第二章 气体、液体和固态 单元达标1（解析版）-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册（Word含答案）

第二章
气体、液体和固态
单元达标1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．晶体都有固定的熔点，物理性质都表现为各向异性
B．液体不浸润某种固体时，则附着层内液体分子相互吸引
C．布朗运动是由于液体各部分温度不同引起的
D．一定温度下的饱和汽压和蒸汽的体积有关
2．下列科技常识判断正确的是（　　）
A．同种物质只能以晶体形态出现，不能以非晶体形态出现
B．液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体具有光学各向同性
C．表面张力使液面具有收缩的趋势
D．粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象
3．氧气分子在0oC和100oC温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法不正确的是（　　）
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100oC时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
4．如图所示为密闭钢瓶中的理想气体分子在、两种不同温度下的速率分布情况的柱形图。由图可知（　　）
A．时气体每个分子的速率都比时的大
B．对应于气体分子平均速率较大的情形
C．分别将、柱形图顶端用平滑的曲线连接起来，则两条曲线下的面积相等
D．与时相比，时气体分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大
5．不同条件下质量一定的理想气体的密度ρ随压强p变化的下列四种图线中，属等温变化的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，有一重力可以忽略的薄壁小试管开口向下竖直地浮在很大的水银槽内，试管中有一长为h1的水银柱封住两段气体A、B，A、B气柱长分别为l1、l2，管内外水银面高度差为h2，在保持温度不变的情况下，下列说法错误的是（
）
A．开始时h2一定等于h1
B．若外界大气压缓慢增加少许，则h2不变，l1变小，l2变小
C．若外界大气压缓慢增加少许，则h2变小，l1变大，l2变大
D．若用手轻按试管，使试管竖直向下移少许，则h2变大，l1变小，l2变小
7．活塞式抽气机汽缸容积为V，用它给容积为2V的容器抽气，抽气机抽动两次(抽气过程可视为等温变化)，容器内剩余气体压强是原来的（　　）
A．
B．
C．
D．
8．对于气体分子的运动，下列说法正确的是（　　）
A．一定温度下某种气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等
B．一定温度下某种气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C．一定温度下某种气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．一定温度下某种气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减小
9．如图所示，竖直放置的汽缸内，用质量为m的活塞封闭着一定量的理想气体，活塞与气缸间无摩擦且导热良好，已知外界大气压强不变。以下说法正确的是（　　）
A．若环境温度缓慢升高，气体的压强增大
B．若环境温度缓慢升高，气体的体积增大
C．若环境温度缓慢升高，气体的内能增大
D．若在活塞上放一个重物，稳定后气体体积不变
10．如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水根槽中，管中有一段高为的水银柱封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（　　）
A．变长
B．不变
C．水银柱上升
D．水银柱下降
11．下列说法正确的是（
）
A．某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的自身体积为，则阿伏加德罗常数可表示为
B．悬浮在空气中的携带新冠病毒的气溶胶（）颗粒所做的运动不是布朗运动
C．若两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大，分子势能也可能逐渐增大
D．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
E.夏天荷叶上小水珠大致呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
12．如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经状态B到达状态C，由图象可知，正确的是（
）
A．热力学温度
B．体积
C．状态A到状态B是等温压缩过程
D．状态B到状态C是等容降压过程
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．如图所示为某充气装置示意图。装置水平放置，其中A是容积为V的需要充气的绝热容器。B是内壁光滑的气筒，左端用可左右移动的活塞密封，右端通过单向绝热进气阀n与A连通。活塞横截面积为S。B底部通过单向进气阀m与外界连通。当活塞左移抽气时n闭合，m打开，最多可以从外界抽取体积V的气体；当活塞右移充气时n打开，m闭合，可以将抽气过程从外界抽取的气体全部压入容器A。最初活塞位于气筒B的最左侧，A、B内充满气体，气体的压强与外界大气压强相等均为p0，温度与外界大气温度相同均为T0。（打气完成时气筒内剩余气体及气筒与容器间连接处的气体体积可忽略）
（1）缓慢推动活塞，将气筒内体积为V的气体压入容器A，则当打气即将完成时，需要对活塞提供的水平作用力F是多大？（已知此过程气体温度不变。）
（2）现快速让活塞以最大充气体积V完成10次充气，测得A内气体温度升高为T。求此时A内气体压强p。
14．如图所示，上细下粗内壁光滑足够长的玻璃管竖直放置，开口向上，上下管的截面积分别为。粗管中静止着一段长为的水银柱，水银柱上表而到细管下端口的距离cm，水银柱下端封闭了长为=30cm的理想气柱。此时管中气体温度T0=300K，大气压强=75cmHg且恒定不变。现给气体缓慢进行加热，求∶
（1）水银柱恰好全部进入上方细管时气体的温度；
（2）当气体温度升高到T=600K时，封闭气体的体积。
15．如图所示，在足够长且内壁光滑的细玻璃管中用长为10cm的水银密封一段空气柱（可视为理想气体），当玻璃管分别竖直开口向下和向上放置时，空气柱长度之和为24cm。已知大气压强为p0=75cmHg，室温恒为
，玻璃管导热良好。玻璃管竖直开口向上放置时：
（1）求此时空气柱的长度；
（2）对玻璃管缓慢加热，当空气柱长度与开口向下放置时相同，求此时气体的温度（结果保留1位小数）。
16．气压式升降椅内的气缸填充了氮气，气缸上下运动支配椅子升降。如图乙所示为其简易结构示意图，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为。横截面积为的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量氮气（视为理想气体），稳定后测得封闭气体柱长度为。设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为，环境温度不变，重力加速度为。求：
