（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（三十九）固體、液體和氣體（含解析）.doc

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課時(shí)跟蹤檢測（三十九） 固體、液體和氣體 [A級——基礎(chǔ)小題練熟練快] 1．如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是(　　) A．玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體 B．玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體 C．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊 D．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張 解析：選C　玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，故A、B錯(cuò)誤；玻璃裂口尖端放在火焰上燒熔后尖端變鈍，是表面張力的作用，因?yàn)楸砻鎻埩哂袦p小表面積的作用，即使液體表面繃緊，故C正確，D錯(cuò)誤。 2．(多選)(2019達(dá)州檢測)關(guān)于液體的表面張力，下列說法正確的是(　　) A．液體與大氣相接觸的表面層內(nèi)，分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引 B．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部 C．布雨傘能夠遮雨，其原因之一是液體表面存在張力 D．荷葉上的露珠呈球形的主要原因是液體的表面張力 解析：選ACD　液體與大氣相接觸，液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)A正確；表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向平行于液體表面，而非與液面垂直，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；布雨傘能夠遮雨，其原因之一是液體表面存在張力，選項(xiàng)C正確；荷葉上的露珠呈球形的主要原因是液體的表面張力，選項(xiàng)D正確。 3．如圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則TA______TB，TB______TC(均選填“＞”“＜”或“＝”)。 解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C可知：從A到B，體積不變，壓強(qiáng)減小，故溫度降低，即TA＞TB；從B到C，壓強(qiáng)不變，體積增大，故溫度升高，即TB＜TC。 答案：＞　＜ 4．如圖所示，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，左側(cè)封閉的理想氣體柱長l1＝10 cm，右側(cè)封閉的理想氣體柱長l2＝14 cm，兩側(cè)管內(nèi)水銀面高度相同，初始時(shí)左側(cè)管內(nèi)理想氣體的溫度為27 ℃?，F(xiàn)對左側(cè)管內(nèi)氣體緩慢加熱，當(dāng)它的溫度上升到227 ℃時(shí)，兩側(cè)管內(nèi)氣體體積相等，分別求27 ℃時(shí)和227 ℃時(shí)左側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。(右側(cè)管內(nèi)氣體溫度不變) 解析：設(shè)初始時(shí)刻和兩管氣體體積相同時(shí)左側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為p1、p2，則有： 對左側(cè)管： ＝ 對右側(cè)管： p1l2＝(p2－Δp)(l2－Δl) 其中Δp＝2Δl(cmHg) T1＝300 K，T2＝500 K 當(dāng)它的溫度上升到227 ℃時(shí)，兩側(cè)管內(nèi)氣體體積相等，則有：l1＋Δl＝l2－Δl，即：Δl＝ 聯(lián)立解得：p1＝18 cmHg，p2＝25 cmHg。 答案：18 cmHg　25 cmHg [B級——保分題目練通抓牢] 5．(2019大理模擬)豎直放置的一粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管中，兩臂分別灌有水銀，水平部分有一空氣柱，各部分長度如圖所示，單位為cm?，F(xiàn)將管的右端封閉，從左管口緩慢倒入水銀，恰好使水平部分右端的水銀全部進(jìn)入右管中。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75 cmHg，環(huán)境溫度不變，左管足夠長。求： (1)此時(shí)右管封閉氣體的壓強(qiáng)； (2)左管中需要倒入水銀柱的長度。 解析：(1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S，對右管中的氣體，初態(tài)p1＝75 cmHg，V1＝30S 末態(tài)體積：V2＝(30－5)S＝25S 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 解得：p2＝90 cmHg。 (2)對水平管中的氣體，初態(tài) p＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg，V＝11S； 末態(tài)壓強(qiáng)： p′＝p2＋20 cmHg＝110 cmHg 根據(jù)玻意耳定律：pV＝p′V′ 解得V′＝9S，水平管中的空氣柱長度變?yōu)? cm，此時(shí)原來左側(cè)19 cm水銀柱已有 11 cm進(jìn)入到水平管中，所以左側(cè)管中倒入水銀柱的長度應(yīng)該是110 cm－75 cm－8 cm＝ 27 cm。 答案：(1)90 cmHg　(2)27 cm 6.(2019福州調(diào)研)如圖所示，開口向上豎直放置的橫截面積為10 cm2的汽缸內(nèi)有a、b兩個(gè)質(zhì)量忽略不計(jì)的活塞，兩個(gè)活塞把汽缸內(nèi)的氣體分割為兩個(gè)獨(dú)立的部分A和B，A的長度為30 cm，B的長度是A長度的一半，汽缸和b活塞都是絕熱的，活塞a導(dǎo)熱性能良好，與活塞b和汽缸底部相連的輕彈簧勁度系數(shù)為100 N/m，B部分下端有與電源相連的電熱絲。初始狀態(tài)A、B兩部分氣體的溫度均為27 ℃，彈簧處于原長，活塞a剛好與汽缸口相齊平，開關(guān)S斷開。若在活塞a上放上一個(gè)2 kg的重物，則活塞a下降一段距離后靜止(已知外界大氣壓強(qiáng)為p0＝1105 Pa，重力加速度取g＝10 m/s2)。求： (1)穩(wěn)定后A部分氣柱的長度。 (2)合上開關(guān)S，對氣體B進(jìn)行加熱，可以使a上升再次與汽缸口齊平，則此時(shí)氣體B的溫度為多少？ 解析：(1)對于A部分氣體，初態(tài)pA＝1105 Pa，VA＝L1S 末態(tài)pA′＝p0＋＝1.2105 Pa 根據(jù)玻意耳定律pAL1S＝pA′L1′S 解得L1′＝25 cm 即A部分氣柱長度變?yōu)?5 cm。 (2)若使活塞a返回原處，B部分氣體末狀態(tài)時(shí)氣柱長為L2′＝20 cm，此時(shí)彈簧要伸長5 cm 對活塞b有pA′S＋kΔl＝pB′S 解得pB′＝pA′＋＝1.25105 Pa 對于B部分氣體，初態(tài)pB＝1105 Pa，VB＝L2S，TB＝300 K 末態(tài)pB′＝1.25105 Pa，VB′＝L2′S 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝ 解得：TB′＝500 K 則此時(shí)溫度為tB＝(TB′－273)℃＝227 ℃。 答案：(1)25 cm　(2)227 ℃ [C級——難度題目適情選做] 7.如圖，密閉性能良好的杯蓋扣在盛有少量熱水的杯身上，杯蓋的質(zhì)量為m，杯身與熱水的總質(zhì)量為M，杯子的橫截面積為S。初始時(shí)杯內(nèi)氣體的溫度為T0，壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)p0相等。因杯子不保溫，杯內(nèi)氣體溫度將逐步降低，不計(jì)摩擦，不考慮杯內(nèi)水的汽化和液化。 (1)求溫度降為T1時(shí)杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1； (2)杯身保持靜止，溫度為T1時(shí)提起杯蓋所需的力至少多大？ (3)溫度為多少時(shí)，用上述方法提杯蓋恰能將整個(gè)杯子提起？ 解析：(1)降溫過程中，氣體體積不變，根據(jù)查理定律： ＝ 得溫度降為T1時(shí)杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)：p1＝T1。 (2)對杯蓋受力分析如圖甲所示，當(dāng)杯蓋與杯身間的彈力恰好為零時(shí)，拉力最小 根據(jù)平衡條件：p1S＋F＝p0S＋mg 因此，最小拉力為：F＝p0S＋mg－p0S。 (3)設(shè)提起杯子時(shí)氣體壓強(qiáng)為p2，溫度為T2，杯身的受力分析如圖乙所示： 平衡時(shí)：p0S＝p2S＋Mg 得到：p2＝p0－，根據(jù)查理定律：＝ 此時(shí)溫度為：T2＝T0－。 答案：(1)T1　(2)p0S＋mg－p0S　(3)T0－ 8.如圖所示是某排水管道的側(cè)面剖視圖。井蓋上的泄水孔因故堵塞，井蓋與管口間密封良好但不粘連。暴雨期間，水位迅速上漲，該井蓋可能會不斷跳躍。設(shè)井蓋質(zhì)量為m＝20.0 kg，圓柱形豎直井內(nèi)水面面積為S＝0.300 m2，圖示時(shí)刻水面與井蓋之間的距離為h＝2.00 m，井內(nèi)密封有壓強(qiáng)剛好等于大氣壓強(qiáng)p0＝1.01 105 Pa、溫度為T0＝300 K的空氣(可視為理想氣體)，重力加速度取g＝10 m/s2。密閉空氣的溫度始終不變。 (1)從圖示位置起，水面上漲多少后井蓋第一次被頂起？ (2)井蓋第一次被頂起后迅速回落再次封閉井內(nèi)空氣，此時(shí)空氣壓強(qiáng)重新回到p0，溫度仍為T0，則此次向外界排出的空氣當(dāng)壓強(qiáng)變?yōu)閜0、溫度變?yōu)門1＝290 K時(shí)體積是多少？ (3)若水面勻速上漲，則井蓋跳躍的時(shí)間間隔如何變化？ 解析：(1)井蓋被頂起時(shí)，井內(nèi)氣體的壓強(qiáng)滿足：pS＝p0S＋mg，則 p＝p0＋＝1.01105 Pa＋ Pa＝1.016 7105 Pa 設(shè)水面上漲x，根據(jù)玻意耳定律：p(h－x)S＝p0hS 代入數(shù)據(jù)解得x＝1.32 cm。 (2)井蓋第一次被頂起后，排出壓強(qiáng)為p，溫度為T0＝300 K的氣體的體積為V1＝xS，則排出的空氣當(dāng)壓強(qiáng)為p0、溫度為T1＝290 K時(shí)體積V2滿足：＝， 代入數(shù)據(jù)解得：V2＝3.8510－3 m3。 (3)若水面勻速上漲，則井內(nèi)氣體的體積均勻減少，壓強(qiáng)的變化變快，則井蓋跳躍的時(shí)間間隔減小。 答案：(1)1.32 cm　(2)3.8510－3 m3　(3)逐漸變小