2019-2020年高考物理專題沖刺專題28固體液體和氣體狀態(tài)方程含解析.doc

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2019-2020年高考物理專題沖刺專題28固體液體和氣體狀態(tài)方程含解析 一、選擇題（本題共6小題，在每小題給出的四個選項中，至少有一項符合題目要求） 1．對下列幾種固體物質(zhì)的認識，正確的有(　　) A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體 B．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，說明蜂蠟是晶體 C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 E．晶體吸收熱量，分子的平均動能不一定增加 【答案】ADE 【題型】多選題 【難度】較易 2．下列說法正確的是(　　) A．液晶具有流動性，光學(xué)性質(zhì)各向異性 B．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在表面張力 C．氣體的壓強是由氣體分子間斥力產(chǎn)生的 D．氣球等溫膨脹，球內(nèi)氣體一定向外放熱 E．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強不變 【答案】ABE 【解析】液晶具有流動性，光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，選項A正確；液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在表面張力，選項B正確；氣體的壓強是由大量分子對容器器壁的碰撞造成的，選項C錯誤，E正確；根據(jù)ΔE＝W＋Q，氣球等溫膨脹時，ΔE＝0，W<0，則Q>0，即氣體吸熱，選項D錯誤． 【題型】多選題 【難度】較易 3．下列說法中正確的是(　　) A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子無規(guī)則運動的緣故 B．液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故 C．黃金、白銀等金屬容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，所以金屬不是晶體 D．某溫度的空氣的相對濕度是此時空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分數(shù) E．松香在熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變 【答案】ABD 【解析】氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是氣體分子無規(guī)則運動的緣故，選項A正確；液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故，選項B正確；黃金、白銀等金屬一般是多晶體，容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，選項C錯誤；某溫度的空氣的相對濕度是此時空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分數(shù)，選項D正確；松香是非晶體，只有晶體在熔化過程中吸收的熱量全部用來破壞分子結(jié)構(gòu)，增加分子勢能，從而在熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變，選項E錯誤。 【題型】多選題 【難度】較易 4．下列說法正確的是(　　) A．飽和蒸汽是指液體不再蒸發(fā)，蒸汽不再液化時的狀態(tài) B．空中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．干濕泡濕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 【題型】多選題 【難度】較易 5．如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t變化關(guān)系的V－t圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，下列說法正確的是(　　) A．氣體的內(nèi)能增大 B．氣體的內(nèi)能不變 C．氣體的壓強減小 D．氣體的壓強不變 E．氣體對外做功，同時從外界吸收熱量 【答案】ACE 【解析】A到B溫度升高，氣體內(nèi)能只和溫度有關(guān)，所以內(nèi)能增大；A到B內(nèi)能增大，體積增大，對外做功，必須吸收熱量；由圖可知V＝kt，k是常數(shù)； 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝C． ＝C，則p＝＋，A到B，t升高，p減小． 【題型】多選題 【難度】一般 6. 一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到達狀態(tài)N,其p -V圖象如圖所示。在過程1中,氣體始終與外界無熱量交換;在過程2中,氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對于這兩個過程,下列說法正確的是(　　) A.氣體經(jīng)歷過程1,其溫度降低 B.氣體經(jīng)歷過程1,其內(nèi)能減小 C.氣體在過程2中一直對外放熱 D.氣體在過程2中一直對外做功 E.氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的相同 【答案】ABE 【題型】多選題 【難度】一般 第Ⅱ卷 二、非選擇題（本題共6個小題。寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位） 7. 在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強，兩壓強差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp＝，其中σ＝0.070 N/m.現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升．已知大氣壓強p0＝1.0105 Pa，水的密度ρ＝1.0103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2. (1)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差； (2)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值． 【答案】(1)28 Pa　(2)或1.3 (2)設(shè)氣泡在水下10 m處時，氣泡內(nèi)空氣的壓強為p1，氣泡體積為V1；氣泡到達水面附近時，氣泡內(nèi)空氣壓強為p2，內(nèi)外壓強差為Δp2，其體積為V2，半徑為r2. 氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有 p1V1＝p2V2 ③ 由力學(xué)平衡條件有 p1＝p0＋ρgh＋Δp1 ④ p2＝p0＋Δp2 ⑤ 氣泡體積V1和V2分別為 V1＝ ⑥ V2＝ ⑦ 聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得 ＝ ⑧ 由②式知，Δpi?p0，i＝1,2，故可略去⑧式中的Δpi項． 代入題給數(shù)據(jù)得 ＝≈1.3. ⑨ 【題型】計算題 【難度】一般 8．如圖所示，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長l1＝25.0 cm的空氣柱，中間有一段長l2＝25.0 cm 的水銀柱，上部空氣柱的長度l3＝40.0 cm.已知大氣壓強為p0＝75.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘′1＝20.0 cm.假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離． 【答案】15.0 cm 【題型】計算題 【難度】較難 9. 一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞．初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示．用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止．求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離．已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p0＝75.0 cmHg，環(huán)境溫度不變． 【答案】144 cmHg　9.42 cm 【解析】設(shè)初始時，右管中空氣柱的壓強為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2＝p0，長度為l2.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強為p1′，長度為l1′；左管中空氣柱的壓強為p2′，長度為l2′.以cmHg為壓強單位．由題給條件得p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg ① l1′＝cm ② 由玻意耳定律得p1l1＝p1′l′1 ③ 聯(lián)立①②③式和題給條件得 p1′＝144 cmHg.④ 依題意p2′＝p1′ ⑤ l2′＝4.00 cm＋cm－h(huán) ⑥ 由玻意耳定律得p2l2＝p2′l2′ ⑦ 聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得h＝9.42 cm. ⑧ 【題型】計算題 【難度】一般 10．如圖所示，一固定的豎直汽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；汽缸外大氣的壓強為p＝1.00105 Pa，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)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移．忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，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，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度； (2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強． 【答案】(1)330 K　(2)1.01105 Pa 在活塞緩慢下移的過程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強，由力的平衡條件得 S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p) ③ 故缸內(nèi)氣體的壓強不變．由蓋呂薩克定律有 ＝ ④ 聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2＝330 K． ⑤ (2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時，被封閉氣體的壓強為p1.在此后與汽缸外大氣達到熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變．設(shè)達到熱平衡時被封閉氣體的壓強為p′，由查理定律，有 ＝ ⑥ 聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得 p′＝1.01105 Pa. ⑦ 【題型】計算題 【難度】一般 11．如圖所示，兩汽缸A、B粗細均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱．兩汽缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣．當大氣壓為p0、外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7 ℃且平衡時，活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的，活塞b在汽缸正中間． (1)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度； (2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升．當活塞a上升的距離是汽缸高度的時，求氧氣的壓強． 【答案】(1)320 K　(2)V0p0 V1＝V0＋V0＝V0 ① V2＝V0＋V0＝V0 ② ＝ ③ 由①②③式和題給數(shù)據(jù)得 T2＝320 K. 【題型】計算題 【難度】一般 12．使一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)按圖甲中箭頭所示的順序變化，圖線BC是一段以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線． (1)已知氣體在狀態(tài)A的溫度TA＝300 K，問氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多大？ (2)請在圖乙上將上述氣體變化過程在VT圖中表示出來(圖中要標明A、B、C、D四點，并且要畫箭頭表示變化方向)． 【答案】(1)600 K　600 K　300 K (2)見解析 【解析】(1)根據(jù)氣體狀態(tài)方程有＝ 得TC＝TA＝300 K＝600 K 由＝ 得TD＝TA＝300 K＝300 K TB＝TC＝600 K. 【題型】計算題 【難度】一般