2023版高考物理一轮复习第14章热学第2讲固体、液体与气体课后限时训练新人教版选修3-3

PAGEPAGE2固体、液体与气体一、选择题(此题共8小题，1～3题为单项选择，4～8题为多项选择)1．以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51343390)(D)A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体B．同一种物质只能形成一种晶体C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的D．玻璃没有确定的熔点，也没有规那么的几何形状[解析]黄金是多晶体，选项A错误。同种物质可以形成多种晶体，例如金刚石和石墨就是两种由同种元素形成的不同种晶体，选项B错误。单晶体在某些物理性质上表现出各向异性，但并不是在所有物理性质上都表现出各向异性，选项C错误。玻璃是非晶体，没有固定的熔点，也没有规那么的几何形状，选项D正确。2．以下关于湿度的说法中正确的选项是eq\x(导学号51343391)(D)A．绝对湿度大，相对湿度一定大B．相对湿度是100%，说明在当时温度下，空气中水蒸气还没到达饱和状态C．相同温度下绝对湿度越小，说明空气中水蒸气越接近饱和D．露水总是出现在夜间和清晨，是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故[解析]绝对湿度大，相对湿度不一定大，A错误；相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和汽压之比，相对湿度是100%，说明在当时温度下，空气中水蒸气已达饱和状态，B错误；相同温度下绝对湿度越大，说明空气中水蒸气越接近饱和，C错误；露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故，故D正确。3．一定质量的某种气体，其压强为p，热力学温度为T，以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51343392)(C)A．p增大时，单位体积内气体分子数一定增大B．T减小时，单位体积内气体分子数一定增大C．p/T的比值增大时，单位体积内气体分子数一定增大D．p/T的比值增大时，单位体积内气体分子数可能增大，也可能减小[解析]从微观角度分析，压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能决定，p增大，单位体积内的分子数不一定增大，选项A错误；单位体积内的分子数n0＝eq\f(N,V)，选项B错误；对于一定质量的理想气体，eq\f(pV,T)＝C，eq\f(p,T)＝eq\f(C,V)，所以p/T的比值增大时，体积减小，那么单位体积内的分子数增大，选项C正确，D错误。4．(2022·吉林省重点中学第二次模拟考试)以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343393)(CDE)A．空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是自发的B．单晶体和多晶体一定有确定的熔点，都是各向异性的C．知道水的摩尔质量和水分子质量，可以计算出阿伏加德罗常数D．液体外表存在张力是由于液体外表层分子间距离大于液体内局部子间的距离E．影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距[解析]空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是通过压缩机进行的，不是自发的，选项A错误；单晶体和多晶体一定有确定的熔点，单晶体是各向异性的，多晶体是各向同性的，选项B错误；知道水的摩尔质量M和水分子质量m，可以计算出阿伏加德罗常数NA＝M/m，选项C正确；液体外表存在张力是由于液体外表层分子间距离大于液体内局部子间的距离，分子力表现为吸引力，选项D正确；影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，即相对湿度，选项E正确。5．以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343394)(BCE)A．气体扩散现象说明气体分子间存在斥力B．液晶具有流动性，光学性质表现为各向异性C．热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体D．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能E．液体外表层分子间距离大于液体内局部子间距离，所以液体外表存在外表张力[解析]扩散现象说明分子在做无规那么运动，不能说明分子间存在斥力，故A错误；液晶是兼有晶体与液体的局部性质的特殊物质，它具有流动性，光学性质表现为各向异性，故B正确；热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故C正确；根据能量转化的方向可知，机械能可能全部转化为内能，故D错误；液体外表层分子间距离大于液体内局部子间距离，分子之间的作用力表现为引力，所以液体外表存在外表张力，故E正确。6．(2022·安徽皖南八校第二次联考)以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343395)(ACD)A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢B．分子间同时存在着引力和斥力，当引力和斥力相等时，分子势能最大C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征D．液体中悬浮微粒的无规那么运动称为布朗运动，布朗运动反映了分子的热运动E．液体外表张力的方向与液面垂直并指向液体内部[解析]空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A正确；分子间同时存在着引力和斥力，当引力和斥力相等时，分子势能最小，B错误；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故C正确；液体中悬浮微粒的无规那么运动称为布朗运动，布朗运动反映了分子的热运动，故D正确；由于液体外表层分子间距离大于液体内局部子间距离，分子间表现为引力，液体外表存在张力，张力方向平行于液体外表，而非与液面垂直，故E错误。7．以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51343396)(BCD)A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大D．一定温度下，饱和汽的压强是一定的E．