作业(九) 气体、固体和液体-2024年高二物理暑假作业（人教版）

[每日格首]只要能收获甜蜜，荆棘丛中也会有蜜蜂忙绿的身影。 高二物理 作业（九） 今 月 台 星期 气体、固体和液体 历 天气 1考点突破 ■跟踪训练 1.如图所示，将一团燃烧 知识点一理想气体状态方程 的轻质酒精棉球（体积 1.理想气体的特点 不计)扔到火罐内，酒精 (1)严格遵守气体实验定律及理想气体状 棉球将要熄灭时，将罐 态方程。 盖于人体皮肤上，罐内 (2)理想气体分子本身的大小与分子间的 密封着一定质量的气体 距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视 (可看作理想气体)，此时罐内温度为T,之 为质点。 后由于罐壁导热良好，罐内温度降低，人 (3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的 体皮肤就会被吸起。已知火罐容积为V, 引力和斥力。 罐口面积为S,大气压强为一个标准大气 (4)理想气体分子无分子势能的变化，内能 压p。,环境温度为T,。 等于所有分子热运动的动能之和，只和温 (1)若罐内温度降低到室温时，进入罐内 度有关。 的皮肤体积为号，求火罐对皮肤产生的拉 2.对理想气体状态方程的理解 力F; (1)成立条件：一定质量的理想气体 (2)若标准状态下1mol任何气体的体积 (2)该方程表示的是气体三个状态参量的 为V。,阿伏加德罗常数为NA,求罐内气体 关系，与中间的变化过程无关。 的分子数。（标准状态：温度为273K,压 (3)公式中常量C仅由气体的种类和质量 强为标准大气压) 决定，与状态参量(p、V、T)无关。 (4)方程应用时单位方面：温度T必须是 热力学温度，公式两边中压强力和体积V 单位必须统一，但不一定是国际单位制中 的单位。 3.理想气体状态方程与气体实验定律 PiV1_P:V2 T1=T2时，pV,=p2V,(玻意耳定律)》 V=V,时，号=会（查理定律） A,=A时，兰-光（盖昌萨克定律） 31 署假作业若不给自已设限，则人生中就设有限制你发挥的藩篱。 [每日格言] 2.图甲是一定质量的气体由状态A经过状 知识点二晶体和非晶体 态B变成状态C的V-T图像。已知气体 1.单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系 在状态A时的压强是1.5×10Pa。 (1)区别： Vm ↑px105Pa 2.0 相同点：单品体、非品体具有一定形状、 体积，不易床缩 0.6 5 →不问点：单品体有周定熔点，各向异性： 0.4 10 非品体无周定熔点，各向问性 单品体 0.5 相同点：有固定的烯点 一不同点：中品体有规则外形，各向异性： T,300400T/K 0100200300400TK 多品体没有规则外形，各向同性 甲 乙 多品体 (1)说明A→B过程中压强变化的情形，并 相同点：没有规则外形，各向同桦 →不同点：多品休有固定烨点；非品体 根据图像提供的信息，计算图中TA的值； 没有固定蟒点 (2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经 (2)联系：在一定条件下，晶体可以变为非 过状态B变为状态C的p-T图像，并在 晶体，非晶体也可以变为晶体。 图线相应位置上标出字母A、B、C。如果 2.各向异性的表现 需要计算才能确定有关坐标值，请写出计 在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非 算过程。 晶体及多晶体则是各向同性的。 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热 性能、导电性能、光的折射性能等。 单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向 上物理性质不同，也就是沿不同方向去测 试单晶体的物理性能时测试结果不同。 ■跟踪训练 3.(多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正 确的是 A.单晶体具有各向异性 B.多品体也具有各向异性 C.非晶体的各种物理性质，在各个方向上 都是相同的 D.晶体的各种物理性质，在各个方向上都 是不同的 4.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别 晶体和非晶体 B.一块均匀薄片，沿各个方面对它施加拉 力，发现其强度一样，则此薄片一定是 非晶体 32 [每日格言]积翠不是目的，目的是要学会如何运用积累的知识。 高二物理 C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的 C.产生表面张力的原因是表面层内液体 导电性不同，则该球体一定是单晶体 分子间只有引力没有斥力 D.一块晶体，若其各个方向的导热性相 D.表面张力使液体的表面有收缩的趋势 同，则这块晶体一定是多晶体 6.