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2018年高考物理一轮复习:选修3-3 第十三章 第二讲 固体、液体与气体

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                                   [A 组·基础题]
    一、单项选择题

    1.关于液晶,下列说法中正确的有(  )
    A.液晶是一种晶体
    B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
    C.液晶的光学性质不随温度的变化而变化
    D.液晶的光学性质随光照的变化而变化
    解析:液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,

具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,A、B                    错误;外界条件的微小变化都会引起液
晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,温度、压力、外加电压等因素变化时,都

会改变液晶的光学性质,C           错误,D    正确.

    答案:D
    2.已知湖水深度为        20 m,湖底水温为      4 ℃,水面温度为       17 ℃,大气压强为       1.0×105 

                                                         2            3    3
Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(g                     取  10 m/s ,ρ 水=1.0×10  kg/m )(  )
    A.12.8 倍                          B.8.5  倍
    C.3.1 倍                            D.2.1 倍
                                   p1V1  p0V0

                            5
    解析:p1=p0+ρgh=3.0×10       Pa,由  T1 =  T0 ,解得    V0≈3.1V1,C 正确.
    答案:C
    二、多项选择题

    3.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是(  )
    A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈
    B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈
    C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小
    D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小
    解析:对一定量的稀薄气体,压强变大,温度不一定升高,因此分子热运动不一定变

得剧烈,A     项错误;在保持压强不变时,如果气体体积变大则温度升高,分子热运动变得

剧烈,选项     B 正确;在压强变大或变小时气体的体积可能变大,可能变小,也可能不变,

因此选项    C 错误,D    正确.

    答案:BD
    4.(2017·湖南十校联考)如图,固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气
体,汽缸置于温度不变的环境中.现用力使活塞缓慢地向上移动,密闭气体的状态

发生了变化.下列图象中           p、V  和 U 分别表示该气体的压强、体积和内能,-                  表示
                                                                E k
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该气体分子的平均动能,n           表示单位体积内气体的分子数,a、d               为双曲线,b、c      为直
线.能正确反映上述过程的是(  )


    解析:汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化,其                         p ­V 图象是双曲线,A       正
确;理想气体的内能由分子平均动能决定,温度不变,分子的平均动能不变,气体的内能

不变,B    正确,C   错误;单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数,容器

内分子总数不变,D         正确.

    答案:ABD
    三、非选择题

    5.(2017·湖北优质高中联考)如图所示,两容器              A、B  中分别装
有同种理想气体,用粗细均匀的              U 形管连通两容器,管中的水银
滴把两容器隔开,两容器           A、B  的容积(包括连接它们的         U 形管部
分)均为   174 cm3,U  形管的横截面积为        S=1  cm2.容器  A 中气体的
温度为   7   ℃,容器    B 中气体的温度为       27  ℃,水银滴恰在玻璃管水平部分的中央保持平
衡.调节两容器的温度,使两容器温度同时升高                    10 ℃,水银滴将向何方移动?移动距离为
多少?
    解析:设水银滴向右移动的距离为               x,则对于容器      A 有
    pAVA   pA′VA+xS
     TA  =      TA′    ,
                pBVB   pB′VB-xS
    对于容器    B 有  TB  =     TB′    ,

                                                   3
    开始时水银滴保持平衡,则有             pA=pB,VA=VB=174 cm    ,

    温度升高后水银滴保持平衡,则有               pA′=pB′,
    联立则有    x=0.2 cm.

    答案:水银滴向右移动          0.2 cm
                                   [B 组·能力题]
    非选择题

    6.(2017·山东临沂模拟)如图是一种气压保温瓶的结构示意图.其中出水管很细,体积
可忽略不计,出水管口与瓶胆口齐平,用手按下按压器时,气室上方的小孔被堵塞,使瓶

内气体压强增大,水在气压作用下从出水管口流出.最初瓶内水面低于出水管口                                  10  cm,
此时瓶内气体(含气室)的体积为            2.0×102 cm3,已知水的密度为        1.0×103  kg/m3,按压器的

                            5               2
自重不计,大气压强         p0=1.01×10  Pa,取  g=10 m/s .求:
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    (1)要使水从出水管口流出,瓶内水面上方的气体压强的最小值;
    (2)当瓶内气体压强为       1.16×105 Pa 时,瓶内气体体积的压缩量.(忽略瓶内气体的温度
变化)
    解析:(1)由题意知,瓶内、外气体压强以及水的压强存在以下关系:

    p 内=p0+p  水=p0+ρgh  水

                          5
    代入数据得     p 内=1.02×10   Pa.
    (2)当瓶内气体压强为       p=1.16×105 Pa 时,设瓶内气体的体积为           V.

    由玻意耳定律为       p0V0=pV,压缩量为      ΔV=V0-V,

                                  2   3                3
    已知瓶内原有气体体积          V0=2.0×10   cm ,解得   ΔV=25.9 cm .
    答案:(1)1.02×105 Pa (2)25.9 cm3
    7.(2015·高考全国卷Ⅰ)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴

圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为                        m1=2.50  kg,

                      2
横截面积为     S1=80.0   cm ;小活塞的质量为        m2=1.50  kg,横截面积为

           2
S2=40.0 cm ;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为                 l=40.0 cm;汽缸外
大气的压强为      p=1.00×105  Pa,温度为    T=303  K.初始时大活塞与大圆
          l

筒底部相距2,两活塞间封闭气体的温度为                  T1=495  K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞
缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小                          g 取 10 m/s2.求:
    (1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;
    (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.

    解析:(1)设初始时气体体积为           V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的

体积为   V2,温度为     T2,由题给条件得
             l     l

    V1=S2(l-2)+S1(2) ①

    V2=S2l②

    在活塞缓慢下移的过程中,用             p1 表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得

    S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③
    故缸内气体的压强不变.由盖—吕萨克定律有
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    V1  V2
    T1=T2④
    联立①②④式并代入题给数据得

    T2=330 K⑤

    (2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为                      p1.在此后与汽缸外大气达到
热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为                                  p′,由
查理定律有
    p′ p1
    T=T2⑥
    联立③⑤⑥式并代入题给数据得

    p′=1.01×105 Pa.⑦
    答案:(1)330 K (2)1.01×105 Pa
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