第二章气体、固体和液体 单元测试（word版含答案）

第二章气体、固体和液体
一、选择题（共15题）
1．关于热平衡，下列说法不正确的是（　　）
A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值
B．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态
C．量体温时温度计需和身体接触5分钟是为了让温度计跟身体达到热平衡
D．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡
2．如图所示是一定质量的理想气体的P-T图像，按图示箭头从状态a变化到状态b，再变化到状态c。则在此过程中气体体积（　　）
A．先减小后增大 B．先减小后不变
C．先增大后减小 D．先增大后不变
3．水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将发生上升或下降的现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，液柱如图所示，其中正确的现象应是(　　)
A． B． C． D．
4．如图所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p—T图象，由图象可知（　　）
A． B． C． D．
5．大气压强p0＝1.0×105Pa.某容器容积为20 L，装有压强为2.0×106Pa的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩下的气体质量与原来的质量之比为( )
A．1∶19 B．1∶20 C．2∶39 D．1∶18
6．一定质量的理想气体，经历如图所示的状态变化，，则这三个状态的热力学温度之比为（　　）
A． B． C． D．
7．以下说法正确的是（　　）
A．单晶体和多晶体都表现出各向异性
B．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
C．当液体和固体的附着层内的分子距离比较小，分子力表现为引力，从而形成浸润现象
D．叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果
8．对于一定质量的某种理想气体，下列叙述中正确的是（　　）
A．如果气体体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多
B．如果气体压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数可能增多
C．如果气体温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多
D．如果分子数密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数一定增多
9．关于温度，下列说法中正确的是（　　）
A．0 K即
B．分子运动越剧烈，分子的温度越高
C．温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映
D．温度越高，物体的动能一定越大
10．如图所示为一定质量气体状态变化时的p-T图像，由图像可知，此气体的体积（　　）
A．先不变后变大 B．不变 C．变大 D．变小
11．如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为T1、T2、T3，则T1、T2、T3的大小关系为（ ）
A．T1= T 2= T 3 B．T 1< T 2< T 3
C．T 1> T 2> T 3 D．T 1< T 2= T 3
12．在一个量筒内放入大半筒水，里面放入一个倒置的小瓶，小瓶内留有大约一半水，使其能刚好浮出水面。再用橡胶薄膜把量筒口密封，如图所示。当用力挤压橡胶薄膜时，观察到小瓶下沉现象，在小瓶下沉过程中（　　）
A．小瓶内气体体积增大 B．小瓶内气体压强减小
C．小瓶的加速度一直增大 D．小瓶的速度先增大后减小
13．下列说法正确的是（ ）
A．晶体与非晶体的形态是绝对的，不可以相互转化
B．鸭子的羽毛上有一层油脂，使水不能浸润羽毛
C．当液晶中的电场强度不同时，液晶显示器就能显示不同颜色
D．液化气罐中的压强随着液化气的使用而降低
14．下列说法正确的是_______．
A．加上不同的电压可以改变液晶的光学性质
B．晶体在熔化的过程中分子平均动能逐渐增大
C．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
D．悬浮在水中的小碳粒的布朗运动反映了碳粒分子的热运动
E．液体表面张力的方向与液体表面相切
15．一定质量的理想气体由状态经状态到状态，其体积与热力学温度关系如图所示，三点在同一直线上，和平行于横轴，平行于纵轴，则下列说法正确的是______________。
A．从状态到状态，气体吸收热量
B．从状态到状态，每个气体分子的动能都增大
C．从状态到状态，气体对外做功，内能减小
D．从状态到状态，气体的密度不变
E．从状态到状态，气体的内能增加
