2024高考物理一轮复习热学第2讲气体固体与液体课时作业含解析

PAGE6-第2讲气体、固体与液体1．(2024·山东济南针对性训练)(多选)下列说法中正确的有()A．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力B．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C．空载的卡车停在水平地面上，在缓慢装载沙子的过程中，车胎不漏气，胎内气体可视为志向气体，温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外放热D．汽车尾气中含有多种有害气体污染空气，可以想方法使它们自发分别，既清洁了空气又变废为宝E．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，在空中做无规则运动，它是空气中分子无规则热运动的反映BCE[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，B项正确；在卡车装沙子过程中，车胎内气体体积减小，外界对气体做功，但气体温度不变即内能不变，由热力学第肯定律可知，气体向外放热，C项正确；PM2.5的无规则运动属于布朗运动，它反映了空气中分子的无规则运动，E项正确，用气筒给自行车打气，越打越费劲是因为车胎内气体的压强在变大，但车胎内气体分子间距离依旧很大，远远超过分子间作用力的范围，A项错误；使尾气成分分别须要消耗能量，不行能自发分别，D项错误。]2．(2024·山东聊城模拟)(多选)对于肯定质量的志向气体，下列论述中正确的是()A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强肯定变大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ACE[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A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体分子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数肯定增加，故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，E正确。]3．(多选)如图所示，肯定质量的志向气体，沿状态A、B、C变更，下列说法中正确的是()A．沿A→B→C变更，气体温度不变B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低D．从A→B，气体压强减小，温度上升E．从B→C，气体密度减小，温度降低BDE[由志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝常数可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小，选项B、D、E正确，选项A错误。]4．(多选)下列说法正确的是()A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B．萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象D．液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大E．液晶像液体一样具有流淌性，而其光学性质与某些晶体相像，具有各向同性BCD[液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故A错误；80℃时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变：则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以肯定是分子势能减小，故B正确；由毛细现象的定义可知，C正确；液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体表面层分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，故D正确；液晶像液体一样具有流淌性，而其光学性质与某些晶体相像，具有各向异性，E错误。]5.(2024·山东泰安一模)(多选)封闭在汽缸内肯定质量的志向气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同始终线上。则()A．由状态A变到状态B过程中，气体汲取热量B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界汲取热量，内能增加C．C状态气体的压强小于D状态气体的压强D．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少E．D状态与A状态，相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等ADE[由状态A变到状态B为等容变更，W＝0，温度上升，ΔU>0，依据热力学第肯定律ΔU＝W＋Q，气体汲取热量Q>0，气体吸热，A正确；由状态B变到状态C过程中，内能不变，B错；C状态气体的压强大于D状态气体的压强，C错；D状态与A状态压强相等，D状态体积大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，D、E正确。]6．某容积为20L的氧气瓶装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1atm，问能分装多少瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)解析：设最多能分装n个小钢瓶，并选取氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为探讨对象。因为分装过程中温度不变，故遵循玻意耳定律。分装前整体的状态：p1＝30atm，V1＝20L；p2＝1atm，V2＝5nL分装后整体的状态：p1′＝5atm，V1＝20L；p2′＝5atm，V2＝5nL依据玻意耳定律，有p1V1＋p2V2＝p1′V1＋p2′V2代入数据解得n＝25(瓶)。答案：257．一个篮球的容积是2.5L，用打气筒给篮球打气时，每次把105Pa的空气打进去125cm3。假如在打气前篮球内的空气压强也是105Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少？(设打气过程中气体温度不变)解析：令V2为篮球的容积，V1为30次所充空气的体积及篮球的容积之和，则V1＝V2＋nΔV＝2.5L＋30×0.125L＝6.25L由于整个过程中空气质量不变、温度不变，可用玻意耳定律求解，即有p1V1＝p2V2解得p2＝eq\f(p1V1,V2)＝eq\f(105×6.25,2.5)Pa＝2.5×105Pa。答案：2.5×105Pa8.(2024·江西重点中学盟校联考)为了更便利监控高温锅炉外壁的温度变更，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量为m＝1kg且不计厚度的活塞封闭肯定质量的志向气体，活塞横截面积为S＝1cm2。当汽缸内温度为300K时，活塞与汽缸底间距为L，活塞上部距活塞L处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时，警报器报警。已知室外大气压强p0＝1.0×105Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽视，g＝10m/s2。求：(1)当活塞刚刚遇到重物时，锅炉外壁温度；(2)若锅炉外壁的平安温度为900K，那么重物的质量应是多少？解析：本题考查气体试验定律与力学的结合。(1)活塞上升过程为等压变更，则由盖­吕萨克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，其中V1＝SL，T2＝300K，V2＝2SL，解得T2＝600K；(2)活塞遇到重物后到绳的拉力为零是等容过程，设重物质量为M，则活塞与重物接触但无作用力时，有p2S＝p0S＋mg，绳中拉力刚减为零时，有p3S＝p0S＋(m＋M)g，由查理定律得eq\f(p2,T2)＝eq\f(p3,T3)，T3＝900K，可得M＝1kg。答案：(1)600K(2)1kg9．(2024·海南单科·15)(多选)肯定量的志向气体从状态M可以经验过程1或者过程2到状态N，其pV图象如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经验等容变更再经验等压变更。对于这两个过程，下列说法正确的是()A．气体经验过程1，其温度降低B．气体经验过程1，其内能减小C．气体在过程2中始终对外放热D．气体在过程2中始终对外做功E．气体经验过程1的内能变更量与经验过程2的相同ABE[气体经验过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，故选项A、B正确；气体在过程2中，依据志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝C。则起先时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度上升，吸热，故选项C、D错误；无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能变更量相同，故选项E正确。]10．(2024·西南名校联考)如图所示为某校同学设计的导热气缸温度计，将水平放置的气缸沿水平方向把缸内体积均分为20份，并在C、D两处设有限位装置，使活塞只能在C、D之间移动。气缸内壁光滑，限位装置和活塞的厚度不计，活塞左侧气缸内封闭着肯定质量的志向气体，活塞处在图示位置时，环境温度为330K。(1)求活塞移动到刻度线16时，缸内气体的温度；(2)求此温度计可测量的温度范围，并填写下列表格中各刻度线对应的温度值。刻度线81012141618热力学温度/K解析：(1)设单位刻度的体积为V0，因为m、p肯定，有V11＝11V0，T11＝330KV16＝16V0由盖­吕萨克定律得eq\f(11V0,T11)＝eq\f(16V0,T16)解得T16＝480K(2)同理由盖­吕萨克定律得eq\f(11V0,T11)＝eq\f(8V0,T8)解得T8＝240K由盖­吕萨克定律得eq\f(11V0,T11)＝eq\f(18V0,T18)解得T18＝540K各刻度线对应的温度值如下表：刻度线81012141618热力学温度/K240300360420480540答案：(1)480K(2)240K～540K如解析表所示11.[2024·全国丙卷·33(2)]一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。(已知玻璃管的横截面积到处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0cmHg。环境温度不变。)解析：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l