选修3-3|考点二：固体，液体，气体 / 开普饭

昨天咱们看的是3-3的所有知识点，和第一个考点的练习。物理选修3-3知识点全都在这里！

今天咱们接着看,带来第二个考点~~~一共三个，大家请紧跟物理君步伐哟

考点二　固体　液体　气体

1.（多选）下列说法正确的是（　　）

A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体

E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

2.（多选）下列说法正确的是（　　）

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故

E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果

3.（多选）用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（　　）

A.体积减小，内能增大

B.体积减小，压强减小

C.对外界做负功，内能增大

D.对外界做正功，压强减小

4.（多选）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（　　）

A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈

B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈

C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小

D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小

5.（多选）如图所示为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L.保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变，下列说法正确的有（　　）

A.充气后，密封气体压强增加

B.充气后，密封气体的分子平均动能增加

C.打开阀门后，密封气体对外界做正功

D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光

1. 解析　晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误. 答案　BCD

2. 解析　水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则A项错；正是表面张力使空中雨滴呈球形，则B项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E项正确.答案　BCE

3. 解析　袋内气体与外界无热交换即Q＝0，袋四周被挤压时,体积V减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体内能增大，则温度升高，由PV/T＝常数知压强增大，选项A、C正确，B、D错误.答案 AC

4. 解析　对一定量的稀薄气体，压强变大，温度不一定升高，因此分子热运动不一定变得剧烈，A项错误；在保持压强不变时，如果气体体积变大，则温度升高，分子热运动变得剧烈，选项B正确；在压强变大或变小时，气体的体积可能变大，也可能变小或不变，因此选项C错，D对. 答案　BD

5. 解析　充气后气体温度不变，分子平均动能不变，分子数密度增加，压强增加，所以A正确、B错误；打开阀门，气体膨胀对外做功，C正确.对装置中气体由玻意尔定律得1 atm×0.6 L＝p₂×2.5 L,得p₂＝0.24 atm<p₀，故不能将水喷光，D错误. 答案　AC

6.空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　）

A.2.5 atm

B.2.0 atm

C.1.5 atm

D.1.0 atm

7.图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是（　　）

A.温度降低，压强增大

B.温度升高，压强不变

C.温度升高，压强减小

D.温度不变，压强减小

8.某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p₀的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p₀，体积为　　　　的空气.（填选项前的字母）

A.P0*V/P

B.PV/P0

C.(P/P0-1)/V

D.(P/P0+1)/V

6. 解析　可把此过程等效为将体积为（6.0 L＋9.0 L）、压强为1.0 atm的空气等温压缩到体积为6.0 L的储气罐中,对此过程由玻意耳定律得p₁V₁＝p₂V₂.解得 p₂＝v1p1/v2＝2.5 atm. 答案　A

7.解析　设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为p′,则p′＝p＋ρgh，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同.液柱上升，玻璃泡内空气体积减小，根据理想气体的状态方程PV/T＝C可知，P/T变大，即P'/T变大，B、C、D均不符合要求，A正确. 答案　A

8. 解析　设需充入体积为V′的空气，以V、V′体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有P0(V+V')/T=PV/T，得V′＝(P/P0 -1)/V. 答案　C

9.如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m₁＝2.50 kg，横截面积为S₁＝80.0 cm²；小活塞的质量为m₂＝1.50 kg，横截面积为S₂＝40.0 cm²；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×10⁵ Pa,温度为T＝303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距2l，两活塞间封闭气体的温度为T₁＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s². 求：

（ⅰ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；

（ⅱ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.

9. 解析　（ⅰ）大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖—吕萨克定律得V1/T1=V2/T2

初状态V₁＝1/2（S₁＋S₂），T₁＝495 K 末状态V₂＝lS₂ 代入可得T₂＝2/3T₁＝330 K

（ⅱ）对大、小活塞受力分析则有 m₁g＋m₂g＋pS₁＋p₁S₂＝p₁S₁＋pS₂ 可得p₁＝1.1×10⁵ Pa

缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得P1/T2=P2/T3

T₃＝T＝303 K 解得p₂＝1.01×10⁵ Pa 答案　（ⅰ）330 K　（ⅱ）1.01×10⁵ Pa

10.如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h₁＝10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p₀＝75.0 cmHg.

（ⅰ）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；

（ⅱ）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度.

10. 解析（ⅰ）以cmHg为压强单位.设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h₁＝10.0 cm时，空气柱的长度为l₁，压强为p₁. 由玻意耳定律得pl＝p₁l₁① 由力学平衡条件得p＝p₀＋h②

打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p₀，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h₁为止.由力学平衡条件有

p₁＝p₀－h₁③ 联立①②③式，并代入题给数据得l₁＝12.0 cm④

（ⅱ）当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l₂，压强为p₂.

由玻意耳定律得pl＝p₂l₂⑤ 由力学平衡条件有p₂＝p₀⑥ 联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l₂＝10.4 cm⑦

设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得 Δh＝2（l₁－l₂）＋h₁⑧ 联立④⑦⑧式，得Δh＝13.2 cm⑨

11.给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2 个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.

12.北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T₁，压强为p₁,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T₂.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化，大气压强为p₀.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.

11. 解析　若不漏气,设加压后的体积为V₁，由等温过程得：p₀V₀＝p₁V₁，代入数据得V₁＝0.5 L，因为0.45 L＜0.5 L，故包装袋漏气. 答案　漏气

12. 解析　对泡内气体由查理定律得P1/T1=P2/T2① 内外气体的压强差为Δp＝p₂－p₀② 联立解得Δp＝T2P1/T1－p₀③

13.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p₀.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p₀，温度仍为303 K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：