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2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三第二

章《气体、固体和液体》综合练习(含答案)第二

章《气体、固体和液体》综合练习

选择题(共12小题)

1.(2023春•扬州期末)人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料,下列说法正确的是

A.水滴因表面张力具有收缩趋势

B.水滴和防水布料发生了浸润现象

C.水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力

D.水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定

2.(2023春•黎川县校级期末)下列说法中正确的是()

A.布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动

B.用手捏面包,面包体积会缩小,这是分子间有间隙的缘故

C.热力学温度升高1K大于摄氏温度升高

D.打开酒瓶后可嗅到酒的气味,说明分子在做无规则的运动

3.(2023春•上犹县校级期末)下列说法正确的是()

A.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点

B.石英、沥青、明矶、食盐、松香、蔗糖都是晶体

C.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,它们都是分子的运动

D.水的温度升高,并不是每一个水分子的运动速率都会增大

4.(2023•七里河区校级开学)关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是()

A.甲图中水晶停在水面而不沉,是浮力作用的结果

B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果

C.丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的

D.丁图中的酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润

5.(2023春•宁乡市期末)一位同学自制一简易气温计:向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细

均匀的透明细吸管,接口用密封胶密封,在吸管内引入一小段染色的液柱(长度可忽略,在吸管

上标注温度值)。如果不计大气压的变化,即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为360cm3,

吸管有效长度为50cm,横截面积为0.2CH?,当气温为25℃时,液柱离管口40cm,下列说法正确

的是()

/N

A.该“气温计”所能测量的最高气温约为32℃

B.该“气温计”所能测量的最高气温约为50℃

C.该“气温计”刻度一定不均匀

D.如果气压降低了,则测量值将较真实值偏小

6.(2023春•潍坊期末)下列说法中正确的是()

A.把农田里地面的土壤锄松,是为了保存地下水分

B.昆虫水痘可以停在水面上,是因为所受浮力与重力平衡

C.边长10cm的立方体铁锭有规则的几何形状,因此它是单晶体

D.晶体和非晶体不可能相互转化

7.(2023春•福州期末)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是()

A.具有各向同性的物体一定没有确定的熔点

B.晶体和非晶体在适当条件下可相互转化

C.常见的金属在各个方向上的物理性质都相同,所以这些金属都是非晶体

D.晶体熔化时,温度不变,则内能也不变

8.(2023春•武汉期末)某同学用打气筒为体积为2.0L的排球充气,充气前排球呈球形,内部气压

与外界大气压相等,均为1.0X105pa.设充气过程中排球体积和内外气体温度不变,气筒容积为

0.05L,要使球内气体压强达到1.5Xl()5pa,应至少打气多少次()

A.20次B.30次C.40次D.60次

9.(2023春•丰台区校级期末)如图所示,一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状

A.A-B过程中气体对外做的功大于C-A过程中外界对气体做的功

B.A—B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加

C.B-C过程中气体的压强减小,气体分子的数密度也减小

D.C-A过程中单位体积内分子数增加,分子的平均动能也增加

10.(2023春•渝中区校级期中)一厚度为d=2cm的实心圆柱体金属块卡在了长度lo=2Ocm的洁净

试管中,并封闭了一定量的理想气体,金属块底部到试管底部的距离1=10cm,某学习小组想要

将金属块从试管中取出,采用了以下两种方案:一、小明将试管底部放置在87℃的恒温热水中,

想通过气体膨胀将金属块顶出,但最终失败了:二、小刚将试管倒置后,发现金属块仍然没有掉

出试管,于是使整个试管向下做加速度为2g的匀加速直线运动,而后让试管突然停止,让金属块

依靠自身惯性掉出,两种方案下室温均为27℃,不计金属块与试管之间的摩擦,大气压强对金属

块产生的作用力正好是金属块重力的15倍。下列说法正确的是()

0

A.使用恒温热水加热试管底部的过程中,管内气体对外所做的功大于吸收的热量

B.使用恒温热水加热试管底部后,金属块下端离试管顶部的距离为6cm

C.方案二中,试管倒置后,管内封闭的气体长度约为11.4cm

D.方案二中,试管向下做加速运动时,管内封闭的气体长度将小于1

11.(2023春•徐州期中)如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装满水,乙中充满空气,

则下列说法正确的是(容器容积恒定)()

