【步步高】2022高考物理大一轮复习 11.2 固体、液体与气体

11.2　固体、液体与气体1．下列说法正确的是(　　)．A．饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大B．饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态C．所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点D．所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体解析　饱和蒸汽压与温度有关，A正确；饱和蒸汽是指蒸发和液化处于动态平衡，B错误；单晶体有固定形状，而多晶体没有固定形状，C错误；水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，D错误；本题答案为A.答案　A图11－2－12．如图11－2－1所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比(　　)．A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量解析　虽然汽缸壁和隔板绝热，但右边气体由于电热丝通电放出热量而温度升高，压强增大，从而推动隔板，隔板压缩左边气体对其做功，没有热交换，故左侧气体内能一定增加，温度升高，由是常数，左边气体V变小，T变大．故p一定变大，对右边气体，由于最终还要达到平衡，则p变大，V变大，T一定变大，由此可知，A错误，B、C均正确；又右边气体吸收电热丝放出的热量后，由于对外做了功，故气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，故D错误．答案　BC3．如图11－2－2所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(　　)．7\n图11－2－2A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变解析　因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由ΔU＝W＋Q知内能不变，故选项A错误、选项B正确．稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1＝p2V2和V1<V2知p1>p2，即气体压强变小，故选项C错误、选项D正确．答案　BD4．(1)下列说法正确的是________．A．空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力B．布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈C．由能的转化和守恒定律知道，能源是不会减少的D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性图11－2－3(2)如图12－2－3所示，一个绝热活塞将绝热容器分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，保持A体积不变，给电热丝通电，则此过程中气体A的内能________，温度________；拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，则气体B的内能________．解析　(1)布朗运动表明了固体颗粒越小，液体温度越高，液体分子运动越剧烈，B错误；由能的转化和守恒定律知道，能量是守恒的，但能源是会不断减少的，能量与能源的意义不同，C错误．(2)给电热丝通电，A容器温度升高，气体内能增加；拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，对B做正功，气体B的内能增加．答案　(1)AD　(2)增加　升高　增加7\n5．如图11－2－4所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气(　　)．A．体积不变，压强变小B．体积变小，压强变大C．体积不变，压强变大D．体积变小，压强变小图11－2－4解析　细管中封闭空气的压强等于洗衣缸与细管间水位差产生的压强加大气压强，洗衣缸内水位升高，两者间水位差变大，封闭气体压强变大，同时细管中水位上升，封闭气体体积减小，故选项B正确．答案　B图11－2－56．如图11－2－4所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体________．(填选项前的字母)A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加解析　本题考查热力学第一定律、一定质量气体温度、压强和体积的关系．容器绝热，活塞对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增加；温度是分子平均动能的标志，且气体内能增加，故温度一定升高；对活塞进行受力分析p0S＋F＝p气S，可知，气体压强增大，C正确；本题答案为C.答案　C7．如图11－2－5所示，一定质量的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，则：图11－2－5(1)符合查理定律的变化过程是________；C→A过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量，________(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能________(选填“增大”、“减少”或“不变”)．(2)已知理想气体在状态A时的温度是27℃，求气体在状态C的温度是多少．7\n解析　(2)C→A过程中气体压强不变，由盖·吕萨克定律可知：＝　可得TA＝150K.答案　(1)B→C　吸收　气体对外界　增大　(2)150K图11－2－68．医疗室用的电热高压灭菌锅的锅盖密封良好，盖上有一个排气孔，上面倒扣一个限压阀，利用其重力将排气孔压住．排气孔和限压阀的示意图如图11－2－6所示．加热过程中当锅内气压达到一定程度时，气体就会把限压阀顶起来，使高压气体排出，这样就使锅内能保持较高而又安全的稳定压强，若限压阀的质量m＝0.1kg，横截面直径D＝2cm，排气孔直径d＝0.3cm，大气压为标准值(取p0＝1×105Pa)，则锅内气压最大可达多少？解析　当锅内气压达到最大时，限压阀被顶起，此时限压阀处于受力平衡状态，设此时锅内气压为p，则由平衡条件可得p0S＋mg＝pS，S＝π所以p＝p0＋≈2.4×105Pa.答案　2.4×105Pa图11－2－79．如图11－2－7所示，有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的.若测得A点压强为1.2×105Pa，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．(1)求液体中B点的压强．(2)从微观上解释气体压强变化的原因．(3)在缓慢下降过程中，筒内空气是吸热还是放热？解析　(1)由题意知气体做等温变化，则有pAV＝pB×V带入数据得pB＝1.8×105Pa.答案　(1)1.8×105Pa(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．(3)在缓慢下降过程中，温度不变，气体内能不变；体积减小，外界对气体做功，气体应7\n放热．10．2022年4月8日，在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5atm，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为87℃，轮胎中的空气可看作理想气体．(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．解析　(1)气体作等容变化，由查理定律得：＝①T1＝t1＋273②T2＝t2＋273③p1＝2.5atm　t1＝27℃　t2＝87℃由①②③得：p2＝3atm.答案　(1)3atm(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．(3)气体膨胀对外做功，没有吸收或放出热量，据热力学第一定律　ΔU＝W＋Q　得ΔU<0内能减少．11．两个完全相同的钢瓶．甲装有3L的液体和1L、6个大气压的高压气体；乙内有一个大气压的4L气体；现将甲瓶倒置按如图11－2－8所示连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中．(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)(1)试分析在压装过程中随甲瓶内液体减少，甲内部气体压强如何变化，试用分子动理论作出解释．(2)甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？解析　(1)压装过程中甲瓶内气体膨胀，单位体积内的分子数图11－2－8减少，温度不变分子的平均动能不变，这样单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数减少，压强变小．(2)设甲内液体最多有xL进入乙瓶．乙瓶中气体灌装液体前，压强为p乙＝1atm，体积为V1＝4L；灌装后体积最小变为V乙′＝(4－x)L，此时乙瓶中压强与甲瓶内压强相等，为p，由等温变化得：p乙V乙＝pV乙′①甲瓶中气体开始气压为p甲＝6atm，体积为V甲＝1L，结束后压强为p，体积为V甲′＝7\n(1＋x)L由等温变化得：p甲V甲＝pV甲′②联立①②代入解得：x＝2L．③答案　(1)压装过程中甲瓶内气体膨胀，单位体积内的分子数减少，温度不变分子的平均动能不变，这样单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数减少，压强变小．　(2)2L12．(1)如图11－2－9所示的是医院用于静脉滴注的示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接入人体静脉．①若气室A、B中的压强分别为pA、pB，则它们与外界大气压强p0的大小顺序应为________．图11－2－9②在输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是________(填“越滴越慢”、“越滴越快”或“恒定”)(2)对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：V/m31.000.500.400.250.20p/×105Pa1.453.103.955.987.70①根据所给数据在坐标纸上(如图11－2－10所示)画出p－图线，可得结论是________________________________________________________________________．图11－2－10②由所做图线，求p＝8.85×105Pa时该气体体积是_______________________________．③该图线斜率大小和温度的关系是_____________________________________________．答案　(1)①pA<p0<pB　②恒定7\n(2)①画图略，图线为一过原点的直线，证明玻意耳定律是正确的②0.172m3　③斜率越大，该气体温度越高7