由于液体外表分子间距离大于液体内局部子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体外表具有收缩的趋势[解析]摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比是气体分子占据的空间，气体分子间的空隙很大，所以气体分子占据的空间不等于气体分子的体积，故A错误；悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消得越少，撞击越不平衡，那么布朗运动就越明显，故B正确；一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大，故C正确；当温度不变时，饱和汽的压强也是固定的，故D正确；分子间的引力和斥力是同时存在的，有引力的同时也一定有斥力，故E错误。8．以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343397)(ACD)A．液体外表存在张力是因为液体外表层分子间的距离大于液体内局部子间的距离B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同C．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁也有压强D．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化E．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力[解析]液体外表层的分子间距离比内局部子间的平衡距离大，分子间的引力比斥力大，合力表现为引力，导致液体的外表存在张力，选项A正确；由于不考虑分子间作用力，氢气和氧气只有分子动能，温度相同，它们的平均动能相同，但氧分子和氢分子质量不同，故平均速率不相同，选项B错误；气体的压强是由大量的分子对容器壁的碰撞引起的，在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁也有压强，选项C正确；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，选项D正确；气体分子间的作用力很小，可以忽略不计，气体分子不停地做无规那么运动，使气体分子可以充满整个容器，如果没有约束，气体将散开，故E错误。二、非选择题9．(2022·山东理综)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：eq\x(导学号51343398)(1)当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；(2)当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。[答案](1)1.01p0(2)0.02p0S[解析](1)气体进行等容变化，开始时，压强p0，温度T0＝300K；当温度上升到303K且尚未放气时，压强为p1，温度T1＝303K；根据eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)可得：p1＝eq\f(T1,T0)p0＝eq\f(300,303)p0＝1.01p0(2)当内部气体温度恢复到300K时，由等容变化方程可得：eq\f(p0,T1)＝eq\f(p2,T0)，解得p2＝eq\f(T0,T1)p0＝eq\f(300,303)p0＝eq\f(p0,1.01)当杯盖恰被顶起时有：p1S＝mg＋p0S假设将杯盖提起时所需的最小力满足：Fmin＋p2S＝p0S＋mg，解得：Fmin≈0.02p0S10．(2022·新课标全国卷Ⅱ)如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm。现将开关K翻开，从U形管中放出局部水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭。大气压强p0＝75.0cmHg。eq\x(导学号51343399)(1)求放出局部水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面到达同一高度，求注入的水银在管内的长度。[答案](1)12.0cm(2)13.2cm[解析](1)以cmHg为压强单位，设A侧空气长度l＝10.0cm时压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律得pl＝p1l1由力学平衡条件得：p＝p0＋h，翻开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱的长度增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小；直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止，由力学平衡条件有p1＝p0－h1，代入数据得l1＝12.0cm。(2)当A、B两侧水银面到达同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。由玻意耳定律得：pl＝p2l由力学平衡条件可知：p2＝p0，代入数据得：l2＝10.4cm，设注入的水银柱在管内的长度为Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1＝13.2cm。11．(2022·新课标全国卷Ⅰ)如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。大活塞的质量为m1＝2.50kg，横截面积为S1＝80.0cm2；小活塞的质量为m2＝1.50kg，横截面积为S2＝40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105Pa，温度为T＝303K。初始时大活塞与大圆筒底部相距eq\f(l,2)，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K。现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2。求eq\x(导学号51343400)(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气到达热平衡时，缸内封闭气体的压强。[答案](1)330K(2)1.01×105Pa[解析](1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2。由题给条件V1＝S2(l－eq\f(l,2))＋S1(eq\f(l,2))①V2＝S2l在活塞缓慢下移的过程