1、核心素养测评 三十四固体、液体与气体(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分)1.(多选)下列说法中正确的是()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性【解析】选B、D。气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数的商是每个分子所占的体积,而气体分子所占的体积远大于每个分子的体积,选项A错误;悬浮在液体中的固体微粒越小,在液体分子撞击下的运动越明显,选项B
2、正确;分子之间既有引力又有斥力,液面分子间距离较大,使得引力大于斥力,总体表现为引力,所以液体表面有收缩趋势,选项C错误;液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性,选项D正确。2.(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是()A.液体与大气相接触的表面层内,分子间的作用表现为相互吸引B.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部C.布雨伞能够遮雨,其原因之一是液体表面存在张力D.荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力【解析】选A、C、D。液体与大气相接触,液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,选项A正确;表面张力产生在液体表面层,它的方向与液体表面相切,
3、而非与液面垂直,选项B错误;布雨伞能够遮雨,其原因之一是液体表面存在张力,选项C正确;荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力,选项D正确。3.(多选)下列说法正确的是()A.只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低B.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能也一定减小C.同种物质要么是晶体,要么是非晶体,不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现D.温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能相同【解析】选A、D。温度是分子热运动的标志,则只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低,选项A正确;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小;若分子力表现为引力,则随
4、分子间距离增大,分子力做负功,分子势能也增大;若分子力表现为斥力,则随分子间距离增大,分子力做正功,分子势能减小,选项B错误;同种物质可能是晶体,也可能是非晶体,故C错误;温度是分子热运动的平均动能的标志,则温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能相同,选项D正确。4.(多选)(2019岳阳模拟)下列关于热现象的叙述,正确的是()A.液晶与多晶体一样具有各向同性B.雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D.当分子间的引力与斥力平衡时,分子势能最小【解析】选B、D。液晶的某些性质具有各向异性,故A错误;由于液体表面存在张力,故雨水不能透过布雨伞
5、,故B正确;理想气体的分子势能不计,只与温度有关,与体积无关,故C错误;当rr0时,分子力表现为引力,当r增大时,分子力做负功,则分子势能增大,当rVb,TaTbB.VaVb,TaTbC.VaVb,TaTbD.VaTb【解析】选D。解除锁定前,两部分气体温度相同,体积相同,由pV=nRT可知b部分压强大,故活塞左移,平衡时VaTb。9.(多选)对于一定质量的理想气体,下列论述正确的是()A.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强一定增大B.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变C.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数一定增加D.若气体的压强不变而温度
6、降低,则单位体积内分子个数可能不变【解析】选A、C。单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大,因此这时气体压强一定增大,故选项A正确,B错误;若气体的压强不变而温度降低,则气体的体积减小,则单位体积内分子个数一定增加,故选项C正确,D错误。二、实验题(16分)10.如图所示为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被封闭于烧瓶内。开始时B、C内的水银面等高。(1)若气体温度升高,为使烧瓶内气体的压强不变,应将C管_(选
7、填“向上”或“向下”)移动,直至_。(2)实验中多次改变气体温度,用t表示气体升高的温度,用h表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是图中的()【解析】(1)气体温度升高,封闭气体压强变大,为使封闭气体压强不变,应将C管向下移动,直至B、C两管内水银面等高。(2)由于气体压强不变,则=k,故有=k,k、S为定值,故选项A正确。答案:(1)向下B、C两管内水银面等高(2)A11. (8分)(2019大连模拟)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 cmH
8、g。(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p151S=p2(57-H)Sp1=(76+4) cmHg=80
9、 cmHgp2=(76+H) cmHg解得H=9 cm,故p2=85 cmHg。答案:(1)45 (2)85 cmHg【加固训练】(2019烟台模拟)有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃瓶A内封有一定量气体,与瓶A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映瓶内气体的温度,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瓶的体积相比可略去不计。(1)B管刻度线是在1个标准大气压下制作的(1个标准大气压相当于76 cm水银柱的压强)。已知当温度t=27 时的刻度线在x=16 cm处,问t=0 的刻度线在x为多少厘米处?(2)若大气压已变为相当于75 cm水银柱的压强,利用该
10、测温装置测量温度时所得读数仍为27 ,问此时实际温度为多少?【解析】(1)p1=76 cmHg-16 cmHg=60 cmHg,T1=(273+27) K=300 K,T2=(273+0) K=273 K,气体发生等容变化,由查理定律可得:=,即=,解得:p2=54.6 cmHg,则x=76 cm-54.6 cm=21.4 cm。(2)此时A瓶内气体压强为:p3=75 cmHg-16 cmHg=59 cmHg,气体发生等容变化,由查理定律:=,即:=解得:T3=295 K,t3=22 。答案:(1)21.4厘米处(2)22 12.(10分)(2019长沙模拟)如图,在固定的汽缸A和B中分别用活
11、塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为SASB=12。两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动。两个汽缸都不漏气。初始时,A、B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300 K,A中气体压强pA=1.5p0,p0是汽缸外的大气压强。现对A加热,使其中气体的压强升到pA=2.0p0,同时保持B中气体的温度不变。求此时A中气体的温度TA。【解析】活塞平衡时,由平衡条件得:pASA+pBSB=p0(SA+SB)pASA+pBSB=p0(SA+SB)已知SB=2SAB中气体初、末态温度相等,设末态体积为VB,由玻意耳定律得:pBVB=pBV0设A中气体末态的体积为VA,因为两活塞移动的
12、距离相等,故有=对A中气体由理想气体状态方程得:=解得:TA=500 K。答案:500 K【加固训练】如图所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍,细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定质量的空气(可视为理想气体),气柱长L=20 cm。活塞A上方的水银深H=15 cm,两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计,用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移,直至水银的被推入细筒中,求活塞B上移的距离。(设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm的水银柱产生的压强。)【解析】初态封闭气体压强:p1=pH+p0当的水银上升到细筒中时,设粗
13、筒横截面积为S,则HS=h1,HS=h2S此时封闭气体压强:p2=+p0V1=LS,V2=LS由玻意耳定律得p1V1=p2V2解得L=18 cm活塞B上升的距离为:d=H+L-L-H=7 cm。答案:7 cm13.(12分)如图所示,圆柱形喷雾器高为h,内有高度为的水,上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气。将喷雾器移到室内,一段时间后打开喷雾阀门K,恰好有水流出。已知水的密度为,大气压强恒为p0,喷雾口与喷雾器等高。忽略喷雾管的体积,将空气看作理想气体。(室内温度不变)(1)求室内温度。(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气,直到水完全流出,求充入空气与原有空气的质量比。【解析】(1)设喷雾器的横截面积为S,室内温度为T1,喷雾器移到室内一段时间后,封闭气体的压强p1=p0+g,V0=S气体做等容变化:=解得:T1=(1+)T0(2)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象,排完水后,压强为p2,体积为V2=hS。此气体经等温变化,压强为p1时,体积为V3则p2=p0+gh,p1V3=p2V2即(p0+g)V3=(p0+gh)hS同温度下同种气体的质量比等于体积比,设充入气体的质量为m则=解得:=答案:(1)(1+)T0(2)关闭Word文档返回原板块
