第二章气体、固体和液体单元检测-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（解析版）

人教版（新课标）高中物理选修三第二章气体、固体和液体单元检测一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）下列说法正确的是(

)A.只要温度相同，任何分子的平均速率都相同B.1 ℃就是1 KC.不管分子间距离是否等于r0(rD.如果两个系统分别与第三个系统同时达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是(    )A.某种物体的温度为0°C，说明该物体中分子的平均动能为零B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大C.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间斥力大于引力D.一切达到热平衡的系统都具有相同的内能下列叙述中，正确的是(    )①温度低的物体内能小②热量可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等③两个铅块压后能紧连在一起，说明分子间有引力④用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力A.①② B.①③ C.②③ D.③④“研究温度不变时气体压强与体积关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐变小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机．下列说法中正确的是(    )A.实验过程中在注射器内壁涂油主要是为了减小摩擦B.现有5mL和20mL的注射器，要使注射器在较小的推力时传感器示数能有明显的变化，应该选用C.在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和外界的大气压D.现有20mL和50mL的注射器，作出的v−1有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的p—V图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线)。由于此图无法说明p与V的确切关系，所以改画p−图象，画出的p−图象应当是A. B. C. D.如图所示是一定质量的理想气体的p−t图像，在气体由状态A变化到B的过程中，其体积

(

)A.一定不变B.一定减小C.一定增大D.不能判定怎样变化如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p−t图线。p0表示1个标准大气压，标准状态(0℃,1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4 L/mol。则在状态B时气体的体积为

(

)A.5.6 L B.3.2 L C.1.2 L D.8.4 L关于晶体、非晶体和液晶，下列说法中正确的是(

)A.晶体内部结构规则，因而晶体具有各向同性B.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向异性的C.在任何条件下，晶体和非晶体都不可能互相转化D.液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性下列关于固体和液体的说法正确的是(    )A.液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性B.晶体的物理性质都是各向异性的C.液体的表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部D.没有规则几何形状的固体一定是非晶体关于图所示的四幅图中现象的分析，下列说法正确的是A.甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果B.乙图中将棉线圈中P、Q两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果C.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p③重复上述步骤②，多次测量并记录；④根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。⑴关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是_______(选填选项前的字母)。A.移动活塞时应缓慢一些B.封闭气体的注射器应密封良好C.必须测出注射器内封闭气体的质量D.气体的压强和体积必须用国际单位⑵为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出_____________(选填“p − V”或“p−1V”)图象。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条⑶在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______如图所示为“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，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Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δℎ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________．三、计算题（本大题共4小题，共42.0分）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，左侧管开口向上，右侧管口封闭，管内用水银封闭了一段气体，右管中封闭气柱高ℎ1=8 cm，左、右液面高度差Δℎ=4 cm，右管中水银柱的长度大于4 cm，大气压等于76 cmHg，环境温度为27℃(1)若对封闭气体缓慢加热，使左管中水银液面与右管上端对齐，求气体应升高的温度；(2)若在左管中缓慢倒入水银，使右管中气柱高度变为ℎ3=7 cm，求倒入水银柱的长度。(如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为S=1×10−3m2。活塞的质量为m=2 kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方汽缸的容积为1.0×10−3m3，A、B之间的容积为2.0×10−4(2)缸内气体最后的压强；(3)在图乙中画出整个过程中的p−V图线。如图所示，圆柱形汽缸内的活塞把汽缸分隔成A、B两部分，A内为真空，用细管将B与U形管相连，细管与U形管内气体体积可忽略不计。大气压强p0为76 cmHg。开始时，U形管中左边水银面比右边高6 cm，汽缸中气体温度为27 ℃(1)将活塞移到汽缸左端，保持气体温度不变，稳定后U形管中左边水银面比右边高62 cm。求开始时汽缸中A、B两部分体积之比。(2)再将活塞从左端缓缓向右推动，并在推动过程中随时调节汽缸B内气体的温度，使气体压强随活塞移动的距离均匀增大，且最后当活塞回到原处时气体的压强和温度都恢复到最初的状态，求此过程中气体的最高温度。如图所示，圆形管道内封闭有一定质量的理想气体，K处有一阀门，A处是一固定绝热活塞，C处是质量为2kg、横截面积为的可自由移动的绝热活塞，此时两活塞处于同一水平面上将管内气体分割成体积相等的上、下两部分，温度都为，其中上部气体的压强为，现保持下部分气体温度不变，只对上部分气体加热，使C处的活塞缓慢移动到最低点B(不计活塞厚度与摩擦)，重力加速度取，求：(1)可移动活塞在C处时由于自重对下部分气体产生的压强；(2)可移动活塞到达B处时上部分气体的温度；(3)保持上、下部分气体温度不变，打开阀门K，向外释放气体，使可移动活塞缓慢回到C处，则释放气体质量与上部分剩余气体质量之比。答案和解析1.【答案】D2.【答案】B【解答】A.某种物体的温度为0°C，分子仍然在做无规则的运动，物体中分子的平均动能并不等于零，故A错误；B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大，还要考虑分子势能的变化，故B正确；C.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子在热运动，而分子间作用力非常小，所以并不是因为气体分子之间斥力大于引力，故C错误；D.一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，物体的内能与分子的总个数还相关，故D错误。故选B。

