第二章 气体、固体和液体 综合检测-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

第二章《气体、固体和液体》章末检测一、选择题(共12题,1～6题为单选题,7～12小题为多选题,每小题4分,共48分)1.如图所示是一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图像，它由状态A经过等容过程变化到状态B，再经等压过程变化到状态C，设ABC对应的问题分别为TA、TB、TC,下列关系式正确的是（）A.TA<TB，TB<TCB.TA>TB，TB=TCC.TA>TB，TB<TCD.TA=TB，TB>TC2.下列说法错误的是（）A.单晶体具有天然的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构、C.凡各向同性的物质一定是非晶体D.晶体的各向异性是由晶体的内部结构决定的3.用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车车胎内，如果打气筒容积△V=500cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm．现要使轮胎内压强变为p′=4atm，问用这个打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变）（）A.5次B.10次C.15次D.20次4.对气体压强的描述,下列说法正确的是()A.若气体分子的密集程度变大,则气体压强一定变大B.若气体分子的平均动能变大,则气体压强一定变大C.在完全失重状态下,气体压强一定为零D.气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的5.如图,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,管内外水银面高度差为h1,右侧管有一段水银柱,两端液面高度差为h2,中间封有一段空气,则()A.若环境温度升高,则h1不变,h2增大B.若大气压强增大,则h1减小,h2减小C.若把弯管向下移少许距离,则h1增大,h2不变D.若在右管开口端沿管壁加入少许水银,则h1不变,h2增大6.某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10-3m3。往桶内倒入4.2×10-3m3的药液后开始打气,打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进3.0×10-4m3的空气,要使喷雾器内药液能全部喷完,且整个过程中温度不变,则至少需要打气的次数是()A.13次 B.14次 C.15次 D.16次7.一般物质分子非常小,分子质量也非常小,科学家采用摩尔为物质的量的单位,实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数,这个数称为阿伏加德罗常数NA,通过下列条件可以估算出阿伏加德罗常数的是()A.已知水分子的体积和水蒸气的摩尔体积B.已知酒精的摩尔质量和酒精分子的质量C.已知液氧分子的体积和液氧的摩尔体积D.已知氧气分子的质量和氧气的摩尔质量8.关于固体和液体,下列说法正确的是()A.所有晶体在物理性质上一定是各向异性的B.有些晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因D.有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,因而可用来做显示屏9.关于一定质量的气体,下列说法正确的是()A.气体的体积指的是气体分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和。B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为0D气体的温度升高时，气体分子在单位时间内作用在单位器壁面积上的力一定增大10.如图所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使汽缸悬空静止。若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较()A.绳子张力变大 B.绳子张力不变C.缸内气体压强变小 D.缸内气体体积变小11.如图(甲)、(乙)所示,容器A和容器B分别盛有氢气和氧气,用一段细玻璃管连通,管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃,氧气温度是20℃时,水银柱保持静止,下列情况中正确的是()A.图(甲)中两气体均升高10℃,水银柱将向A侧移动B.图(甲)中氢气升高10℃,氧气升高20℃,水银柱将向A侧移动C.图(乙)中两气体均降低10℃,水银柱将向A侧移动D.图(乙)中两气体均升高20℃,水银柱将向A侧移动12.一定质量的气体，处于某一初态，现要使它经过一些状态变化后回到初始温度，下列过程可能实现上述要求的是（）A．先等压压缩，后等容增压B．先等容增压，后等压膨胀C．先等压膨胀，后等容减压D．先等容减压，后等压膨胀二、非选择题(共52分)13.(6分)在发现查理定律时，尚未建立热力学温标，因此在查理定律的原始表述中采用的是摄氏温标。如图所示为两同学研究相同质量的同种气体得到的p-t图象：(1)图线与横坐标的交点表示

_____________

；(2)图中1、2两图线斜率不同的原因是________________________；(3)气体等容变化过程中，压强变化量为Δp，温度变化量为Δt，下列图象正确是________14.(8分)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。(1)在实验中,下列操作不必须的是

