第二章 气体、固体和液体单元检测题-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）

固体液体气体检测卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷（选择题）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3-103μm之间，布朗运动的微粒大小通常在10-6m数量级。下列关于大小约为1μm的固态或液态颗粒的说法中错误的是（）A．颗粒做布朗运动，运动的轨迹就是颗粒分子的无规则运动的轨迹B．颗粒能很长时间都悬浮在空气中，这是因为颗粒受到了空气分子无规则热运动撞击C．固态或液态颗粒越小，颗粒的运动越明显D．环境温度越高。颗粒的运动越明显2．人们认识事物经历了从简单到复杂，从宏观到微观的过程，从分子角度认识事物，为我们打开更加广阔的视野，极大推论了认识水平，比如分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质，据此可判断下列说法中正确的是（）A．显微镜下观察到墨水中的微小碳粒在不停的做无规则运动，这反映了碳粒分子运动的无规则性B．分子间距增大时，分子间的引力和斥力同时增大，斥力增大的快C．分子之间距离从处开始增大时，分子势能也随之增大D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力3．石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则（）A．石墨是非晶体B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯C．单层石墨烯的厚度约3μmD．碳原子在六边形顶点附近不停地振动4．关于以下四幅图片的说法中，正确的是（）A．图甲中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于玻璃板的重力，主要是受到大气压力的影响B．图乙中，小女孩吹出的肥皂泡呈球状与液体的表面张力无关C．图丙中，液体与玻璃杯壁接触的附着层的液体分子之间的分子力表现为斥力D．图丁中，石英沿垂直x轴晶面上的压电效应最显著，沿其他方向不明显，说明石英是多晶体5．下列说法正确的是（）A．气体的体积等于所有气体分子的体积之和B．当物体从外界吸收热量时，其温度可能不变C．物体的温度越高，所有分子的动能都增大D．处于完全失重状态的液体，其表面不存在表面张力6．下列说法正确的是（）A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低B．由图乙可知，气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能一直增大C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力一直减小D．由图丁可知，当分子间的距离由变到的过程中分子力做正功7．下面说法正确的是（）A．罗老师新车上的汽油发动机，在一定条件下可以将汽油燃烧释放的热能全部转化为车的动能B．唐同学用打气筒给篮球打气，充满后难以继续打进是因为篮球内气体分子间的斥力大于唐同学打气的压力C．刘老师写毛笔字时不小心将一大团墨汁滴落在最后一字上，他拿来粉笔将墨汁吸干，这是利用了毛细现象D．课间跑步时同学们感觉很热是因为跑起来有速度后，人体内所有分子跟随人一起运动，分子动能增大，体温就会升高8．某同学在实验室用DIS研究“在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如题图所示。保持温度不变，封闭气体的压强p用气体压强传感器测量，体积V由注射器刻度读出。某次实验中，采用注射器，当气体体积压缩到时，封闭气体压强最接近（