3.【答案】C【解答】①内能是物体内所有分子的热运动的动能和分子势能之和。内能不仅与温度有关，还与体积有关，故①错误；②物体达到热平衡的标志是两物体温度相等。热量可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等，故②正确；

③两个铅块压后能紧连在一起，说明分子间有引力，故③正确；④用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体有压强，故④错误。故C正确，ABD错误。故选C。

4.【答案】D【解答】A、在实验中，要保证气体的质量不变，所以实验过程中在注射器内壁涂油主要是为了防止漏气，故A错误；B、根据压强的计算公式可得：p=FS，容积越大的注射器截面积越小，在施加相同压力的情况下，压强变化较大，要使注射器在较小的推力时传感器示数能有明显的变化，应该选用5mL的注射器，故C、在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和封闭体积的质量，与外界气体的压强无关，故C错误；D、现有20mL和50mL的注射器，作出的p−1V图像不过原点，在绝对误差一定的情况下，体积越大、相对误差越小，故选用50mL的注射器可以减小误差，故D5.【答案】A【解答】由pV=C可得p=CV，实验时注射器内的空气向外泄漏，C减小，所以画出的p−1V6.【答案】D7.【答案】D【解析】此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以此时它的体积应为22.4×0.3 L=6.72 L，由图线所示，从压强为p0到A状态，气体做等容变化，A状态时气体的体积为6.72 L，温度为(127+273)K=400 K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为(227+273)K=500 K，根据盖—吕萨克定律VAT8.【答案】D【解答】A.单晶体内部结构规则，单晶体具有各向异性，多晶体内部结构不规则，具有各向同性，故A错误；B.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向同性的，故B错误；C.晶体和非晶体可以互相转化，故C错误；D.液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，故D正确。故选D。

9.【答案】A【解答】A.液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，故A正确；B.只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误；C.表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面平行，使液面收缩，故C错误；D.晶体是具有格子构造的固体，晶体一定时固体，且内部具格子构造，但外部并不一定具有规则的几何形状，如形状不规则的金属是晶体，故D错误。故选：A。

10.【答案】B【解答】A、因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；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，故B正确；C、浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面，故C错误；D、丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象．故D错误。故选B。

11.【答案】(1)AB；(2)p−1V；过原点的倾斜直；【解答】(1)AB.由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，故AB正确；C.等温变化的规律为：p1V1D.只要压强p两边的单位统一，体积V两边的单位统一，就可以得出等温变化的规律，故D错误；故选：AB；(2)如果做p−V图象，因为它们的乘积是不变的，故这个图象应该是一条曲线，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，正比关系更能形象直观的体现二者的关系，故应作出p−1V的图象，在误差允许的范围内，(3)AB.由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是T1对应的图线，故A正确，BCD.设p=k1V，则k值大的对应的pV的乘积也大，即斜率越大的对应的温度越高，故C正确，故答案为：(1)AB；(2)p−1V；过原点的倾斜直；12.【答案】(1)向下，B、C两管水银面等高；(2)A。【解答】(1)由盖−吕萨克定律VT=C知气体温度升高，体积增大，B内水银面将下降，为使气体压强不变，应将C管向下移动，直至B、(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的温度，用Δℎ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)A。

13.【答案】解：(1)开始时，封闭气体压强为p1设封闭气体加热至温度为T2时，左管中水银液面与右管上端对齐，这时右管中气柱高为ℎ此时封闭气体的压强p2设玻璃管的横截面积为S，根据理想气体状态方程有p1解得T2=495 K即气体的温度升高了ΔT=T(2)设倒入水银柱的长为L

cm，封闭气体的压强为p