第二章 气体、液体和固态 单元测试题（Word版含解析）

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
单元测试题（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．关于液体的表面张力，下列说法正确的是（　　）
A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力
C．液体的表面张力随温度的升高而增大
D．表面张力的方向与液面垂直
2．中国最早的农学论文《吕氏春秋·任地》论述到：“人耨必以旱，使地肥而土缓”。农谚“锄板底下有水”、“锄头自有三寸泽”。这都是对松土保墒功能的生动总结。关于农业生产中的松土保墒环节蕴含的科学原理，下列说法正确的是（　　）
A．松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分
B．松土是为了让土壤里的毛细管变得更细，保护土壤里的水分
C．松土保墒利用了浸润液体在细管中下降，不浸润液体在细管中上升的科学原理
D．松土除了保墒、刈草外，还可促进蒸发、降低地温；“多锄地发暖”这句农谚没有科学道理
3．下列关于固体与液体的说法正确的是（　　）
A．凡是晶体都是各向异性
B．晶体一定具有规则的几何外形
C．液晶是液体和晶体的混合物
D．石墨和金刚石都是晶体
4．有一块长方形的铜条，有关它的三种说法：①这是一块单晶体，因为它有规则的几何形状；②这是一块多晶体，因为它内部的分子排列是不规则的；③这是一块非晶体，因为它的物理性质表现为各向同性。这三种说法中（　　）
A．①②是错的
B．②③是错的
C．①③是错的
D．都是错的
5．下列说法正确的是（　　）
A．表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部
B．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似
D．熔化的金属太空中呈现球形，是由于液体内部分子间存在引力
6．如图所示，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），温度升高时，下列物理量发生变化的是（　　）
A．活塞高度h
B．汽缸高度H
C．气体压强p
D．弹簧长度L
7．在两端开口的弯管中用两段水银柱封闭了一段空气柱，如图所示，若再往a管内注入少量水银，则（　　）
A．a、b水银面高度差将减小
B．a、b水银面高度差将大于c、d水银面高度差
C．b管水面上升的距离等于c管水面下降的距离
D．b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离
8．下列说法正确的是（　　）
A．晶体都有固定的熔点，都具有规则的几何形状
B．液晶显示器利用了液晶的光学性质各向异性的特点
C．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
D．小昆虫在水面上能走来走去是因为小昆虫太轻
9．下列说法中正确的是（　　）
A．浸润现象是分子间作用力引起的
B．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
C．热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态
D．完全失重条件下液态金属呈球状是因为液体表面分子间存在表而张力的结果
10．如图所示，氧气在和两种情况下，单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。由图可知（　　）
A．虚线是氧气在时的速率分布图
B．两条曲线与坐标轴围成的图形的面积相等
C．所有氧气分子时的速率小于时的速率
D．同一温度下，气体分子速率分布总呈现“中间多、两头少”的特点
11．图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的图像，且轴，轴。已知气体在状态C时的温度为，下列说法正确的是（　　）
A．气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化
B．气体在状态A时的温度为
C．气体在状态B时的温度为
D．气体从状态A变化到状态B的过程中对外界做功
12．氧气分子在0
°C和100
°C温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子的速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　）
A．图中虚线对应氧气分子平均动能较小的情形
B．图中实线对应氧气分子在100
°C时的情形
C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D．与0
°C时相比，100
°C时氧气分子速率出现在0～400
m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．按照行业标准，汽车轮胎正常胎压为2.4atm。某汽车轮胎的正常容积为，某次启动该汽车后，电子系统正常工作并报警，胎压如图所示。为使汽车正常行驶，用充气泵给左前轮充气，每秒钟充入压强为1atm
