD。【名师点睛】解答该题要熟练的掌握晶体和非晶体的特性，对于晶体有一下特点：晶体有整齐规则的几何外形；晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变；晶体有各向异性的特点.非

13、晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体.它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等.它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各项同性”.它没有固定的熔点.2.2. 如图质量为 M M 的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热气缸内。活塞可在-5 -气缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对一理想气体十分缓慢地加热。设气缸处在大气中，大气压强恒定。经过一段较长时间后，下列说法正确的是_ （填入正确选项前的字母，选对 1 1 个给 2 2 分，选对 2 2 个给 4 4 分，选对 3 3 个给 5 5 分；每选错 1 1 个扣 3 3 分，最低得分为 0 0 分）。A.

14、A. 气缸中气体的压强比加热前要大B B 气缸中气体的压强保持不变C C 气缸中气体的体积比加热前要大D D 气缸中气体的内能可能和加热前一样大E.E.活塞在单位时间内受气缸中分子撞击的次数比加热前要少【答案】BCEBCE【解析】气缸内封闭气体的压强戸=珂+竽，则知加熱时封闭气体的压强保持不变*故 A 错误，B 正确；封闭气 体发生等压变化，根摒盖吕萨克定律知，温度上升时，气体的徉积增大，故 C 正确；一定质量的理想气体 內能只度有关，温度升高，气体的內能增加*故 D 错误 j 温度升高，分子的平均动能増大，体积増大, 单位时间气休分子数减少，由于气体的压强不变，根据压强的黴规含义知活墓在单位

15、时间内受气缸中分子 撞击的次数比加热前减少故 E 正确.【名师点睛】气体加热时，封闭气体发生等压变化，可根据盖 ？吕萨克定律列式知温度上升，气体发生等压变化，可根据热力学第一定律求内能的变化量由压强的决定因素：分子平均动能和单位体积内的分子数分析单位时间内分子撞击气缸的次数3 3如图所示，密闭容器内的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则 _（填入正确选项前的字母，选对 1 1 个给 2 2 分，选对 2 2 个给 4 4 分，选对 3 3 个给 5 5 分；每选错 1 1 个扣 3 3 分，最低得分为 0 0 分）。A A 氢分子的平均动

16、能增大B.B. 氢分子的势能增大C.C. 容器内氢气的内能增大D.D. 容器内氢气的内能可能不变E容器内氢气的压强增大-6 -7 -【答案】ACEACE【解析】温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高则分子的平均动能一定増大-故 A 正屜气体分子之间 的距高比较大,气体分子势能忽略不计.故 B 错误,气体的內能有分子动能决定，氢气的分子动能増犬， 则内能増大.故 C 正确，D 错误根 JS 理想气体的状态方程：些 可知，氢气的体积不变，温度升高则T压强増大.故 E 正确-【名师点睛】该题考查物体的内能与理想气体的状态方程，要明确气体的内能仅仅与气体的 温度有关基础题目温度是分子的平均动能的标

17、志，气体的内能仅仅与分子动能有关，根 据理想气体的状态方程方向气体的状态参量的变化.4.4.（多选）圆柱形气缸固定放置在水平地面上，其截面如图所示，用硬杆连接的两个活塞在 气缸的左右两侧分别封闭了两部分气体A、B,活塞可自由移动两侧的横截面积SvSvSB,两活塞间的 C C 部分可通过阀门 K K 实现与外界的连通或断开开始时两边气体温度相同，活塞处 于平衡状态.现使两边气体缓慢升高相同的温度，重新平衡后两边气体压强的增量分别为PA和厶PB.下列判断正确的是：（）A A 若C部分是真空，则在温度升高的过程中活塞始终不动B.B. 若 C C 部分是真空，则最终平衡时厶PA=A PBC.C. 若

18、C C 部分与外界大气连通，则活塞向右移D.D.若 C C 部分与外界大气连通，则最终平衡时厶PAPB【答案】ADAD【解析】若 C C 部分是真空，活塞 A A、B B 及细杆这个整体的平衡条件为：PASA-PBSB=0,则：P=SB,P假设活塞不动，则：两部分的气体都做等容变化，由于-=C，所以若两部分气体的温度变-8 -T化是相同的，则始终满足：旦=鱼,-2pA=SB故 A A 正确，B B 错误；若 C C 部分与外界大气PBSA包P SA连通，则：POSA-PAS+PBSB-POSB=0,则：PBSAPA$=R (SB-SA)0 0;现使两边气体缓慢升高相同的温度，假设活塞不动，则：

19、两部分的气体都做等容变化，由于匚=C，所以若两部分气体的温度变化是相同的，则：TFBSB- PASA0 0，所以活塞将向左运动.故 C C 错误；由 C C 的分析可知，若 C C 部分与外界大气连通，则：PBSB- PXSA=PO( SB-SA)0 0，使两边气体缓慢升高相同的温度，重新平衡后一定满足： RSB- PASA=0，由于 SBSA,所以：PAA PB.故 D D 正确.故选 ADAD【名师点睛】利用气态方程解题时要明确气体的状态，根据活塞处于平衡状态进行受力分析，根据力学知识求压强，并求出各个状态的温度、体积然后列气体状态方程即可。5.5.如图所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面