D-

A,C

_____________________________a_________

甲乙

A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的

B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的

C.甲容器中pA>pB,乙容器中pC>pD

D.当温度升高时,pA、pB不变,PC、PD都变大

12.(2023春•龙凤区校级期中)如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空

而静止。设活塞与缸壁间无摩擦,可以在缸内自由移动,缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持

与外界大气温度相同,则下列结论中正确()

77777777777777'

A.若外界大气压增大,则弹簧将压缩一些

B.若外界大气压减小,则气缸的上底面距地面的高度将减小

C.若气温升高,则气缸的上底面距地面的高度将增大

D.若气温升高,则活塞距地面的高度将减小

二.多选题(共3小题)

(多选)13.(2023春•丰城市校级期末)有人设计了一种测温装置,其结构如图所示。玻璃泡A内

封有一定质量的理想气体,与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的A高度x可知A内

气体的温度(即环境温度),并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压(po=76cmHg)下,

当温度ti为27℃时,Xi=16cm,将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标

记好温度后,将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可

忽略。下列说法正确的是()

A.在标准大气压下,当温度ti为27°。时,玻璃泡A内气体的压强pi=60cmHg

B.在标准大气压下,t2为-3℃的刻度线标记在x2=20cm处

C.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度高

D.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度低

(多选)14.(2023春•钦州期末)如图甲所示,一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置,

用长为20cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体.封闭气柱长度为32cm,大气压强恒为76cmHg。

现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°,如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°,如图丙所示。

已知气体温度始终不变,取sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法正确的是()

A.图乙状态的气体压强小于图丙

B.若玻璃管从图乙状态自由下落,气柱长度将增加

C.图乙气柱长度为40cm

D.图丙气柱长度为38cm

(多选)15.(2023春•腾冲市校级期末)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这

一过程在V-T图上所示,则()

VI

A

C'_»-B

---------------------->T

A.在过程AC中,气体的压强不断变大

B.在过程CB中,气体的压强不断变小

C.在状态A时,气体的压强最大

D.在状态B时,气体的压强最大

三.实验题(共3小题)

16.(2023秋•北辰区月考)用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。

(1)实验中,为找到体积与压强的关系,(选填“需要”或“不需要”)测空气

柱的横截面积;

(2)关于该实验的操作,下列说法正确的有;

A.柱塞上应该涂润滑油

B.应缓慢推拉柱塞

C.用手握注射器推拉柱塞

D.注射器必须固定在竖直平面内

1

(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,以p为纵坐标,亍为横坐标。在坐标系中描点

作图;小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据发现p与V的乘积值越来越小,则用上述方法

作出的图像应为图乙中的(选填"a”或"b”)。

甲乙

17.(2023秋•奉贤区期中)某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与

体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置,接上软管和压强传感器,记录此时注射器内

被封闭气体的压强p和体积V;推动活塞压缩气体,记录多组气体的压强和体积。

(1)(多选)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化,以下说法正确的是O

B.实验过程中应缓慢地推动活塞

C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞

D.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油

(2)(多选)分别在环境温度为Ti、T2(TI<T2)时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观

地反映实验过程中,气体压强p随体积V变化规律的是。

图2

(3)(单选)实验中发现,气体压强与体积的乘积pV越来越小,原因可能是o

A.实验时用手长时间握住注射器气体部分

B.涂抹润滑剂过多,部分进入到密封气体腔内

C.注射器与传感器连接直管内有部分气体

D.实验时注射器内的气体发生了泄露

(4)该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米,先用天平测出其质量,再将其装入注射器

内,重复上述实验操作,记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p,根据实验测量数据,

作出展河象可能是图中的o(选填“A”“B”或“C”)

(5)该同学用第(4)问中图线与纵轴交点坐标(或坐标的绝对值)作为大米体积,由此求出大

米的密度比真实值(选填"A.偏大”“B.偏小”或“C.相等”)。

18.(2023春•朝阳区校级期末)如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度

变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中,B臂与玻璃管C下部

用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面

等高。

(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管(填“向上”或“向

下”)移动,直至;

(2)实验中多次改变气体温度,用At表示气体升高的摄氏温度,用Ah表示B管内水银面高度

的改变量。根据测量数据作出的图线是

四.解答题(共2小题)

