高中物理教科版选修3-3能力提升训练固体、液体和气体 Word版含解析

固体、液体和气体
一、选择题
1．(2017·高考全国卷Ⅰ)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是(　　)
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
解析：曲线下的面积表示总的氧气分子数，二者相等，故A对；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小，故B对；实线为氧气分子在100 ℃时的情形，故C对；曲线给出的是分子数占总分子数的百分比，故D错；速率出现在0～400 m/s区间内，100 ℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小，故E错．
答案：ABC
2．(2019·河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识，正确的有(　　)
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润
C．影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距
D．液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功
E．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象
解析：烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故A错误．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，分子力为引力表现为不浸润，故B正确．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度B＝×100%，即空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，故C正确．液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，因此要吸收能量，液体汽化过程中体积增大很多，体积膨胀时要克服外界气压做功，即液体的汽化热与外界气体的压强有关，且也要吸收能量，故D错误．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象，选项E正确．
答案：BCE
3．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
E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
解析：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；干湿泡湿度计中，由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度，E项正确．
答案：BCE
4．(2019·江西南昌高三质检)下列说法中正确的是(　　)
A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度相同这一条件
B．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积的瞬间，蒸汽仍是饱和的
C．干湿泡湿度计的干泡所示的温度高于湿泡所示的温度
D．浸润和不浸润与分子间作用力无关
E．蜘蛛网上挂着的小露珠呈球状不属于毛细现象
解析：绝对湿度用空气中所含蒸气的压强表示，相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比，绝对湿度大，相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，水的饱和汽压与温度有关，所以要指明温度这一条件，故A正确；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，与体积无关，故密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积时，蒸汽不再是饱和的，但最后稳定后蒸汽才是饱和的，压强不变，故B错误；湿泡温度计由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度，选项C正确；液体对固体浸润，则附着层内分子间距小于液体内部分子间距，液体对固体不浸润，则附着层内分子间距大于液体内部分子间距，即浸润和不浸润现象是分子力作用的表现，故D错误；由于液体表面存在张力，所以露珠呈现球状，不属于毛细现象，故E正确．
答案：ACE
5．(2019·山东济南五校联考)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　)
A．ab过程中不断增加
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加
D．da过程中保持不变
E．da过程中不断增大
解析：因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e点，如图所示，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd答案：ABE
二、非选择题
6．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示．设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA.在状态B时的体积为VB，在状态C时的温度为TC.求：
(1)气体在状态B时的温度TB；
(2)气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比．
解析：(1)由题图知，A→B过程为等压变化，由盖－吕萨克定律有＝，解得TB＝.
(2)由题图知，B→C过程为等容变化，由查理定律有＝，
A→B过程为等压变化，压强相等，有pA＝pB，
由以上各式得＝.
答案：(1)　(2)
7．如图为一个喷雾器的截面示意图，箱里已装了14 L的水，上部密封了1 atm的空气1.0 L．将阀门关闭，再充入1.5 atm的空气6.0 L．设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变．
(1)求充入1.5 atm的空气6.0 L后密封气体的压强；
(2)打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水面等高)，则当水箱内的气压降为2.5 atm时，水箱里的水还剩多少？(喷水的过程认为箱中气体的温度不变，不计阀门右侧的管中水的体积)
解析：(1)题中p0＝1 atm，V0＝1.0 L，p1＝1.5 atm，V1＝6.0 L，根据玻意耳定律可得p1V1＝p0V2，p0(V2＋V0)＝p2V0，解得p2＝10 atm.
(2)打开阀门，水从喷嘴喷出，当水箱中的气体压强为2.5 atm时，p2V0＝p3V3，解得V3＝4.0 L.
故水箱内剩余水的体积为14 L－(4 L－1 L)＝11 L.
答案：(1)10 atm　(2)11 L
8．如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃，大气压强p0＝76 cmHg.
(1)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度为多少摄氏度；
(2)若保持管内温度始终为33 ℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强．
解析：(1)设玻璃管横截面积为S，以管内封闭气体为研究对象，气体经历等压膨胀过程
初状态：V1＝51S，T1＝(273＋33) K＝306 K
末状态：V2＝53S，
由盖－吕萨克定律有＝
解得T2＝318 K，t2＝45 ℃.
(2)当水银柱上表面与管口相平，设此时管中水银柱长度为H，管内气体经历等温压缩过程，
由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
即p1·51S＝p2(57－H)S
p1＝(76＋4) cmHg＝80 cmHg
p2＝(76＋H) cmHg
解得H＝9 cm，故p2＝85 cmHg.
答案：(1)45 ℃　(2)85 cmHg
9．(2019·东北三省四市高三联考)用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热汽缸分隔成A、B两部分，每部分都封闭有气体，此时A、B两部分气体压强之比为5︰3，上下两部分气体体积相等．(外界温度保持不变，不计活塞和汽缸间的摩擦，整个过程不漏气)．
(1)如图甲，若活塞为轻质活塞，拔去销钉后，待其重新稳定时B部分气体的体积与原来体积之比；
(2)如图乙，若活塞的质量为M，横截面积为S，拔去销钉并把汽缸倒置，稳定后A、B两部分气体体积之比为1︰2，重力加速度为g，求后来B气体的压强．
解析：(1)设拔去销钉之前A气体的体积为V，由玻意耳定律得
pAV＝pA′(V＋ΔV)，pBV＝pB′(V－ΔV)，
又pA′＝pB′，＝
解得ΔV＝V，
则B部分气体体积与原来的体积之比为3∶4
(2)初始状态：＝
最终平衡状态：pA′＝pB′＋
设汽缸总容积为V，A、B两部分气体做等温变化
pA＝pA′，pB＝pB′
联立得到pB′＝
答案：(1)3∶4　(2)
10．(2017·高考全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通．开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示．设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：
(1)待测气体的压强；
(2)该仪器能够测量的最大压强．
解析：(1)水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p，提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中的水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则
V＝V0＋①
V1＝②
由力学平衡条件得p1＝p＋ρgh③
整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pV＝p1V1④
联立①②③④式得p＝⑤
(2)由题意知h≤l⑥
联立⑤⑥式有p≤⑦
该仪器能够测量的最大压强为pmax＝⑧
答案：(1)　(2)