20、积为S=10=10-3mfmf,活塞的质量为m=2=2 kgkg,厚度不计。在AB两处设有限制装置，使活塞只能在AB之间运动，B下方汽缸的容积为1.01.0 X 1010- -M M , A A、B B 之间的容积为 2.02.0 XIO-4m m，外界大气压强po=1.0=1.0 X 10105PaPa。开始时活塞停在 B B 处，缸内气体的压强为0.90.9po,温度为 2727C，现缓慢加热缸内气体，直至327327C。求：(1) 活塞刚离开 B B 处时气体的温度t2；(2) 缸内气体最后的压强；5【答案】(1 1) 127127C(2 2)1.5 10 Pa(3 3)图线如图;-9

21、-【解析】（1 1活塞刚离幵 B B 处时，气体压强必=刊亠气体等容变亿0.97 P2273+专 一273+与代入数据，解出 Z2=127tZ2=127t（2 2）设活塞最终移动到 A A 处,理想气体状态方程:273+专273+右即09&_L代入数据，解出耳二0.9x600L2x3007J=L5xlO5因为 p p 疗刃，故活塞最终移动到 A A 处的假设成立。【名师点睛】本题的关键是分析清楚，各个变化过程中，哪些量不变，变化的是什么量，明确初末状态量的值，根据气体定律运算即可，难度不大，属于中档题。耳畠络裔皤题1.1.【20172017 新课标 I卷】（1010 分）如图，容积均为

22、V的汽缸A B下端有细管（容积可忽略） 连通，阀门 K K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门 K Ki、K Ks；B中有一可自由滑动的活塞 （质 量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭 K K2、K Ks,通过 K K 给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压po的 3 3 倍后关闭 冷。已知室温为 2727 C,汽缸导热。-10 -(i i )打开 K K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(iiii )接着打开求稳定时活塞的位置；(iiiiii )再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高2020 C,求此时活塞下方气体的压强。【答案】(i i )V/2/2 2 2p

23、o(i i i i ) 顶部(i i i i i i )1.61.6p。【解析】( (i设打幵覘后，稳定时活塞上方气体的压强为PI,体积为旳依题意,被活塞分幵的两部分 气体都经历等温过程由玻青耳定律得(3 胡询 2D联立式得V%P (iiii )打开 K K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为 匕(W)时，活塞下气体压强为P2,由玻意耳定律得(3po)V二P2V2由式得由式知，打开 K K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p = po2(iii)设加热后活塞下方气体的压强为皿气体温度从71=300 K 升高 iU ZW20K 的等容过程中由查理定 律得肛二匹

24、将有关数据弋入式得J73=1.6pt)【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个 过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。2.2.【20172017 新课标川卷】 (1010 分)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a a)所示，玻璃泡MP3VP0V2-11 -的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K和&。K长为I,顶端封闭，K2上端与待测气体连通；-12 -M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R,直到K2中水银面与K顶端等高，此时水银已进入K，且Ki中水银面比顶端低h,如图（b b）所示。设 测量过程中温度、 与Kz

25、相通的待测气体的压强均保持不变。 已知K和K2的内径均为d, M的容 积为V）,水银的密度为 p，重力加速度大小为g。求：与持測代体连通写将針体连淤图（i i ）待测气体的压强;（iiii ）该仪器能够测量的最大压强。皓案】（ ）unnh）ngd2l24V0【解析】（i i ）水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的 体积为V,压强等于待测气体的压强p。提升R,直到屜中水银面与K顶端等高时，K中的水 银面比顶端低h;设此时封闭气体的压强为pi,体积为Vi,则d2|V =VJd-L4nd2h4由力学平衡条整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pV二pV联立式得ngd2h2

26、4V0nd2(l -h)-13 -(ii)(ii)由题意知比幻联立式有疋畔该仪器能够测量的最大压强为二第【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用，解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象， 并能找到气体在不同状态下的状态参量，然后列方程求解。3.3.【20162016 上海卷】(1010 分)如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分 隔为上下两部分A和B,上下两部分气体初始温度相等，且体积 VVVB。AIi(1 1)若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动?某同学解答如下：亠、U VAT设两部分气体压强不变，由-一，二VV，所以水银柱将向下移动。飞T2T上述解答是否正

27、确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。(2 2)在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为PA和PB,分析并比较二者的大小关系。【答案】(1 1)不正确 水银柱向上移动(2 2)ApA=ApB【解析】(1 1 )不正确。水银柱移动的原因是升温后，由于压强变化造成受力平衡被破坏，因此应该假设气体体积不 变，由压强变化判断移动方向。正确解法：设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得P _ PT TAT因为AT 0,pA pB,可知ApA: 0B,所示水银柱向上移动。(2 2) 升温前有PB= =PA+ +Ph(Ph为汞柱压强)-14 -升温后同样有PB=PA+ +Ph两式相减可得ApA=ApB【方法技巧】通过查理定律计算分析水银柱的移动方向；建立升温前后A、B气体压强关系,两式相减就可以计算出两部分气体的压强变化关