第二章 气体、固体和液体 单元检测（B）-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册（word版含答案）

第二章 气体、固体和液体(B)
(时间:75分钟　满分:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组,对晶体和液晶的特点展开了讨论.他们的说法正确的是 (　　)
A.甲说,晶体有单晶体和多晶体,单晶体有天然规则的几何外形
B.乙说,多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的熔点
C.丙说,液晶就是液态的晶体,其光学性质与晶体相似,具有各向异性
D.丁说,液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态,它具有液体的流动性,又像非晶体那样具有光学各向同性
2.两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体,已知容器中气体的压强不相同,则下列判断正确的是 (　　)
A.压强小的容器中气体的温度比较高
B.压强大的容器中气体分子的数密度比较小
C.压强小的容器中气体分子的平均动能比较大
D.压强大的容器中气体分子单位时间对器壁单位面积的平均作用力比较大
3.如图所示,竖直放置的上端封闭、下端开口的粗细均匀的玻璃管中,一段水银柱封闭着一段长为l的空气柱.若将玻璃管倾斜45°(开口端仍在下方,空气柱温度保持不变),则空气柱的长度将 (　　)
A.变长　　　　　　　　B.不变
C.变短 D.无法确定
4.某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物体 (　　)
A.一定是非晶体
B.可能具有确定的熔点
C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形
D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质
5.如图所示,活塞质量为m,缸套质量为m0,通过弹簧放在地上,汽缸内封着一定质量的空气,缸套与活塞之间无摩擦,活塞截面积为S,大气压强为p0,自由落体加速度为g,则 (　　)
A.汽缸内空气产生的压强等于p0+
B.汽缸内空气产生的压强等于p0-
C.内外空气对缸套的作用力为(m0+m)g
D.内外空气对活塞的作用力为mg
6.容积V=20 L的钢瓶充满氧气后,压强p=3×106 Pa,打开钢瓶阀门,将氧气分装到容积为V'=5 L的小钢瓶中去,小瓶子已抽成真空.分装完成后,每个小钢瓶的压强p'=2×105 Pa.在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变,那么最多可能装 (　　)
A.4瓶　　　　　　 　B.50瓶
C.56瓶 D.60瓶
7.已知湖水深度为20 m,湖底水温为4 ℃,水面温度为17 ℃,大气压强为1.0×105 Pa,g取10 m/s2,ρ水=1.0×103 kg/m3,当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的 (　　)
A.12.8倍 B.8.5倍 C.3.1倍 D.2.1倍
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
8.对气体压强的理解正确的是 (　　)
A.气体的压强是由于地球对气体分子的吸引而产生的
B.气体的压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的
C.气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能
D.某一密闭容器中各器壁受到的气体压强是相同的
9.一定质量的某种理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是(　　)
A.A→B温度升高,压强不变
B.B→C体积不变,压强变大
C.C→D体积变小,压强变大
D.D状态的压强比A状态的压强小
10.如图所示,两端封闭的粗细均匀的U形管中,用某液体封闭两段气柱,长度分别为l1、l2.现让管在竖直方向上运动,下述判断正确的是 (　　)
A.加速上升时,l1变长,l2变短
B.加速上升时,l2变长,l1变短
C.减速下降时,l2变长,l1变短
D.减速上升时,l1变短,l2变长
三、非选择题:共54分.
11.(8分)用数字化信息系统研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图甲所示,实验步骤如下.
甲 乙
①把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,使活塞到达注射器的刻度值V,同时记录由计算机显示的对应的气体压强值p;
③重复步骤②,用V-图像处理实验数据,得出如图乙所示图线.
(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是　 .
(2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是　　　 和
　　　 .
(3)如果实验操作规范、正确,但得出的V-图线不过原点如图乙所示,则V0代表　 .
12.(10分)如图所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为1×10-3 m2,汽缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被销子K固定于如图所示的位置,离缸底l1=12 cm,此时汽缸内密闭气体产生的压强为1.5×105 Pa,温度为300 K.外界大气压强为1.0×105 Pa,g取10 m/s2.
(1)现对密闭气体加热,当温度升到400 K时,气体产生的压强多大
(2)若在此时拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度为360 K,这时活塞到缸底的距离为多少
13.(10分)如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的物体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300 K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330 K时,活塞恰好离开a、b;当温度为360 K时,活塞上升了4 cm.g取10 m/s2.求:
(1)活塞的质量;
(2)物体A的体积.
14.(12分)下图为内径均匀的、一端开口的U形管的示意图,U形管内部盛有水银,右端被水银封闭的空气柱长为12 cm,左端被一重力不计的轻质活塞封闭一段长10 cm的空气柱,当环境温度t1=27 ℃时,两侧水银面的高度差为
2 cm.当环境温度变为t2时,两侧水银面的高度相等.已知大气压强p0相当于高度为75 cm高的水银柱产生的压强,T=t+273 K,不计摩擦,求:
(1)温度t2的数值;
(2)温度变为t2时左端活塞移动的距离.
15.(14分)如图所示,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压强p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃,T=t+273 K,汽缸导热.
(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;
(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强.
1.A
2.D
3.C
4.B
5.A
6.C
7.C
8.BCD
9.ACD
10.BC
11.(8分)
答案:(1)用润滑油涂活塞　(2)缓慢移动活塞　不能用手握住注射器封闭气体部分　(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
12.(10分)(1)气体体积不变,由查理定律=得
=,
解得p2=2×105 Pa.
(2)p3=p0+=1.2×105 Pa,T3=360 K,
设气体温度为360 K时,活塞到缸底的距离为l3,V1=l1S,V3=l3S,由理想气体状态方程=得
=,
解得l3=18 cm.
答案:(1)2×105 Pa　(2)18 cm
13.(10分)设物体A的体积为ΔV.
T1=300 K,p1=1.0×105 Pa,V1=Sl-ΔV,
T2=330 K,p2=p0+,V2=V1,
T3=360 K,p3=p2,V3=Sl'-ΔV,
(1)由状态1到状态2为等容过程,有=,
代入数据得m=4 kg.
(2)由状态2到状态3为等压过程,有=,
代入数据得ΔV=640 cm3.
答案:(1)4 kg　(2)640 cm3
14.(12分)(1)设U形管的横截面积为S,对右端封闭空气柱有
p1=p0,V1=12 cm·S,T1=300 K,
p2=p0,V2=11 cm·S,
由=,
代入数据解得T2=268 K,即t2=-5 ℃.
(2)对左端封闭空气柱有
V1'=10 cm·S,T1'=300 K,
T2'=268 K,V2'=l2'S,
由盖-吕萨克定律得=,
代入数据解得l2'=8.9 cm,
左端活塞移动的距离
s=(10+1-8.9) cm=2.1 cm.
答案:(1)-5 ℃　(2)2.1 cm
15.(14分)(1)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1.由题意可知,被活塞分开的两部分气体都经历等温变化过程.由玻意耳定律得
p0V=p1V1,
3p0V=p1(2V-V1),
联立解得
V1=,
p1=2p0.
(2)打开K3后,活塞必定上升.设在活塞下方的气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时,活塞下方气体压强为p2,由玻意耳定律得
3p0V=p2V2,
所以p2=p0,
当V2=2V时,p2>p0,故打开K3后活塞最终上升到B的顶部;且稳定时,活塞下方气体压强p2=p0.
(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的过程是等容变化过程,由查理定律得=,
将有关数据代入上式解得p3=1.6p0.
答案:(1)　2p0　(2)B的顶部　(3)1.6p0