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第67 讲 固体、液体和气体
(模拟精练+真题演练)
1.(2023·河北秦皇岛·校联考二模)下列关于热现象的描述,正确的是( )
A.晶体具有确定的熔点和规则的形状,非晶体没有确定的熔化温度
B.100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子势能增加
C.缝衣针会停在水面,是由于液体表面层分子间距略小于
,存在表面张力
D.热量不能从低温物体传到高温物体
【答案】B
【详解】A.晶体具有确定的熔点,非晶体没有确定的熔化温度,单晶体具有规则的形状,但多晶体和非
晶体没有规则的形状。故A 错误;
B.100℃的水变成100℃的水蒸气,分子动能不变,内能增加,说明其分子势能增加。故B 正确;
C.缝衣针会停在水面,是由于液体表面层分子间距略大于
,存在表面张力。故C 错误;
D.热量能从低温物体传到高温物体,同时会引起其他变化。故D 错误。
故选B。
2.(2023·海南省直辖县级单位·文昌中学校考模拟预测)下列关于液体和固体性质的说法,正确的是(
)
A.两端开口的细玻璃管竖直插入水中,管内水面比管外水面高
B.液体表面具有收缩趋势,是由于液体表面层分子的分布比内部更密集
C.液晶显示器能够显示彩色是因为液晶的光学性质具有各向同性
D.多晶体没有天然的几何形状,也没有确定的熔点
【答案】A
【详解】A.两端开口的细玻璃管竖直插入水中,根据毛细现象的特点,可知管内水面比管外水面高,A
项正确;
B.液体表面具有收缩趋势,是由于液体表面层分子的分布比内部稀疏,因此液体表面层分子间的相互作
用表现为引力,B 项错误;
C.液晶显示器能够显示彩色是因为液晶的光学性质具有各向异性,C 项错误;
D.多晶体没有天然的几何形状,但有确定的熔点,D 项错误。故选A。
3.(2023·江西·校联考模拟预测)如图,雨后的树叶上聚集了大量的水珠,下列说法正确的是( )
A.水珠表面层,水分子比较密集
B.水珠表面层,水分子间的作用力表现为引力
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C.水珠表面层,水分子间的作用力表现为斥力
D.水珠表面层,水分子势能小于在平衡位置时的
势能
【答案】B
【详解】A.水珠表面层,分子比较稀疏,故A 错误;
BC.水珠表面水分子间的距离r 大于平衡时的距离
,因此分子间的作用力表现为引力,故B 正确,C 错
误,;
D.水分子在平衡位置时分子势能最小,因此水珠表面水分子势能大于水分子在平衡位置时的势能,故D
错误。
故选B。
4.(2023·全国·校联考模拟预测)如图所示,一端封闭的玻璃管用
的水银柱封闭一定质量的理想气
体,玻璃管水平放置时,气柱长为
。设大气压强为
,环境温度保持不变,当玻璃管置于倾角为
30°的斜面上且开口端沿斜面向上放置,玻璃管静止不动时,空气柱的长度是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】气体初始压强
初始体积
气体末状态压强
末状态体积
根据玻意耳定律
解得
故选A。
5.(2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考一模)一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由
升高到
,体积的增量为
;温度由283K 升高到288K,体积的增量为
,则( )
A.
B.
C.
