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．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图(b)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(a)所示，则（　　）
A．甲、乙是非晶体，丙是晶体 B．甲、丙是非晶体，乙是晶体
C．甲、丙是多晶体，乙是晶体 D．甲是晶体，乙是非晶体，丙是单晶体
2．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（　　）
A．状态a→b，理想气体的内能减小
B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少
C．状态b→c，外界对理想气体做正功
D．状态c→a，理想气体的温度降低
3．“新冠肺炎”的预防离不开口罩，合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，一滴水滴在某一次性防护口罩内侧如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．图中的口罩为不合格产品
B．图中水滴表面层内分子比水滴的内部密集
C．用该口罩内侧材料做成容器装水，液面为凸液面
D．水珠呈球状是因为表面张力方向垂直于液面向里
4．如图所示，一定质量的理想气体分别在温度T1和T2情形下做等温变化的p-V图象，则下列关于T1和T2大小的说法，正确的是（　　）
A．T1小于T2 B．T1大于T2 C．T1等于T2 D．无法比较
5．下列说法正确的是（　　）
A．水的饱和汽压与温度无关
B．布朗运动是指液体分子的无规则运动
C．太空站中处于失重状态的水滴呈球形，是由液体表面张力引起的
D．在压强一定的情况下，晶体熔化过程中分子的平均动能一定增加
6．某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3m3。往桶内倒入4.2×10－3m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出，如果每次能打进2.5×10－4m3的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，则需要打气的次数是（　　）
A．16次 B．17次
C．20次 D．21次
7．以下说法中正确的是（　　）
A．人对空气干爽和潮湿的感受主要取决于空气的绝对湿度
B．缝衣针可以浮在水面上是由于液体表面张力的作用
C．金刚石有确定的熔点，食盐没有确定的熔点
D．晶体一定具有各向异性，只有非晶体显示各向同性
8．如图所示，a、b、c分别是一定质量的气体的三个状态点，设a、b、c状态的气体体积分别为Va、Vb、Vc，则下列关系中正确的是（　　）
A．Va＜Vb＜Vc B．Va＞Vb＝Vc
C．Va＝Vb＜Vc D．Va＝Vb＞Vc
9．贮气罐内的某种气体，在密封条件下，温度从13℃上升到52℃，则气体的压强（取）（　　）
A．升高为原来的4倍 B．升高为原来的倍
C．升高为原来的倍 D．升高为原来的倍
10．当物体的温度升高时，下列说法中正确的是（ ）
A．每个分子的温度都升高
B．每个分子的热运动都加剧
C．每个分子的动能都增大
D．物体分子的平均动能增大
11．如图所示的装置，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动．缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，起初，在小活塞上的杯子里放有大量钢球，请问哪些情况下能使两活塞相对气缸向下移动(　　)
A．给气缸内气体缓慢加热 B．取走几个钢球
C．大气压变大 D．让整个装置自由下落
12．如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直均匀细管相通，细管上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为50cm，大气压强p0= 1.0×105Pa，水的密度ρ= 1.0×103kg/m3，重力加速度g= 10m/s2。某次洗衣选择的档位，当细管中空气压强达1.02×105Pa时压力传感器就会关闭洗衣机进水阀门，此时洗衣缸内水位高度约为（　　）
A．20cm B．21cm C．23cm D．24cm
13．下面关于温度的叙述正确的是（　　）
A．温度是表示物体冷热程度的物理量
B．两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同
C．温度是分子热运动平均动能的标志
D．温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度
14．下列关于热现象的叙述，正确的是（ ）
A．液晶与多晶体一样具有各向同性
B．空气的相对湿度越大．空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压
C．雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D．—定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
E．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小
15．下列说法正确的是（　　）
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体的压强不一定增大
B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动
C．晶体在熔化过程中温度保持不变，但其内能在增大
D．当分子势能最小时一定是分子势能为零
二、填空题
