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基礎(chǔ)課2　固體、液體和氣體 一、選擇題(以下小題均為多項(xiàng)選擇題) 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面，這是由于水表面存在表面張力 B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因?yàn)橛椭顾谋砻鎻埩υ龃? C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果 D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān) E．當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開(kāi)，這是由于水膜具有表面張力 解析　水的表面張力托起針，A正確；水在油脂上不浸潤(rùn)，在干凈的玻璃上浸潤(rùn)，B錯(cuò)誤；當(dāng)宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，里面的所有物體均處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)自由飄浮的水滴在表面張力作用下呈現(xiàn)球形，C正確；對(duì)于浸潤(rùn)液體，在毛細(xì)管中上升，對(duì)于非浸潤(rùn)液體，在毛細(xì)管中下降，D正確；在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開(kāi)，是大氣壓的作用，E錯(cuò)誤。 答案　ACD 2．(2017貴陽(yáng)摸底)以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．金剛石、食鹽都有確定的熔點(diǎn) B．飽和汽的壓強(qiáng)與溫度無(wú)關(guān) C．一些小昆蟲(chóng)可以停在水面上是由于液體表面張力的作用 D．多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性 E．當(dāng)人們感覺(jué)空氣干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小 解析　金剛石、食鹽都是晶體，有確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；飽和汽的壓強(qiáng)與溫度有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)橐后w表面張力的存在，有些小昆蟲(chóng)能停在水面上，選項(xiàng)C正確；多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在一定溫度條件下，相對(duì)濕度越小，水蒸發(fā)得也就越快，人就越感到干燥，故當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小，選項(xiàng)E正確。 答案　ACE 3．(2016廣東第二次大聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．氣體的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能之和 B．氣體的溫度變化時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能一定改變 C．晶體有固定的熔點(diǎn)且物理性質(zhì)各向異性 D．在完全失重的環(huán)境中，空中的水滴是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的球體 E．金屬在各個(gè)方向具有相同的物理性質(zhì)，但它是晶體 解析　由熱力學(xué)知識(shí)知：氣體的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子間勢(shì)能之和，A錯(cuò)誤；氣體的溫度變化時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能變化，B正確；晶體分為單晶體和多晶體，單晶體具有各向異性，多晶體是各向同性的，C錯(cuò)誤；完全失重情況下，液體各方向的力都一樣，所以會(huì)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的球形，D正確；通常金屬在各個(gè)方向具有相同的物理性質(zhì)，它為多晶體，E正確。 答案　BDE 4．(2016武漢部分學(xué)校調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．用油膜法可以估測(cè)分子的質(zhì)量 B．晶體的熔點(diǎn)是確定的，幾何形狀是規(guī)則的 C．石英、云母、明礬、食鹽等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、橡膠等是非晶體 D．從微觀角度來(lái)看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能以及分子的密集程度有關(guān) E．英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了外界對(duì)系統(tǒng)做功和傳熱對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)的影響，以及功與熱量的相互關(guān)系 解析　用油膜法可以估測(cè)分子的大小，不能估測(cè)分子的質(zhì)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；多晶體的幾何形狀不規(guī)則，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 答案　CDE 5．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．對(duì)于一定量的氣體，在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零 B．大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體 C．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性 D．在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船中，自由懸浮的水滴呈球形，這是液體表面張力作用的結(jié)果 E．一定量的理想氣體等壓膨脹對(duì)外做功，氣體一定吸熱 解析　根據(jù)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強(qiáng)不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；晶體不會(huì)因?yàn)轶w積的變化而變成非晶體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項(xiàng)C正確；宇宙飛船中自由懸浮的水滴處于完全失重狀態(tài)，由于重力引起的液體內(nèi)部的壓力為零，故液滴呈球形是液體表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)D正確；一定量的理想氣體等壓膨脹，溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，ΔU＞0，膨脹對(duì)外做功，W＜0，由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU可知，Q＞0，說(shuō)明氣體一定吸熱，故選項(xiàng)E正確。 