D.无法确定
【答案】A
【详解】在压强不变的情况下,由盖-吕萨克定律
得
所以
;
因为
、
分别是气体在
和283K 时的体积,而
所以
故选A。
6.(2023·海南海口·海南华侨中学校考一模)如图所示,内径相同,导热良好的“T”形细玻璃管上端开口,
下端、右端封闭,管中用水银封闭着A、B 两部分理想气体,各部分长度如图。已知大气压强p0=76
cmHg,设外界温度不变。现沿管壁向竖直管缓慢灌入一定量的水银,B 部分气体长度缩短1cm,则灌入水
银后B 部分气体的压强为( )
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A.77 cmHg
B.86 cmHg
C.88 cmHg
D.90 cmHg
【答案】C
【详解】设玻璃管的横截面积为S,初始状态下,气体B 的压强pB= p0+10 cmHg =86cmHg
由玻意耳定律有
又
解得
故选C。
7.(2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考一模)水银气压计在超失重情况下不能显示准确的气压。若
某次火箭发射中携带了一只水银气压计。发射的火箭舱密封,起飞前舱内温度
,水银气压计显示
舱内气体压强为1 个大气压
。当火箭以加速度a=g 竖直向上起飞时,舱内水银气压计示数稳定在
,已知水银气压计的示数与液柱高度成正比,如图所示。可视为起飞时重力加速度恒为g,则起
飞时舱内气体的温度是( )
A.250K
B.300K
C.360K
D.400K
【答案】C
【详解】设当火箭以加速度a=g 的加速度竖直向上起飞时,仓内气体压强为
,对气压计内的水银柱,
根据牛顿第二定律有
解得
设此时水银气压计内液柱高度为h,有
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又
解得
所以
以仓内气体为研究对象,有
,
,
,
根据理想气体状态方程,气体等容变化有
解得
故选C。
8.(2022·浙江·舟山中学校联考模拟预测)一定质量理想气体的状态变化如图所示,
为
圆弧,
为半径相同的
圆弧。气体从状态
经状态
、、
,最终回到状态
,则( )
A.从状态到状态
是等温膨胀过程
B.从状态
到状态,气体吸收热量,内能不变
C.处于状态时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态
少
D.从状态
经
、、
回到状态
,气体吸收热量
【答案】C
【详解】A.从状态到状态
是体积减小。等温过程为双曲线,
为圆弧,从状态到状态
不是等温过
程。故A 错误;
B.从状态a 到状态c,气体压强相等,体积增大,根据理想气体状态方程可知其温度必定升高,且对外界
做功,根据热力学第一定律,有
气体吸收热量。故B 错误;
C.根据上一选项分析,在状态c,气体体积较大,分子数密度较小,气体温度升高导致分子平均动能增加,
在保持压强不变的情况下,单位时间撞击单位面积的次数一定较少。故C 正确;
D.从状态a 经b、c、d 回到状态a,气体的温度不变,内能不变,外界对气体做功等于图形的面积,根据
热力学第一定律,有
气体放出热量。故D 错误。故选C。
9.(2023·江西·校联考模拟预测)如图,一定质量的理想气体沿图示从状态a→b→c→a,其中ab 的反向
延长线通过坐标原点,bc 和ca 分别与横轴和纵轴平行。下列说法正确的是( )
A.从a→b,气体压强减小
B.从a→b,气体内能减小
C.从b→c,气体吸收热量
D.从c→a,气体分子的平均动能不变
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【答案】D
【详解】AB.从a→b,气体发生等压变化,气体压强不变,温度升高,内能增大,故AB 错误;
C.从b→c,气体发生等容变化,气体不做功,温度降低,内能减小,气体放出热量,故C 错误;
D.从c→a,气体温度不变,气体分子的平均动能不变,故D 正确。故选D。
10.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模)一定质量的理想气体,由初始状态A 开始,经历A→B、
B→C、C→A 三个过程最后又回到初始状态A,其
图像如图所示。已知AB 与纵轴平行,BC 与横轴平
行,CA 的延长线过原点O,气体在A、B 两状态下的压强分别为p1、2p1。下列说法正确的是( )
A.A→B 过程,气体吸收热量,内能增大
B.气体在B、C 两状态下的体积之比为1:2
C.C→A 过程,气体吸收热量,气体分子的平均动能增大
D.气体由状态A 经A→B、B→C、C→A 回到状态A,整个过程吸热,对外做功
【答案】A
【详解】A.A→B 过程为等容变化,由
可知
气体温度升高,内能增大,外界对气体不做
功,气体吸收热量,故A 正确;
C.C→A 过程为等温膨胀过程,气体吸收热量,但分子平均动能不变,故C 错误;
B.由
,B→C 过程为等压压缩,可知
故B 错误;
D.气体变化过程的p-V 图像如图所示,由图可知,气体由状态A 经A→B、B→C、C→A 回到状态A 的整
个过程中,外界对气体做功,气体放出热量,故D 错误。
故选A。
11.(2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考一模)一定质量的理想气体经历了如图所示的
四个过程,其中
的延长线通过坐标原点,
四个状态气体的压强与温度如图
所示,则( )
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A.气体在
过程中内能的增加量小于
过程中内能的减少量
B.气体在
过程中吸收的热量大于
过程中放出的热量
C.气体在
过程中体积的变化量小于
过程中体积的变化量
D.气体在
过程中体积的变化量等于
过程中体积的变化量
【答案】C
【详解】A.气体在
过程温度变化量相同,则气体在
过程中内能的增加量等于
过程中内能的
减少量,故A 错误;
B.
