高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題練習(xí)33第十二章第2講固體、液體與氣體含答案

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第2講　固體、液體與氣體一、選擇題(本題共8小題，1～4題為單選，5～8題為多選)1．(2022·河南駐馬店月考)下列說(shuō)法中正確的是(　C　)①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的緣故②在顯微鏡下可觀察到水中炭粉的布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明組成炭粉的固體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)③高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故④液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性A．①③④　　　　　　 B．②③④C．④ D．①②③④[解析]　本題考查分子間作用力、布朗運(yùn)動(dòng)等知識(shí)。①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)，反映出水分子和玻璃分子間存在引力作用，但這種引力不是液體表面張力，故①錯(cuò)誤；②水中炭粉因?yàn)槭艿剿肿宇l繁碰撞而出現(xiàn)了布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明水分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故②錯(cuò)誤；③高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低是因?yàn)楦咴貐^(qū)的大氣壓強(qiáng)較小，水的沸點(diǎn)隨大氣壓強(qiáng)減小而降低，故③錯(cuò)誤；④液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故④正確。綜上可知C正確。2．如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬塊A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為θ。金屬塊的質(zhì)量為M，不計(jì)金屬塊與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強(qiáng)為p0，則被金屬塊封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p為(　D　)A．p0＋ B．＋C．p0＋ D．p0＋[解析]　對(duì)金屬塊進(jìn)行受力分析，重力Mg，大氣壓的作用力p0S，封閉氣體對(duì)它的作用力，容器側(cè)壁的作用力F，如圖所示。由于不需要求出側(cè)壁的作用力，所以只考慮豎直方向合外力為零，就可以求被封閉的氣體壓強(qiáng)，金屬塊在豎直方向上合外力為零，有p0S＋Mg＝cosθ，即p＝p0＋。只有D對(duì)，選D。3．(2022·廣東興寧月考)我們?cè)诤舆厱?huì)發(fā)現(xiàn)有些小昆蟲(chóng)能靜止于水面上，這是因?yàn)?　D　)A．小昆蟲(chóng)的重力可忽略B．小昆蟲(chóng)的重力與浮力平衡C．小昆蟲(chóng)的重力與表面張力平衡D．表面張力使水面收縮成“彈性薄膜”，對(duì)小昆蟲(chóng)產(chǎn)生一個(gè)向上的支持力，小昆蟲(chóng)的重力和支持力平衡[解析]　小昆蟲(chóng)靜止在水面上是因?yàn)樾±ハx(chóng)所受的合外力為零，表面張力不是作用于小昆蟲(chóng)上的力，而是作用于液體表面層中的力。綜上所述，只有D選項(xiàng)正確。4．(2021·全國(guó)高三專題練習(xí))如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B，則它的狀態(tài)變化過(guò)程是(　B　)A．氣體的平均動(dòng)能不變B．氣體的內(nèi)能增加C．氣體分子的數(shù)密度減小D．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)不變[解析]　從p－V圖像中的AB圖線看，氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容升壓變化，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積不變時(shí)，壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比，由A到B是壓強(qiáng)增大，溫度升高，分子平均動(dòng)能增加，故A錯(cuò)誤；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體的溫度升高，內(nèi)能增加，故B正確；氣體體積不變，氣體分子的數(shù)密度不變，溫度升高，氣體分子平均速率增大，則氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)增加，故C、D錯(cuò)誤。5．下列說(shuō)法正確的是(　BCD　)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(huì)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)化為晶體[解析]　將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項(xiàng)B正確；例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項(xiàng)C正確；晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如天然水晶是晶體，熔融過(guò)的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項(xiàng)D正確。6．下列說(shuō)法正確的是(　ABD　)A．