二、填空题
16．紧闭瓶盖的塑料瓶下方开一个小孔，让瓶中的水流出，此过程中瓶内气体可看成________过程；当水流停止后，瓶内液面与小孔间的高度差为h，则此时瓶内气体的压强为________．（已知液体密度ρ，重力加速度g，外界大气压P0）
17．若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中1→2表示等压变化的是____（选填“A”、“B”或“C”），该过程中气体的内能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
18．晶体和非晶体的重要区别是_____．
19．2017年5月，中国首次海域天然气水合物（可燃冰）试采成功．可燃冰是一种晶体，它是天然气的固体状态（因海底高压），学名天然气水化合物，其化学式为CH4·8H2O．研究表明1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气（CH4）和0.8 m3的水（已转化为标准状态）．
（1）下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是______________．
A．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
B．晶体都有确定的几何形状，非晶体没有确定的几何形状
C．制作晶体管、集成电路多用多晶体
D．云母片导热性能各向异性，说明云母片是晶体
（2）体积VA=1 L的CH4气体（可视为理想气体）处于状态A时温度TA=300 K，压强pA=1 atm，现保持其质量不变让它经过状态B到达状态C，已知状态B时的温度TB=600 K，到达状态C时体积VC=0.5 L．则此时该气体的压强pC=_________atm．如果该气体从状态A到状态B的过程中吸收热量为Q1，从状态B到状态C的过程中放出热量为Q2，则从状态A到状态C气体内能增加量ΔE___________（填“<”、“>”或“=”）Q1–Q2．
（3）已知阿伏加德罗常数NA=6×1023个/mol，试估算出1 m3可燃冰中所含CH4分子的个数( )．（结果保留一位有效数字）
三、综合题
20．一容器的容积为V，里面原有空气的压强等于外界大气压p0．现用一容积为V0、长度为L的圆柱形气筒对其打气，如图所示，每次打气，活塞移动距离均为L．设温度始终不变，不计连接管的体积．问：
（1）求第1次打气后，V中气体压强p1；
（2）求第n次打气后，V中气体压强pn；
（3）在第n+1次打气时需将活塞推到距排气口的距离为x时，打气筒里的气体才刚要冲开K向容器充气，求x．（注：当活塞向右运动时，在气压作用下阀门K会自动关闭，而K0会自动打开，让大气进入打气筒内；当活塞向左运动时，阀门K0会自动关闭，而K会在打气筒内气压作用下打开，使气体进入容器V中.）
21．汽缸长为L＝1 m(汽缸厚度可忽略不计)，固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S＝100 cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，已知当温度为t＝27 ℃，大气压强为p0＝1×105Pa时，气柱长为L0＝0.4 m．现用水平拉力向右缓慢拉动活塞．
①若拉动活塞过程中温度保持27℃，求活塞到达缸口时缸内气体压强；
②若汽缸、活塞绝热，拉动活塞到达缸口时拉力大小为500 N，求此时缸内气体温度．
22．如图，一端封闭一端开口，内径均匀的直玻璃管注入一段60mm的水银柱，管水平放置．达到平衡时，闭端空气柱长140mm，开口端空气柱长140mm．若将管轻轻倒转后再竖直插入水银槽内，达到平衡时，管中封闭端空气柱A长133mm．设大气压强为760mmHg，整个过程温度保持不变．
（1）求槽中水银进入管中的长度H；
某同学的解法如下：以水平放置作为初态，以竖直插入水银槽后作为末态，分别对A，B两部分气体应用
玻意耳定律进行解析．
解：对A气体：pA＝760mmHg，VA＝140S，VA1＝133S
pAVA＝pA1VA1，代入数据得pA1＝800mmHg
对B气体：
pB＝760mmHg，VB＝140S，pB1＝860mmHg
pBVB＝pB1VB1，代入数据得LB1＝123.72mm
你若认为该同学的结论正确，接着计算出水银进入管中的长度H；你若认为该同学的结论错误，请分析错误的原因，并计算出水银进入管中的长度H．
（2）求玻璃管露出槽中水银面的高度h．
23．如图所示，带卡环的圆柱形导热汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内径高为L，卡环BC距汽缸底部，质量为m的活塞开始静止在距汽缸底部处，活塞下封闭有理想气体，卡环和活塞厚度不计，忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置，初始温度为T0，汽缸的截面积为S，外界大气压强大小为，求：
（i）关闭加热装置，在活塞上放质量为3m的重物，稳定后气体的压强；