过程中体积不变,则
过程中体积减小,则
,则
过程中吸收的热量
过程中放出的热量为
其中
,
过程中吸收的热量小于
过程中放出的热量,
故B 错误;
CD.气体在
过程是等温压缩,压强增大到
状态的1.5 倍,则体积变为
状态的
;
过程是等温膨胀,
压强变为
态压强的
,则体积变为
态体积的2 倍;因
两态体积相等,设为
,则态体积
态
体积
,气体在
过程中体积的变化量小于
过程中体积的变化量,故C 正确,D 错误;故选C。
12.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)某实验小组用图甲所示装置,研究烧瓶内封闭气体的体积一定时压
强与温度的关系,初始时封闭气体的摄氏温度为
,往容器内加热水,可以改变封闭气体的温度t,用
(
)表示封闭气体升高的摄氏温度,p 表示温度为t 时封闭气体的压强,则图乙中可能正确的图线
是( )
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A.①
B.②
C.③
D.④
【答案】A
【详解】烧瓶内封闭气体的体积一定,由查理定律有
又
所以有
整理得
可见
图像为一次函数,斜率为
,截距为
,均为正值,故正确的图线是①。
故选A。
13.(2023·山西阳泉·统考三模)一定量的理想气体从状态
开始,经历三个过程
又回到状态
.
其
图像如图所示,其中气体在坐标原点处的温度为
,下列说法正确的是( )
A.过程
压强一定减小,气体一定从外界吸收热量
B.过程
中外界对气体所做的功大于气体所放的热
C.过程
一定是吸热的
D.
状态容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数比
状态多
【答案】AD
【详解】如图
A.根据
;
斜率越大,压强越小,则过程
压强一定减小,温度升高,内能增大,即
体积增大,气体对外做功,即
根据
知
即气体一定从外界吸收热量,故A 正确;
B.过程
中温度不变,内能不变,即
根据
外界对气体所做的功等于气体所放的热,
故B 错误;
C.过程
温度降低,内能减小,即
体积不变W=0 根据
;Q<0 一定是放热的,故C 错
误;
D.
状态压强比
状态大,且
状态体积比
状态小,则
状态容器壁单位面积单位时间内受到气体分子
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撞击的次数比
状态多,故D 正确。故选AD。
14.(2024·福建宁德·福鼎市第一中学校考一模)下列说法正确的是( )
A.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
B.布朗运动与温度有关,所以布朗运动是分子的热运动
C.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D.两分子间距离大于
时,增大分子间距,分子力做负功,分子势能增大
【答案】ACD
【详解】A.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,A 正确;
B.布朗运动反映的是分子的热运动,其本身不是分子的热运动,B 错误;
C.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力,C 正确;
D.两分子间距离大于
时,分子力为引力,分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大,D 正确。
故选ACD。
15.(2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模)下列叙述正确的是( )
A.晶体熔化时吸收热量,分子的平均动能增大,内能增加
B.液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的光学各向异性的特点
C.用气筒给自行车打气,越压缩越费劲,这是因为气体分子之间斥力变大
D.机械能自发地转变为内能的实际宏观过程是不可逆过程
【答案】BD
【详解】A.晶体熔化时吸收热量,内能增加,但温度不变,分子平均动能不变,故A 错误;
B.液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的光学各向异性的特点,故B 正确;
C.气体分子之间的作用力可以忽略不计,用气筒给自行车打气,越压缩越费劲,这是因为车轮胎的内外
压强差变大,故C 错误;
D.机械能转变为内能的实际宏观过程是不可逆过程,故D 正确。
故选BD。
16.(2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考一模)有一种测量气温的简易装置,其结构如图所示,大
玻璃泡A 内封闭有一定量的空气,与A 相连的B 管插在水银槽中,管内水银面的高度x 可反映玻璃泡内空
气的温度(即环境温度),已知该温度计是按照标准大气压
进行温度刻度的。当温度为27℃
时,B 管内水银面的高度为16cm。B 管的体积与大玻璃泡A 的体积相比可忽略不计,下列说法正确的是(
)
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A.该测温装置利用了气体的等容变化的规律
B.当温度为27℃时,封闭气体的压强相当于91cm 高的水银柱产生的压强
C.若把该温度计置于高山顶进行测温,已知高山顶的大气压低于标准大气压,则温度的测量值偏大
D.若该温度计因某种原因漏掉一部分气体,则温度的测量值偏大
【答案】AC
【详解】A.根据题意,B 管的体积与大玻璃泡A 的体积相比可忽略不计,可知在B 中液面移动时,可近
