【物理】2020届一轮复习人教版固体、液体和气体作业（江苏专用）

【物理】2020届一轮复习人教版固体、液体和气体作业（江苏专用）

课时跟踪检测（四十一） 固体、液体和气体 对点训练：固体、液体的性质 ‎1．(2019·如东中学月考)下列说法中正确的是(　　)‎ A．晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性 B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 C．液晶是液体与晶体的混合物 D．要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水是浸润的布料；布料经纬线间空隙很小，水珠落在伞面上由于表面张力的作用，不能透过空隙 解析：选B　只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A错误；内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关，内能不同，温度可能相同，则分子热运动的平均动能可能相同，故B正确；液晶是化合物，像液体一样具有流动性，又具有光学性质的各向异性，故C错误；要增强雨伞的防水作用，伞面应选择对水不浸润的布料，布料经纬线间空隙很小，水珠落在伞面上由于表面张力的作用，不能透过空隙，故D错误。‎ ‎2．[多选](2019·海安中学月考)下列说法正确的是(　　)‎ A．所有晶体都有确定的熔点，导电、导热、透光等物理性质上一定表现出各向异性 B．半导体元件的制作可通过高温扩散的方法在单晶硅中掺入其他元素 C．当液晶处于电场中时，光学性质不会发生变化 D．露珠总是出现在夜间和清晨是由于气温降低使空气中的水蒸气达到饱和后液化造成的 解析：选BD　所有晶体都有确定的熔点，单晶体在导电、导热、透光等物理性质上一定表现出各向异性，多晶体在导电、导热、透光等物理性质上一定表现出各向同性，故A错误；半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素来制作元件，故B正确；液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，当液晶处于电场中时，光学性质会发生变化，故C错误；露珠都是水蒸气遇冷液化形成的，液化形成的露珠在阳光下又发生汽化而慢慢消失，故D正确。‎ ‎3．[多选](2019·苏州月考)下列说法正确的是(　　)‎ A．空气中PM2.5颗粒的无规则运动属于分子热运动 B．某物体温度升高，组成该物体的分子的平均动能一定增大 C．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D．空气相对湿度越大，则空气中水蒸气压强越接近饱和汽压 解析：‎ 选BD　PM2.5是微粒而不会是分子，不属于分子热运动，故A错误。温度是分子平均动能的标志，因此物体温度升高，组成该物体的分子的平均动能一定增大，故B正确。云母片表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，故C错误。根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饱和汽压，故D正确。‎ 对点训练：气体实验定律的应用 ‎4．(2019·连云港模拟)民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体(　　)‎ A．温度不变时，体积减小，压强增大 B．质量不变时，压强增大，体积减小 C．压强不变时，温度降低，体积减小 D．体积不变时，温度降低，压强减小 解析：选D　把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。故D正确。‎ ‎5.(2018·宿迁期末)释放的氢气球，在其缓慢上升过程中，体积会逐渐膨胀，达到极限体积时甚至会爆炸。假设在气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数________(选填“增加”“减少”或“不变”)，气体分子的平均动能__________ (选填“增大”“减小”或“不变”)，气体分子的速率分布情况最接近图中的________线(选填“A”“B”或“C”)。图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率。‎ 解析：因温度不变，则气体分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，分子密度变小，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数减小；因温度不变，气体分子的平均动能不变；在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率有的小于该数值，有的大于该数值，个别分子的速率会更大，分子速率更小的也比较少，故分子速率分布图像应为图线C。‎ 答案：减小　不变　C 对点训练：理想气体状态方程的应用 ‎6.如图所示，一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热汽缸中，活塞与汽缸壁无摩擦。当温度为T1时，气体压强为p1，体积为V1；若温度升高到T2，气体压强变为p2，气体的体积变为V2，则p2______p1，V2______V1(选填“＞”“＝”或“＜”)；若在活塞上放置一定质量的重物，稳定后气体的压强变为p3，温度变为T3，则p3______p1，T3_____T1(选填“＞”“＝”或“＜”)。‎ 解析：‎ 汽缸内气体压强等于大气压与活塞产生的压强之和，气体温度升高时，压强不变，即p1＝p2，由盖—吕萨克定律得：＝，温度升高时，气体体积增大，即V1T1。‎ 答案：＝　>　>　>‎ ‎7．(2019·涟水中学模拟)一密封的气象探测气球，在地面时充有压强为1.0×105 Pa、温度为27 ℃的氦气时，体积为4.0 m3，气球内氦气的密度为ρ＝1.0 kg/m3，摩尔质量为M＝4 g/mol。已知阿伏加德罗常数为NA＝6.0×1023 mol－1。在上升至海拔10.0 km高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小到此高度上的大气压4×104 Pa，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为－33 ℃。