（ii）取走重物，给气体加热，当气体温度为1.2T0时活塞到缸底的距离。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
AB．两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，故AB正确；
C．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡，故C正确。
D．标准状况下冰水混合物的温度为0℃，与0℃的水能达到热平衡，故D错误；
本题选择不正确的，故选D。
2．C
【详解】
根据理想气体状态方程公式
得
由图象可得
，，
所以从状态a变化到状态b，再变化到状态c在此过程中气体体积先增大后减小，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．A
【详解】
AB．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于）分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故A正确，B错误；
CD．汞对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大（大于）此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故CD错误．
4．B
【详解】
由气态方程，得
可知p—T的斜率为，可知
，，
故选B。
5．B
【详解】
以原来所有气体为研究对象，初状态：P1=20×105Pa，V1=20L，末状态；P2=1.0×105Pa，V2=？
由玻意耳定律得：P1V1=P2V2，代入数据得：V2=400L。可得，故B正确，ACD错误。
6．D
【详解】
根据
可知温度之比等于pV乘积之比，即
故选D。
7．B
【详解】
A．单晶体表现为各向异性，多晶体都表现出各向同性，选项A错误；
B．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，选项B正确；
C．液体和固体的附着层内的分子距离比较小，分子力表现为斥力，从而形成浸润现象，选项C错误；
D．叶面上的露珠呈球形是因为液体表面张力作用，选项D错误。
故选B。
8．B
【详解】
AD．气体体积减小，单位体积内的分子数增多，分子数密度增大，但不明确温度的变化，即不知道分子的平均速率的变化，所以无法判断气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变化情况，AD错误；
B．气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞次数是决定气体压强的微观因素之一，B正确；
C．气体温度升高，分子平均速率增大，但体积变化未知，即分子的数密度未知，所以无法判断单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变化情况，C错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．热力学温标与摄氏温标之间的关系是T＝t＋273.15 K，故A错误；
BC．温度是大量分子热运动的宏观反映，对单个分子运动而言没有意义，故B错误，C正确；
D．物体的动能与温度无关，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
由理想气体状态方程
可得p-T图像的斜率为体积V的倒数，由图可知p-T图像是一条直线，斜率不变，所以气体的体积不变，故B正确，ACD错误。
故选B
11．B
【详解】
以活塞为研究对象，对T1、T2状态下的气体有
对T3状态下的气体有
可以得出
根据理想气体状态方程
则
根据
则
所以
故选B。
12．C
【详解】
A．压橡胶模的时候，量筒里气体压强变大了，导致水压变大，导致瓶子里面的液面会上升，导致瓶子里气体体积缩小；故A错误；
B．根据A选项，瓶子里气体体积缩小，一定质量气体，温度不变，气体体积越小压强越大；故B错误；
C．小瓶下沉过程中，瓶子全部浸入水中之前，瓶子受到的浮力增加、瓶子中水增加，由于瓶子底面积小于量筒底面积，则水中增加水的重力大于浮力的增加，故小瓶中加速度一直增大，故C正确
D．小瓶的速度方向向下，加速度也向下，所以小瓶的速度在增大；故D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
晶体与非晶体的形态不是绝对的，在适当的条件下可以相互转化，故A错误；鸭子的羽毛上有一层油脂，使水不能浸润羽毛，故B正确；当液晶中的电场强度不同时，液晶显示器就能显示不同颜色，故C正确；液化气罐中的压强随着液化气的使用而增大，故D错误．所以BC正确，AD错误．
14．ACE
【详解】
A. 液晶具有液体的流动性，又对光显示各向异性，电场可改变液晶的光学性质，所以加上不同的电压可以改变液晶的光学性质，故A正确；
B. 晶体有固定的熔点，在熔化的过程中温度不变，分子平均动能不变，故B错误；
C. 脱脂棉脱脂后，从不能被水浸润变为可以被水浸润，这样有利于吸取药液，故C正确；