19.(2023秋•大连期末)如图所示,传统爆米花机的“爆米”原理是:密封铁炉内米粒和空气同时

受热,米粒中的水分蒸发,与空气形成混合气,炉内产生高压,让米粒中水分继续蒸发受阻。打

开铁炉,米粒突遇低温产生内外压力差,米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米

花机的铁炉仓体积为V=2X1(T2m3。工人师傅封装米粒的实物体积为Vo=4.5Xl()3m3,翻滚铁

炉均匀加热,同时观察仪表,当炉内温度升高到1527℃时,决定开炉,只闻“砰”的一声响,洁

白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃,大气压强为po=lXlo5pa。忽略米粒因水分蒸

发对自身体积的影响,将炉内气体视为理想气体,试求:

(1)不计水蒸气的体积,开炉前瞬间炉内空气的压强是多少;

(2)达到开炉温度时,水蒸气占混合气的体积比例为20%,则开炉前瞬间炉内混合气体的压强

是多少。

20.(2023•黎川县校级开学)如图所示为校园餐厅内装热牛奶的保温桶,其容积为18L,底部有一阀

门,打开后牛奶可缓慢流出。现向内倒入12L热牛奶,立即用桶盖将其密封,此时桶内部气压可

达到2.5po(po为当地大气压)。用容积为250mL的杯子接牛奶,假设桶内部气体质量不变,温度

不变,忽略牛奶产生的压强。求:

(1)接满6杯牛奶后,桶内气体压强;

(2)最多可连续接满多少杯牛奶。

第二章《气体、固体和液体》综合练习

选择题(共12小题)

1.(2023春•扬州期末)人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料,下列说法正确的是

()

A.水滴因表面张力具有收缩趋势

B.水滴和防水布料发生了浸润现象

C.水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力

D.水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定

【解答】解:A.水滴因表面张力具有收缩趋势,故A正确;

B.水滴和防水布料不发生浸润现象,故B错误;

C.分子间的引力和斥力同时存在,水滴与防水布料不发生浸润,接触层内水分子之间的作用表

现为引力,但存在分子间仍然存在引力,故C错误;

D.浸润与不浸润现象的本质是分子力的作用,不浸润现象的产生与液体和固体的性质有关,故

D错误。

故选:Ao

2.(2023春•黎川县校级期末)下列说法中正确的是()

A.布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动

B.用手捏面包,面包体积会缩小,这是分子间有间隙的缘故

C.热力学温度升高1K大于摄氏温度升高

D.打开酒瓶后可嗅到酒的气味,说明分子在做无规则的运动

【解答】解:A.布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动,故A错误;

B.用手捏面包,面包体积会缩小,是面粉颗粒之间的空隙的减小,不是分子间间距减小的缘故,

故B错误;

C.热力学温度是把-273.15°。定义为0K,且1℃=1K,因此每小格的大小是相同的,故C错误;

D.打开酒瓶后可嗅到酒的气味,是扩散现象,扩散现象说明酒精分子在做无规则的运动,故D

正确。

故选:D。

3.(2023春•上犹县校级期末)下列说法正确的是()

A.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点

B.石英、沥青、明矶、食盐、松香、蔗糖都是晶体

C.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,它们都是分子的运动

D.水的温度升高,并不是每一个水分子的运动速率都会增大

【解答】解:A、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,故A错误。

B、石英、明矶、食盐、蔗糖都是晶体,而沥青、松香非晶体,故B错误。

C、扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,扩散现象是分子的运动,而布朗运动是小颗

粒的运动,故C错误。

D、温度是分子平均动能的标志,分子平均动能是大量分子的一种统计规律;水的温度升高,并

分子的平均动能增大,但不是每一个水分子的运动速率都会增大,故D正确。

故选:D。

4.(2023•七里河区校级开学)关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是()

甲乙丙丁

A.甲图中水晶停在水面而不沉,是浮力作用的结果

B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果

C.丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的

D.丁图中的酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润

【解答】解:A、因为液体表面张力的存在,而不是浮力作用,水量才能在水面上行走自如,故A

错误;

B、将棉线圈中肥皂膜刺破后,由于表面张力作用,肥皂膜收缩,棉线圈扩成一个圆孔,故B正

确;

C、液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的,故C错误;

D、从题图丁中可以看出,酱油与左边材料浸润,与右边材料不浸润(不浸润液滴会因为表面张

力呈球形),故D错误。

故选:Bo

5.(2023春•宁乡市期末)一位同学自制一简易气温计:向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细

均匀的透明细吸管,接口用密封胶密封,在吸管内引入一小段染色的液柱(长度可忽略,在吸管

上标注温度值)。如果不计大气压的变化,即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为360cm3,