似认为气体体积不变,即该测温装置利用了气体的等容变化的规律,故A 正确;
B.温度为27℃时,封闭气体的压强
即封闭气体的压强相当于
59cm 高的水银柱产生的压强,故B 错误;
C.根据查理定律有
其中
即有
可知,温度升高,管内水银面的高度x 降低,即管
中刻度从上往下,表示的温度逐渐升高,若把该温度计置于高山顶进行测温,由于高山顶的大气压低于标
准大气压,对管中气体有
温度一定时,管中气体压强运动,大气压强减小,可知管内液面的高度
比山底的低一些,则温度的测量值偏高,故C 正确;
D.根据
可知,若该温度计因某种原因漏掉一部分气体,管中气体的压强减小,可知管内液面上
升,根据上述,温度的测量值偏小,故D 错误。故选AC。
17.(2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测)导热性能良好,内壁光滑的气缸内用不计厚度的活
塞封住一定质量的理想气体,现用弹簧连接活塞,将整个气缸悬挂起来,如图所示。静止时,弹簧长度为
L,活塞距离地面高度为h,气缸底部距离地面高度为H,气缸内气体压强为p,体积为V,下列说法正确
的是( )
A.当外界温度不变,大气压强变小时,L 变小,H 变大,p 增大,V 变小
B.当外界温度不变,大气压强变小时,L 不变,H 变小,p 减小,V 变大
C.当大气压强不变,外界温度升高时,h 变小,H 增大,p 减小,V 增大
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D.当大气压强不变,外界温度升高时,h 不变,H 减小,p 不变,V 增大
【答案】BD
【详解】AB.设气缸和活塞的质量分别为M 和m,则缸内气体的压强
当外界温度不变,大气
压强变小时,p 变小,根据
可知,V 变大,弹簧弹力等于活塞和气缸的重力之和,因活塞与气缸的
重力不变,则弹簧弹力不变,则L 不变,气缸下移,则H 变小,故A 错误,B 正确;
CD.当大气压强不变,则p 不变,根据
可知,当外界温度升高时,V 增大,弹簧弹力不变,则L 不
变,活塞位置不变,则h 不变,H 减小,故C 错误,D 正确。故选BD。
18.(2023·山东聊城·统考三模)有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃泡A 内封有一定质量
的气体,与A 相连的B 管插在水银槽中,管内外水银面的高度差
即可反映泡内气体的温度,即环境温度,
并可由B 管上的刻度直接读出。设B 管的体积与A 泡的体积相比可略去不计。在1 标准大气压下对B 管进
行温度标刻(1 标准大气压相当于
的压强)。已知当温度
时,管内外水银面的高度差为
,此高度即为27℃的刻线。则( )
A.
的刻线在
B.
的刻线在
C.实际温度为22℃时,该测温装置的读数仍为27℃,可知大气压已变为相当于
的压强
D.实际温度为22℃时,该测温装置的读数仍为27℃,可知大气压已变为相当于
的压强
【答案】AC
【详解】AB.玻璃泡A 内气体的初始状态T1=(273+27)K=300K,p1=(76-16)cmHg=60cmHg
末态即
的状态T0=273K,p0=?由查理定律有
解得p0=54.6cmHg
所以
时水银面高度,即刻度线的位置是x0=(76-54.6)cm=21.4 cm 选项A 正确,B 错误;
CD.设此时大气压为p,该测温装置的读数仍为27℃,则此时A 泡内气体的压强
又此时的温度
由查理定律有
解得p=75cmHg 选项C 正确,D 错误。
故选AC。
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19.(2023·辽宁·统考高考真题)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时
储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T 图像如图所
示。该过程对应的p-V 图像可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】根据
可得
从a 到b,气体压强不变,温度升高,则体积变大;从b 到c,气体压强
减小,温度降低,因c 点与原点连线的斜率小于b 点与原点连线的斜率,c 态的体积大于b 态体积。故选
B。
20.(2023·江苏·统考高考真题)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B。该
过程中( )
A.气体分子的数密度增大
B.气体分子的平均动能增大
C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】B
【详解】A.根据
可得
则从A 到B 为等容线,即从A 到B 气体体积不变,则气体分子的数
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密度不变,选项A 错误;
B.从A 到B 气体的温度升高,则气体分子的平均动能变大,则选项B 正确;
C.从A 到B 气体的压强变大,气体分子的平均速率变大,则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰
撞力变大,选项C 错误;
D.气体的分子密度不变,从A 到B 气体分子的平均速率变大,则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体
分子数变大,选项D 错误。故选B。
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