的气体，充气12s，左前轮胎压恢复正常。若胎内气体可视为理想气体，充气过程胎内气体温度无明显变化，轮胎无明显漏气。
（1）求充气前左前轮内气体的体积；
（2）充气后，汽车长时间行驶，胎压显示为2.6atm，温度显示出现故障，一直显示27℃未变，请计算胎内气体的实际温度（假设行驶时，轮胎的容积不变）
。
14．如图所示，横截面积为的汽缸内有a、b两个轻质的活塞，两个活塞把汽缸内的气体分为A、B两部分，A部分气柱的长度为，B部分气柱的长度是A部分气柱长度的一半，汽缸和活塞b是绝热的，a活塞导热。与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为，初始状态A、B两部分气体的温度均为27℃，活塞a刚好与汽缸口平齐，弹簧处于原长。若在活塞a上放上一个质量为的重物，则活塞a下降一段距离后静止，然后对B部分气体进行缓慢加热，（已知大气压强）求：
（1）活塞a上升到再次与汽缸口平齐时，A部分气柱的长度；
（2）活塞a上升到再次与汽缸口平齐时，B部分气体的温度为多少摄氏度？
15．如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p0，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为。
（i）求A的体积和B的压强；
（ⅱ）再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。
16．将横截面积分别为S1=1×10-3m2和S2=8×10-4m2两个气缸竖直连接。在两气缸连接处及其下方h=10cm处均固定有活塞销。整个气缸被活塞a和活塞b分割成三部分，两活塞用长l=12cm的轻绳连接，上下两部分均与大气直接连通，两活塞之间密闭有一定质量的理想气体。已知活塞a的质量为m1=2kg，活塞b的质量为m2=1kg。初始时，密闭气体的温度为27℃，压强为p0=1×105Pa，两活塞静止于如图所示的位置。外界大气压强恒为p0=1×105Pa，不计活塞和活塞销的厚度，不计活塞和气缸间的摩擦，取g=10m/s2现在开始缓慢升高密闭气体的温度，求：
（1）轻绳刚好要被拉直时，密闭气体的温度；
（2）若轻绳能承受的最大拉力T=180N，至少需要将温度升高到多少，才能将绳拉断？
参考答案
1．B
【详解】
A．表面张力是液体表面层分子间的作用力，选项A错误；
B．液体表面层分子比液体内部稀疏，分子间距离r略大于r0，故分子力表现为引力，选项B正确；
C．随温度的升高，液体表面层分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，选项C错误；
D．表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界面垂直，选项D错误。
故选B。
2．A
【详解】
ABC．松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，防止发生浸润现象，可有效减小水分蒸发，保存水分，BC错误A正确；
D．松土除了保墒、刈草外，还减少土壤下水分蒸发，提高地温，D错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故A错误；
B．晶体有单晶体和多晶体，只有单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形，故B错误；
C．固体向液体转化的中间态液体具有和晶体相似的性质，这种液态晶体称为液晶，故C错误；
D．石墨和金刚石都是晶体，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
铜条虽具有规则的几何形状，但它是多晶体，它的内部分子排列是规则的，但构成多晶体的单晶体颗粒的排列是不规则的，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【详解】
A．表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，选项A错误；
B．浸润液体在毛细管内上升，不浸润液体在毛细管内下降，故B错误；
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，选项C正确；
D．熔化的金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，选项D错误。
故选C。
6．B
【详解】
AD．根据整体法分析可知，弹簧的拉力大小等于活塞、汽缸以及气体重力之和，所以当温度升高时，弹簧拉力大小不变，根据胡克定律可知弹簧伸长量不变，即弹簧长度L不变，根据长度关系分析可知，活塞高度h也不变，故AD不符合题意；
C．对活塞单独进行受力分析，由题意及上述分析可知活塞受力情况不变，则气体压强p不变，故C不符合题意；
B．根据理想气体状态方程=C可知，当T增大且p不变时，气体体积V增大，所以汽缸将向下运动，则汽缸高度H减小，故B符合题意。
故选B。
7．D
【详解】