）A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示。图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线。当分子间距为r＝r0时，分子之间合力为零，则下列关于该两分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，可能正确的是（）A． B．C． D． E．10．下列说法正确的（）A．分子间作用力随分子间距离的增大而减小B．布朗运动间接反映了液体分子的运动C．完全失重的状态下，气体不会产生压强D．岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐仍然是晶体E．温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同11．晓燕和小松同学合作设计了一个简易的气温计，如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。大气压的变化可忽略不计，罐内气体视为理想气体。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为S，吸管的总有效长度为L（总有效长度为铝罐外部吸管量远端到接口的距离），铝罐水平放置条件下，当温度为时，油柱到接口的距离为L1.根据以上信息，在吸管上标上温度刻度值。以下说法中正确的有（）A．吸管上的温度刻度值左低右高B．吸管上的温度刻度分布不均匀C．吸管上的温度刻度分布均匀D．该简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L有关（若温度升高△T，油柱到接口的距离增加△x，定义为测温灵敏度）12．一汽缸竖直放于水平地面上，缸体质量，活塞质量，活塞横截面积。活塞上方的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下方通过气孔P与外界相通，大气压强。活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度。已知，取，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。现给封闭气体加热，则下列说法正确的是（）A．缸内气柱长度时，缸内气体压强为B．当缸内气柱长度时，缸内气体温度约为C．缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀D．缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀第II卷（非选择题）三、实验题13．（6分）在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中：（1）如图所示的abed四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中配置好油酸酒精溶液后的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_______（用符号表示）；（2）现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴，把一滴这样的溶液滴人盛水的浅盘中，正确描绘出油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S，根据以上数据可估算出油酸分子直径为d=______；（3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是______。A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴14．（8分）（1）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为。将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，测得油膜占有小正方形个数为n。用以上字母表示油酸分子直径的大小__________。在实验中，具体操作如下：Ⅰ．将油酸1.00mL注入800mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到800mL的刻度为止。摇动瓶子，使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到量筒中的溶液达到1.00mL为止，恰好共滴了50滴。Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀在撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上散开形成一层油膜。Ⅳ．油膜稳定后，测得此油膜面积为。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求：（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是__________mL。（结果保两位有效数字）（3）油酸分子直径是__________m。（结果保留两位有效数字）（4）某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是__________。A．爽身粉撒得过多B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置时间不够长四、解答题15．（8分）金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ=4560kg/m3碳原子的摩尔质量为1.2×10-2kg/mol，现有一块体积V=4×10-8m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1（计算结果保留2位有效数字）（1）金刚石中单个碳原子的质量是多少？（2）假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。16．（8分）如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为T时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，已知大气压强。（1）求此时被封闭的气柱的压强p；（2）现向开口端缓慢注入水银，设气体温度保持不变，再次稳定后封闭气柱长度变为20cm，求此时两边水银柱的高度差；17．（14分）如图1所示，导热性能良好的气缸中用一定质量且横截面积为S、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体，将气缸水平放置，当活塞稳定时，活塞到气缸底部的距离为气缸长度的，已知环境温度为T，外界大气压强恒为，重力加速度为g，活塞的质量，忽略一切摩擦，整个过程中无气体逸出。（1）如果将气缸开口向上放置，如图2所示，求平衡时活塞到气缸底部的距离与气缸长度的比值；（2）在图2所示情况下活塞平衡时，缓慢将环境的温度升高到，欲使活塞最终平衡在气缸口，需在活塞上放置一定质量的砝码，求砝码质量与活塞质量的比值。18．（16分）如图所示，汽缸内封有一定质量的理想气体，汽缸质量M＝100kg，高度l＝0.4m，活塞横截面积S＝100cm2，活塞与汽缸顶之间有一劲度系数k＝500N/m的轻弹簧连接，缸内气体的温度为27℃时，活塞位于汽缸正中间，弹簧处于原长。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，大气压p0＝105Pa，重力加速度g＝10m/s2.求：（i）汽缸内气体的压强p1；（ii）缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口处。参考答案：1．A【解析】【详解】A．布翻运动的微粒大小通常在数量级，则当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动；在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是分子集团，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，A错误；B．