阶段验收评估(三) 固体、液体和物态变化
(时间:50分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题中只有一个选项符合题意,第6~8小题中有多个选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.关于液晶、晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.黄金可以切割加工成任意形状,所以是非晶体
B.液晶是一种晶体,液晶的分子空间排列是稳定的,具有各向异性
C.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的
D.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
解析:选D 黄金等金属属于晶体,而且是多晶体,选项A错误;液晶像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征,液晶分子的空间排列是不稳定的,但具有各向异性,选项B错误;单晶体的某一物理性质是各向异性的,多晶体和非晶体是各向同性的,选项C错误;单晶体和多晶体均具有固定的熔点,但非晶体没有固定的熔点,选项D正确。
2.如图所示,曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴表示时间t,纵轴表示温度T。从图中可以确定的是( )
A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B.曲线M的bc段表示固液共存状态
C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
解析:选B 由图像可知曲线M表示晶体,bc段表示晶体熔化过程,处于固液共存状态,B对;N表示非晶体,没有固定熔点,A错;由于非晶体没有一定熔点,逐步熔化,因此C、D错。
3.洗涤剂能除去衣服上的污垢,其原因是( )
A.降低了水的表面张力,使水和洗涤剂容易进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间
B.增加了水的表面张力,使水和洗涤剂容易进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间
C.洗涤剂分子的吸引力将污垢粒子吸入水中
D.洗涤剂的分子斥力将污垢粒子推离衣物表面
解析:选A 洗涤剂能除去衣服上的污垢,一个重要原因是洗涤剂内有能够降低水的表面张力、浸润油污的物质,故选项A正确。
4.100 ℃的水蒸气和等质量0 ℃的冰混合后达到热平衡时为[已知水的汽化热L=2.26×106 J/kg,冰的熔化热λ=3.34×105 J/kg,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg· ℃)]( )
A.0 ℃的冰水混合物 B.0 ℃的水
C.高于0 ℃的水 D.100 ℃的水、汽混合物
解析:选D 设水蒸气和冰的质量均为m kg,混合后若水蒸气完全液化成100 ℃的水,放出的热量Q1=Lm=2.26×106m。冰完全熔化成0 ℃的水需吸收的热量Q2=λm=3.34×105m,0 ℃的水温度上升至100 ℃需要吸收的热量Q3=cmΔt=4.2×103m×(100-0)=4.2×105m,因为Q1>Q2+Q3,可见水蒸气并未完全液化,所以两者混合后达到热平衡时为100 ℃的水、汽混合物。
5.水对玻璃是浸润液体,而水银对玻璃是不浸润液体,它们在毛细管中将发生上升或下降的现象,现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中,液柱如图所示,其中正确的现象应是( )
解析:选A 毛细现象中,浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,而且管子越细,现象越明显,A正确,B、C、D错误。
6.下列现象中,说明液体存在表面张力的有( )
A.水黾可以停在水面上
B.叶面上的露珠呈球形
C.滴入水中的红墨水很快散开
D.悬浮在水中的花粉做无规则运动
解析:选AB 水黾可以停在水面上,是由于水的表面张力,A正确;叶面上的露珠呈球形也是由于水的表面张力,B正确;滴入水中的墨水很快散开是扩散现象,C错误;悬浮在水中的花粉由于水分子撞击的不平衡性做布朗运动,D错误。
7.若一种液体对某种固体是浸润的,当液体装在由这种固体物质做成的细管中时,则( )
A.附着层分子密度小于液体内分子的密度
B.附着层分子的作用力表现为引力
C.管中的液体一定是凹弯月面的
D.液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
解析:选CD 浸润现象中固体分子与液体分子间引力相当强,造成附着层内分子的分布比液体内部更密,附着层内分子之间表现为斥力,使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势。
8.下列说法正确的是( )
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
解析:选BC 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,A项错误;空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用,使得小雨滴表面积最小而呈球形,B项正确;彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点,与液晶分子结合而定向排列,当液晶中电场强度不同时,染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色,C项正确;高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小,D项错误。
二、非选择题(本题共3小题,共52分)
9.(14分)把一根弯成如图所示形状的金属丝悬挂在灵敏弹簧测力计的下端,然后将盛着液体的容器放在金属丝下面,使金属丝垂直地浸入液体中,这时如果把灵敏弹簧测力计慢慢地向上移动,让金属丝水平的从液体里露出来,就可以看到金属丝和液面之间出现了一层液体的薄膜,同时金属丝本身也被薄膜包围着,由于表面张力的作用,薄膜向下拉引金属丝,而使测力计的弹簧伸长,继续移动测力计,直到金属丝和液面之间的薄膜刚要断开为止。设此时测力计的读数为F,金属丝的重量为mg,求薄膜每一面上平行于金属丝的分界线上的表面张力的大小。
解析:设液体表面张力为F1 ,由平衡条件mg+2F1-F=0。
解得F1=(F-mg)。
答案:(F-mg)
10.(18分)有一压力锅,如图所示,锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10-6 m2,限压阀重为0.7 N。使用该压力锅煮水消毒,根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为多少。(大气压强为1.01×105 Pa)
p/(×105 Pa)
1.01
1.43
1.54
1.63
1.73
1.82
1.91
2.01
2.12
2.21
t/(℃)
100
110
112
114
116
118
120
122
124
126
解析:液体的沸点与液面上方压强有关。
由题意,压力锅内气体压强
p=p0+p1=1.01×105 Pa+ Pa
=2.01×105 Pa,查表得水温为122 ℃。
答案:122 ℃
11.(20分)人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的,这些神经就像一个温度传感器,对人体血液的温度很敏感,当流过下丘脑的血液的温度高于正常值时,它促使人体散热机制活跃起来,使人出汗。轻量级举重运动员参赛前在高温、高湿的环境中通过大量排汗达到减少体重的目的。如果一位体重为50 kg的运动员某次训练的排汗量是500 g,这些汗水仅有80%从运动员身上蒸发掉了,其余汗水流掉了,这将导致运动员的体温降低多少?已知常温下水的汽化热L=2.4×106 J/kg。水的比热容为c=4.2×103 J/(kg· ℃),人体的主要成分是水,可以认为人体的比热容和水的比热容相同。
解析:人体通过排汗蒸发的热量为:
Q=80%mL=80%×0.5×2.4×106 J=9.6×105 J;
又McΔt=Q,
则人体降低的温度为:
Δt== ℃≈4.6 ℃。
答案:4.6 ℃