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專題48 固體 液體 氣體實驗定律（測） 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。） 1．下列說法中正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體 B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 【答案】BCD 【名師點睛】解答該題要熟練的掌握晶體和非晶體的特性，對于晶體有一下特點：晶體有整齊規(guī)則的幾何外形；晶體有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變；晶體有各向異性的特點．非晶體是指組成物質(zhì)的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體．它沒有一定規(guī)則的外形，如玻璃、松香、石蠟等．它的物理性質(zhì)在各個方向上是相同的，叫“各項同性”．它沒有固定的熔點． 2．下列說法中正確的是（填正確答案標(biāo)號（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．布朗運(yùn)動并不是液體分子的運(yùn)動，但它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 B．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 C．液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點 D．當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時，分子間的距離越大，分子勢能越小 E．將大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，就變成非晶體 【答案】ABC 【名師點睛】該題考查了熱學(xué)部分的幾個基礎(chǔ)知識點；關(guān)鍵是掌握布朗運(yùn)動的現(xiàn)象和實質(zhì)；其次要會分析分子力隨距離的變化，以及分子力做功與分子勢能變化關(guān)系，這些是重點考察內(nèi)容。 3．如圖質(zhì)量為M的絕熱活塞把一定質(zhì)量的理想氣體密封在豎直放置的絕熱氣缸內(nèi)。活塞可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動?，F(xiàn)通過電熱絲對一理想氣體十分緩慢地加熱。設(shè)氣缸處在大氣中，大氣壓強(qiáng)恒定。經(jīng)過一段較長時間后，下列說法正確的是________（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．氣缸中氣體的壓強(qiáng)比加熱前要大 B．氣缸中氣體的壓強(qiáng)保持不變 C．氣缸中氣體的體積比加熱前要大 D．氣缸中氣體的內(nèi)能可能和加熱前一樣大 E．活塞在單位時間內(nèi)受氣缸中分子撞擊的次數(shù)比加熱前要少 【答案】BCE 【解析】氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)，則知加熱時封閉氣體的壓強(qiáng)保持不變．故A錯誤，B正確；封閉氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋?呂薩克定律知，溫度上升時，氣體的體積增大，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加．故D錯誤；溫度升高，分子的平均動能增大，體積增大，單位時間氣體分子數(shù)減少，由于氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)壓強(qiáng)的微觀含義知活塞在單位時間內(nèi)受氣缸中分子撞擊的次數(shù)比加熱前減少，故E正確． 【名師點睛】氣體加熱時，封閉氣體發(fā)生等壓變化，可根據(jù)蓋?呂薩克定律列式知溫度上升，氣體發(fā)生等壓變化，可根據(jù)熱力學(xué)第一定律求內(nèi)能的變化量．由壓強(qiáng)的決定因素：分子平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)分析單位時間內(nèi)分子撞擊氣缸的次數(shù)。 4．下列說法正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積 B．在一定溫度下，懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動就越明顯 C．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變時，氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少 D．一定溫度下，水的飽和汽的壓強(qiáng)是一定的 E．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力，所以液體表面具有收縮的趨勢 【答案】BCD 【名師點睛】氣體分子間距較大，無法根據(jù)阿伏加德常數(shù)求解分子的體積；布朗運(yùn)動取決于溫度和固體顆粒的大?。幌嗤瑴囟认?，水的飽和汽的壓強(qiáng)是一定的；液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間的引力大于斥力，合力為引力；從而呈收縮趨勢。 5．下列說法正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．液體表面存在張力是因為液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 B．溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同 C．在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁也有壓強(qiáng) D．晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 E．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力的緣故 【答案】ACD 【解析】液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力，A正確；溫度相同的所有物體，其分子平均動能都相同，但由于分子質(zhì)量不同，故平均速率不相同；故B錯誤；壓強(qiáng)是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動撞擊器壁產(chǎn)生的；故在失重狀態(tài)下容器內(nèi)的氣體對器壁也有壓強(qiáng)；故C正確；晶體和非晶體在于內(nèi)部分子排列，在一定的條件下，改變分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化；故D正確；氣體失去容器的約束就會散開，這是因為分子都在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動．