在天宫课堂中，航天员往水球中注入一个 知识点三液体的微观结构及表面张力 气泡，气泡静止在水中，此时 1.液体表面张力的成因分析 A.气泡受到浮力 (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体 B.气泡内分子热运动停止 表面分子分布比内部分子稀疏。 C.气泡内气体在分界面处对水无压力 (2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥 D.水与气泡的分界面处，水的分子间作用 力基本上相等，而液体表面层分子之间距 力表现为引力 离较大，分子力表现为引力。 2综合训练 (3)表面特性：表面层分子之间的引力使液 面产生了表面张力，使液体表面形成一层 1.关于理想气体，下列说法正确的是() 绷紧的膜。 A.气体对容器的压强是由气体的重力产 (4)表面张力的方向：表面张力的方向和液 生的 面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图 B.气体对容器的压强是由大量气体分子 所示。 对器壁的频繁碰撞产生的 C.一定质量的气体，分子的平均动能越 大，气体压强也越大 D.压缩理想气体时要用力，是因为分子之 间有斥力 2.表面张力及其作用 2.(2024·聊城检测)如图所示，金 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使 属框上阴影部分表示肥皂膜，它 液体表面积趋于最小。而在体积相同的条 件下，球形的表面积最小。例如，吹出的肥 被棉线分割成4、b两部分。若将肥皂膜的 皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴 α部分用热针刺破，棉线的形状是下列选 呈球形（但由于受重力的影响，往往呈扁球 项中的 形，在完全失重条件下才呈球形)。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有 关外，还跟液体的种类、温度有关。 ■跟踪训练 3.(2023·晋中一模)对下列几种固体物质的 5.关于液体的表面张力，下列说法正确的是 认识，正确的有 ( A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明 A.液体的表面张力使表面层内液体分子 食盐是晶体 间的平均距离小于r。 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母 B.液体的表面张力使表面层内液体分子 片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂 间的平均距离大于r。 蜡是晶体 33 署假作业即使爬到最高的山上，一次也只能脚附实地地迈一步。 [「每日格言] C.天然石英表现为各向异性，是由于该物 7.(多选)如图所示为内径均匀、两端开口的 质的微粒在空间的排列不规则 V形管，其中B支管竖直插入水银槽中，A D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于 支管与B支管之间的夹角为0，A支管中 组成它们的物质微粒排列结构相同 有一段长为h的水银柱保持静止，下列说 4.(多选)(2023·石家庄一模)下列说法正确 法正确的是 的是 A.雨水没有透过布雨伞，是因为液体表面 存在张力 B.夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体 表面张力使其表面积具有收缩到最小 趋势的缘故 A.B管内水银面比管外水银面高h C.喷泉喷到空中的水形成一个个球形小 B.B管内水银面比管外水银面高hcos0 水球是表面张力的结果 C.B管内水银面比管外水银面低hcos0 D.晶体具有一定规则形状，且有各向异性 D.管内封闭气体的压强比大气压强小 的特征 hcos0高度的汞柱 5.(多选)右图表示一定质 V 量的理想气体沿箭头所 8.如图所示，一汽缸固定在水平地面上，用重 示的方向发生状态变化 力不计的活塞封闭着一定质量的气体。已 的过程，则该气体压强 知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内 的变化情况是 壁无摩擦。初始时，外界大气压强为p。, A.从状态c到状态d,压强减小 活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体 B.从状态d到状态e,压强增大 的温度，则下列图中能反映汽缸内气体的 C.从状态e到状态a,压强减小 压强p随热力学温度T变化的图像是 D.从状态a到状态b,压强不变 6.(多选)如图所示是一定 质量的某种气体的等压 线，比较等压线上的a、b 两个状态，下列说法正确 的是 A.在相同时间内撞在单位面积上的分子 数b状态较多 B.在相同时间内撞在单位面积上的分子 数a状态较多 C.a状态对应的分子平均动能小 D.