第二章 气体、固体和液体 单元测试题（解析版）

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册
第二章
气体、固体和液体
单元测试题（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．下列关于温度的说法中，不正确的是（　　）
A．温度是表示物体冷热程度的物理量
B．温度是分子平均动能的标志
C．温度的国际单位是“摄氏度”
D．温度的国际单位是“开尔文”
2．下列对生活中的热学现象分析正确的是（　　）
A．沙尘暴天气出现时，风沙弥漫，尘土飞扬，这是布朗运动现象
B．汽车尾气中存在多种成分气体，它们可以自发的分离
C．静止在水平地面上的卡车在缓慢装沙子的过程中，若车胎内气体温度不变，则胎内气体向外界放热
D．荷叶上露珠附着层的水分子比露珠的内部密集
3．下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大
B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
C．一定质量理想气体温度升高，则内能可能增大
D．用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，测出来的分子大小将偏小
4．如图所示是一定质量的理想气体的P-T图像，按图示箭头从状态a变化到状态b，再变化到状态c。则在此过程中气体体积（　　）
A．先减小后增大
B．先减小后不变
C．先增大后减小
D．先增大后不变
5．关于图中四幅图片，下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中，在水平台秤上的学生从站立状态到完全蹲下的过程中，该同学所受的台秤对她的支持力小于她对台秤的压力
B．乙图中，运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受到的阻力较小，冰壶将做匀速直线运动
C．丙图中，设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度
D．丁图中，由于塞子的质量小于试管的质量，喷出时塞子受到的冲击力将大于试管受到的冲击力
6．下列各图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量理想气体等温变化规律的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．下列说法中正确的是（　　）
①液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
②单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
③单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
④通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
⑤液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
A．①③
B．②④
C．①②
D．③⑤
8．晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵（图中的小黑点表示晶体分子），图中AB、AC、AD为等长的三条直线。下列说法中错误的是（　　）
A．A处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动
B．三条直线上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
C．三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D．以上说法均不正确
9．下列说法正确的是（　　）
A．晶体具有天然规则的几何形状，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．凡具有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内部结构决定的
10．固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有（　　）
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
11．通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间，经过特殊工艺胶合一体成型的新型光电玻璃产品，被广泛应用于高档办公室、计算机机房、医疗机构、商业展示等领域，能够实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求。我们将其工作原理简化为如图所示的模型，在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，玻璃呈乳白色，即不透明，像一块毛玻璃；通电以后，弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃。结合以上内容和你所学知识，关于通电雾化玻璃，你认为下列叙述中不合理的是（　　）
A．不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过
B．不通电时，入射光在液晶层发生了干涉，导致光线无法通过
C．通电时，入射光在通过液晶层后方向发生了改变
D．通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播
12．如图为伽利略设计的一种测温装置结构示意图，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的B管竖直插在水银槽中，管内外水银面的高度差x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，在1标准大气压（相当于76cmHg的压强）下，当温度时，管内外水银面的高度差
。下列说法正确的是（　　）
A．若外界大气压不变，细管中水银柱上升，可知温度降低
B．若外界大气压不变，细管中水银柱上升，可知温度升高
C．在1标准大气压下，时管内外水银面的高度差
D．若环境真实压强比标准大气压小，管内外水银面的高度差仍为16cm时，实际温度大于
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．已知乌鲁木齐市7月份和1月份的平均气温之差约为40℃。家用轿车在7月份和1月份的平均气温下，当车胎内气体压强相同时，胎内气体的质量之比约为13∶15，不计车胎容积变化。求∶
（1）家用轿车7月份和1月份车胎内气体在同温、同压下的体积之比；
（2）估算乌鲁木齐市7月份和1月份的平均气温（用摄氏温标表示）。
14．气缸长为m（气缸厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体。已知当温度，大气压强Pa时，气柱长度m，现用水平拉力向右缓慢拉动活塞，求：
（1）若拉动活塞过程中温度保持27℃，活塞到达缸口时缸内气体压强。
（2）若气缸、活塞绝热，拉动活塞到达缸口时拉力大小为400N，求此时缸内气体温度。
15．某同学研究注射器吸水，注射器可以看作均匀圆柱体，内部高度为H，初始时注射器里有一段空气柱，压强和外界相同，将注射器放入水中，缓慢拉动活塞到底部之后发现注射器里面水面高度恰好为H，已知外界大气压为p0，温度为T0，水的密度为，重力加速度为g。
（I）求注射器里最初空气柱的长度h；
（Ⅱ）经过一段时间后，外界温度发生了变化，大气压强不变，保持注射器活塞不动，注射器内部的空气柱长度变为H，求此时外界的温度T2。
16．如图，甲、乙两个容积均为V=5L的导热气缸用细管（容积可忽略）相连接，阀门K2位于细管中部。甲、乙两气缸底部各有一个阀门K1、K3，乙气缸中有一可自由移动的轻质薄活塞。初始时，三阀门均打开，活塞在乙的最上端。已知大气压强为p0，室温为27℃。
（1）关闭阀门K2，用打气简通过阀门K1给甲气缸充气，每次可将体积V0=1L、压强为p0的空气全部打入甲气缸中，要使其甲气缸内压强达到4p0，需要打气多少次？