固态或液态颗粒能长时间悬浮是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的，B正确；CD．本题中的布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，是气体分子无规则热运动撞击的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动：颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，环境温度越高，布朗运动越剧烈，CD正确。故选A。2．C【解析】【详解】A．墨水中的小碳粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致的，并且没有规则，这反映了液体分子运动的无规则性，A错误；B．分子间距增大时，分子间的引力减小，斥力也减小，B错误；C．分子之间距离等于时，分子间的势能最小，分子可以从距离小于处增大分子之间距离，此时分子势能先减小后增大，分子距离大于处增大分子之间距离，分子力做负功，此时分子势能一直增大，C正确；D．磁铁可以吸引铁屑，是由于磁场力的作用，这一事实不能说明分子间存在引力，D错误。故选C。3．D【解析】【详解】A．石墨是晶体，故A错误；B．石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；C．单层石墨烯厚度约为原子尺寸，故C错误；D．根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停的振动，故D正确。故选D。4．C【解析】【详解】A．向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于玻璃板的重力，主要是受到水的张力的影响。故A错误；B．表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关。故B错误；C．玻璃杯附着层内的液体分子由于受到固体分子的吸引，所以附着层液体分子比较密集，分子之间的分子力表现为斥力。故C正确；D．石英沿垂直x轴晶面上的压电效应最显著，沿其他方向不明显，说明具有各向异性的压电效应。故D错误。故选C。5．B【解析】【详解】A．由于气体分子间的距离远大于气体分子的直径，因此气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故A错误；B．晶体处于熔化状态时，从外界吸收热量，但温度不变，故B正确；C．温度越高，分子的热运动越激烈，多数分子的动能增大，但其中少数分子的动能可能减小，故C错误；D．液体在完全失重状态下，其表面仍然存在表面张力，故D错误；故选B。6．D【解析】【详解】A．温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率也越大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，A错误；B．由图乙可知状态与状态满足则状态与状态温度相同，由图像的特点可知，温度升高，增大，所以气体由状态变化到的过程中，温度先升高再降低，则气体分子平均动能先增大再减小，B错误；C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，C错误；D．由图丁可知，当分子间的距离由变到的过程中，分子势能一直在减小，故分子力做正功，D正确；故选D。7．C【解析】【详解】A．根据热力学第二定律可知，不可能将汽油燃烧释放的热能全部转化为车的动能，A错误；B．唐同学用打气筒给篮球打气，充满后难以继续打进是因为篮球内的气体压强增加了，要将打气筒的气体继续压入篮球内部需要将气筒内的气体压缩到更小的体积，才能产生更大的气压，故很难继续打进，B错误；C．刘老师写毛笔字时不小心将一大团墨汁滴落在最后一字上，他拿来粉笔将墨汁吸干，这是利用了毛细现象，C正确；D．课间跑步时同学们感觉很热是因为人体运动时候肌肉会产生不断收缩和舒张，收缩和舒张都要做功，从而产生热量，使人感觉到热，D错误；故选C。8．C【解析】【详解】气体进行等温变化，则根据玻意耳定律可知解得故选C。9．BCE【解析】【分析】【详解】由于r＝r0时，分子之间的作用力为零，当r>r0时，分子间的作用力为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增加，当r<r0时，分子间的作用力为斥力，随着分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增加，故r＝r0时，分子势能最小。综上所述，选项BCE正确，选项AD错误。故选BCE。10．BDE【解析】【详解】A．两分子间初始距离未知，所以无法确定分子间作用力随分子间距离的增大是减小还是增大，A错误；B．布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的运动，B正确；C．气体的压强是气体分子无规则运动撞击器壁产生的，不是由气体重力产生的，C错误；D．岩盐是立方体结构，是晶体，且有规则的几何形状，粉碎后的岩盐仍是晶体，仍有规则的几何形状，D正确；E．温度相同时，物体的平均动能相同，E正确。故选BDE。11．AC【解析】【详解】A．根据题意可知，罐内气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，罐内气体温度越高，体积越大，吸管内油柱越靠近吸管的右端，则吸管上的温度刻度值应左低右高，故A正确；BC．根据盖吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即则根据题意可知则即温度的变化量与距离的变化量成正比，则吸管上的温度刻度分布均匀，故B错误C正确；D．根据题意及C分析可知，测温灵敏度为可知，简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L无关，故D错误。故选AC。12．ABC【解析】【详解】A．根据题意，由平衡条件有代入数据解得故A正确；B．根据题意可知，当缸内气柱长度时，弹簧被压缩，根据平衡条件有根据理想气体气态方程有又有联立解得故B正确；CD．根据题意可知，当气缸对地面的压力为零时，再升高气体温度，气体压强不变，设此时气体的温度为，对气缸，由平衡条件得对活塞，根据平衡条件有根据理想气体气态方程有联立解得即缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀，故D错误C正确。故选ABC。13．

dacb

（系数59、60、61均可）

A【解析】【详解】（1）[1]“用油膜法估测分子的大小”实验中，先配制好油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液所含纯油酸的体积，之后将配制好的溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，当油膜扩散稳定后，将玻璃板放在浅盘上，描绘出油酸膜的形状，最后将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，统计出油酸薄膜的面积，并计算出油酸分子的直径。所以操作先后顺序排列应是dacb。（2）[2]根据题意可知，油酸酒精溶液的浓度为1滴油酸酒精溶液的体积为1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为由图可知，油膜的面积为油酸分子直径为（3）[3]A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，导致所测面积偏小，则所测分子直径偏大，故A正确；B．酒精的作用是使油酸更容易展开形成单分子油膜，最终会挥发或溶于水，只要油酸酒精溶液中纯油酸的体积计算正确，油膜面积计算正确，则油酸中含有大量酒精对实验结果不会造成影响，故B错误；C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，导致所测面积偏大，则所测分子直径偏小，故C错误；D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，导致所测1滴油酸的体积偏小，进而使所测1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积偏小，则所测分子直径偏小，故D错误。故选A。14．