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三十二 固体、液体和气体
1．(2021·武汉市调研)(多选)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是( )
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何外形
B．液晶像液体一样具有流淌性，而其光学性质与某些多晶体相像，具有各向同性
C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
E．大量气体分子做无规章运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布
答案：ACD 解析：非晶体和多晶体都没有确定的几何外形，A正确；液晶与某些晶体相像，具有各向异性，B错误；水滴呈球形是表面张力的作用，C正确；依据饱和汽压的特点知D正确；大量分子做无规章运动时，呈现“两头少，中间多”的规律分布，E错误．
2．(2021·海口市调研)(多选)下列说法正确的是( )
A．肯定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞器壁的次数随着温度的降低而削减
B．给篮球打气时，到后来越来越费劲，说明分子间存在斥力
C．液体表面层的分子较密集，分子间引力大于斥力，因此产生液体的表面张力
D．肯定质量的抱负气体经受一缓慢的绝热膨胀过程，气体分子的平均动能减小
E．其次类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第肯定律，但它违反热力学其次定律
答案：ADE 解析：气体体积不变，则单位体积内的分子数目不变，温度降低，气体分子热运动的猛烈程度降低，故分子每秒平均碰撞器壁的次数削减，选项A正确；给篮球打气越来越费劲，说明气体压强越来越大，选项B错误；液体表面层的分子较稀疏，分子间引力大于斥力，因此产生液体的表面张力，选项C错误；由热力学第肯定律知，肯定质量的抱负气体经受一缓慢的绝热膨胀过程，对外做功内能减小，气体温度降低，分子平均动能削减，选项D正确；从单一热源吸热并使之完全变为有用功而不产生其他影响的热机称为其次类永动机，其次类永动机违反了热力学其次定律，选项E正确．
3．(多选)关于固体和液体的性质，下列说法正确的是( )
A．水的饱和汽压与温度无关
B．晶体有规章的几何外形
C．液晶的光学性质具有各向异性
D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力
E．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现
答案：CDE 解析：水的饱和汽压随温度的上升而增大，A错误；单晶体具有规章的几何外形，多晶体没有规章的几何外形，B错误；石蜡是非晶体，用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现，E正确．
4．(2021·昆明一中期末)(多选)下列说法正确的是( )
A．水的饱和汽压随温度的上升而增加
B．肯定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能
C．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现
D．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
E．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的原因
答案：ABE 解析：水的饱和汽压随温度的上升而增大，选项A正确；肯定质量的0 ℃的冰变成等质量的0 ℃的水时，要吸热，内能增大，选项B正确；浸润和不浸润现象是液体分子和固体分子间相互作用的表现，选项C错误；气体的压强是由于分子热运动撞击容器壁产生的，选项D错误；昆虫可停在液体表面是由于液体表面存在表面张力，选项E正确．
5．(2021·银川一中月考)(多选)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是( )
A．甲图中微粒的运动就是物质分子的无规章热运动，即布朗运动
B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．丙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．丁图中小草上的露珠呈球形的主要缘由是液体表面张力的作用
E．戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必需大于玻璃板的重力，其缘由是水分子和玻璃分子之间存在分子引力
答案：BDE 解析：布朗运动是液体中悬浮小颗粒的无规章运动，选项A错误；当r＝r0时，分子间引力和斥力相等，分子力表现为0，选项B正确；晶体具有各向异性的性质，选项C错误；小草上的露珠呈球形是液体表面张力作用的结果，选项D正确；由于水分子和玻璃分子之间存在分子引力，故将玻璃板拉离水面时，拉力肯定大于重力，选项E正确．
6．(2021·辽宁五校联考)(多选)要使肯定质量的抱负气体由某一状态经过一系列状态变化，最终回到初始状态．下列各过程可能实现这一要求的是( )
A．先等容放热，再等压升温，最终再等温放热
B．先等温膨胀，再等压升温，最终再等容吸热
C．先等容吸热，再等温膨胀，最终再等压降温
D．先等压升温，再等容吸热，最终再等温膨胀
答案：AC 解析：依据题意画出pV图象如下图，依据图象可能实现要求的是选项A、C.