(1)初始状态封闭气体的压强；
(2)若把质量为的重物放在椅面上，稳定后椅面下降的高度。
参考答案
1．B
【详解】
A．晶体都有固定的熔点，只有单晶物理性质都表现为各向异性，选项A错误；
B．液体不浸润某种固体时，则附着层内液体分子相互吸引，选项B正确；
C．布朗运动是由于液体分子对悬浮的固体颗粒不平衡的撞击引起的，选项C错误；
D．一定温度下的饱和汽压是一定的，和蒸汽的体积无关，选项D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如石墨和金刚石，组成它们的物质都是碳，是微粒排列结构不同造成的，A错误；
B．液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体具有光学各向异性，B错误；
C．液体表面张力使液面具有收缩趋势，因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力，C正确；
D．粉笔能吸干纸上的墨水，是毛细现象，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的面积为分子的总数，题图中两条曲线下面积相等，故A正确，不符合题意；
B．题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，故B正确，不符合题意；
C．题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100oC时的情形，故C正确，不符合题意；
D．根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，故D错误，符合题意。
故选D。
4．C
【详解】
A．由分子热运动的无规则性可知时气体每个分子的速率不一定都比时的大，故A错误；
B．由题图可知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，由于时速率较低的气体分子所占比例较大，则说明温度下气体分子的平均速率小于温度下气体分子的平均速率，故B错误；
C．分子的总数不变，在、两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子的速率间的关系图线与横轴所围面积相等，故C正确；
D．由题图可知，与时相比，时气体分子速率出现在区间分子数占总分子数的百分比较小，故D错误。
故选C．
5．A
【详解】
理想气体做等温变化时，由玻意耳定律
可判断出
根据
得到
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．C
【详解】
ABC．分析两段气柱的压强变化，气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律判断l1、l2的长度变化。薄壁小试管的质量可以不计，则由
ρgh1S=ρgh2S
知
h1=h2
B中气体压强等于
p1+ρgh1=p0+ρgh2
所以A中气体压强等于大气压强，当外界大气压缓慢增加少许时，A、B中的气体压强增大，根据玻意耳定律，体积减小，l1变小，l2变小；由于h1=h2，即h2不变，AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．用手轻按试管，相当于施加一向下的力，A、B中气体压强均增大，l1变小，l2变小
p2=p0+ρgh2
变大，h2变大，D项正确，不符合题意；
故选C。
7．C
【详解】
设容器内气体压强为p，则气体状态参量为
p1=p，V1=2V，V2=3V
第一次抽气过程，由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
即
p×2V=p2×3V
解得
p2=p
第二次抽气过程，气体状态参量
p2=p，V2′=2V，V3=3V
由玻意耳定律得
p2V2′=p3V3
即
p×2V=p3×3V
解得
p3=p
故选C。
8．BD
【详解】
ABC．一定温度下某种气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，故AC错误，B正确；
D．温度升高时，大量分子的平均动能增大，但个别或少量（如10个）分子的平均动能有可能减小，D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】
ABC．因为活塞与气缸间无摩擦且导热良好，且外界大气压强不变，所以气体做等压变化，若环境温度缓慢升高，由盖-吕萨克定律
可知，气体体积随温度升高而增大，同时气体温度升高，分子平均动能增大，故其内能增大，故A错误BC正确；
D．若在活塞上放一个重物，缸内气体压强变大，且做等温变化，由玻意尔定律
可知，气体体积会减小，故D错误。
故选BC。
10．BD
【详解】
对于管内封闭气体的压强可得
也可以有
则知
不变则不变。
当外界压强增大时，管内封闭气体压强p增大，根据玻意耳定律可以知道气体的体积减小，则水银柱下降。
故选BD。
11．BCE
【详解】
A．用气体的摩尔体积除以每个气体分子的自身体积得到的不是阿伏加德罗常数，因为气体分子并不是紧密排列的且每个气体分子之间的间隔很大，A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动，气溶胶颗粒可以是气态颗粒，故气溶胶颗粒所做的运动不一定是布朗运动，故B正确；
C．两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大，分子势能也可能逐渐增大，C正确；
D．人们感到潮湿是因为空气的相对湿度较大，D错误；
E．小水珠大致呈球形是由于液体的表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，同时因为球形是体积相同时表面积最小的形状，所以小水珠大致呈球形，E正确。
故选BCE。
12．BD
【详解】
AC．由图像可知，A到B为等温变化，由
知，压强减小体积增大，为等温膨胀过程
故AC错误；
BD．由图像知，B到C过程满足
故为等容降压过程
A到B为等温变化
又
、
解得
所以
故BD正确。
故选BD。
13．（1）；（2）
【详解】
（1）充气完毕，由等温变化可得
活塞缓慢运动，满足
解得
（2）快速打气10次，由理想气体状态方程有
解得
14．（1）450K；（2）1600cm3
【详解】
（1）气体初态压强
p1=p0+ρgl1=80cmHg
末态压强
p2=p0+ρgl4
其中
l1S1=l4S2
气体满足
联立解得
T1=450K
（2）继续升温，气体压强保持不变，有
解得
V=1600cm3
15．（1）；（2）
【详解】
（1）设玻璃管竖直开口向上放置时空气柱的长度x，根据
解得
（2）设气体温度为
，根据
解得
16．(1)；(2)
【详解】
(1)对气缸与椅面整体受力分析如图
由受力平衡有
得
(2)重物放上后，设气缸内气体压强为，对气缸、椅面与重物整体受力分析如图
由受力平衡有
得
对气缸内气体分析
，导热性能良好，室温不变气缸内气体温度不变
初状态
末状态
对气缸内气体由玻意耳定律
得
可知气体体积变小，长度较小即为高度下降