且分子間相互作用力非常小，從而相對各分子是自由的，從而不受相互間的約束；不是因為斥力的原因；故E錯誤。 【名師點睛】本題考查晶體和非晶體的性質(zhì)、溫度是分子平均動能的標(biāo)志、壓強(qiáng)是由于分子頻敏撞擊器壁而產(chǎn)生的等；要注意準(zhǔn)確掌握相關(guān)規(guī)律，并能應(yīng)用相關(guān)物理規(guī)律分析相關(guān)現(xiàn)象。 6．下列關(guān)于分子運(yùn)動和熱現(xiàn)象的說法正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故 B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加 C．對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強(qiáng)必然增大 E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動動能和分子之間勢能的總和 【答案】BCE 【解析】氣體分子是無規(guī)則的運(yùn)動的，故失去容器后就會散開，A錯誤；一定量的水變成的水蒸汽，因溫度不變，平均動能不變，而內(nèi)能增加，所以其分子之間的勢能增加，B正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知如果壓強(qiáng)不變，體積增大，溫度升高，那么它一定從外界吸熱，C正確；若氣體的體積增大，分子密度減小，壓強(qiáng)可能減小，D錯誤；內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動動能和分子之間勢能的總和，E正確。 【名師點睛】本題考查的知識點較多，有分子動理論，溫度是平均動能的標(biāo)志，理想氣體狀態(tài)方程和壓強(qiáng)的微觀意義。 7．下列說法中正確是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．物體中分子熱運(yùn)動動能的總和等于物體的內(nèi)能 B．橡膠無固定熔點，是非晶體 C．飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無關(guān) D．熱機(jī)的效率總小于1 E．對于同一種氣體，溫度越高，分子平均動能越大 【答案】BDE 【名師點睛】本題考查分子運(yùn)動論、內(nèi)能及晶體的性質(zhì)、熱力學(xué)第二定律、溫度的微觀意義等，要注意明確內(nèi)能包括分子動能和分子勢能；而溫度是分子平均動能的標(biāo)志。 8．如圖所示，密閉容器內(nèi)的氫氣溫度與外界空氣的溫度相同，現(xiàn)對該容器緩慢加熱，當(dāng)容器內(nèi)的氫氣溫度高于外界空氣的溫度時，則 （填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．氫分子的平均動能增大 B．氫分子的勢能增大 C．容器內(nèi)氫氣的內(nèi)能增大 D．容器內(nèi)氫氣的內(nèi)能可能不變 E．容器內(nèi)氫氣的壓強(qiáng)增大 【答案】ACE 【名師點睛】該題考查物體的內(nèi)能與理想氣體的狀態(tài)方程，要明確氣體的內(nèi)能僅僅與氣體的溫度有關(guān)．基礎(chǔ)題目．溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，氣體的內(nèi)能僅僅與分子動能有關(guān)，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程方向氣體的狀態(tài)參量的變化． 9．以下說法正確的有（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．布朗運(yùn)動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動 B．液晶的光學(xué)性質(zhì)會隨溫度、外加電壓等外界因素的變化而變化 C．第二類永動機(jī)不可能制成，是因為違反了能量守恒定律 D．已知阿伏伽德羅常數(shù)，某氣體的摩爾質(zhì)量，就可以計算出該氣體的分子質(zhì)量 E．雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力 【答案】BDE 【解析】A．布朗運(yùn)動是由于液體分子做無規(guī)則運(yùn)動時對固體小顆粒撞擊作用不平衡引起的，故布朗運(yùn)動證明了液體分子在不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，A錯誤；B．根據(jù)液晶的特點：液晶的光學(xué)性質(zhì)會隨溫度、外加電壓等外界因素的變化而變化，B正確；C．第二類永動機(jī)不可能制成，是因為違反了熱力學(xué)第二定律，第一類永動機(jī)不能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律，故C錯誤；D．一個分子質(zhì)量，即已知阿伏伽德羅常數(shù)，某氣體的摩爾質(zhì)量，就可以計算出該氣體的分子質(zhì)量，D正確;E．雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力,導(dǎo)致水被吸引,故E正確；故選BDE． 【名師點睛】有關(guān)微觀粒子的計算問題：①一個分子的質(zhì)量,此公式對于氣體、液體、固體均適用；②一個分子的體積，此公式的前提是分子之間沒有空隙,故只適用于液體和固體,不適用于氣體． 10．下列說法正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．溫度相等的物體內(nèi)部分子的平均動能相等 B．體積相等的物體內(nèi)部分子的勢能相等 C．質(zhì)量、溫度、體積都相等的物體的內(nèi)能不一定相等 D．內(nèi)能較大的物體，內(nèi)部分子熱運(yùn)動較激烈，分子熱運(yùn)動的平均動能較大 E．溫度和質(zhì)量都相同的氫氣和氧氣內(nèi)能不相等 【答案】ACE 【名師點睛】對于氣體一般不考慮分子勢能，只考慮分子動能．溫度的微觀意義反映分子熱運(yùn)動的激烈程度，溫度是物體的分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動能越大． 11．下列說法正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反映了花粉分子的熱運(yùn)動 B．空氣的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 C．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點 D．高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E．