第二章 气体、固体和液体 单元测试 -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）

气体、固体和液体学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，两端开口的T型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，被封闭的空气柱长度和试管内外的夜面高度差的变化分别是（）

.A．变大；变小 B．变大；不变 C．不变；不变 D．不变；变大2．对封闭在氧气筒内的氧气，当它的温度从20℃升高到40℃时，它的压强（）A．变为原来的2倍 B．变为原来的倍C．增加了0℃压强的倍 D．增加了原来压强的倍3．下列说法正确的是A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变4．一定质量的理想气体保持温度不变，从状态A到状态B。用表示气体压强，用表示气体体积，图中能描述气体做等温变化的是（）A．B．C．D．5．关于晶体和非晶体，下列说法错误的是（）A．有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质B．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体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6．如图所示，a、b两个气缸固定在地面上，两气缸中活塞用细杆相连，且活塞a面积小于活塞b．在当前温度下（两个气缸内气体温度相同）活塞处于静止状态．若大气压强保持不变，活塞与气缸间摩擦可不计，当两个气缸内气体温度一起升高且保持相同时，可能会发生的情况是（

）．A．两个活塞一起向右移动，细杆受拉力作用B．两个活塞一起向左移动，细杆受拉力作用C．两个活塞一起向左移动，细杆不受力D．两个活塞保持静止7．如图所示，活塞质量为m，气缸质量为M，通过弹簧吊在空中，气缸内封住一定质量的空气，气缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为，则（）A．气缸内空气的压强等于+B．气缸内空气的压强等于C．内外空气对气缸的作用力大小为(M+m)gD．内外空气对活塞的作用力大小为mg8．如图所示，在恒温箱中，有一开口向上的试管，试管内由汞封闭了一段空气柱．当恒温箱内气压为时，空气柱长度为．现向箱内打气，使箱内气压增大到，则玻璃管内的空气柱长度不可能为（

