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
单元达标(解析版)
第I卷(选择题)
一、选择题(共48分)
1.如图所示,空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中,筒中液面与A点齐平。现缓慢将其压到更深处,筒中液面与B点齐平,不计气体分子间相互作用,且筒内气体无泄漏(液体温度不变)。下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是( )
A.
B.
C.
D.
2.如图所示,一端封闭、粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中,管内封有一定质量的理想气体,体积为V,管内外水银面高度差为h。现保持温度不变,将玻璃管缓慢下压一小段距离。设外界大气压不变,忽略槽内水银面高度变化。则( )
A.V变大,h变大
B.V变小,h变小
C.V变小,h变大
D.V变大,h变小
3.分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e,e点的横坐标为,下列表述正确的是( )
A.曲线表示引力随分子间距离变化的图线
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力,这是气体分子间的平均距离小于导致的
C.当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子势能增加
D.当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子势能减小
4.某同学用如图装置“研究一定质量气体在体积不变时,其压强与温度的关系”。测得初始状态的压强为
,温度为。现逐渐加入热水使水温升高,同时测量压强和温度,
并记录下每次测量结果与初始值的差值和。该过程中下列图像一定正确的是( )
A.
B.C.D.
5.一定质量的理想气体,在某一状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是(
)
A.p1
=
p2,V1
=
2V2,T1
=
T2
B.p1
=
p2,V1
=
V2,T1
=
2T2
C.p1
=
2p2,V1
=
2V2,T1
=
T2
D.p1
=
2p2,V1
=
V2,T1
=
2T2
6.一定质量的气体从状态a开始,经历ab、bc两个过程,其p-T图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.状态a的体积小于状态b的体积
B.状态a的体积小于状态c的体积
C.状态a分子的平均动能大于状态b分子的平均动能
D.状态a分子的平均动能大于状态c分子的平均动能
7.下列说法正确的是( )
A.布朗运动是分子的无规则运动
B.液体表面层分子之间的引力等于斥力
C.的水和的水蒸气相比较,分子的平均动能和分子的总动能都相同
D.大量分子做无规则运动的速率按“中间少,两头多”的规律分布
8.一定质量的理想气体状态变化过程的P-V如图所示,其中A是初始状态,?B、C是中间状态.A→B为双曲线的一部分,B→C与纵轴平行,?C→A与横轴平行.如将上述变化过程改用P-T图线和V-T图线表示,则在下列各图中正确的是
A.
B.
C.
D.
9.某同学利用DIS实验系统研究一定质量气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示的p-t图像如图所示。已知在状态B时气体的体积为VB=3
L,则下列说法正确的是( )
A.从状态A到状态B气体的体积不变
B.从状态A到状态B气体的体积增大
C.状态B到状态C气体体积增大
D.状态C气体的体积是2
L
10.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体
B.一块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体
C.一个固体球,如果沿其各条直线方向的导电性不同,则该球体一定是单晶体
D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则这块晶体一定是多晶体
11.关于固体、液体和气体,下列说法正确的是( )
A.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性
B.固体可以分为晶体和非晶体,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
C.毛细现象及浸润现象的产生均与表面张力有关,都是分子力作用的结果
D.空气中水蒸气的实际压强越小,相对湿度就越大
12.粗细均匀的光滑长直玻璃管,上端封闭,下端开口,开口端竖直插入水银槽中,管中有三段水银柱,如图所示,上两段水银柱长度分别为、,下段水银柱与槽中水银相通,高度差为,在A、B两空间均有理想气体,系统各部分均平衡,如B中气体通过中间一段水银柱与A中气体混合,再达到稳定后,则正确说法为(
)
A.如管顶部分为真空,水银柱将上升
B.如管顶部分为真空,三段水银柱总长度不变
C.如管顶部分有空气,水银柱将下降
D.如管顶部分有空气,三段水银柱总长度将变大
第II卷(非选择题)
二、解答题(共52分)
13.为确保广大师生健康安全,学校消毒工作是防疫的重点。图为某校使用的气压式喷雾器,该喷雾器的容器容积为3L,容器内气体压强至少达到1.2×105Pa才能将容器内消毒液呈雾状喷出。现向容器内注入2L消毒液并封闭容器,然后向容器内打气,每次打气能将压强p0=1.0×105Pa、体积ΔV=100mL的空气打入容器内,打气过程中容器内气体温度一直与外界温度相同,不计细管的体积。
(1)要使容器中的消毒液呈雾状喷出,至少需要打气多少次;
(2)若经过多次打气,容器内空气压强达到3.0×105Pa,要将药液呈雾状喷出,最多能喷出多少升消毒液?