干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果 【答案】BCE 【解析】布朗運(yùn)動是指水中的花粉在液體分子無規(guī)則運(yùn)動的撞擊下發(fā)生無規(guī)則運(yùn)動，它間接反應(yīng)了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，A錯誤；在液體表面張力的作用下，水滴呈球形，B正確；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點，故C正確；水的沸點和氣壓有關(guān)，高原地區(qū)水的沸點較低，是因為高原地區(qū)大氣壓較低，D錯誤；濕溫度計下端包有濕紗布，濕紗布上的水分要蒸發(fā)，蒸發(fā)是一種汽化現(xiàn)象，汽化要吸熱，所以濕溫度計的示數(shù)較低，E正確； 【名師點睛】布朗運(yùn)動反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，不能反映花粉分子的熱運(yùn)動；液體表面存在表面張力，能使空氣的小雨滴呈球形；液晶具有各向異性的特點；高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)氣壓低的緣故；濕溫度計下端包有濕紗布，濕紗布上的水分要蒸發(fā)，蒸發(fā)是一種汽化現(xiàn)象，汽化要吸熱，所以濕溫度計的示數(shù)較。 12．關(guān)于理想氣體的溫度、分子平均速率、內(nèi)能的關(guān)系，下列說法中正確的是（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．溫度升高，氣體分子的平均速率增大 B．溫度相同時，各種氣體分子的平均速率都相同 C．溫度相同時，各種氣體分子的平均動能相同 D．溫度相同時，各種氣體的內(nèi)能相同 【答案】AC 【名師點睛】本題主要考查了分子動理論、溫度、分子平均速率、內(nèi)能等概念的綜合運(yùn)用。屬于容易題。要求學(xué)生掌握溫度的微觀含義的理解：溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能大小的標(biāo)志。溫度相同，平均動能相同，但平均速率可能不同，內(nèi)能也可能不同。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）如圖所示，上端封閉、下端開口內(nèi)徑均勻的玻璃管，管長L=100cm，其中有一段長h=15cm的水銀柱把一部分空氣封閉在管中。當(dāng)管豎直放置時，封閉氣柱A的長度LA=50cm．現(xiàn)把開口端向下插入水銀槽中，直至A端氣柱長=37．5cm時為止，這時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg，整個過程中溫度保持不變，求槽內(nèi)的水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。 【答案】 19．9cm 【解析】對A部分氣體，由玻意耳定律有 , 由題意pA=60cmHg ，帶入數(shù)據(jù)解得 對B部分氣體 而 =95cmHg pB=p0=75cmHg 代數(shù)解得 ≈27．6cm 則。 【名師點睛】此題是對氣體的狀態(tài)方程玻意耳定律的考查；解題時要找出要研究對象的兩個狀態(tài)，找過各個狀態(tài)的狀態(tài)參量：壓強(qiáng)和體積；注意壓強(qiáng)的求解要以活塞為研究對象列出平衡方程來求解。 14．（10分）如圖甲所示，一上端開口、下端封閉的粗細(xì)均勻長玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長的空氣柱，中間有一段長為的水銀柱，上部空氣柱的長度。已知大氣壓強(qiáng)為。現(xiàn)將玻璃管順時針旋轉(zhuǎn)至水平放置，如圖乙所示，則： ①水銀柱右端離玻璃管開口有多遠(yuǎn)？ ②將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩緩?fù)笸?，使玻璃管左端部空氣柱長度變?yōu)?。假設(shè)活塞推動過程中沒有漏氣，求活塞移動的距離。 【答案】①；② ②下部分氣體：初狀態(tài)：， 末狀態(tài)：， 根據(jù)波馬定律可以得到：，解得： 對上面的氣體：， 末狀態(tài)：， 根據(jù)波馬定律可以得到：，解得： 活塞移動的距離為：。 【名師點睛】本題關(guān)鍵是對兩端封閉氣體分別運(yùn)用玻意耳定律列式，難點在于確定兩端氣體的壓強(qiáng)間以及其與大氣壓強(qiáng)的關(guān)系。 15．（15分）如圖，長L=100cm，粗細(xì)均勻的玻璃管一端封閉．水平放置時，長L0=50cm的空氣柱被水銀柱封住，水銀柱長h=30cm．將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位置，然后豎直插入水銀槽，插入后有△h=15cm的水銀柱進(jìn)入玻璃管．設(shè)整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg．求： ①試判斷是否有水銀溢出 ②插入水銀槽后管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p； ③管口距水銀槽液面的距離H 【答案】①有水銀溢出 ②p=62．5cmHg；③H=27．5cm． 【名師點睛】此題是玻意耳定律的應(yīng)用問題；解題時要注意該題中會有一部分水銀流出，這是該題的關(guān)鍵所在，很多的同學(xué)在解題的過程中，往往考慮不到這一點而出現(xiàn)錯誤。 16．（15分）如圖所示，一固定的豎直氣缸由一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞．已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2．50 kg，橫截面積為S1＝80．0 cm2，小活塞的質(zhì)量為m2＝1．50 kg，橫截面積為S2＝40．0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40．0 cm，氣缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1．00105pa，溫度為T＝303 K．初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495 K．現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移．忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2．求： ①在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度； ②缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)． 【答案】①330K；②1．01105pa 【名師點睛】本題考查了求氣體的溫度與壓強(qiáng)，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程、搞清楚各個狀態(tài)下氣體的狀態(tài)參量，然后應(yīng)用蓋呂薩克定律與查理定律即可正確解題。