试求：‎ ‎(1)气球内氦气的分子数及在地面时气球内氦气分子间的平均距离(结果保留一位有效数字)；‎ ‎(2)氦气在停止加热前的体积；‎ ‎(3)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。‎ 解析：(1)气球内氦气的分子数 N＝NA＝NA＝6×1026个 一个分子占据的空间V1＝＝6.7×10－27 m3‎ 据立方体模型，分子间距离d＝≈2×10－9 m。‎ ‎(2)在气球上升至海拔10.0 km高空的过程中，气球内氦气经历等温过程，‎ 由玻意耳定律得p0V0＝p1V1，‎ 解得V1＝＝ m3＝10 m3。‎ ‎(3)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1＝300 K下降到与外界气体温度相同，即T2＝240 K。这一过程是等压过程，由盖—吕萨克定律得＝，‎ 代入数据得：V2＝8 m3。‎ 答案：(1)6×1026个　2×10－9 m　(2)10 m3　(3)8 m3‎ 对点训练：气体状态变化的图像问题 ‎8．[多选](2019·如东中学月考)如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线。下列说法正确的是(　　)‎ A．a点对应的气体状态其体积大于b点对应的气体体积 B．a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积 C．a点对应气体的分子密集程度大于b点的分子密集程度 D．a点气体分子的平均动能等于b点的分子的平均动能 解析：选BCD　由p＝T，pT图像斜率越大对应体积V越小，即a点对应气体的体积小于b点对应气体的体积，A错误，B正确；a点对应气体的体积小，且a点对应气体的压强大，则a点对应气体的分子密集程度大于b点的分子密集程度，故C正确；由题图可知，a点对应的气体温度等于b点对应的温度，故a点气体分子的平均动能等于b点的分子的平均动能，故D正确。‎ ‎9．[多选](2019·邗江中学模拟)如图所示为一定质量的理想气体沿着如图所示的方向发生状态变化的过程，则关于该过程中气体压强变化情况判断正确的是(　　)‎ A．从状态d到状态a，压强不变 B．从状态c到状态d，压强减小 C．从状态b到状态c，压强减小 D．从状态a到状态c，压强先减小后增大 解析：选BC　由理想气体状态方程：＝C可知：＝，则图像的斜率大小与压强大小成反比；由题图可知：对a、b、c、d四个状态，斜率ka＞kd＞kc＞kb，故压强：pa＜pd＜pc＜pb；从状态d到状态a，气体压强减小，故A错误；从状态c到状态d，气体压强减小，故B正确；从状态b到状态c，气体压强减小，故C正确；从状态a到状态c，压强先增大后减小，故D错误。‎ ‎10.一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的pV图像如图所示。已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下理想气体的摩尔体积都为22.4 L。若理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求：‎ ‎(1)该气体在状态B时的温度；‎ ‎(2)该气体在标准状态下的体积；‎ ‎(3)该气体的分子数(计算结果保留两位有效数字)。‎ 解析：(1)根据理想气体状态方程：＝，‎ 得TB＝ 代入数据得TB＝400 K(或t＝127 ℃)。‎ ‎(2)根据理想气体状态方程：＝，得V0＝ 代入数据得V0＝2.73 L。‎ ‎(3)该气体的分子数N＝NA 代入数据得N＝7.3×1022个。‎ 答案：(1)400 K(或127 ℃)　(2)2.73 L　(3)7.3×1022个 ‎11．(2019·泰州中学月考)如图所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为S＝1.0×10－3 m2，活塞的质量为m＝2 kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方汽缸的容积为1.0×10－3 m3，A、B之间的容积为2.0×10－4 m3，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa。开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27 ℃，现缓慢加热缸内气体，直至327 ℃。求：‎ ‎(1)活塞刚离开B处时气体的温度t2；‎ ‎(2)缸内气体最后的压强；‎ ‎(3)在图乙中画出整个过程中的pV图线。‎ 解析：(1)活塞刚离开B处时，气体压强 p2＝p0＋＝1.2×105 Pa 气体等容变化，由查理定律得＝ 代入数据，解得t2＝127 ℃。‎ ‎(2)设活塞最终移动到A处，‎ 由理想气体状态方程得：＝，‎ 即＝，‎ 代入数据，解出p3＝p0＝1.5p0＝1.5×105 Pa 因为p3＞p2，故活塞最终移动到A处的假设成立。‎ ‎(3)如图。‎ 答案：(1)127 ℃　(2)1.5×105 Pa　(3)见解析图 ‎12．(2019·如东中学月考)如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2V0。开始时活塞在A处，温度为87 ℃，大气压强为p0，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加砂，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低缸内气体的温度，直至－3 ℃。求：‎ ‎(1)活塞刚到达B处时的温度TB；‎ ‎(2)缸内气体最后的压强p；‎ ‎(3)在图乙中画出整个过程的pV图线。‎ 解析：(1)缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，这个过程是等压过程：‎ 根据盖—吕萨克定律：＝ 代入数据解得：TAB＝330 K，‎ 然后保持温度不变，在活塞上缓慢加砂，直至活塞刚好移动到B处，这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温度就为330 K。‎ ‎(2)保持温度不变，在活塞上缓慢加砂，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程：‎ 根据玻意耳定律有：p0×1.1V0＝p1×V0，‎ 解得p1＝1.1p0，‎ 再接下是等容过程，根据查理定律有：＝，‎ 解得p＝0.9p0。‎ ‎(3)整个过程的pV图线，如图所示。‎ 答案：(1)330 K　(2)0.9p0　(3)见解析图