（2）当甲气缸内气体压强达到4p0时，停止打气，阀门K1关闭，打开阀门K2，等活塞稳定后再缓慢加热气缸内的气体，使其温度升高到87℃，求此时活塞上方气体的压强。
参考答案
1．C
【详解】
A．温度是表示物体冷热程度的物理量，A正确；
B．温度是分子平均动能的标志，B正确；
CD．温度的国际单位是“开尔文”，C错误，D正确。
本题选不正确的，故选C。
2．C
【详解】
A．布朗运动是指悬浮在液体或气体的微粒所做的永不停息的无规则运动，布朗运动是肉眼看不见的，A错误；
B．汽车尾气中存在多种成分气体，但不能自发分离；若自发分离则违背了热力学第二定律，一切宏观热学想象都具有方向性，要实现具有逆过程必须付出能量代价，B错误；
C．卡车上缓慢装入沙子，则外界对车胎内气体做正功，又因气体温度不变，则内能不变，W>0则Q<0，则胎内气体向外界放热，C正确；
D．荷叶上露珠附着层的水分子比内部稀疏，出现表面张力，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．温度是分子的平均动能的标志，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个气体分子的动能都将变大，故A错误；
B．根据分子力的特点可知，分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故B正确；
C．气体的分子之间的距离比较大，分子之间的作用力可以忽略不计，所以一定质量理想气体温度升高，则内能一定增大，故C错误；
D．用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，则测量的油膜的面积偏小，所以测出来的分子大小将偏大，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
根据理想气体状态方程公式
得
由图象可得
，，
所以从状态a变化到状态b，再变化到状态c在此过程中气体体积先增大后减小，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．该同学所受的台秤对她的支持力与她对台秤的压力为相互作用力，大小总是相等，方向相反，所以A错误；
B．乙图中，运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受到的阻力较小，说明其加速度小，但是冰壶应是做减速直线运动，所以B错误；
C．由牛顿第二定律可知，加速度与质量成反比，所以丙图中，设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度，则C正确；
D．喷出时塞子受到的冲击力等于试管受到的冲击力，该冲击力为气体的压力，与物体的质量无关，应该与物体的横截面积有关，所以D错误；
故选C。
6．B
【详解】
A．横轴代表热力学温度，纵轴代表压强，图像与横轴平行，纵坐标为定值，表示压强一定，是气体等压变化规律，不是等温变化规律，故A错误；
B．横轴代表体积，纵轴代表压强，图像表示随着体积增大压强减小的变化规律，根据质量一定的理想气体状态方程
（恒量）
知若不变，则图线为一条双曲线，所以是等温变化规律，故B正确；
C．根据质量一定的理想气体状态方程
（恒量）
可得
如果气体是等压变化，则是常数，所以V—T图像为过原点的直线，是等压变化规律，不是等温变化规律，故C错误；
D．横轴代表摄氏温度，图像中表示随着温度增大气体压强增大，显然气体不是等温变化规律，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
①．表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，①错误；
②．晶体分为单晶体和多晶体，都有固定的熔点，②错误；
③．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性，③正确；
④．通常金属在各个方向的物理性质都相同，但具有固定的熔点，为晶体，④错误；
⑤．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，⑤正确。
ABC错误，D正确。
故选D。
8．ABD
【详解】
A．晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条直线发生定向移动，故A错误，符合题意；
BCD．三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故BD错误，符合题意，C正确，不符合题意。
故选ABD。
9．ABD
【详解】
ABD．晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，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，ABD正确；
C．具有各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质，C错误。?
故选ABD。
10．ABD
【详解】
A．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，A正确；
B．固体甲若是多晶体，则没有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，B正确；
C．在热传导方面固体甲若是多晶体，表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，C错误；
D．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，D正确。
故选ABD。
11．ABC
【详解】
AB．由题意，在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，像一块毛玻璃，可知入射光在液晶层发生漫反射，光线可以通过，但通过量较少，而且没有规律，故AB错误，符合题意；
CD．由题意，通电以后，弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃，可知通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选ABC。
12．AC
【详解】
AB．对封闭的气体进行分析，由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，则该变化为等容变化，由查理定律可得
外界大气压不变，封闭气体压强减小，则温度一定降低，B错误A正确；
C．气体初状态参量，
，
末状态参量，
气体发生等容变化，由查理定律可得
解得
则
C正确；
D．若水银柱的高度差仍为16cmHg，环境真实压强比标准大气压小，假设此时大气压为75
cmHg，所以A内的气体压强为
则
解得
即
D错误。
故选AC。
13．(1)15：13；(2)-13.15，26.85
【详解】
(1)设7月份气体密度为，1月份气体密度为，有
解得
(2)在同温同压下
根据理想气体状态方程，有
代入，解得
14．（1）；（2）
【详解】
（1）因为温度保持不变，故
代入数据可得
（2）有理想气体状态方程可得
对活塞到达缸口时受力分析可得
又因为
联立可得
15．（I）；（Ⅱ）
【详解】
（I）由题意，根据平衡条件可知活塞到底部后注射器内空气的压强为
①
注射器内空气经历等温变化，根据玻意耳定律有
②
联立①②解得
③
（Ⅱ）由题意，当注射器内部的空气柱长度变为时，其压强变为
④
根据理想气体状态方程有
⑤
联立①④⑤解得
⑥
16．（1）15次；（2）2.4
p0
【详解】
（1）设打气次数为n，以将打入的气体和甲中已有气体为研究对象
V1=
V
+n
V0
p2=4p0
V2
=
V
由玻意耳定律得
p1V1=
p2V2
其中V=5L，V0=1L，代入数据解得
n=15
（2）打开K2后，活塞向下移动。设活塞上方气体与甲气缸中气体的总体积为V3气体压强为p3由玻意耳定律得
p2V2=
p3V3
活塞向下移动直到最下端时，V2=2V，解得
p3=2p0
设加热后活塞上方气体的压强为p4，气体温度由=300K升高到=360K的等容过程，由查理定律得
代入数据得
p4
=
2.4p0