7．(2021·银川一中月考)某同学利用DIS试验系统争辩肯定质量抱负气体的状态变化，试验后计算机屏幕显示如图所示的pt图象．已知在状态B时气体的体积VB＝3 L，求：
(1)气体在状态A的压强；
(2)气体在状态C的体积．
答案：(1)0.75 atm (2)2 L
解析：(1)从图中可知，pB＝1.0 atm，TB＝(273＋91) K＝364 K，TA＝273 K.
＝
＝
pA＝0.75 atm
(2)pB＝1.0 atm，VB＝3 L，pC＝1.5 atm
pBVB＝pCVC
1．0×3 L＝1.5VC
VC＝2 L
8．如图所示，肯定质量的抱负气体由状态A沿直线变化到状态B.在状态A时气体的温度为TA.
(1)气体从状态A到状态B的过程中温度是上升还是降低？到状态B时的温度为多少？
(2)气体从状态A到状态B的过程中需要吸热还是放热？气体对外做的功为多少？
答案：(1)上升 TA (2)吸热 (p1＋p2)(V2－V1)
解析：(1)从A到B的过程中，由抱负气体状态方程pV＝nRT可知，气体的温度上升．依据抱负气体状态方程有
＝
得TB＝TA
(2)由于温度上升，气体的内能增加，同时体积增大，气体对外做功．依据热力学第肯定律可知，这个过程气体需要吸取热量．气体对外做的功就是图象所围的面积，即
W＝(p1＋p2)(V2－V1)
9．(2021·沈阳市质检)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有27 ℃温水的恒温水槽中，用不计质量的活塞封闭了压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10－3 m3的抱负气体．现在活塞上方缓缓倒上质量为0.5 kg的沙子，封闭气体的体积变为V1；然后将汽缸移出水槽，经过缓慢降温，气体温度最终变为－23 ℃.已知活塞面积为2×10－4 m2，大气压强为1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2，求：
(1)气体体积V1；
(2)汽缸内气体的最终体积V2(结果保留两位有效数字)．
答案：(1)1.6×10－3 m3 (2)1.3×10－3 m3
解析：(1)汽缸在水槽中，往活塞上方缓缓倒沙子的过程中，气体发生等温变化
p1＝p0＋＝1.25×105 Pa
依据玻意耳定律有
p0V0＝p1V1
解得V1＝1.6×10－3 m3
(2)移出水槽后，气体发生等压变化，依据盖—吕萨克定律得＝
解得V2＝1.3×10－3 m3
10．如图所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l，管内装有水银，两管内水银面距管口均为.现将U形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为.已知重力加速度为g，水银的密度为ρ，大气压强为p0＝ρgl，环境温度保持不变．求：
(1)左管中封闭气体的压强p；
(2)小车的加速度．
答案：(1) (2)g
解析：(1)以左管中封闭的气体为争辩对象，设U形管的横截面积为S，由玻意耳定律p0S＝pS
解得p＝
(2)以水平管内长为l的水银为争辩对象，由牛顿运动定律得
－＝ρlSa
解得a＝g
11．(2021·海口市调研)如图所示，结构相同的绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，已知两汽缸的横截面积之比SA∶SB＝2∶1，两汽缸内均装有处于平衡状态的某抱负气体，开头时汽缸中的活塞与缸底的距离均为L，温度均为T0，压强均为外界大气压．缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍，设环境温度始终保持不变，求：
(1)停止加热达到稳定后，A、B汽缸中的气体压强之比；
(2)稳定后汽缸A中活塞距缸底的距离．
答案：(1)6∶7 (2)L
解析：(1)设初态压强为p0，膨胀后A的压强pA＝1.2p0
加热后活塞平衡时，合力为零，有(pA－p0)SA＝(pB－p0)SB
则pB＝1.4p0
因此pA∶pB＝6∶7
(2)设稳定后A、B两汽缸中活塞距缸底的距离分别为LA、LB，B中气体做等温变化，有
p0LSB＝1.4p0LBSB
由于LA＋LB＝2L
解得LA＝L
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