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课时作业33 气体、固体与液体
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(8×8′＝64′)
1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体在物理性质上一定是各向异性的
C．晶体熔化时具有一定的熔点
D．晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的
解析：外形是否规则可以用人工的方法进行处理，故选项A错误．因为晶体可分为单晶体和多晶体，而多晶体在物理性质上是各向同性的，故选项B错误．晶体在物理性质上的重要特征之一是有一定的熔点，故选项C正确．理论和实验都证明非晶体是不稳定的，在适当的条件下会变成晶体，故选项D正确．
答案：CD
2．下列固态物质属于晶体的是( )
A．雪花 B．黄金
C．玻璃 D．食盐
解析：玻璃是非晶体，雪花、食盐是晶体，黄金是金属．各种金属材料是晶体(属晶体中的多晶体)，所以A、B、D选项均正确．
答案：ABD
图1
3．在水中浸入两支同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图1所示，水在直管中上升的高度比在弯管中上升的最高点还要高，那么弯管中的水将( )
A．会不断地流出
B．不会流出
C．不一定会流出
D．无法判断会不会流出
解析：因为水滴从弯管管口N处落下之前，弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，选项B正确．
答案：B
4．关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )
A．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势
解析：由分子运动论可知，在液体与空气接触面附近的液体分子，液面上方的空气分子对它们的作用极其微弱，所以它们基本上只受到液体内部分子的作用，因而在液面处形成一个特殊的薄层，称为表面层．在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r＞r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势．
答案：D
5．一定质量的气体可经不同的过程从状态1(p1、V1、T1)变到状态2(p2、V2、T2)，已知T1>T2，则在这些过程中( )
A．气体一定从外界吸收热量
B．气体和外界交换的热量都是相等的
C．外界对气体所做的功都是相等的
D．气体内能的变化量都是相等的
解析：本题考查了做功与热传递对改变内能的等效性和对能的转化和守恒定律的理解．正确分析本题的依据是关系式W＋Q＝ΔE.由于研究对象是一定质量的理想气体，因此温度降低，内能减小，ΔE<0，即W＋Q<0.
分析选项A，因V1，V2的关系未知，功W的正负无法确定，在W＋Q<0的条件下无法确定Q的正负，因此不能确定气体吸热还是放热．
分析选项B，由于理想气体的内能只能由温度决定，在内能的变化量确定的情况下，W＋Q是一个常数．但是，由于在不同的过程中，功的量值是不能确定的，因此发生热交换的那部分内能的量值也无法确定，选项C的错误原因与B相同．
故正确选项为D.
答案：D
图2
6．一定质量的理想气体状态变化过程如图2所示，第1种变化是从A到B，第2种变化是从A到C，比较两种变化过程，则( )
A．A到C过程气体吸收热量较多
B．A到B过程气体吸收热量较多
C．两个过程气体吸收热量一样
D．两个过程气体内能增加相同
解析：
图3
在p—T图中，等容线是过原点的倾斜直线，如图3所示，可知VC>VA>VB，故从A→C，气体对外做功多，由TB＝TC可知两过程内能增量相同，根据ΔU＝W＋Q可知，从A→C，气体吸收热量多，选项A、D正确，而B、C错误．
答案：AD
图4
7．用图4所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变( )
A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动
B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动
C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动
D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动
解析：由pVT＝C(常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管(A)水银面要比左管(B)水银面高，故选项A正确；同理可知选项D正确．
答案：AD
图5
8．如图5所示，弯成90°的均匀细玻璃管，上端封闭有部分理想气体，有开口的一端呈水平状态．管内水银柱l1＝l2＝10 cm，静止时弯管内Q点压强为p1，当此管向右做匀加速运动时，Q点压强为p2，设当时大气压强为p0.则( )
A．p1＝p2＝p0
B．p1<p0，p2>p0
C．p1＝p0，p2>p0
D．p2>p1>p0
答案：C
二、计算题(3×12′＝36′)
9．如图6所示，粗细均匀的U形玻璃管，右端开口，左端封闭，管内水银将一部分空气封闭在管中，开口朝上竖直放置时，被封闭的空气柱长24 cm，两边水银面高度差为15 cm，若大气压强为750 mmHg柱高，问再向开口端倒入长为460 mmHg柱时，封闭端空气柱的长度将是多大？(1 mmHg＝133.322 Pa)
图6
解析：取被水银封闭的那部分气体为研究对象．倒入水银前气体的体积和压强分别为
V1＝Sl1＝240S，p1＝(750－150) mmHg
＝600 mmHg
倒入水银后，左端水银面将上升，右端水银面将下降．设左端水银面上升距离为x，则由图可得此时封闭气体的长为l2＝l1－x＝240－x
此时两边水银面高度差为
Δh2＝460－(150＋2x)＝310－2×(240－l2)＝2l2－170
此时封闭气体的压强为
P2＝750＋Δh2＝580＋2l2 mmHg
根据玻意耳定律p1V1＝p2V2得
240×600＝l2(580＋2l2)⇒l22＋290l2－72000＝0
解得，l21＝－450 mm(舍去)，l22＝160 mm(即所求)
答案：160 mm
10．一只容器的体积为V0，封在容器中的气体的压强为p0，现用活塞式抽气机对容器抽气，活塞筒的有效抽气容积为V，其工作示意图如图7所示，K1，K2为工作阀门，求抽气机抽n次后容器里气体的压强(设温度不变)．
图7
解析：抽气容器中的空气等温膨胀，体积由V0变成V，压强逐渐减小，根据玻意耳定律
第一次抽：p0V0＝p1(V0＋V)
p1＝V0V0＋Vp0
第二次抽：p1V0＝p2(V0＋V)
p2＝V0V0＋V2p0
推理可知，第n次抽气后pn＝V0V0＋Vnp0
答案：pn＝V0V0＋Vnp0
11．(2010•山东高考)一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳曝晒，气体温度由T0＝300K升至T1＝350K.
图8
(1)求此时气体的压强．
(2)保持T1＝350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．
解析：(1)设升温后气体的压强为p1，由查理定律得
p0T0＝p1T1①
代入数据得p1＝76p0.②
(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V③
联立②③式得
V＝76V0④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，
由题意得k＝V0V⑤
联立④⑤式得
k＝67⑥
吸热．因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热．
答案：(1)76p0 (2)67 吸热 原因见解析