吸管有效长度为50cm,横截面积为OZcn?,当气温为25℃时,液柱离管口40cm,下列说法正确

的是()

A.该“气温计”所能测量的最高气温约为32℃

B.该“气温计”所能测量的最高气温约为50℃

C.该“气温计”刻度一定不均匀

D.如果气压降低了,则测量值将较真实值偏小

【解答】解:AB.设该“气温计”所能测量的最高气温为Tmax

根据题意,封闭气体做等压变化,由盖一吕萨克定律可得察=血丝

TiTmax

其中匕=360cm3+0.2x(50—40)cm3=362cm3

Ti=(273+25)K=298K

333

Vmax=360cm+0.2x50cm=370cm

联立解得Tmax-305K

则有tmax=(305-273)℃=32℃,故A正确,B错误;

L^S+Vc,VAV

C.根据盖一吕萨克定律可知,空气的体积和温度成正比,即二一-=-=€=—

TAT

1

则有ar建村

又AT=T2-TI=(273+t2)-(273+ti)=At

AV=V2-Vi=(V0+SL2)-(V0+SL1)=SAL

c

联立可得Zlt=晨4乙

即温度的变化量与距离的变化量成正比,则该“气温计”刻度分布均匀,故C错误;

D.当气体温度不变,气压降低时,根据玻意耳定律P1V1=P2V2可知,气压降低,气体体积增大,

细管内的染色液柱向右移动,测量的温度值偏大(真实温度其实没有变化),即温度测量值将较真

实值偏大,故D错误。

故选:Ao

6.(2023春•潍坊期末)下列说法中正确的是()

A.把农田里地面的土壤锄松,是为了保存地下水分

B.昆虫水痘可以停在水面上,是因为所受浮力与重力平衡

C.边长10cm的立方体铁锭有规则的几何形状,因此它是单晶体

D.晶体和非晶体不可能相互转化

【解答】解:A、农田里如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松,可以减少毛细现象的

发生,故A正确;

B、昆虫水龟可以停在水面上,是因为所受液体表面张力的缘故,故B错误;

C、边长10cm的立方体铁锭有规则的几何形状,这是宏观物体有一定的形状,但铁是多晶体,故

c错误;

D、物质是晶体还是非晶体,不是绝对的,在一定条件下可以相互转化,故D错误。

故选:Ao

7.(2023春•福州期末)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是()

A.具有各向同性的物体一定没有确定的熔点

B.晶体和非晶体在适当条件下可相互转化

C.常见的金属在各个方向上的物理性质都相同,所以这些金属都是非晶体

D.晶体熔化时,温度不变,则内能也不变

【解答】解:A、多晶体显示各向同性,但具有确定的熔点,故A错误;

B、晶体和非晶体在适当条件下可相互转化,故B正确;

C、金属材料虽然显示各向同性,并不意味着一定是非晶体,可能是多晶体,故C错误;

D、晶体熔化时,其温度虽然不变,但其体积和内部结构可能发生变化,分子势能发生变化,故

内能也变化,故D错误;

故选:Bo

8.(2023春•武汉期末)某同学用打气筒为体积为2.0L的排球充气,充气前排球呈球形,内部气压

与外界大气压相等,均为1.0Xl()5pa.设充气过程中排球体积和内外气体温度不变,气筒容积为

0.05L,要使球内气体压强达到L5Xl()5pa,应至少打气多少次()

A.20次B.30次C.40次D.60次

【解答】解:由题,充气过程的最后时刻,活塞以下的气体的压强:P=1.5X105Pa

其中:V=2.0L;打气筒容积:V,=0.05L;

对打足气后球内的气体有:Po(V+nV')=PVo

代入数据得:n=20(次)。故A正确,BCD错误

故选:Ao

9.(2023春•丰台区校级期末)如图所示,一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状

态A。下列说法正确的是()

0200500

A.A-B过程中气体对外做的功大于C-A过程中外界对气体做的功

B.A-B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加

C.B-C过程中气体的压强减小,气体分子的数密度也减小

D.C-A过程中单位体积内分子数增加,分子的平均动能也增加

【解答】解:A、根据一定质量理想气体状态方程可得史=C,解得:V=§T,可见,V-T图

像与坐标原点连线的斜率越大、压强越小。A到B过程中气体压强不变,C到A过程中气体压强

逐渐增大,所以A到B过程中的压强大于C到A过程中的平均压强,而A到B过程中气体体积

增加量等于C到A过程中气体体积的减少量,根据W=pAV可知,A-B过程中气体对外做的

功大于C-A过程中外界对气体做的功,故A正确;