单位体积的分子数a状态较多 34 [每日格首]要掌握书，莫被书掌握；要为生面读，莫为读而生。 高二物理 9.(2021·广东卷)为方便抽取密封 10.(2021·全国乙卷)如图所示，一玻璃装置 药瓶里的药液，护士一般先用注 放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细 射器注入少量气体到药瓶里后再 均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开 抽取药液，如图所示，某种药瓶的 口，三管的下端在同一水平面内且相互连 容积为0.9ml,内装有0.5ml 通。A、B两管的长度分别为l1=13.5cm, 的药液，瓶内气体压强为1.0× L2=32cm。将水银从C管缓慢注入，直 1o5Pa,护士把注射器内横截面积 至B、C两管内水银柱的高度差h=5cm。 为0.3cm2、长度为0.4cm、压强 已知外界大气压为p,=75cmHg。求A、 为1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内 B两管内水银柱的高度差。 外温度相同且保持不变，气体视为理想气 体，求此时药瓶内气体的压强。 35署假作业 学习是劳动,是充满思想的劳动。 [每日格言] 10.解析(1)开关S断开时,极板间灰尘处于静止状态, 分子达到引力作用范围而发生作用,D正确;木柴是固 体,其分子间距离很近,要使木柴分开就必须用很大的 力来克服大量木柴分子的引力,这也说明分子间存在 带的电荷量,d为板间距离),由T一2π\LC,代入数 引力,C正确;磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都 可发生,这是磁场力的作用,B错误。 据解得T-4π×10-s,当t-2π×10-s,即= 5.CD 分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的 时,振荡电路中电流为零,电容器极板间场强方向跟 增大而减小,题设的,是大于r。(平衡距离)还是小于 1一0时刻方向相反,则此时灰尘所受的合力为F一 r。未知,增大多少也未知。由题图可知,分子间距离 mg+a.Q2mg,又因为F=ma,所以a=2g。 在从无限小到无限大的区间内,分子力随,的增大是 先减小后增大再减小,故C、D正确。 (2)当线圈中电流最大时,电容器所带的电荷量为零, 6.BD 因为题图中各点是每隔10s记下它的位置,则在 此时灰尘仅受重力,灰尘的加速度为g,方向竖直向 每个10s内花粉颗粒位于何处是无法确定的,所以这 下。故当加速度为g,且方向竖直向下时,线圈中电流 些点连接的折线不表示花粉颗粒运动的径迹,选项A 最大。 错误,B、D正确;题图中几条折线的长度并不相等,所 答案(1)2g(2)加速度为g,且方向竖直向下 以在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不相 作业(八) 分子动理论 等,选项C错误。 [考点突破]--跟踪训练 7.B 分子间同时存在引力和斥力,,r时,斥力大于引 1.B 悬浮在液体上颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧 力,合力表现为斥力,A错误;rrr。时,两分子间的 烈,故A正确;当分子间的距离增大时,分子间作用力 作用力随,的增大而逐渐增大,负号表示方向,B正确; 可能先增大后减小,故B错误;物体温度越高,分子热 分子间同时存在引力和斥力,随着距离减小而增大,r 运动越剧烈,分子的平均动能就越大,故C正确;当分 一r时,分子力表现为引力且最大,但不是分子引力最 子间作用力表现为斥力,分子势能随分子间距离的减 大,C错误;rr。时,两分子间的引力随,的增大而减 小而增大,故D正确。 小,D错误。 2.ABC物质是由大量分子组成的,分子间有间隙,属于 8.ABC 面积都应该等于1,二者相等,A正确;温度是分 分子动理论的基本内容,故A正确;所有分子永不停息 子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大, 地做无规则的热运动,并且温度越高,分子的无规则运 虚线为氧气分子在0C时的情形,分子平均动能较小, 动越剧烈,属于分子动理论的基本内容,故B正确;分 B正确;实线为氧气分子在100C时的情形,C正确;曲 子之间存在相互作用的引力和斥力,并且引力和斥力 线给出的是分子数占总分子数的百分比,D错误。 同时存在,属于分子动理论的基本内容,故C正确;布 9.C 乙分子由a运动到c,分子力表现为引力,分子力做 朗运动是悬浮微粒的运动,不是分子的运动,它只是液 正功,动能增大,分子势能减小,所以乙分子在c处分子 体分子无规则运动的具体表现,故D错误。 势能最小,在c处动能最大,故A、B错误,C正确;由题 3.B 因为当分子间相互作用力为零时,分子势能最小, 图可知,乙在d点时受到分子斥力,所以乙分子在d处 从图中可知分子势能最小时,分子间的距离为r,故当 的加速度不为零,故D错误。 