2024高考物理一轮复习核心素养测评三十七固体液体与气体含解析

PAGE11-固体、液体与气体(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分)1.(多选)下列说法中正确的是 ()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，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.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流淌性，又具有光学各向异性【解析】选B、D。气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数的商是每个分子所占的体积，而气体分子所占的体积远大于每个分子的体积，选项A错误；悬浮在液体中的固体微粒越小，在液体分子撞击下的运动越明显，选项B正确；分子之间既有引力又有斥力，液面分子间距离较大，使得引力大于斥力，总体表现为引力，所以液体表面有收缩趋势，选项C错误；液晶既具有液体的流淌性，又具有光学各向异性，选项D正确。2.(多选)关于液体的表面张力，下列说法正确的是 ()A.液体与大气相接触的表面层内，分子间的作用表现为相互吸引B.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部C.布雨伞能够遮雨，其缘由之一是液体表面存在张力D.荷叶上的露珠呈球形的主要缘由是液体的表面张力E.露珠由空气中的水蒸气凝聚而成，凝聚过程中分子间的引力、斥力都减小【解析】选A、C、D。液体与大气相接触，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，选项A正确；表面张力产生在液体表面层，它的方向与液体表面相切，而非与液面垂直，选项B错误；布雨伞能够遮雨，其缘由之一是液体表面存在张力，选项C正确；荷叶上的露珠呈球形的主要缘由是液体的表面张力，选项D正确；依据分子力的特点可知，空气中的水蒸气凝聚而形成露珠的过程中分子之间的距离减小，则此过程中分子间引力、斥力都增大，选项E错误。3.(多选)下列说法正确的是 ()A.只要减弱气体分子热运动的猛烈程度，气体的温度就可以降低B.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也肯定减小C.同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不行能以晶体和非晶体两种不同的形态出现D.在温度不变的状况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变E.温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同【解析】选A、D、E。温度是分子热运动的标记，则只要减弱气体分子热运动的猛烈程度，气体的温度就可以降低，选项A正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小；若分子力表现为引力，则随分子间距离增大，分子力做负功，分子势能也增大；若分子力表现为斥力，则随分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，选项B错误；同种物质可能是晶体，也可能是非晶体，故C错误；饱和汽压仅与温度有关，在温度不变的状况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变，故D正确；温度是分子热运动的平均动能的标记，则温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项E正确。4.(多选)(2024·岳阳模拟)下列关于热现象的叙述，正确的是 ()A.液晶与多晶体一样具有各向同性B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下水的饱和汽压C.雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力D.肯定质量的某种志向气体的内能与温度、体积都有关E.当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小【解析】选B、C、E。液晶的某些性质具有各向异性，故A错误；依据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下水的饱和汽压，故B正确；由于液体表面存在张力，故雨水不能透过布雨伞，故C正确；志向气体的分子势能不计，只与温度有关，与体积无关，故D错误；当r>r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，则分子势能增大，当r<r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，则分子势能增大，所以当r=r0时，分子势能最小，故E正确。5.(2024·海口模拟)不同条件下志向气体的密度ρ随压强p变更的下列五种图线中，属等温变更的是 ()【解析】选A。志向气体做等温变更，由玻意耳定律pV=C推断出p∝1V。依据ρ=MV得到ρ∝1V，故ρ∝p，即ρ=kp，6.(多选)运用分子动理论的相关学问，推断下列说法正确的是 ()A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内分子数有关B.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA=VC.阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动不是布朗运动D.生产半导体器件时须要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成E.降低气体的温度，气体分子热运动的猛烈程度就可减弱【解析】选C、D、E。气体分子单位时间与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，选项A错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，选项B错误；布朗运动的微粒特别小，肉眼是看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动是机械运动，不是布朗运动，选项C正确；扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时须要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项D正确；依据温度是分子平均动能的标记可知，降低气体的温度，气体分子热运动的猛烈程度就可减弱，选项E正确。7.(多选)(2024·十堰模拟)热学中有许多图象，对图中肯定质量的志向气体图象的分析，正确的是 ()A.甲图中志向气体的体积肯定不变B.乙图中志向气体的温度肯定不变C.丙图中志向气体的压强肯定不变D.丁图中志向气体从P到Q，可能经过了温度先降低后上升的过程E.戊图中实线对应的气体温度肯定高于虚线对应的气体温度【解析】选A、C、E。由志向气体状态方程pVT=C可知，选项A、C正确；若温度不变，p-V图象应当是双曲线的一支，题图乙不肯定是双曲线的一支，选项B错误；题图丁中志向气体从P到Q，经过了温度先上升后降低的过程，选项D错误；温度上升平均动能增大，平均速率增大，所以题图戊实线对应的气体温度肯定高于虚线对应的气体温度，选项E8.