14.中国登山队从大本营出发,成功登顶珠穆朗玛峰,并在峰顶精准测量珠峰的高度。已知珠峰大本营海拔高度为5200m,大气压为0.6atm,气温为-3℃,探测员在此给密封的气象探测球缓慢充满氦气,氦气的压强与大气压相等,温度与气温相同,体积为90m3,当探测球缓慢升至海拔8848.86m的峰顶时,氦气的压强为0.3atm,体积为160m3,不计探测球内外的压强差,探测球的导热性良好,氦气视为理想气体。求:
①珠峰峰顶的温度是多少摄氏度?
②在峰顶,探测球内部启动加热装置,使氦气温度快速升高到-3℃,求此时氦气的体积?
15.如图所示,竖直放置的粗细均匀的U形管内有一段水银柱,左、右两侧管中水银柱液面等高,左侧管中封闭有一段长为10.00cm的空气柱,左侧管中水银柱的高也为10.00cm,此时大气压强,温度为27℃。
(1)若给左侧管中气体加热,使两侧水银面形成5.00cm的高度差,求此时封闭气体的温度;
(2)若保持管中气体原来的温度不变,往右侧管中慢慢地倒入水银,使两侧水银面仍然形成5.00cm的高度差,求倒入的水银柱的长度。
16.如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭,A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm,现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧的高度差为h1=10.0cm时,将开关K关闭,已知大气压强p0=75.0cmHg.求:放出部分水银后A侧空气柱的长度。
参考答案
1.C
【详解】
筒内气体发生等温变化,由玻意耳定律可知,气体的压强与体积成反比,金属筒从A下降到B的过程中,气体体积V变小,压强p变大。
故选C。
2.B
【详解】
以试管内水银柱为研究对象,则有
现保持温度不变,将玻璃管缓慢下压一小段距离,则管内水银柱上方的空气体积减小,气体压强增大,而此时外界大气压强不变,因此,管内水银柱的高度减小。
故选B。
3.C
【详解】
A.分子间引力和斥力都随分子距离的增大而减小,而斥力减小的更快,则曲线表示斥力随分子间距离变化的图线,故A错误;
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力,分子间的距离依然超过,分子间的作用力可忽略不计,这是气体分子间的压强导致的,故B错误;
CD.分子间距为时斥力等于引力为平衡位置,当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子间表现为引力,距离增大,分子力做负功,则分子势能增加,故C正确,D错误;
故选C。
4.C
【详解】
CD.由公式
可知
则
,
故C正确,D错误;
AB.由公式
可知
若横坐标是摄氏温度,则B正确,若横坐标是绝对温度,则A正确,
本题选一定正确的故选C。
5.D
【详解】
AB.由理想气体状态方程
=
可知,当p1
=
p2,体积和热力学温度成反比,则有
V1
=
2V2,T1
=
2T2
AB错误;
CD.由理想气体状态方程
=
可知,当
p1
=
2p2,V
=
V2,T1
=
2T2
C错误、D正确。
故选D。
6.B
【详解】
AB.根据理想气体状态方程
可知,当体积不变时,压强与温度成正比,所以状态a的体积等于状态b的体积;从b到c温度不变,则压强与体积成反比,压强减小,体积增大,所以状态b的体积小于状态c的体积,则
A错误B正确;
CD.温度是气体分子平均动能的标志,状态b的温度高于状态a的温度,状态b的温度等于状态c的温度,所以状态a、b、c分子的平均动能大小关系为
CD错误。
故选B。
7.C
【详解】
A.布朗运动是固体小颗粒的运动,它是分子热运动的间接反应,但不是分子热运动;故A错误;
B.液体产生表面张力是因为液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力;故B错误;
C.温度是分子平均动能的标志,则知,的水要变为的水蒸气分子的平均动能不变,分子总数相等,所以分子的总动能相同,故C正确;
D.大量分子做无规则运动的速率按“中间多,两头少”的规律分布,故D错误。
故选C。
8.BD
【详解】
AB.A到B等温变化,膨胀体积变大,根据玻意耳定律压强p变小;B到C是等容变化,在p-T图象上为过原点的直线;C到A是等压变化,体积减小,根据盖-吕萨克定律知温度降低,故A错误,B正确;
CD.A到B是等温变化,体积变大;B到C是等容变化,压强变大,根据查理定律,温度升高;C到A是等压变化,体积变小,在V-T图象中为过原点的一条倾斜的直线,故C错误,D正确;
故选BD.