。A.用橡胶塞密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径C.读取压力表上显示的气压值D.读取刻度尺上显示的空气柱长度(2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是。(3)下列图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是。(4)一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示,A、B位于同一双曲线上,则此变化过程中,温度。A.一直下降 B.先上升后下降C.先下降后上升 D.一直上升15.在某高速公路上发生一起车祸，车祸系爆胎所致。已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5atm，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为87℃，轮胎中的空气可看作理想气体．（1）求爆胎时轮胎内气体的压强；（2）从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因．16.(10分)如图(甲)所示,一端开口长为L=40cm的玻璃管放在水平地面上,一段长为5cm的水银柱恰好处在管口,环境温度为27℃,现将玻璃管逆时针缓慢转至竖直,稳定后如图(乙)所示,已知当地大气压p0=75cmHg,2(1)玻璃管竖直稳定后水银柱上端距管口的距离;(2)如果对密封气体缓慢加热,水银柱恰好移动到管口时气体的温度;(3)如果往玻璃管中缓慢注入水银,注入水银柱的最大长度。17.(10分)一汽缸竖直放在水平地面上,缸体质量M=10kg,活塞m=4kg,横截面积为S=2×10-3m2,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O与外界相通,大气压强p0=1.0×105Pa,活塞下面与劲度系数k=2×103N/m的轻弹簧相连。当汽缸内封闭气体温度为127℃时弹簧为自然长度,此时缸内封闭气柱长度L1=20cm,g取10m/s2,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。(1)当缸内封闭气柱长度L2=24cm时,缸内封闭气体温度为多少?(2)缸内封闭气体温度上升到T0时,汽缸恰好离开地面,则T0为多少?18.(10分)如图甲所示为一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像，已知气体在状态A时的压强是1．5×105Pa。(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值．(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C．如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．参考答案1.C2.C3.C4.D5.B解析:设大气压为p0,水银的密度为ρ,则管中封闭气体的压强p=p0+ρgh1=p0+ρgh2,解得h1=h2,如果温度升高,封闭气体压强与体积都增大,h1、h2都增大,故A错误;若大气压升高时,封闭气体的压强增大,由玻意耳定律pV=C可知,封闭气体的体积减小,水银柱将发生移动,使h1和h2同时减小,故B正确;若把弯管向下移动少许距离,封闭气体的体积减小,由玻意耳定律pV=C可知,气体压强增大,h1、h2都增大,故C错误;右管中加入少许水银,封闭气体压强增大,封闭气体体积减小,h1、h2都增大,故D错误。6.B7.BCD8.BD9.AB10.BD解析:以整体为研究对象,绳子张力FT=(M+m)g,故绳子张力不变,故A错误,B正确;以活塞为研究对象,活塞受重力mg,绳子张力FT,向下的大气压力p0S,缸内气体向上的压力pS,根据活塞受力平衡有mg+p0S=FT+pS知缸内气体压强不变,缸内气体发生等压变化,根据盖—吕萨克定律VT11.BC解析:题图(甲)中,假定A、B容器中两个部分气体的体积不变,即V1、V2不变,所装气体温度分别为273K和293K,当温度升高ΔT时,左边的压强增大Δp1,右边的压强增大Δp2。由查理定律得Δp1=p1273ΔTΔp2=p2293ΔT2,因为p2=p1,ΔT1=ΔT2=10K,所以Δp1>Δp2,即水银柱应向B侧移动,选项A错误;同理,若ΔT1=10K,ΔT2=20K,则Δp1<Δp2,水银柱将向A侧移动,故选项B正确;题图(乙)中,假设水银柱不移动,则气体发生等容变化,有pT=ΔpΔT,所以有Δp=ΔTTp,因为pA>pB,TA<TB,两气体均降低10℃,ΔT相同,所以Δp12.CD13.【答案】

绝对零度（或273.15℃）

气体体积不同

C14.答案:(1)B(2)使气体状态变化过程中温度尽可能保持不变(3)C(4)B15.（l）气体状态参量：p1=2.5atm，T1=273+27=300K，T2=273+87=360K，气体发生等容变化，由查理定律得：代入数据解得：p2=3atm；（2）气体发生等容变化，气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．答：（1）爆胎时轮胎内气体的压强为3atm．（2）气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．16.解析:(1)设玻璃管竖直稳定后水银柱上端距管口的距离为x,题图(甲)位置时有V1=35S,p1=p0=75cmHg,T1=300K题图(乙)位置时有V2=(35-x)S,p2=80cmHg,T2=T1=300K气体等温变化有p1V1=p2V2代入数据解得x≈2.2cm。(2)题图(乙)位置时升温后有V3=V1=35S,p3=p2=80cmHg,温度为T3气体等容变化有p1T代入数据解得T3=320K。(3)题图(乙)位置时加入y长度水银后,水银柱上端与管口齐平,有V4=(35-y)S,p4=(80+y)cmHg,T4=T1=300K气体等温变化p1V1=p4V4代入数据得y2+45y-175=0解方程得y≈3.6cm。答案:(1)2.2cm(2)320K(3)3.6cm17.解析:(1)当汽缸内封闭气体温度为127℃时弹簧为自然长度,设封闭气体的压强为p1,对活塞受力p1S+mg=p0S得p1=p0-mg代入数据得p1=0.8×105Pa当缸内封闭气柱长度L2=24cm时,设封闭气体的压强为p2,对活塞受力p2S+mg=p0S+F其中F=k(L2-L1)可得p2=p0+F代入数据得p2=1.2×105Pa对封闭气体,根据题意得V1=20S,V2=24S,T1=400K根据理想气体状态方程,得p1V计算得出T2=720K。(2)当封闭气体压强增大到一定值时,汽缸对地压力为零,此后再升高气体温度,气体压强不变,气体做等压变化。设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩量为Δx,则kΔx=(m+M)g,得Δx=7cm,