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课时作业(三十六) 气体、固体与液体
[双基巩固练]
1．下列说法正确的是( )
A．液晶的结构与晶体结构相同
B．液晶的结构与液体的结构相同
C．液晶的结构与非晶体的结构相同
D．液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上又与液体相同
D [液晶的结构不同于晶体结构，也不同于液体结构和非晶体结构，故A、B、C错；液晶在力学性质上与液体相同，具有流动性、连续性，可以形成液滴．在光学性质、电学性质等方面又具有明显的各向异性，因而又具有晶体的某些性质，所以D正确．]
2．杭州的“龙井茶虎跑泉水”天下闻名．有人说，虎跑泉水水质特别好，不信，可用一只碗舀满虎跑泉水，然后小心地将硬币放在水面上，硬币则可以漂浮在水面上；如果将硬币一枚接一枚小心地投入水中，只见水面会高出碗的边缘而不致溢出，对此正确的观点是( )
A．这是虎跑泉水的特有现象，由此可证明泉水的质地确实优良
B．这种现象的发生主要是由于泉水里面添加了某种特殊物质
C．这种现象是正常的，并非是虎跑泉水所特有
D．这种现象不可能发生
C [这是液体的表面张力现象，并非虎跑泉水的特有现象．]
3．(2019·辽宁锦州模拟)(多选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，则( )
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、丙为晶体，乙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
BD [由题图可知，甲、乙在导热性质上表现各向同性，丙具有各向异性，甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲为多晶体、丙为单晶体，乙是非晶体，B、D正确，A、C错误．]
4．如图，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高时，改变的量有( )
A．活塞高度h B．汽缸体高度H
C．气体压强p D．弹簧长度L
B [气体做等压变化，温度升高时，体积变大，所以汽缸体高度H减小．]
5．在标准大气压(相当于76 cmHg产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图所示，则管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强( )
A．0 cm B．60 cm
C．30 cm D．16 cm
D [设管内气体压强为p，则有：(p＋60) cmHg＝76 cmHg，可得管中稀薄气体的压强相当于16 cmHg，选项D是正确的．]
6．粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示，已知两部分气体A和B的体积关系是VB＝3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将( )
A．向A端移动 B．向B端移动
C．始终不动 D．以上三种情况都有可能
C [由于两边气体初状态的温度和压强相同，所以升高相同温度后，增加的压强也相同，因此，水银不移动．]
7．(多选)如图所示，是一定质量的理想气体三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的( )
A．a→d的过程气体体积增加 B．b→d的过程气体体积不变
C．c→d的过程气体体积增加 D．a→d的过程气体体积减小
AB [在p－T图上的等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小．由此可见，a状态对应体积最小，c状态对应体积最大．所以选项A、B是正确的．]
8．如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器—哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞．在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小ΔV时，压强增大20%.若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大( )
A．20% B．30%
C．40% D．50%
D [气体做的是等温变化，所以有：pV＝1.2p(V－ΔV)和pV＝p′(V－2ΔV)联立两式得p′＝1.5p，故D项正确．]
9．(2019·河南郑州市一模)如图所示，喷洒农药用的某种喷雾器．其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 L，打气筒活塞每次可以打进1 atm、150 cm3的空气，忽略打气和喷药过程气体温度的变化．
(1)若要使气体压强增大到2.5 atm，应打气多少次？
(2)如果压强达到2.5 atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？
解析 (1)以最终所有气体为研究对象，设应打气n次，初态：p1＝1 atm，V1＝150 cm3·n＋2 L＝0.15n L＋2 L，末态：p2＝2.5 atm，V2＝2 L，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得n＝20.
(2)由题意可知，V＝2 L，p＝2.5 atm；p＝1 atm，根据玻意耳定律得pV＝pV，代入数据解得V＝5 L，剩下的药液为V＝15 L－5 L＝10 L.
答案 (1)20 (2)10 L
[能力提升练]
10．如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30 ℃时，空气柱长度为30 cm，当水温是90 ℃时，空气柱的长度是36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度( )
A．－273 ℃ B．－270 ℃
C．－268 ℃ D．－271 ℃
B [由等压变化知＝所以有＝，即＝，ΔT＝300，所以绝对零度应是30 ℃－300 ℃＝－270 ℃，B对．]
11．(多选)某同学用“用DIS研究气体的压强与体积的关系”做了两次实验，操作完全正确，在同一图上得到了两条不同的直线，造成这种情况的可能原因是( )
A．两次实验中温度不同
B．两次实验中空气质量不同
C．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
D．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
AB [由图象可知，p与成正比，则p与V成反比，即pV＝C，C是常数；由玻意耳定律可知，对一定量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比，p与成正比，气体质量与温度相同时，不同状态下气体的p与所对应的点在同一直线上，当气体质量相同而温度不同或气体温度相同而质量不同时，气体的p与所对应的点不在同一直线上，故A、B两项正确，C、D两项错误．]
12．(2016·全国卷Ⅲ)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg.环境温度不变．
解析 设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′.以cmHg为压强单位，由题给条件得
p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg①
l1′＝cm②
由玻意耳定律得p1l1＝p1′l1′③
联立①②③式和题给条件得p1′＝144 cmHg④
依题意p2′＝p1′⑤
l2′＝4.00 cm＋cm－h⑥
由玻意耳定律可得p2l2＝p2′l2′⑦
联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h＝9.42 cm.
答案 144 cmHg h＝9.42 cm
13．如图所示，导热良好、内壁光滑、长度为5l、横截面积为S的气缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度为27 ℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计．原长3l、劲度系数k＝的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于气缸A缸口的O点．开始活塞D距气缸B的底部为4l，后在D上放一质量为m＝的物体，气体为理想气体．
(1)求稳定后活塞D下降的距离；
(2)改变气缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？
解析 (1)开始时被封闭气体的压强为p1＝p0，由受力平衡可知弹簧为原长，活塞C距气缸A的底部为2l，则气体总体积为V1＝6lS，物体放在活塞D上稳定后，被封闭气体的压强为p2＝p0＋＝2p0
设稳定时活塞C将弹簧向左压缩距离为l1，则对活塞C，有kl1＋p0S＝p2S
设稳定时A、B气缸内气体的总体积为xS
由玻意耳定律p1V1＝p2xS
联立解得x＝3l，l1＝0.5l
故活塞D下降的距离为Δl＝6l－x＋l1＝3.5l
(2)升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封闭气体的体积为V2＝(6l＋l1)S，对最初和最终状态，由理想气体状态方程得＝
解得T2＝650 K
(结果得377 ℃也对)
答案 (1)3.5l (2)650 K(或377 ℃)
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