D. 悬浮在液体中的小微粒由于受到液体分子不平衡的撞击，表现出运动轨迹的无规律性，所以布朗运动反映了液体分子无规则的热运动，故D错误；
E.液体的表面张力使液体表面积由收缩的趋势，表面张力的方向与液体表面相切．故E正确
故选ACE
15．ADE
【详解】
A．由状态a到状态b过程中，气体体积不变，则W＝0，温度升高，则，根据可知气体吸收热量，选项A正确；
B．由状态a到状态b过程中，气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，但不是每个气体分子的动能都会增大，选项B错误；
C．从状态b到c，气体温度不变，内能不变，体积变大，则气体对外做功，选项C错误；
D．从状态c到d，气体体积不变，则气体的密度不变，选项D正确；
E．从状态a到状态d，气体温度升高，则内能增加，选项E正确。
故选ADE。
16． 等温
【详解】
在让瓶中的水流出过程中，气体的温度没发生变化，所以是等温变化；当水流停止后，瓶内液面与小孔间的高度差为h，根据压强关系可知：，解得气体压强：
17． C； 增大
【详解】
由等压变化公式可知，体积与温度成正比，故1→2表示等压变化的是C，对于理想气体温度升高，内能增大．
18．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔
【详解】
试题分析：晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．由此分析解答即可．
解：晶体和非晶体的重要区别是：晶体有一定的熔点，而非晶体却没有．
故答案为晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．
19． AD 4 ＞ 4×1027
【详解】
（1）晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故A正确；单晶体都有确定的几何形状，多晶体和非晶体没有确定的几何形状，故B错误；制作晶体管、集成电路只能用单晶体，故C错误；多晶体和非晶体没有各向异性，具有各向异性的一定是单晶体，故D正确．所以AD正确，BC错误．
（2）由题图可知，气体从状态A到状态B的过程中体积不变，由得，pB=2 atm．气体从状态B到状态C的过程中温度不变，由pBVB=pCVC，得pC=4 atm．气体从状态A到状态B的过程中体积不变，外界做功为零；从状态B到状态C的过程中体积减小即外界对气体做功W>0，由热力学第一定律可知，从状态A到状态C的过程中气体内能增加量ΔE=Q1–Q2+W>Q1–Q2．
（3）由题意可知，1 m3可燃冰可转化为标准状态下天然气164 m3，而此状态下每摩尔气体体积为22.4 L，所以该部分气体所含物质的量为：mol，所含CH4分子的个数N=nNA=7.3×103×6×1023个≈4×1027个．
20．（1）（2）（3）
【详解】
（1）由于是等温变化，把V和V0中气体作为一定质量的气体，根据玻意耳定律得
解得
（2）在上问基础上，由克拉伯龙方程，考虑温度不变，两部分气体质量之和不变，设打第2次气后V中压强为p2，得关系式
解得
依次类推，打第n次气后
解得
（3）打第n+1次气过程中，当打气筒内压强从p0增大到容器内pn时，阀门K才刚要被冲开，气体准备进入容器V中. 对打气筒内气体，由玻意耳定律 p0V0=pnVx 得
解得
21．①4×104 Pa　②102 ℃
【详解】
①活塞刚到缸口时，L2＝1 m
得
p2＝0.4×105 Pa
②温度升高活塞刚到缸口时，L3＝1 m
p3＝p0－＝0.5×105 Pa
T3＝K＝375 K
所以
t3＝(375－273)℃＝102 ℃
22．（1）该同学的解法是错误的；34mm；（2）206mm；
【详解】
（1）该同学的解法是错误的． 实际上，在玻璃管竖直倒立的过程中，当其还未插入水银槽内时，由于水银受重力作用要下降，故封闭端空气柱变长，开口端空气柱变短，说明开口端有空气溢出，即B部分气体质量减少（不是定质量的）．这部分研究对象的质量发生了变化，不能应用波意耳定律解析．（2分）
正确解法如下：把全过程分为两个过程．
第一个过程：从玻璃管水平到竖直尚未插入水银槽内，
对A气体：
代入数据得，
第二个过程：当玻璃管插入水银槽后，
对A气体：，代入数据得，
对B气体；初态为竖直尚未插入水银槽，末态为已经插入水银槽后，
，代入数据得，
所以，水银进入管中的水银长度为：H＝（140×2－133－113）mm＝34mm
（2）玻璃管露出槽中水银面的高度h＝（140×2+60-100-34） mm ＝206mm
23．（i）；（ii）
【详解】
（i）关闭加热装置，在活塞上放质量为3m的重物，气体做等温变化，设初态的压强为，在初态，对活塞，根据平衡条件有
解得，初态体积为
设当活塞刚好下到卡环BC处时，活塞达到稳定，此时活塞与卡环BC没有作用力，设此时气体的压强为，体积为，根据玻意尔定律有
解得
此时对活塞受力分析，根据平衡条件有
解得，故稳定后气体的压强为；
（ii）取走重物，给气体加热，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律有
解得
则此时活塞到缸底的距离
答案第1页，共2页