第二章 气体、液体和固态 单元测试（解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
第二章
气体、液体和固态
单元测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．一位同学用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图所示。这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是（　　）
A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B．由于该同学压迫气球，球内气体分子间表现为斥力
C．气球内气体分子平均动能不变
D．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
2．如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形气缸中，开始时活塞和气缸静止，此时气柱长度为l，现使气缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度，当气缸转动的角速度为1时，气柱长度为2l，当气缸转动的角速度为2时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则1与2的比值为（　　）
A．
B．
C．2：3
D．3：2
3．一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为1.0L，下列说法正确的是（　　）
A．由A到B的过程，气体的体积减小
B．由B到C的过程，气体的体积增大
C．由A到B的过程，气体对外做功200J
D．由B到C的过程，外界对气体做功300J
4．研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56℃时，30分钟就可以灭活。如图所示，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在粗细均匀的绝热汽缸下部a内，汽缸顶端有一绝热阀门K，汽缸底部接有电热丝E，汽缸的总高度。a缸内被封闭气体初始温度℃，活塞与底部的距离，活塞和汽缸间的摩擦不计。若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离，关于上述变化过程，下列说法正确的是（　　）
A．b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体的
B．a汽缸中的气体吸收热量，压强增大
C．稳定后，a汽缸内的气体温度为50℃
D．稳定后，保持该温度不变再持续30分钟，a汽缸内新冠病毒能够被灭活
5．物理来源于生活，中国古人通过对身边的自然现象的观察，写下了许多关于
物态变化的句子。以下涉及物态变化的句子正确的是（　　）
A．“风雨送春归，飞雪迎春到”水蒸气形成雪是升华现象
B．“冰冻三尺，非一日之寒”水结成冰是融化现象
C．“扬汤止沸不如釜底抽薪”水的沸腾是汽化现象
D．“水缸出汗不用担挑”水蒸气变成水是凝华现象
6．下列说法中不正确的是（　　）
A．空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感觉越潮湿
B．由于水的表面张力作用，即使伞面上有很多细小的孔，伞也能达到遮雨的效果
C．用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明石蜡具有各向同性
D．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
7．一段长为的水银柱，把空气封闭在一端开口、粗细均匀的静止长直玻璃管内。如果外界大气压强为，当玻璃管内空气压强为时，玻璃管一定处于（　　）
A．开口向右水平放置状态
B．开口向下倾斜放置状态
C．开口向下竖直放置状态
D．开口向上竖直放置状态
8．下列说法正确的是（
）
A．扩散现象是分子热运动状态总是朝着无序性增大的方向进行的一种表现
B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性
C．露珠呈球状是液体表面张力作用的结果
D．液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出了
E.容器内封闭着一定量的理想气体，保持压强不变而体积增大时，容器器壁在单位时间内单位面积上受到气体分子撞击的次数一定减少
9．下述说法正确的是（　　）
A．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用力表现为引力
B．浸润液体和不浸润液体在毛细管中都上升
C．浸润现象中，附着层的液体分子分布比液体内部密集
D．不浸润现象中，附着层力的分子分布比液体内部稀疏
10．相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是（　　）
A．温度高的容器中氢分子的平均动能更大
B．两个容器中氢分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布规律
C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率
D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大
11．下列说法正确的是（　　）
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现
C．一定质量的0oC的水的内能大于等质量的0oC的冰的内能
D．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故
12．如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．若，活塞下移
B．若，活塞下移
C．若，气室1内气体压强为3p0
D．若，气室1内气体压强为3p0
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？
14．为防止文物展出过程中因氧化而受损，需将存放文物的展柜中的空气抽出，充入惰性气体，营造低氧环境。如图所示为用活塞式抽气筒将放入青铜鼎的展柜内空气抽出的示意图，已知展柜容积为V0，开始时展柜内空气压强为p0，抽气筒每次抽出气体的体积为，抽气一次后展柜内压强传感器显示内部压强为，不考虑抽气引起的温度变化。求∶
（1）青铜鼎的体积；
（2）抽气两次后剩余气体与开始时气体的质量之比。
15．如图所示，一个足够高绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B。活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了，此时气体的温度为。已知大气压强为，重力加速度为g。
①求该加热过程中，气缸内A和B两部分气体的内能增加量之和；
②气体的温度为时，停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为，求此时添加砂粒的总质量。