答案　CDE 二、非選擇題 6．在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針接觸其上一點(diǎn)，石蠟熔化的范圍分別如圖1(a)、(b)、(c)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖(d)所示。則由此可判斷出甲為_(kāi)_______，乙為_(kāi)_______，丙為_(kāi)_______。(填“單晶體”、“多晶體”或“非晶體”) 圖1 解析　晶體具有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)。單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性，多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性。 答案　多晶體　非晶體　單晶體 7.如圖2所示為“研究一定質(zhì)量氣體在壓強(qiáng)不變的條件下，體積變化與溫度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開(kāi)口向上，一定質(zhì)量的氣體被封閉于燒瓶?jī)?nèi)。開(kāi)始時(shí)B、C內(nèi)的水銀面等高。 圖2 (1)若氣體溫度升高，為使瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管________(填“向上”或“向下”)移動(dòng)，直至________。 (2)實(shí)驗(yàn)中多次改變氣體溫度，用Δt表示氣體升高的溫度，用Δh表示B管內(nèi)水銀面高度的改變量。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的圖線是下圖中的________。 解析　(1)氣體溫度升高，封閉氣體壓強(qiáng)變大，為使封閉氣體壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管向下移動(dòng)，直至B、C兩管內(nèi)水銀面等高。 (2)由于氣體壓強(qiáng)不變，則＝k，故有＝k，k、S為定值，故選項(xiàng)A正確。 答案　(1)向下　B、C兩管內(nèi)水銀面等高　(2)A 8．(2016高密模擬)帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開(kāi)始處于狀態(tài)A，由過(guò)程AB到達(dá)狀態(tài)B，后又經(jīng)過(guò)過(guò)程BC到達(dá)狀態(tài)C，如圖3所示。設(shè)氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為pA、VA和TA。在狀態(tài)B時(shí)的體積為VB，在狀態(tài)C時(shí)的溫度為TC。 圖3 (1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度TB； (2)求氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA與狀態(tài)C的壓強(qiáng)pC之比。 解析　(1)由題圖知，A→B過(guò)程為等壓變化。由蓋—呂薩克定律有＝，解得TB＝。 (2)由題圖知，B→C過(guò)程為等容變化，由查理定律有： ＝ A→B過(guò)程為等壓變化，壓強(qiáng)相等，有pA＝pB, 由以上各式得＝。 答案　(1)　(2) 9．(2016甘肅五市聯(lián)考)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0105 Pa、體積為2.010－3 m3的理想氣體，現(xiàn)在活塞上方緩緩倒上砂子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半，然后將汽缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?27 ℃。 圖4 (1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積； (2)在圖上畫出整個(gè)過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化。 (大氣壓強(qiáng)為1.0105 Pa) 解析　(1)在活塞上方倒砂的全過(guò)程中溫度保持不變，即 p0V0＝p1V1 解得p1＝p0＝1.0105 Pa＝2.0105 Pa 在緩慢加熱到127 ℃的過(guò)程中壓強(qiáng)保持不變，則＝ 所以V2＝V1＝1.010－3 m3＝1.4710－3 m3 (2)如圖所示： 答案　(1)1.4710－3 m3　(2)見(jiàn)解析 10．如圖5所示，一根粗細(xì)均勻的長(zhǎng)l＝72 cm的細(xì)玻璃管AB開(kāi)口朝上豎直放置，玻璃管中有一段長(zhǎng)h＝24 cm 的水銀柱，下端封閉了一段長(zhǎng)x0＝24 cm的空氣柱，系統(tǒng)溫度恒定，外界大氣壓強(qiáng)恒為p0＝76 cmHg。現(xiàn)將玻璃管緩慢倒置，若空氣可以看作理想氣體，求倒置后水銀柱相對(duì)B端移動(dòng)的距離。 圖5 解析　設(shè)水銀密度為ρ，玻璃管橫截面積為S，重力加速度為g。如圖所示，倒置前，下部空氣壓強(qiáng)為 pB＝p0＋ρgh＝100 cmHg 倒置后，若水銀沒(méi)有流出玻璃管，封閉空氣柱的壓強(qiáng)為 p′＝p0－ρgh 由玻意耳定律得pBSx0＝p′Sx2 解得x2＝46 cm 則x2＋h＜l，故假設(shè)成立。 所以水銀柱相對(duì)B端移動(dòng)46 cm－24 cm＝22 cm。 答案　22 cm 11．如圖6，T形活塞將絕熱汽缸內(nèi)的氣體分隔成A、B兩部分，活塞左、右兩側(cè)截面積分別為S1、S2，活塞與汽缸兩端的距離均為L(zhǎng)，汽缸上有a、b、c三個(gè)小孔與大氣連通，現(xiàn)將a、b兩孔用細(xì)管(容積不計(jì))連接。已知大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為To，活塞與缸壁間無(wú)摩擦。 圖6 (1)若用釘子將活塞固定，然后將缸內(nèi)氣體緩慢加熱到T1，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)； (2)若氣體溫度仍為T0，拔掉釘子，然后改變缸內(nèi)氣體溫度，發(fā)現(xiàn)活塞向右緩慢移動(dòng)了ΔL的距離(活塞移動(dòng)過(guò)程中不會(huì)經(jīng)過(guò)小孔)，則氣體溫度升高還是降低？變化了多少？ 解析　(1)A、B內(nèi)氣體相通，初狀態(tài)壓強(qiáng)為p0。由于釘子將活塞固定，氣體體積不變 由查理定律可知，＝ 解得p1＝ (2)對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，可知溫度改變后，活塞受力大小不變，所以活塞向右移動(dòng)后，氣體的壓強(qiáng)不變。 活塞向右移動(dòng)后，氣體體積增大，則氣體溫度升高。 由＝ 解得T＝T0＋T0 所以溫度變化了ΔT＝T0 答案　(1)　(2)升高　T0