(多选)(2024·开封模拟)封闭在汽缸内肯定质量的气体，假如保持气体体积不变，当温度上升时，下列说法正确的是 ()A.气体的密度变大B.气体的压强增大C.分子的平均动能减小D.气体在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多E.气体内能增加【解析】选B、D、E。气体的质量和体积都不发生变更，故密度不变，A项错；温度是分子平均动能的标记，温度上升分子平均动能增大，C项错；分子数不变，体积不变，但分子运动的猛烈程度加剧了，所以单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多，气体压强增大，故B、D正确；温度上升，气体内能增加，故E正确。【加固训练】(多选)如图所示是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和汽压的学问推断下列说法正确的是 ()A.水的饱和汽压随温度的变更而变更，温度上升，饱和汽压增大B.在肯定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的C.当液体处于饱和汽状态时，液体会停止蒸发D.在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压【解析】选A、B。当液体处于饱和汽状态时，液体与气体达到了一种动态平衡，液体蒸发觉象不会停止，选项C错误；在实际问题中，水面上方含有水分子、空气中的其他分子，但我们所探讨的饱和汽压只是水蒸气的分气压，选项D错误。9.(多选)(2024·南昌模拟)对于肯定质量的志向气体，下列论述正确的是()A.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强肯定增大B.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数肯定增加D.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同确定【解析】选A、C、E。单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强肯定增大，故选项A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数肯定增加，故选项C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同确定，选项E正确。二、试验题(16分)10.如图所示为“探讨肯定质量气体在压强不变的条件下，体积变更与温度变更关系”的试验装置示意图。粗细匀称的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，肯定质量的气体被封闭于烧瓶内。起先时B、C内的水银面等高。(1)若气体温度上升，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管_________(选填“向上”或“向下”)移动，直至______。

(2)试验中多次变更气体温度，用Δt表示气体上升的温度，用Δh表示B管内水银面高度的变更量。依据测量数据作出的图线是图中的 ()【解析】(1)气体温度上升，封闭气体压强变大，为使封闭气体压强不变，应将C管向下移动，直至B、C两管内水银面等高。(2)由于气体压强不变，则VT故有SΔhΔt答案：(1)向下B、C两管内水银面等高(2)A11.(8分)如图所示，粗细匀称的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm，气体温度为27℃。将左管竖直插入水银槽中，整个过程温度不变，稳定后右管内水银面和中管内水银面出现4cm的高度差。已知大气压强p0=76cmHg，气体可视为志向气体。(1)求左管A端插入水银槽的深度d；(2)为使右管内水银面和中管内水银面再次相平，需使气体温度降为多少摄氏度？【解析】(1)插入水银槽后封闭气体发生等温变更，由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S插入水银槽后封闭气体的长度为L2=p1L1由题意知，中管水银面下降2cm，左管下端水银进入管中的长度为40cm+2cm-38cm=4cm，管外水银面比管内高4cm，故左管A端插入水银槽的深度为：d=4cm+4cm=8cm。(2)由志向气体状态方程得：p2L当右管内水银面和中管内水银面再次相平常，封闭气柱的长度为：L3=L2-4cm-2cm=32cm，压强p3=p0=76cmHg则气体温度降为：T3=p3L3即t3=T3-273℃=-33℃。答案：(1)8cm(2)-33℃【加固训练】(2024·烟台模拟)有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃瓶A内封有肯定量气体，与瓶A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映瓶内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度干脆读出。设B管的体积与A瓶的体积相比可略去不计。(1)B管刻度线是在1个标准大气压下制作的(1个标准大气压相当于76cm水银柱的压强)。已知当温度t=27℃时的刻度线在x=16cm处，问t=0℃的刻度线在x为多少厘米处？(2)若大气压已变为相当于75cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少？【解析】(1)p1=76cmHg-16cmHg=60cmHg，T1=(273+27)K=300K，T2=(273+0)K=273K，气体发生等容变更，由查理定律可得：p1T1=p2T解得：p2=54.6cmHg，则x=76cm-54.6cm=21.4cm。(2)此时A瓶内气体压强为：p3=75cmHg-16cmHg=59cmHg，气体发生等容变更，由查理定律：p1T1=p3解得：T3=295K，t3=22℃。答案：(1)21.4厘米处(2)22℃12.(10分)(2024·贵阳模拟)为了保证车内人员的平安,一般小汽车都安装了平安气囊,利用NaN3爆炸产生的氮气充入气囊,当小汽车发生肯定的碰撞时,NaN3爆炸产生的氮气充溢平安气囊,充溢后气囊体积变更很小。已知气囊容积为V=56L,囊中氮气密度为ρ=2.5kg/m3,氮气的摩尔质量为M0=0.028kg/mol,阿伏加徳罗常数为:NA=6.02×1023mol-1,标准状态下气体的摩尔体积为Vm=22.4L/mol。(1)求气囊中氮气的分子数;(2)当温度为27℃时,囊中氮气的压强多大?【解析】(1)氮气的物质的量:n=ρVM0=5mol则氮气的分子数:N=nNA=3.01×1024。(2)标准状态下:p0=1atm,V0=22.4×5L=112L,T0=273K,27℃时:V=56L,T=300K,由志向气体状态方程:p0V0解得:p=2.2atm。答案:(1)3.01×1024(2)2.2atm【加固训练】如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有肯定质量的空气(可视为志向气体)，气柱长L=20cm。活塞A上方的水银深H=15cm，两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的13被推入细筒中，求活塞B上移的距离