南方新高考2018版高考物理大一轮复习专题十二热学第2讲气体课时作业

第2讲气体、液体和固体一、多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)1．(2016年广东第二次大联考)下列说法正确的是( )A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定改变C．晶体有固定的熔点且物理性质各向异性D．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体E．金属在各个方向具有相同的物理性质，但它是晶体2．关于液晶，下列说法不正确．．．的是( )A．液晶是液体和晶体的混合物B．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光D．所有物质在一定条件下都能成为液晶E．液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上又与液体相同3．关于晶体和非晶体，不正确．．．的说法是( )A．它们的微观结构不同B．晶体的几何形状规则，非晶体的几何形状不规则C．晶体内部的物质微粒是有规则地排列，而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列D．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的E．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不相等的是非晶体4．(2016年新课标全国卷Ⅱ)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p­T图象如图K12­2­1所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是( )图K12­2­1A．气体在a、c两状态的体积相等B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功5．一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p­V图象如图K12­2­2所示．在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化．对于这两个过程，下列说法正确的是( )图K12­2­2A．气体经历过程1，其温度降低B．气体经历过程1，其内能减小C．气体在过程2中一直对外放热D．气体在过程2中一直对外做功E．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同6．(2016年云南名校统考)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是( )A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C．两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能E．两个分子间的距离为r0时，分子势能最小二、非选择题7．(2015年新课标全国卷Ⅱ)如图K12­2­3所示，一粗细均匀的“U”形管竖直放置，A 侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm，现将开关K打开，从“U”形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1＝10.0 cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0＝75.0 cmHg.(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度．(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度．图K12­2­38．(2016年新课标全国卷Ⅱ)氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天？9．某同学制作了一个结构如图K12­2­4甲所示的温度计．一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5 m．将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向．在气体温度为270 K时，用一段水银将长度为0.3 m的气柱封闭在管内．实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图乙所示(实验中大气压强不变)．甲乙图K12­2­4(1)管内水银柱长度为________m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为________K．(2)若气柱初始长度大于0.3 m，该温度计能测量的最高温度将________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将________(填“偏高”“不变”或“偏低”)．10．(2016年湖南衡阳月考)如图K12­2­5所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为S＝1×10－3 m2，气缸内有质量m＝2 kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子S销于如图位置，离缸底L1＝12 cm，此时气缸内被封闭气体的压强为p1＝1.5×105 Pa，温度为T1＝300 K．外界大气压为p o＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2．(1)现对密闭气体加热，当温度升到T2＝400 K，其压强p2多大？(2)若在此时拔去销子S，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度降为T3＝360 K，则这时活塞离缸底的距离L3为多少？(3)保持气体温度为360 K不变，让气缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底L4＝16 cm处，则求气缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a的大小及方向．图K12­2­5第2讲气体、液体和固体1．BDE 解析：由热力学知识知：气体的内能是分子热运动的动能与分子间势能之和，A错误；气体的温度变化时，气体分子的平均动能变化，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体是各向同性的，C错误；完全失重情况下，液体各方向的力都一样，所以会成为一个标准的球体，D正确；通常金属在各个方向具有相同的物理性质，它为多晶体，E正确．2．ACD 3．BDE4．ABE 解析：由理想气体状态方程pV＝nRT知，a与c的体积相等，A正确．理想气体的内能由温度决定，而T c<T a，故a的内能大于c的内能，B正确．由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，cd过程温度不变(内能不变)，则Q＝－W，C错误．da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，D错误．bc过程中外界对气体做的功W bc＝p c(V b－V c)，da过程中气体对外界做的功W da＝p a(V a－V d)，对两个等温变化过程有p a V a＝p c V b，p c V c ＝p a V d，联立各式得W bc＝p a V a－p c V c，W da＝p a V a－p c V c，E正确．5．ABE 解析：气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，选项A、B正确．气体在过程2中，根据理想气体状态方程，刚开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故选项C、D错误；无论是经过1过程还是过程2，初、末状态相同，故内能改变量相同，选项E正确．6．ACE 解析：扩散现象是分子无规则运动的宏观表现，故A正确；压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，故B错误；两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都增大，故C正确；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表明它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫温度，不是内能，故D错误；当分子间r>r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大，当分子间r<r0时，随距离减小而增大，当r＝r0时，分子势能最小，故E正确．7．解：(1)以cmHg为压强单位，设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律得pl＝p1l1由力学平衡条件得p＝p0＋h打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面和高度差也随之减小，直至B侧水银低于A 侧水银面h1为止，由力学平衡有p1＝p0－h1联立以上各式并代入数据解得l1＝12.0 cm.(2)当A、B两侧水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2，由玻意耳定律得pl＝p2l2由力学平衡条件可知p2＝p0代入数据解得l2＝10.4 cm设注入的水银在管内的长度为Δh，依题意有Δh＝2(l1－l2)＋h1＝13.2 cm.8．解：设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1 ②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0 ③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为N＝V0ΔV④联立①②③④式，并代入数据解得N＝4(天)．9．(1)0.1 360 (2)减小 (3)偏低10．解：(1)等容变化：p 1T 1＝p 2T 2，解得p 2＝2.0×105Pa.(2)活塞受力平衡，故封闭气体压强为 p 3＝p 0＋mg S＝1.2×105 Pa 根据理想气体状态方程，有p 2V 2T 2＝p 3V 3T 3解得L 3＝18 cm.(3)等温变化：p 3V 3＝p 4V 4，解得p 4＝1.35×105 Pa应竖直向上做匀加速直线运动，对活塞，由牛顿第二定律p 4S －p 0S －mg ＝ma解得a ＝7.5 m/s 2.。