r等于r。时分子间作用力为零,C错误;当,小于r 10.解析(1)①正确。1g水与1g水蒸气的分子数一样 时,随着距离的减小,分子势能增大,即减小分子间距 多,两者的温度都是100C,因温度是分子平均动能 离分子力做负功,所以表现为斥力,B正确;当r大于r1 的标志,故两者分子的平均动能和分子的总动能都相 而小于r。时分子力表现为斥力,故r由r:变到r2的过 同。②不正确。水变为水蒸气时要吸收热量,吸收的 程中,分子间的作用力做正功,当r大于r。时分子力表 热量转化为水蒸气的内能,因此1g100C的水蒸气 现为引力,A、D错误。 要比1g100C的水的内能大。 4.A 当,一r。时,F一0,E。最小。所以题图甲是分子力 (2)液体汽化时都要吸收一定的热量,吸收的热量并 与分子间距离的关系图像,题图乙是分子势能与分子 间距离的关系图像,故A正确;如题图乙所示,当,-r。 没有增大物体内分子的平均动能,而是使分子势能增 时,分子势能为负值,不为零,故B错误;如题图甲所 大,从而使物体的内能增大。 示,随着分子间距离的增大,分子力先减小为零后增大 答案 见解析 再减小,故C错误;如题图乙所示,随着分子间距离的 作业(九)气体、固体和液体 增大,分子势能先减小后增大,故D错误。 [考点突破]--跟踪训练 [综合训练] 1.解析 (1)由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内, 根据理想气体状态方程 5Topo V ##)0(#) pVA 1m{铅所含原子的数目n一 ##) 火罐对皮肤产生的拉力为 1个错原子的质量n-N. M,所以1kg铭所含原子的数 (2)设罐内气体在标准状态下体积为V,根据盖一吕萨 克定律-273 VV 2.CD 扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部 的现象,说明了分子间存在着空隙,C正确;扩散现象 罐内气体的分子数n一 不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由 物质分子做无规则运动产生的,D正确。 3.A 悬浮在空中的颗粒做无规则运动,是一种布朗运 动,是由于颗粒受到周围空气分子的撞击不平衡引起 的,空气分子永不停息地做无规则运动,所以在无风的 2.解析 (1)由题图甲可以看出,A与B连线的延长线过 时候,颗粒悬浮在空中仍做无规则运动,选项A错误, 原点O,所以A→B是一个等压变化,即pA一PB。 B.C正确;颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规 根据盖-吕萨克定律可得:TB VA VB 则运动,选项D正确。 4.ACD 纸被打湿后,水分子填充了两张纸之间的凹凸 部分,使水分子与两张纸的分子接近到分子引力作用 范围而发生作用,A正确:电熠也是使两块铁熔化后铁 58 [每日格言】努力不一定会成功,但如果不努力就一定会失败。 高二物理 (2)由题图甲可知,由B→C是等容变化 6.BCD 由题图可知一定质量的气体a、b两个状态的压 强相等,而a状态温度低,分子平均动能小,平均每个 分子对器壁的撞击力小,而压强不变,则相同时间内撞 所以pc一TB 在单位面积上的分子数a状态一定较多,故A错误,B、 300B=- C正确;一定质量的气体,分子总数不变,V.V。,单位 -2.0×10{}Pa。则可画出由状态A→B→C的b-T图 体积的分子数a状态较多,故D正确。 像如图所示。 7. BD以A管中的水银为研究对象,则有S十hcosθ·S p/(x10 Pa) PoS,B管内压强p=po-hcosθ,显然p,且B管$$ 20 ,( 内水银面要比糟内水银面高出hcosθ,故B、D正确。 15 8.B 当缓慢升高汽缸内气体温度时,开始一段时间气体 发生等容变化,根据查理定律可知,缸内气体的压强/ 0.5 与汽缸内气体的热力学温度T成正比,在力一T图像 中,图线是过原点的倾斜直线;当活塞开始离开小挡板 0 100 200 300400 T7K 时,缸内气体的压强等于外界的大气压,气体发生等压 答案。 (1)200K(2)见解析 膨胀,在一T图像中,图线是平行于T轴的直线,B 3.AC 单晶体具有各向异性,而多晶体具有各向同性, 正确。 故A正确,B错误;非晶体的物理性质,在各个方向上 9.解析 以注入后的所有气体为研究对象,由题意可知 都是相同的,C正确:晶体分为单晶体和多晶体,多晶 瓶内气体发生等温变化,设瓶内气体体积为V,有 体具有各向同性,在各个方向上物理性质都是相同的, V.-0.9 mL-0.5mL-0.4mL-0.4cm D错误。 注射器内气体体积为V。,有 4.C 根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体, V.