B、气体在A-B过程中,由图像可知,气体压强保持不变,气体温度升高,气体分子的平均动能

变大,根据气体压强微观意义可知,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小,故B错误;

C、B-C过程中气体做等容变化,气体的压强减小,气体分子的数密度不变,故C错误;

D、C-A过程中气体体积减小、单位体积内分子数增加,气体温度不变,则分子的平均动能不变,

故D错误。

故选:Ao

10.(2023春•渝中区校级期中)一厚度为d=2cm的实心圆柱体金属块卡在了长度lo=2Ocm的洁净

试管中,并封闭了一定量的理想气体,金属块底部到试管底部的距离1=10cm,某学习小组想要

将金属块从试管中取出,采用了以下两种方案:一、小明将试管底部放置在87℃的恒温热水中,

想通过气体膨胀将金属块顶出,但最终失败了:二、小刚将试管倒置后,发现金属块仍然没有掉

出试管,于是使整个试管向下做加速度为2g的匀加速直线运动,而后让试管突然停止,让金属块

依靠自身惯性掉出,两种方案下室温均为27℃,不计金属块与试管之间的摩擦,大气压强对金属

块产生的作用力正好是金属块重力的15倍。下列说法正确的是()

A.使用恒温热水加热试管底部的过程中,管内气体对外所做的功大于吸收的热量

B.使用恒温热水加热试管底部后,金属块下端离试管顶部的距离为6cm

C.方案二中,试管倒置后,管内封闭的气体长度约为11.4cm

D.方案二中,试管向下做加速运动时,管内封闭的气体长度将小于1

【解答】解:A、使用恒温热水加热试管底部的过程中,封闭气体温度升高,则内能增大,AU>

0。根据热力学第一定律AU=Q+W,依题意可知Q>0,则W<0,且Q>|W|,故A错误;

B、使用恒温热水加热试管底部后,管内封闭气体等压膨胀,设加热后封闭气体长度变为11,试管

横截面积为S,根据盖一吕萨克定律得察=?

ToT1

其中Vo=Sl,Vi=Sh,To=27K+273K=300K,Ti=87K+273K=360K,解得:li=12cm

此时金属块下端离试管顶部距离为s=20cm-12cm=8cm,故B错误;

C、倒置前,以金属块为研究对象,受自身重力,向下的大气压力poS和封闭气体对它向上的压

力P1S,根据平衡方程得

mg+poS=piS

已知poS=15mg

则piS=16mg

倒置后,仍以金属块为研究对象,受自身重力,向上的大气压力poS和封闭气体对它向下的压力

P2S,根据平衡方程得

mg+p2S=poS

解得p2s=14mg

封闭气体等温变化,设倒置后封闭气体长度为12,根据玻意耳定律得

pilS=p2hS

解得:12处11.4cm,故C正确;

D、以金属块为研究对象,根据牛顿第二定律得

p3S+mg-poS=ma

解得:p3=pl

即压强与初始时相同,则封闭气体的长度仍然等于1,故D错误。

故选:Co

11.(2023春•徐州期中)如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装满水,乙中充满空气,

则下列说法正确的是(容器容积恒定)(

B-

♦•c

_____________________________a_________

甲乙

A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的

B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的

C.甲容器中PA>PB,乙容器中PC>PD

D.当温度升高时,PA、PB不变,pc、PD都变大

【解答】解:AB.甲容器中A、B处压强是由所装物质的重力而产生的,乙容器中C、D处压强

是由分子撞击器壁而产生的,故AB错误;

C.根据液体压强p=pgh,可知PA>PB

乙容器中气体分子气体分子撞击器壁的情况相同,故乙容器中PC=PD,故C错误;

n

D.当温度升高时,PA、PB不变,乙容器中气体等压升温,由亍=C,可知pc、PD变大,故D正

确。

故选:Do

12.(2023春•龙凤区校级期中)如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空

而静止。设活塞与缸壁间无摩擦,可以在缸内自由移动,缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持

与外界大气温度相同,则下列结论中正确()

//////////////

A.若外界大气压增大,则弹簧将压缩一些

B.若外界大气压减小,则气缸的上底面距地面的高度将减小

C.若气温升高,则气缸的上底面距地面的高度将增大

D.若气温升高,则活塞距地面的高度将减小

【解答】解:A、选择气缸和活塞为整体,那么整体所受的大气压力相互抵消,若外界大气压增

大,则弹簧长度不发生变化,故A错误;