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)B．脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn)，以便吸取藥液C．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟是晶體D．在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形是因?yàn)橐后w表面張力的作用[解析]　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)，選項(xiàng)A正確；脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn)，以便吸取藥液，選項(xiàng)B正確；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明云母片的物理性質(zhì)具有各向異性，云母片是單晶體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在空間站完全失重的環(huán)境下，水滴能收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形是因?yàn)橐后w表面張力的作用，選項(xiàng)D正確。7．(2021·江蘇南通一模)下列說(shuō)法中正確的有(　BCD　)A．液體表面層分子間的平均距離等于液體內(nèi)部分子間的平均距離B．用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來(lái)，這屬于毛細(xì)現(xiàn)象C．在完全失重的情況下，熔化的金屬能夠收縮成球形D．液體內(nèi)部分子的勢(shì)能比液體表面層分子的勢(shì)能小[解析]　本題考查了毛細(xì)現(xiàn)象、液體表面分子排布等知識(shí)點(diǎn)。液體表面層分子較為稀疏，分子間距離大于平衡時(shí)的距離r0，故A錯(cuò)誤；用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來(lái)，屬于毛細(xì)現(xiàn)象，故B正確；完全失重情況下，熔化的金屬由于表面張力的收縮作用，以及球形表面積最小，金屬最終能夠收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形，故C正確；液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子間的距離大，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的距離有縮小的趨勢(shì)，可知液體表面層的分子勢(shì)能比液體內(nèi)部的分子有更多的分子勢(shì)能，故D正確。8．(2021·全國(guó)高三專題練習(xí))玻璃器皿的制造過(guò)程中玻璃液的形成是重要環(huán)節(jié)，當(dāng)溫度達(dá)到1 200  ℃時(shí)，大量的氣泡分布在玻璃液中，經(jīng)過(guò)一系列工藝后獲得澄清的玻璃液，之后可以通過(guò)降溫到合適溫度，然后選擇合適大小的玻璃液進(jìn)行吹泡(即往玻璃液中吹氣)制造玻璃器皿，下列與玻璃有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題的說(shuō)法正確的是(　BD　)A．因?yàn)榉肿娱g存在著斥力，所以破碎的玻璃不能簡(jiǎn)單地拼接在一起B．玻璃從開(kāi)始熔化到形成玻璃液的過(guò)程中，溫度不固定C．玻璃內(nèi)部的原子是無(wú)序分布的，具有各向異性的特點(diǎn)D．使1 200  ℃的玻璃液繼續(xù)升溫，可能使其中的氣泡減少[解析]　破碎的玻璃不能拼接在一起，是因?yàn)榉肿娱g距達(dá)不到分子作用力的范圍，故A錯(cuò)誤；玻璃是非晶體，熔化時(shí)無(wú)固定溫度，故B正確；玻璃是非晶體，玻璃內(nèi)部的原子是無(wú)序排列的，具有各向同性的特點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；溫度繼續(xù)升高，氣泡內(nèi)氣體升溫，膨脹，氣體的密度變小，上浮，從玻璃液中排出，使其中的氣泡減少，故D正確。二、非選擇題9．(2021·湖南高三一模)新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，需要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣(如圖)，每個(gè)鋼瓶?jī)?nèi)體積為40 L，在北方時(shí)測(cè)得鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.2×107 Pa，溫度為7 ℃，長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)轿錆h方艙醫(yī)院檢測(cè)時(shí)測(cè)得鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.26×107 Pa。在方艙醫(yī)院實(shí)際使用過(guò)程中，先用小鋼瓶(加抽氣機(jī))緩慢分裝，然后供病人使用，小鋼瓶體積為10 L，分裝后每個(gè)小鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為4×105 Pa，要求大鋼瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降到2×105 Pa時(shí)就停止分裝。不計(jì)運(yùn)輸過(guò)程中和分裝過(guò)程中氧氣的泄漏，求：(1)在武漢檢測(cè)時(shí)鋼瓶所處環(huán)境溫度為多少攝氏度。(2)一大鋼瓶可分裝多少小瓶供病人使用。[答案]　(1)21 ℃　(2)124[解析]　(1)鋼瓶的容積一定，從北方到武漢對(duì)鋼瓶?jī)?nèi)氣體，有＝，得t＝21 ℃。(2)在武漢時(shí)，設(shè)大瓶?jī)?nèi)氧氣由p2、V2等溫變化為不分裝時(shí)的狀態(tài)p3、V3，則p2＝1.26×107Pa，V2＝0.04 m3，p3＝2×105Pa，根據(jù)p2V2＝p3V3，得V3＝2.52 m3，可用于分裝小瓶的氧氣p4＝2×105 Pa，V4＝(2.52－0.04)m3＝2.48 m3，分裝成小鋼瓶的氧氣p5＝4×105 Pa，V5＝nV，其中小鋼瓶體積為V＝0.01 m3，根據(jù)p4V4＝p5V5，得n＝124，即一大鋼瓶氧氣可分裝124小瓶。