）A． B． C． D．二、多选题9．如图所示，用容器为的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．则（）A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完B．第一次抽一次后容器内压强为C．第一次抽一次后容器内压强为D．连续抽3次后容器内压强为10．下列说法中正确的是（）A．分子间的引力与斥力同时存在，斥力等于引力时，分子势能最大B．夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面收缩的缘故C．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性D．将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是碳分子的无规则运动11．如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为p1，水银面高度差为h。当左侧部分气体温度升高较小的Δt，重新达到平衡后，h和p1的变化是（）A．h变小 B．h不变 C．p1变小 D．p1不变12．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（）A．a→b过程中，气体体积变小，温度降低B．b→c过程中，气体温度不变，体积变小C．c→a过程中，气体体积变小，压强增大D．c→a过程中，气体压强增大，温度升高三、实验题13．某小组利用如图所示装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”。如图所示，带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积V。实验时所用测量压强的装置较特殊，测量的是注射器内部气体和外部大气（压强为p0）的压强差，在内部气体和外部大气压强相等时注射器内部气体的体积为V0，在多次改变体积后，得到如下数据：Δp/×105Pa0.110.250.430.67V/mL9876(1)图中装置1为压强传感器，装置2为数据采集器。每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了_________；(2)研究小组基于数据，以为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是_____；(3)该直线的函数表达式是___（用题中所给字母符号表示），图像纵轴截距的绝对值的物理含义是__。14．有人用一根一端开口、一端封闭的长直玻璃管和温度计来测量山顶处的大气压强，其实验步骤如下：（a）在山脚下，用一段水柱在玻璃管内封住一段空气，管囗向上竖直放置，量出此时的空气柱长度和水柱高度，如图所示．（b）记录山脚下的大气压强，并测出山脚下的温度．（c）将玻璃管移到山顶处，仍将管口向上竖直放置，调节水柱的高度（用吸管），使空气柱的长度仍为不变，测出此时水柱高．（1）说明上述测量中漏掉的步骤，并列出山顶处大气压强的计算表达式（水的密度为）；（2）已知在地面附近每上升1000m，大气压强减小量为，请由上述测量结果，列出估算山顶与山脚的竖直高度差的公式；（3）请你分析一下上述实验可能会出现的问题．（只需一个）四、解答题15．如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）16．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。（1）求细管的长度；（2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。17．如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0．开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K．求：（1）活塞刚离开B处时的温度TB；（2）缸内气体最后的压强p；（3）在右图中画出整个过程的p-V图线．18．在一端封闭、粗细均匀的细玻璃管内用汞封入一定质量的空气．当开口向下竖直放置时，如图所示，空气柱长，汞柱高，当时的温度是17℃．设大气压强始终保持，求：（1）在图（a）位置时，空气柱的压强；（2）当玻璃管开口向上竖直放置时[图（b）]，空气柱的压强和空气柱的长度；（3）当空气柱温度升高到27℃，为保持空气柱长度不变，应在管内再注入汞柱的高度[图（c）]．参考答案：1．C【解析】【详解】在向上提玻璃管时，管内气体温度不变，设大气压为，封闭气体压强当玻璃管稍向上提一点时，封闭气体压强不变，由玻意耳定律可知，气体体积不变，空气柱长度不变，试管内外的液面高度差不变。故选C。2．C【解析】【详解】ABD．氧气筒内的氧气是等容变化，温度从20℃升高到40℃时，由查理定律则有解得ABD错误；C．氧气筒内的氧气是等容变化，温度从0℃升高到40℃时，由查理定律则有解得C正确。故选C。3．A【解析】【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；C．由压强公式可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误．4．C【解析】【详解】根据整理有若保持温度不变，则图线p与V-1成正比，若横坐标为V，则图线应为双曲线的一支。故选C。5．B【解析】【详解】A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，有些晶体在不同的方向上具有不同的光学性质，A正确，不符合题意；B．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，B错误，符合题意；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，例如石墨和金刚石，C正确，不符合题意；D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融的石英后却是非晶体；把晶体硫加热熔化，到入冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再经一些时间又会转变成晶体硫，D正确，不符合题意。故选B。6．B【解析】【详解】开始活塞静止，处于平衡状态，由平衡条件得：即：由于，可知杆对活塞B有向右的压力，对活塞A有向右的拉力，则A的压强小于大气压，B的压强大于大气压，即：，假设加热过程中活塞不动，气体发生等容变化，由查理定律得：则有：由于T与△T都相等，由于，则，则b中气体压强增加多，杆向左移动，重新平衡后有：联立上式可得：由于，可知活塞b对杆有向左的压力，活塞a对杆有向左的拉力；故选B。7．B【解析】【详解】AB．以气缸为研究对象受力分析，由平衡条件得解得故A错误，B正确；C．以气缸为研究对象，由平衡条件得内外空气对缸套的作用力故C错误；D．以气缸与活塞组成的系统为研究对象，由平衡条件得绳子拉力以活塞为研究对象，由平衡条件得内外空气对活塞的作用力故D错误；故选B。8．A【解析】【详解】由于环境恒温，水银柱长度为h，设玻璃管横截面积为S，初状态空气柱长度为L1，内部空气压强为p1：末状态空气柱长度为L2，内部空气压强为：由于是等温变化，根据玻意耳定律得：即：解得：因为h的数值没有确定，取极限来考虑：如果h很小趋近为0，则L2的极限值为6.25cm；如果h很大，那么L2的极限就是10cm，所以L2可能的范围为：所以5.5cm不可能；故选A。9．CD【解析】【详解】B、C、容器内气体压强为p0，则气体初始状态参量为p0和V0，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得：，解得，故C正确、B错误．A、D、同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得，第三次抽气过程，解得，可知抽几次气体后容器中还剩的气体体积是V0，故A错误，D正确．故选CD．【点睛】本题是变质量问题，对于变质量问题，巧妙选择研究对象，把变质量问题转化为质量不变问题，应用玻意耳定律可以解题10．BC【解析】【详解】A．分子间的引力与斥力同时存在，斥力等于引力时，分子势能最小，故A错误；B．夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面收缩的缘故，故B正确；C．由液晶的性质可知，液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，故C正确；D．将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是液体分子的无规则运动引起的小颗粒的运动，故D错误。故选BC。11．AD【解析】【详解】CD．设大气压强为p0，右侧水银柱的高度为h1，则右侧部分封闭气体的压强p1=p0+ρgh1由于p0和h1均不变，所以p1不变，故C错误，D正确。AB．设左侧气体压强为p2，当左侧部分气体温度升高时，假设气体体积不变，根据理想气体状态方程=C可知p2增大；由于p1=ρgh+p2可知h变小，故A正确，B错误。故选AD。12．AD【解析】【详解】A．a→b过程中，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律=C可知气体温度降低，体积变小，故A正确；B．b→c过程中，气体发生等温变化，根据玻意耳定律pV=C可知压强减小，体积增大，故B错误；CD．c→a过程中，由题图可知p与T成正比，则气体发生等容变化，根据查理定律=C可知压强增大，温度升高，故C错误，D正确。故选AD。13．

使封闭气体与外界进行充分的热交换，保持封闭气体的温度不变

大气压强【解析】【详解】(1)[1]由于推动活塞的时候对气体做功，改变气体的内能，气体的温度会发生变化。因而需要等一会儿，使封闭气体与外界进行充分的热交换，保持封闭气体的温度不变。(2)[2]根据联立可得故x轴为。(3)[3][4]由于故由数学一次函数的知识可知，图像纵轴截距的绝对值的物理含义是p0，即表示大气压强。14．（1）测出山顶上的温度T，

（2）

（3）水柱可能会溢出【解析】【详解】（1）[1]上述测量中漏掉的步骤是：漏测在山上时的温度T。山脚下，量出此时的空气柱长度和水柱高度h，山脚下的大气压强，所以空气柱的压强：山顶处，空气柱的长度仍为不变，测出此时水柱高．所以空气柱的压强由于是等容变化，根据查理定理得：解得：（2）[2]在地面附近每上升1000m，大气压强减小量为△p，山顶与山脚的竖直高度差为：代入数据得：（3）[3]p′太小时加水柱调不到h1，水柱可能就会溢出。15．，（p0S＋mg）h【解析】【详解】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有根据力的平衡条件有p1S＝p0S＋mg联立可得此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有式中V1＝SHV2＝S（H＋h）联立③④⑤⑥式解得从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为16．（1）41cm；（2）312K【解析】【分析】以“液柱”为模型，通过对气体压强分析，利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度，找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。易错点：误把气体长度当成细管长度。【详解】（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时