B、选择气缸内气体为研究对象,竖直向下受重力和大气压力PS,向上受到缸内气体向上的压力

P1S,物体受三力平衡:G+PS=PiS,

若外界大气压P增大,P1一定增大,根据理想气体的等温变化PV=C(常数),当压强增大时,

体积一定减小,所以气缸的上底面距地面的高度将减小,故B错误;

CD、选择气缸和活塞为整体,那么整体所受的大气压力相互抵消,若外界气温升高,弹簧长度不

发生变化,活塞距地面的高度不变。

气温升高,则大气压下降。先把缸作为研究对象,对缸竖直方向受力分析:

初状态:F上i=F缸气1F下i=F大气1+G缸F上I=F上2

末状态:F上2=F缸气2(缸内的气体温度升高则压强变大,即F缸气2变大)

F下2=F大气2+G缸(F大气2小于F大气1)

所以F上2大于F下2,又因活塞与缸内壁无摩擦,故气缸向上运动,即气缸的上底面距地面的高

度将变大,故C正确,D错误。

故选:Co

二.多选题(共3小题)

(多选)13.(2023春•丰城市校级期末)有人设计了一种测温装置,其结构如图所示。玻璃泡A内

封有一定质量的理想气体,与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的A高度x可知A内

气体的温度(即环境温度),并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压(po=76cmHg)下,

当温度ti为27℃时,Xi=16cm,将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标

记好温度后,将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可

忽略。下列说法正确的是()

A.在标准大气压下,当温度ti为27℃时,玻璃泡A内气体的压强pi=60cmHg

B.在标准大气压下,t2为-3℃的刻度线标记在x2=20cm处

C.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度高

D.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度低

【解答】解:A、温度t=27℃时,玻璃泡A内的气体压强

pi=po-pxl=76cmHg-16cmHg=60cmHg,故A正确;

B、由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计,因此可认为A泡内气体发生等容变化,由题

可知

Ti=273+ti=273K+27K=300K

温度t2为-3℃时

对应的热力学温度T2=273+t2=273K-3K=270K

根据查理定律

Pl=P2

T1—T2

T2270〜„

P2——3QQXoOcmHg-54cmHg

气体末状态压强

=

P2Po~Px2—(76—X2)cmHg=54cmHg

解得

X2=22cm

即水银面的高度为22cm,故B错误;

CD、当管内水银面的高度为x时,地面上标准大气压下温度为T,设高山上压强为po,水银密度

为P,温度为T',由查理定律得

Po-pgx_pv-pgx

T1〃

高山上压强减小,故温度的测量值比实际温度高,故C正确,D错误。

故选:ACo

(多选)14.(2023春•钦州期末)如图甲所示,一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置,

用长为20cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体.封闭气柱长度为32cm,大气压强恒为76cmHg。

现将玻璃管顺时针缓慢旋转90。,如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°,如图丙所示。

已知气体温度始终不变,取sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法正确的是()

A.图乙状态的气体压强小于图丙

B.若玻璃管从图乙状态自由下落,气柱长度将增加

C.图乙气柱长度为40cm

D.图丙气柱长度为38cm

【解答】解:A.图乙中封闭气体的压强为:P2=po-pgh=76cmHg-20cmHg=56cmHg

图丙中封闭气体的压强为:p3=po-pghcos53°,解得p3=64cmHg

可知图乙状态的气体压强小于图丙,故A正确;

B.若玻璃管从图乙状态自由下落,水银柱处于完全失重状态,封闭气体的压强等于大气压,由

玻意耳定律:pV=C,可知气体压强增大,体积减小,即气柱长度将减小,故B错误;

CD.设乙、丙中的气体长度分别为L2、L3,根据玻意耳定律有

P1L1S=P2L2S=P3L3s

其中:pi=po,Li=32cm

解得:L2—43.4cm,L3=38cm,故C错误,D正确。

故选:ADo

(多选)15.(2023春•腾冲市校级期末)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这

一过程在V-T图上所示,则()

A

cl_•-B

------

A.在过程AC中,气体的压强不断变大

B.在过程CB中,气体的压强不断变小

C.在状态A时,气体的压强最大

D.在状态B时,气体的压强最大

【解答】解:A、AC过程中气体温度不变,体积减小,由理想气体状态方程彳=C可知,气体

的压强增大,故A正确;