16．如图甲所示的一款茶宠玩具特别有意思，当将热茶淋在茶宠上时，茶宠会向外喷水，寓意吐故纳新。为了研究其中的原理，小磊同学将茶宠理想化为如图乙所示圆柱形容器，在容器底端侧面有一尺寸可忽略的细孔，细孔下方是实心配重块，圆柱横截面积为S、细孔上方空间高为H。初始时容器内部空气的质量为，内部压强与外界大气压均为，温度为。容器内气体可视为理想气体。现用热水淋在容器上，使容器内气体温度达到，此时容器内部有空气逸出；然后迅速将容器放入一足够大的盛有水的水盆中，保证容器上的小孔恰好在水面以下。随着容器内气体温度降低，水盆中的水会被吸入容器，当气体温度恢复为时，容器内外水面的高度差为h，然后取出容器，当将热茶淋在容器上时就会出现神奇的喷水现象了。
（1）求将热水淋在茶宠上，容器升温后逸出空气的质量；
（2）若容器横截面积，，，，大气压强，水的密度，重力加速度，求此时容器内的温度（保留三位有效数字）。
参考答案
1．C
【详解】
A．密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故A错误；
B．该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零，故B错误；
C．球内气体温度可视为不变，所以气球内气体分子平均动能不变，故C正确；
D．气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
当气缸转动的角速度为1时，根据向心力方程
当气缸转动的角速度为2时，
根据等温方程
解得1与2的比值为。
故选A。
3．C
【详解】
A．由A到B的过程中，压强不变，根据理想气体状态方程，则有
所以温度升高，体积变大，A错误。
B．由B到C的过程中，先将横轴的温度换算成开式温度，则BC直线过原点，所以体积不变，B错误。
C．由A到B的过程中，压强不变，根据理想气体状态方程，则有
温度从273K变成546K，变大2倍，所以体积也变大2倍，变成2L，根据公式
C正确。
D．由B到C的过程中，体积不发生改变，不做功，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
由题意可知，原b汽缸的高度
当a汽缸稳定后活塞与底部的距离
此时b汽缸的高度
设S为活塞的面积，那么b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体为
故A错误；
BCD．由于K始终打开，a汽缸中的气体的压强不变，可得
代值求得
B错误，C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．“风雨送春归，飞雪迎春到”
雪直接变为水蒸气是升华现象，选项A错误；
B．“冰冻三尺，非一日之寒”水结成冰是凝固现象，选项B错误；
C．“扬汤止沸不如釜底抽薪”水的沸腾是汽化现象，选项C正确；
D．“水缸出汗不用担挑”水蒸气变成水是液化现象，选项D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．空气相对湿度越大，人体水分越不容易蒸发，人们感觉越潮湿，故A正确。
B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，导致水不能透过，故B正确；
C．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是多晶体金属导热具有各向同性的表现，无法说明石蜡具有各向同性，故C错误；
D．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，故D正确。
本题选择说法错误的，故选C。
7．B
【详解】
由于管内压强小于大气压强，因此管口向下，管内外压强差为5cmHg，小于10cmHg，所以玻璃管处于倾斜状态，则B正确；ACD错误；
故选B。
8．ACE
【详解】
A.
扩散现象是分子热运动状态总是朝着无序性增大的方向进行的一种表现，A正确；
B.
液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，B错误；
C.
露珠呈球状是液体表面张力作用的结果，C正确；
D.
液面上部的蒸汽达到饱和时，仍然有液体分子不断的从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，达到动态平衡。从宏观上看，液体不再蒸发，D错误；
E.
密闭容器内的理想气体，压强不变而体积增大时，温度升高，分子平均动能增大，压强不变，则容器器壁在单位时间内单位面积上受到气体分子撞击的次数一定减少，E正确；
故选ACE。
9．ACD
【分析】
本题考查液体的基本概念和相关原理
【详解】
A．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用力表现为引力，故A正确；
B．浸润液体在毛细管中上升，不浸润在毛细管下降，故B错误；
C．浸润现象中，附着层的液体分子分布比液体内部密集，故C正确；
D．不浸润现象中，附着层力的分子分布比液体内部稀疏，故D正确
故选ACD。
10．ABD
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；
B．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，与分子平均速率无关，C错误；
D．温度升高则分子运动的激烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确。
故选ABD。
11．ACD
【详解】
A．晶体在熔化过程中温度保持不变，食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，A正确；
B．浸润与不浸润的现象不是液体分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面的分子之间相互作用的结果，B错误；
C．由于水结冰要放热，故一定质量的0℃的水的内能大于等质量的0℃的冰的内能，C正确；
D．小昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故，D正确。
故选ACD。
12．AD
【详解】
AC．若，对活塞AB有
解得
单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得
解得
所以活塞下移。A正确，C错误；
B．若，对活塞AB有
解得
单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得
解得
所以活塞下移
B错误；
D．若，对活塞AB有
解得
单向阀打开，如果气室2的气体未完全进入气室1，则有
解得
假设不成立，所以气体完全进入气室1，则有
解得
D正确。
故选AD。
13．见解析
【详解】
车胎在烈日下曝晒，胎内的气体温度升高，气体的压强增大，把车胎胀破
14．（1）；（2）
【详解】
（1）由玻意耳定律得
解得
（2）设第二次抽气后气体压强为p2
设剩余气体压强为p0时体积为V，则
剩余气体与原气体的质量比
解得
15．①；②
【详解】
①气体B的压强为
B气体对外做的功
由热力学第一定律得
解得
②B气体的初状态
压强
体积
温度
B气体末状态
压强
体积
温度
由理想气体状态方程
解得
16．（1）；（2）
【详解】
（1）小孔将容器内外空气连通，故容器内气体压强不变，气体温度升高到时，根据盖-吕萨克定律有
设升温至后逸出的体积为的空气在温度为时的体积为，则可得
同种气体在相同压强和相同温度下密度相等，即
联立解得
（2）水进入容器开始形成液封，当容器内气体温度恢复到时，容器内外水面的高度差为，容器内部气体体积为，设此时气体压强为，容器内部气体质量不变。根据理想气体状态方程有
当水不再进入容器内部时有
联立解得
，