9.AD
【详解】
AB.因BA的延长线过绝对零点,则状态A到状态B是等容变化,故气体的体积不变,A正确,B错误;
C.状态B到状态C的过程中,气体温度不变,压强增大,体积减小,C错误;
D.从题图中可知,pB=1.0atm,VB=3L,pC=1.5atm,根据玻意耳定律,有
pBVB=pCVC
解得
VC=2
L
D正确。
故选AD。
10.CD
【详解】
AB.多晶体和非晶体都具有各向同性,AB错误;
C.单晶体具有各向异性,C正确;
D.多晶体具有各向同性,D正确。
故选CD。
11.BC
【详解】
A.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些单晶体相似,具有各向异性,故A错误;
B.固体可以分为晶体和非晶体,单晶体有确定的几何形状,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状,故B正确;
C.毛细现象及浸润现象的产生均与表面张力有关,都是分子力作用的结果,故C正确;
D.空气中水蒸气的实际压强越小,相对湿度就越小,故D错误。
故选BC。
12.AB
【详解】
AB.如管顶部分为真空,则大气压,此时,若AB混合,因为上端是真空,混合后压强,温度不变时,A的体积不变,B的体积增大,故混合后总体积大于原来体积之和,所以水银柱将上升。因大气压不变,由,知三段水银柱总长度将不变。故AB正确;
C.如管顶部分有空气C,则有,混合后气体的压强大于,使C的压强增大,体积减小,故上升,故C错误;
D.气体被压缩,体积减小,压强增大,混合气体与外界的压强差小于,托起的水银柱相应变短,即有水银流出细管。这也使B的体积增大。故而水银柱总长度减小,故D错误。
故选AB。
13.(1)2次;(2)1.5L
【详解】
①设至少需要打n次气,喷液前容器内空气体积为V0,根据玻意耳定律可得∶
解得∶
n=2次
②设容器内空气压强为1.2×105Pa时,气体体积为V1,则
最多喷处消毒液体积为
V2=V1-V0
联立解得
V2=1.5L
14.①;②
【详解】
①在大本营时氦气
,,
在峰顶时氦气
,
由理想气体状态方程
得
T2=240K
②解法一:加热后,氦气的压强P3=0.3atm,体积设为V3
由玻意耳定律得
解法二:加热后,氦气的温度T3=270K,体积设为V3
由查理定律得
15.(1)400K;(2)6.25cm
【详解】
(1)加热后气体的压强为p2=80
cmHg
根据理想气体状态方程有
即
解得
T2=400
K
(2)若保持温度不变,往右侧管中倒入水银,当两侧水银面形成5
cm的高度差时,管中气体的压强仍为
p2=80cmHg
根据玻意耳定律
p1V1=p2V2
即
p1h1S=p2h2S
解得
加入的水银柱的长度为
H=5
cm+2×(10-)cm=6.25
cm
16.12cm
【详解】
以cmHg为压强单位.设A侧空气柱长度l=10.0cm时压强为p,当两侧的水银面的高度差为=10.0cm时,空气柱的长度为,压强为,由玻意耳定律,有
由力学平衡条件,有
打开开关放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随着减小,直至B侧水银面低于A侧水银面为止,由力学平衡条件,有
联立代入题目数据联立解得