PV

B、CB过程中,气体体积不变,温度升高,由理想气体状态方程一=C可知,气体压强变大,故

T

B错误;

C、D、由A于B的分析可知,A状态的压强最小,B状态的压强最大。故C错误,D正确。

故选:ADo

三.实验题(共3小题)

16.(2023秋•北辰区月考)用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。

(1)实验中,为找到体积与压强的关系,不需要(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的

横截面积;

(2)关于该实验的操作,下列说法正确的有AB;

A.柱塞上应该涂润滑油

B.应缓慢推拉柱塞

C.用手握注射器推拉柱塞

D.注射器必须固定在竖直平面内

(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,以p为纵坐标,擀为横坐标。在坐标系中描点

作图;小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据发现p与V的乘积值越来越小,则用上述方法

作出的图像应为图乙中的b(选填"a”或"b”)。

【解答】解:(1)由于注射器的截面积相等,所以在此可用长度代替体积,故不需要测体积;

(2)A、柱塞上涂油既减小摩擦,又防止漏气,故A正确;

B、若急速推拉活塞,则有可能造成漏气和等温条件的不满足,所以应缓慢推拉活塞,故B正确;

C、手握活塞造成温度变化,故C错误;

D、压强由压力表测量,不是由竖直的平衡条件计算,所以不需要竖直放置,故D错误;

故选:AB

1vV

(3)反比例函数是曲线,正比例函数是过原点的直线,所以要画p-十图像。由柒=。,可得:

p=CTx1,其中p-4图像的斜率为k=CT,则温度相同时,质量越小,则图像的斜率越小,图像

将向下弯曲,图b是小明组所绘。造成这种情况的原因是漏气。

故答案为:(1)不需要;(2)AB;(3)bo

17.(2023秋•奉贤区期中)某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与

体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置,接上软管和压强传感器,记录此时注射器内

被封闭气体的压强p和体积V;推动活塞压缩气体,记录多组气体的压强和体积。

(1)(多选)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化,以下说法正确的是ABo

B.实验过程中应缓慢地推动活塞

C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞

D.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油

(2)(多选)分别在环境温度为Ti、T2(TI<T2)时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观

地反映实验过程中,气体压强p随体积V变化规律的是BD。

ABCD

图2

(3)(单选)实验中发现,气体压强与体积的乘积pV越来越小,原因可能是Do

A.实验时用手长时间握住注射器气体部分

B.涂抹润滑剂过多,部分进入到密封气体腔内

C.注射器与传感器连接直管内有部分气体

D.实验时注射器内的气体发生了泄露

(4)该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米,先用天平测出其质量,再将其装入注射器

内,重复上述实验操作,记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p,根据实验测量数据,

作出^一号图像可能是图中的Ao(选填“A”“B”或“C”)

(5)该同学用第(4)问中图线与纵轴交点坐标(或坐标的绝对值)作为大米体积,由此求出大

米的密度比真实值A.偏大(选填“A.偏大”“B.偏小”或“C.相等”)。

【解答】解:(1)A.保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化,环境温度不变,故A正确;

B.实验过程中应缓慢地推动活塞,使气体温度始终与环境温度相同,故B正确;

C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞,气体温度将升高,故C错误;

D.在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气,不能保证温度不变,故D错误。

故选:AB„

(2)AB.对于一定质量的理想气体,当温度一定pV为定值,且温度越高,pV越大,故A错误,

B正确;

CD.对于一定质量的理想气体,当温度一定p与1成正比,斜率即pV的乘积,故斜率越大温度

越高,故C错误,D正确。

故选:BDo

(3)A.实验时用手长时间握住注射器气体部分,温度变大,由克拉伯龙方程

pV=nRT

pV会变大,故A错误;

B.涂抹润滑剂过多,部分进入到密封气体腔内,气体体积变小,但是气体压强也会相应变大,当

温度不变时,pV不会变化,故B错误;

C.注射器与传感器连接直管内有部分气体,但是数据采集器的传感器能准确采集相应的气体的压

强与体积,pV不会变化,故C错误;

D.实验时注射器内的气体发生了泄露,由克拉伯龙方程

pV=nRT

n减少,pV就会减少,故D正确。

故选:D。

(4)设大米的体积为Vo,由理想气体方程得

P(v-V)