10．(2021·湖南卷，15(2))小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測(cè)量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開(kāi)口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1＝600 g、截面積S＝20 cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)A點(diǎn)，左端用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量m2＝1 200 g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為600.0 g時(shí)，測(cè)得環(huán)境溫度T1＝300 K。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。(1)當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0 g時(shí)，環(huán)境溫度T2為多少？(2)該裝置可測(cè)量的最高環(huán)境溫度Tmax為多少？[答案]　(1)297 K　(2)309 K[解析]　(1)由電子天平示數(shù)為600.0 g時(shí)，則細(xì)繩對(duì)鐵塊拉力為Δmg＝(m2－m示)g＝m1g，又：鐵塊和活塞對(duì)細(xì)繩的拉力相等，則氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p1＝p0　①當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0 g時(shí)，設(shè)此時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對(duì)m1受力分析有g＝S　②由題意可知，氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比：＝　③聯(lián)立①②③式解得T2＝297 K。(2)環(huán)境溫度越高，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，活塞對(duì)細(xì)繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細(xì)繩對(duì)鐵塊的拉力最小為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200 g時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度為裝置可以測(cè)量最高環(huán)境溫度。設(shè)此時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3，對(duì)m1受力分析有(p3－p0)S＝m1g　④又由氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比＝　⑤聯(lián)立①④⑤式解得Tmax＝309 K。11．(2021·湖北卷，14)水銀氣壓計(jì)上有細(xì)且均勻的玻璃管，玻璃管外標(biāo)識(shí)有壓強(qiáng)刻度(1 mm刻度對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)值為1 mmHg)。測(cè)量時(shí)氣壓計(jì)豎直放置，管內(nèi)水銀柱液面對(duì)應(yīng)刻度即為所測(cè)環(huán)境大氣壓強(qiáng)。氣壓計(jì)底部有水銀槽，槽內(nèi)水銀體積遠(yuǎn)大于管內(nèi)水銀柱體積。若氣壓計(jì)不慎混入氣體，壓強(qiáng)測(cè)量值將與實(shí)際環(huán)境大氣壓強(qiáng)值不符。如圖所示，混入的氣體被水銀密封在玻璃管頂端。當(dāng)玻璃管豎直放置時(shí)，氣柱長(zhǎng)度為l1＝100 mm。如果將玻璃管傾斜，水銀柱液面降低的高度為h＝20 mm，氣柱長(zhǎng)度為l2＝50 mm，傾斜過(guò)程中水銀槽液面高度變化忽略不計(jì)。整個(gè)過(guò)程中溫度保持恒定，氣體可近似為理想氣體。(1)已知環(huán)境大氣壓強(qiáng)為p0＝760 mmHg，求此時(shí)豎直放置氣壓計(jì)的壓強(qiáng)測(cè)量值p1(以mmHg為單位)；(2)此后由于環(huán)境大氣壓強(qiáng)變化，豎直放置氣壓計(jì)的壓強(qiáng)測(cè)量值為p2＝730 mmHg，求此時(shí)氣柱長(zhǎng)度l3和環(huán)境大氣壓強(qiáng)p3(以mmHg為單位，保留3位有效數(shù)字)。[答案]　(1)740 mmHg　(2)110 mm　748 mmHg[解析]　(1)設(shè)玻璃管豎直時(shí)，管內(nèi)水銀面的高度為H，此值即為豎直放置氣壓計(jì)的壓強(qiáng)測(cè)量值p1，空氣柱壓強(qiáng)為p；傾斜時(shí)空氣柱壓強(qiáng)為p′。水銀槽液面壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)p0相等，則豎直玻璃管有p＝(p0－H)mmHg①傾斜玻璃管有p′＝(p0－H＋h)mmHg②對(duì)管內(nèi)氣體由玻意耳定律有pl1S＝p′l2S③聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)解得H＝740 mm④，即豎直放置氣壓計(jì)的壓強(qiáng)測(cè)量值p1＝740 mmHg。⑤(2)環(huán)境變化后，豎直時(shí)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p″＝p3－p2＝(p3－730)mmHg⑥氣柱長(zhǎng)度l3＝(740＋100－730)mm＝110 mm⑦對(duì)管內(nèi)氣體由玻意耳定律有pl1S＝p″l3S⑧聯(lián)立①④⑥⑦⑧解得p3≈748 mmHg。