AB．向a管注入水后，封闭气体压强变大，气体体积减小，a、b两液面高度差以及c、d液面高度差都变大；由p=p0+h可知ab水银面高度差等于cd水银面高度差，故AB错误；
CD．向a管注入水后，b管水银面上升，c管水银面下降，因封闭气体压强变大，气体体积减小，所以b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离，故C错误，D正确。
故选D。
8．BC
【详解】
A．单晶体都有固定的熔点和规则的几何形状，但多晶体不一定有规则的几何形状，故A错误；
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B正确；
C．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，使液体的表面积有最小化的趋势，故C正确；
D．因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故D错误。
故选BC。
9．ABD
【详解】
A．浸润和不浸润现象是液体分子间作用力引起的，与分子力有关，A正确；
B．在某一温度下，水蒸气的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气越接近饱和状态，压强越接近同一温度时水的饱和汽压，B正确；
C．热平衡是指一个系统内部的温度保持不变，但压强和体积等物理量还是可以改变，C错误；
D．完全失重条件下液态金属呈球状是因为液体表面分子间存在表面张力的结果，D正确。
故选ABD。
10．BD
【详解】
A．温度升高时，峰值将向速率较大的方向移动，所以实线是氧气在时的速率分布图。A错误；
B．两条曲线与坐标轴围成的图形的面积均为1，所以面积相等。B正确；
C．由图像可知，也有部分氧气分子时的速率大于时的速率。C错误；
D．由图可知，同一温度下，气体分子速率分布总呈现“中间多、两头少”的特点。D正确。
故选BD。
11．ABD
【详解】
A．由于AB∥V轴，气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化，故A正确；
B．对状态AC，由理想气体状态变化方程可知
即
选项B正确；
C．气体从状态B变化到状态C的过程中做等容变化，有
代入数据得到
故C错误；
D．气体从状态A变化到状态B的过程中，体积增大，气体对外做功，故D正确。
故选ABD。
12．AB
【详解】
A．0
°C具有最大比例的速率区间对应的速率应较小，说明虚线为0
°C时的分布图线，对应的分子平均动能较小，A正确；
B．实线对应的最大比例的速率区间内分子速率较大，说明实线对应的温度大，故为100
°C时的情形，B正确；
C．题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占总分子数的百分比，但无法确定分子具体数目，C错误；
D．由题图可知，0～400
m/s段内，100
°C对应的氧气分子占总分子数的百分比小于0
°C时的，因此100
°C时氧气分子速率出现在0～400
m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。
故选AB。
13．（1）；（2）52°C
【详解】
(1)正常情况下轮胎p0=2.4atm，，左前轮p1=1.8atm，设其体积为V1。每秒钟充入气体p'=1atm，，充气时间t=12s，充气过程中温度不变，则
带入数据解得
(2)T0=
300K，
p2
=
2.6atm，行驶时，体积不变，则
解得
T2
=
325K
=
52°C
14．（1）25cm；（2）227℃
【详解】
（1）对于A部分气体，初态pA=1×105Pa，VA=L1S；末态
根据玻意耳定律得
pAL1S=p'AL'1S
解得
L'1=25cm
即A部分气柱长度变为25cm
（2）若使活塞a返回原处，B部分气体末状态时气柱长为L'2=20cm，此时弹簧要伸长5cm，对活塞b有
解得
对于B部分气体，初态pB=105Pa，VB=L2S，TB=300K；末态p'B=1.25×105Pa，V'B=L'2S；根据理想气体状态方程可得
解得
15．（i），；（ⅱ），
【详解】
（i）对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有
解得
对A气体分析，根据波意耳定律有
联立解得
（ⅱ）再使活塞向左缓慢回到初始位置，假设隔板不动，则A的体积为，由波意耳定律可得
则A此情况下的压强为
则隔板一定会向左运动，设稳定后气体A的体积为、压强为，气体B的体积为、
压强为，根据等温变化有
，
，
联立解得
（舍去），
16．(1)450K；(2)1350K
【详解】
(1)初始时，密闭气体的温度T0=300K，压强p0=1×105Pa，体积
当绳刚好拉直时，压强、体积分别为
设此时温度为T1，由理想气体状态方程可得
代入数据解得
T1=450K
(2)设绳子要拉断时，两活塞均与活塞销未接触，设此时气体压强为P2，对a、b活塞由平衡条件可得
联立可解得
p2=2.5×105Pa
把T=180N代入
第一式可得气体压强为
p3=3×105Pa>p2
故两活塞应呈如图所示状态
即b活塞应顶在上方的活塞销处，此时体积为
由理想气体状态方程可得
代入数据解得
T3=1350K