-0.3×0.4cm3-0.12cm 无法用来鉴别多晶体和非晶体,选项A错误;薄片在力 根据理想气体状态方程有)(V.十V。)-V 学性质上表现为各向同性,无法确定薄片是多晶体还 代入数据解得/.-1.3×10Pa。 是非晶体,选项B错误:固体球在导电性质上表现为各 答案 1.3×105Pa 向异性,则一定是单晶体,选项C正确;某一晶体的物 10.解析 理性质显示各向同性,并不意味着该物质一定是多晶 对B管中的气体,水银还未上升产生高度差 时,初态压强为Pm一p,体积为VB一lS,末态压强 体,因为单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性, 为m,设水银柱离下端同一水平面的高度为h。,体 选项D错误。 5.D 与气体接触的液体,其表面分子间距离大于液体内 积为Vm-(l-h)S,由水银柱的平衡条件有pB2 部分子间距离,液体表面层的分子间同时存在相互作 o+pgh 用的引力和斥力,但由于分子间的距离,r。,分子间 B管气体发生等温压缩,有pV-V 的引力大于分子间的斥力,分子力表现为引力,即存在 联立解得h-2cm 表面张力,表面张力使液体表面有收缩的趋势,故A、 对A管中的气体,初态压强为A一,体积为VA B、C错误,D正确。 1.S,末态压强为力A2,设水银柱离下端同一水平面的 6.D 由于在失重状态下,气泡不会受到浮力,A错误;气 高度为h,则气体体积为V一(l-h)S,由水银柱 泡内分子一直在做无规则的热运动,B错误;由于在失 的平衡条件有pA2一b。十pg(h十h-h) 重状态下,气泡内气体在界面处存在压强,所以对水产 A管气体发生等温压缩,有/AVA1-PA2VA 生压力,C错误;水与气泡界面处,水分子较为稀疏,水 联立可得2h.2-191h;+189-0 分子间作用力表现为引力,D正确。 解得h=1cm或189 [综合训练 2} cm/(舍去) 1.B 气体对容器的压强是由气体分子对器壁的碰撞产 则两水银柱的高度差为△h一h-h-1cm。 生的,选项A错误,B正确;气体的压强与分子的数密 答案 1cm 度及分子的平均动能大小有关,平均动能越大则温度 作业(十) 热力学定律 越高,但如果体积变为很大,压强可能减小,选项C错 [考点突破]-跟踪训练 误;压缩理想气体要用力,克服的是气体的压力,而不 是分子间的斥力,选项D错误。 1.C 初始时汽缸开口向上,活塞处于平衡状态,汽缸内 2.D 当把a部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面张 外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡,则有(力一 力的作用下,棉线将绸紧。因液体表面有收缩到面积 Po)s一ng,汽缸在缓慢转动的过程中,汽缸内外气体对 最小的趋势,而在同周长的几何图形中,圆的面积最 活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力,故汽缸内气 大,所以棉线被拉成凹的圆孤形状,选项D正确。 体缓慢地将活塞往外推,最后汽缸水平,缸内气压等于 3.A 晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度保持不变, 大气压。汽缸、活塞都是绝热的,故缸内气体与外界没 选项A正确;蜂蜡是非晶体,熔化的蜂蜡呈圆形,说 有发生热传递,汽缸内气体压强作用将活塞往外推,气 明云母片是晶体,选项B错误;天然石英表现为各向异 体对外做功,根据热力学第一定律△U一Q十W得气体 性,是由于该物质的微粒在空间的排列规则,选项C错 内能减小,故缸内理想气体的温度降低,分子热运动的 误;石墨是多晶体,金刚石是单晶体,组成它们的物质 平均速率减小,并不是所有分子热运动的速率都减小 微粒结构不同,使得它们的物理性质不同,选项D A、B错误;气体内能减小,缸内理想气体的温度降低, 错误。 分子热运动的平均速率减小,故速率大的分子数占总 4.ABC 雨水不能透过布雨伞,是因为液体表面存在张 分子数的比例减小,C正确,D错误。 力,故A正确;荷叶上小水珠与喷泉喷到空中的水形成 2.解析 (1)气体从外界吸热,故Q-4.2×10}J.气体对 一个个球形小水珠均呈球状,是液体表面张力使其表 面积具有收缩到最小趋势的缘故,故B、C正确;单晶体 外做功,故W一一6×101,由热力学第一定律有AU 具有一定规则形状,且单晶体有各向异性的特征,多晶 W+Q-(-6$10j)+(4.2t10 =-1.8$10$ 体的物理性质为各向同性,故D错误。 AU为负,说明气体的内能减少了,所以气体内能减少 5.AC 在V一T图像中等压线是过坐标原点的倾斜直 了1.8×101. VC可知,当压强增大, (2)因为气体对外做功,气体的体积膨胀,分子间的路 离增大了,所以分子力做负功,气体分子势能增加 (3)因为气体内能减少,同时气体分子势能增加,所以 气体分子的平均动能一定减少。 <?<p<p,故选A、C。 答案(1)减少1.8×10{J(2)增加(3)减少 59