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(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)符合題目要求） 1．對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，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(dòng)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(dòng)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(qiáng)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(duì)容器壁的壓強(qiáng)不變 【答案】ABE 【解析】液晶具有流動(dòng)性，光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，選項(xiàng)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(xiàng)B正確；氣體的壓強(qiáng)是由大量分子對(duì)容器器壁的碰撞造成的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，E正確；根據(jù)ΔE＝W＋Q，氣球等溫膨脹時(shí)，ΔE＝0，W<0，則Q>0，即氣體吸熱，選項(xiàng)D錯(cuò)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(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的緣故 B．液體表面具有收縮的趨勢(shì)，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(duì)濕度是此時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分?jǐn)?shù) E．松香在熔化過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變 【答案】ABD 【解析】氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的緣故，選項(xiàng)A正確；液體表面具有收縮的趨勢(shì)，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故，選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；某溫度的空氣的相對(duì)濕度是此時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分?jǐn)?shù)，選項(xiàng)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(shì)能，從而在熔化過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)E錯(cuò)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(shí)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(diǎn) D．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 E．干濕泡濕度計(jì)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(qiáng)減小 D．氣體的壓強(qiáng)不變 E．氣體對(duì)外做功，同時(shí)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(duì)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(dá)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(duì)于這兩個(gè)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(duì)外放熱 D.氣體在過程2中一直對(duì)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(gè)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(jì)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(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)，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(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1，氣泡體積為V1；氣泡到達(dá)水面附近時(shí)，氣泡內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p2，內(nèi)外壓強(qiáng)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(xiàng)． 代入題給數(shù)據(jù)得 ＝≈1.3. ⑨ 【題型】計(jì)算題 【難度】一般 8．如圖所示，一上端開口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長(zhǎng)l1＝25.0 cm的空氣柱，中間有一段長(zhǎng)l2＝25.0 cm 的水銀柱，上部空氣柱的長(zhǎng)度l3＝40.0 cm.已知大氣壓強(qiáng)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(zhǎng)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(jì)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(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)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(shí)為止．求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離．已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)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(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2＝p0，長(zhǎng)度為l2.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1′，長(zhǎng)度為l1′；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2′，長(zhǎng)度為l2′.以cmHg為壓強(qiáng)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(jì)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(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)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(qiáng)為p＝1.00105 Pa，溫度為T＝303 K．初始時(shí)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(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)． 【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(qiáng)，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(qiáng)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(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變．設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)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(jì)算題 【難度】一般 11．如圖所示，兩汽缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)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?dú)?，活塞a上方充有氧氣．當(dāng)大氣壓為p0、外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7 ℃且平衡時(shí)，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?dú)?，?dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí)，求氮?dú)獾臏囟龋? (2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升．當(dāng)活塞a上升的距離是汽缸高度的時(shí)，求氧氣的壓強(qiáng)． 【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(jì)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?dú)怏w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(qǐng)?jiān)趫D乙上將上述氣體變化過程在VT圖中表示出來(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，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(jì)算題 【難度】一般