----------o-=k

T

化简得

1

V=-kT+V0

温度不变,V-"图像应该是A图线,故A正确。

故选:Ao

(5)因为软管的存在,故Vo扁小,由密度

M

大米密度偏大。

故答案为:(1)AB;(2)BD;(3)D;(4)A;(5)A.偏大。

18.(2023春•朝阳区校级期末)如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度

变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中,B臂与玻璃管C下部

用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面

等高。

(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管向下(填“向上”或“向下”)

移动,直至B、C两管水银面等高;

(2)实验中多次改变气体温度,用At表示气体升高的摄氏温度,用Ah表示B管内水银面高度

的改变量。根据测量数据作出的图线是A

【解答】解:(1)气体温度升高,压强变大,B管水银面下降,为保证气体压强不变,应适当降

低C管,

所以应将C管向下移动,直至B、C两管水银面等高,即保证了气体压强不变。

(2)实验中多次改变气体温度,用At表示气体升高的温度,用Ah表示B管内水银面高度的改

变量。

压强不变时体积变化与温度变化的关系是成正比的,所以根据测量数据作出的图线是A。

故答案为:(1)向下,B、C两管水银面等高;

(2)Ao

四.解答题(共2小题)

19.(2023秋•大连期末)如图所示,传统爆米花机的“爆米”原理是:密封铁炉内米粒和空气同时

受热,米粒中的水分蒸发,与空气形成混合气,炉内产生高压,让米粒中水分继续蒸发受阻。打

开铁炉,米粒突遇低温产生内外压力差,米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米

花机的铁炉仓体积为V=2Xl()2m3。工人师傅封装米粒的实物体积为Vo=4.5Xl(y3m3,翻滚铁

炉均匀加热,同时观察仪表,当炉内温度升高到1527℃时,决定开炉,只闻“砰”的一声响,洁

白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃,大气压强为po=lXl()5pa。忽略米粒因水分蒸

发对自身体积的影响,将炉内气体视为理想气体,试求:

(1)不计水蒸气的体积,开炉前瞬间炉内空气的压强是多少;

(2)达到开炉温度时,水蒸气占混合气的体积比例为20%,则开炉前瞬间炉内混合气体的压强

是多少。

【解答】解:(1)对炉内空气系统,刚封装时,状态1:

Pi=Po=]x105Pa

Ti=(27+273)K=300K

开炉前瞬间,状态2:

T2=(1527+273)K=1800K

因忽略米粒体积变化,不计水蒸气的体积,空气系统作等容变化,由查理定律得

Pl_P2

Ti—T2

解得:p2=6X105Pa

(2)对炉内空气系统,刚封装时,状态1

5

p1—1x10Pa

Ti=300K

-23

Vi=V-Vo=(2Xio"_4.5X10-3)m3=155xiom

开炉前瞬间,因水蒸气占混合气的体积比例为20%,状态3

T3=T2=1800K

V3=(1-20%)Vi=80%X1.55X10-2m3=1.24X10-2m3

由理想气体状态方程得

Plh_P3匕

Ti~T3

代入数据解得P3=7,5X105Pa

因炉内空气是混合气的一部分,在相同状态下,混合气的压强同为7.5Xl()5pa。

答:(1)开炉前瞬间炉内空气的压强是6Xl()5pa;

(2)开炉前瞬间炉内混合气体的压强是7.5Xl()5pa。

20.(2023•黎川县校级开学)如图所示为校园餐厅内装热牛奶的保温桶,其容积为18L,底部有一阀

门,打开后牛奶可缓慢流出。现向内倒入12L热牛奶,立即用桶盖将其密封,此时桶内部气压可

达到2.5po(po为当地大气压)。用容积为250mL的杯子接牛奶,假设桶内部气体质量不变,温度

不变,忽略牛奶产生的压强。求:

(1)接满6杯牛奶后,桶内气体压强;

(2)最多可连续接满多少杯牛奶。

【解答】解:(1)以桶内封闭气体为研究对象,初始状态:pi=2.5po,Vi=18L-12L=6L

接满6杯牛奶后,设桶内气体压强为p2,体积:V2=6L+0.25LX6=7.5L

气体温度不变,由玻意耳定律有:piVi=p2V2

代入数据可得:P2=2po

(2)假设最多可以连续接满n杯,设此时桶内气体压强为p3,则有:p3=po

此时气体体积:V3=6+0.25n(L)

气体温度不变,由玻意耳定律有:piVi=p3V3

代入数据可得:n=36

答:(1)接满6杯牛奶后,桶内气体压强为2po;

(2)最多可连续接满36杯牛奶。

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