固体、液体和气体

高考经典课时作业11-2 固体、液体和气体
（含标准答案及解析）
时间：45分钟分值：100分
1．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图(1)、(2)、(3)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(4)所示．下列判断正确的是()
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、丙为晶体，乙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，丙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
2．(2011·高考福建卷)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
3．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ，TⅡ，TⅢ，则()
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ
B．TⅢ>TⅡ>TⅠ
C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ
D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
4．(2013·南京模拟)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．气体分子的密度增大
5．如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强() A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终不变
D．先增大后减小
6．对一定质量的气体，下列四种状态变化中，哪些是可能实现的()
A．增大压强时，温度降低，体积增大
B．升高温度时，压强减小，体积减小
C．降低温度时，压强增大，体积不变
D．降低温度时，压强减小，体积增大
7．如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h.若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则()
A．h、l均变大
B．h、l均变小
C．h变大l变小
D．h变小l变大
8．(2012·高考福建卷)空气压缩机的储气罐中储有1.0 a tm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L．设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()
A．2.5 atm B．2.0 atm
C．1.5 atm D．1.0 atm
9．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p－T 图上都是直线段，ab和dc的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，由图可以判断() A．ab过程中气体体积不断减小
B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断增大
D．da过程中气体体积不断增大
10．(2012·高考海南卷)如图，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程温度保持不变．求小车加速度的大小．
11．内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10－3 m3的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 ℃.
(1)求汽缸中气体的最终体积；
(2)在如图所示的p－V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化．(大气压强为1.0×105 Pa)
12．(2013·辽宁六校联考)一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10 kg，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝2×10－3 m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103N/m的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20 cm，g 取10 m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．
(1)当缸内气柱长度L2＝24 cm时，缸内气体温度为多少K?
(2)缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少K?
标准答案及解析：
1．
解析：由图 (1)、(2)、(3)可知：甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由图(4)可知；甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体．其中甲为多晶体，丙为单晶体．
答案：BD 2．
解析：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体没有固定熔点．B 正确．
答案：B
3．
解析：温度是气体分子平均动能的标志．由图象可以看出，大量分子的平均速率v －Ⅲ>v
－Ⅱ>v －Ⅰ，因为是同种气体，则E －k Ⅲ>E －k Ⅱ>E －
k Ⅰ，所以B 正确，A 、C 、D 错误． 答案：B
4．
解析：理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故B 、D 正确，A 、C 错误．
答案：BD
5．
解析：在V －T 图象中，各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小．斜率越小，压强越大．
答案：A
6．
解析：温度降低时，分子的平均动能减少，使压强有减小的趋势；体积增大时，使压强也有减小的趋势．故A 的过程是不可能的．升高温度和减小体积，都会使压强增大，
故B 的过程是不可能的⎝⎛⎭
⎫也可由pV T ＝恒量来判断.对C 、D 由同样的方法来判断． 答案：D
7．
解析：开始时，玻璃管中的封闭气体的压强p 1＝p 0－ρgh ，上提玻璃管，假设h 不变，l 变长，由玻意耳定律得，p 1l 1·S ＝p 2(l ＋Δl )·S ，所以气体内部压强小了，大气压p 0必然推着液柱上升，假设不成立，h 必然升高一些．最后稳定时，封闭气体的压强p 2＝p 0－ρg (h ＋Δh )减小，再根据玻意耳定律，p 1l 1·S ＝p 2l 2·S ，l 2＞l 1，l 变大，故A 对．
答案：A
8．
解析：取全部气体为研究对象，由p 1V 1＋p 2V 2＝pV 1得p ＝2.5 atm ，故A 正确． 答案：A
9．
解析：在p －T 图上，过原点的倾斜直线表示气体做等容变化，体积不变，故有V a ＝V b ，V c ＝V d ，而图线的斜率越大，气体的体积越小，故有V a ＝V b >V c ＝V d ，可判断B 、D 选项正确．
答案：BD
10．
解析：设小车加速度大小为a ，稳定时汽缸内气体的压强为p 1，活塞受到汽缸内外气体的压力分别为
f 1＝p 1S ①
f 0＝p 0S ②
由牛顿第二定律得
f 1－f 0＝ma ③
小车静止时，在平衡情况下，汽缸内气体的压强应为p 0，由玻意耳定律得
p 1V 1＝p 0V ④
式中V ＝SL ⑤
V 1＝S (L －d )⑥
联立①②③④⑤⑥式得 a ＝p 0Sd m (L －d )
⑦ 答案：p 0Sd m (L －d )
11．
解析：(1)封闭气体的体积变为原来的一半且汽缸处于水槽中时，气体压强为p 1，在活塞上方倒沙子的全过程中温度保持不变，由玻意耳定律得p 0V 0＝p 1V 1
解得p 1＝V 0V 1
p 0 ＝2.0×10－3
1.0×10
－3×1.0×105 Pa ＝2.0×105 Pa
设最终体积为V 2，在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变，由盖－吕萨克定律V 1T 0
＝V 2T 2
所以V 2＝T 2T 0V 1＝273＋127273
×1.0×10－3 m 3 ＝1.47×10－3 m 3.
(2)如图所示
答案：(1)1.47×10－3 m 3 (2)见解析图
12．
解析：(1)V 1＝L 1S ，V 2＝L 2S ，T 1＝400 K
p 1＝p 0－mg S
＝0.8×105 Pa p 2＝p 0＋F －mg S
＝1.2×105 Pa 根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2
解得T 2＝720 K
(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则 k Δx ＝(m ＋M )g
Δx ＝7 cm
V 3＝(Δx ＋L 1)S
p 3＝p 0＋Mg S ＝1.5×105 Pa
根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0
解得T 0＝1 012.5 K
升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则
k Δx ＝(m ＋M )g
Δx ＝7 cm
V 3＝(Δx ＋L 1)S
p 3＝p 0＋Mg S
＝1.5×105 Pa 根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0
解得T 0＝1 012.5 K
答案：(1)720 K (2)1 012.5 K。