16．一定量的理想气体从状态开始，经历等温或等压过程回到原状态，其图像如图所示。其中对角线的延长线过原点。气体从状态变化到状态的过程，气体对外做的功___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体从外界吸收的热量。气体在状态的体积___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体在状态的体积。气体从状态变化到状态外界对气体做的功___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体从状态变化到状态气体对外界做的功。
17．热力学温标是英国物理学家________建立的。预防新冠肺炎体温检测临界温度是，用热力学温度表示则为________。
18．关于液体的表面张力，下列说法正确的是_______(填正确答案前的标号．选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分．)
A．液体与大气相接触的表面层内，分子间的作用表现为相互吸引
B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
C．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在张力
D．荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力
E．露珠由空气中的水蒸气凝结而成，凝结过程中分子间的引力、斥力都减小
19．如图所示，竖直放置的U形玻璃管左端封闭，右端开口。初始时，两管水银面等高，左管封闭的空气柱长8cm，大气压强为p0=75cmHg。给左管气体加热，封闭气柱长变为8.5cm，此时封闭气体的压强为________cmHg。保持加热后的温度不变，从右端再注入________cm的水银柱，气柱长可变回8cm。
三、综合题
20．一定量的理想气体封闭在带有活塞的汽缸内。气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA。在状态B时的温度为TB，在状态C时的温度为TC。
(1)求气体在状态B时的体积VB；
(2)求气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比。
21．如图所示，两端封闭导热良好的试管竖直放置，中间一段25cm的水银柱将气体分成长度相等的A、B两段，气柱的长度均为21cm，其中上端气柱的压强为75cmHg，求
（i）若保持试管竖直，使封闭的两部分气体升高相同的温度，水银柱将向哪个方向移动？
（ii）冷却足够长时间，然后将试管缓慢放置到水平位置，求水银柱移动的距离．
22．如图，横截面积为S的气缸导热良好、内壁光滑，气缸上端开口，底端有一阀门K连接进气口．原长21、劲度系数 的轻弹簧一端固定气缸底部，另一端连接质量 的活塞，外界大气压强已知．现气缸内封闭一定质量的空气，此时活塞距气红底部的距离为 ，求：
①气缸中气体的压强P；
②进气口连接打气筒，打开阀门K，给气缸缓慢打气，每次打入气体压强为、体积为，为使气缸中弹簧恢复原长，需要打气几次 (设环境温度不变，打入的气体及气缸内已有的气体可视为理想气体)
23．人们使用气压式保温瓶时，只需按压保温瓶顶端，即可将水从瓶中压出、如图所示是气压式保温瓶结构图，请分析回答下列问题。
（1）保温瓶中的水越少，需按压瓶盖的次数越多，才能将水从瓶中压出，请分析其原因。
（2）已知保温瓶中水的占比，估测出水所需的按压次数，需用到什么气体实验定律？若要满足该气体定律的适用条件，应怎样选取研究对象？
（3）若保温瓶中只有半瓶水时，希望按压两次就能出水，则还需要满足什么条件？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
ABCD．甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲和丙为晶体，乙为非晶体，丙在导热性方面具有各向异性，所以丙是单晶体，甲不具备导热的各项异性，但可能在其他物理性质上具备各项异性，所以甲可能是单晶体也可能是多晶体，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．因为a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线，所以a→b是等温过程，温度不变，理想气体的内能不变，故A错误；
B．状态b→c，压强不变，体积变小，所以单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多，故B错误；
C．状态b→c，压强不变，体积变小，所以外界对理想气体做正功，故C正确；
D．状态c→a，体积不变，压强升高，理想气体的温度升高，故D错误；
故选C。
3．C
【详解】
A．根据题意可合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，如图所示水没有浸润到口罩内侧，所以照片中的口罩一定为合格产品，故A错误；
B．图中水滴表面层内分子比水滴的内部稀疏，表现为表面张力，故B错误；
C．所用材料对水都是不浸润的，用该口罩内侧材料做成容器装水，液面为凸液面，故C正确；
D．水珠呈球状是因为表面张力方向平行于液面，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
由图示图象可知，当体积V相等时，p1＞p2，由理想气体状态方程 =C可知，T1＞T2；故选B．
5．C
【详解】
A．水的饱和汽压与温度有关，选项A错误；
B．布朗运动是指悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，选项B错误；
C．太空站中处于失重状态的水滴呈球形，是由液体表面张力引起的，选项C正确；
D．在压强一定的情况下，晶体熔化过程中温度不变，则分子的平均动能一定不变，选项D错误。
故选C。
6．B
【详解】
设大气压强为p，由玻意耳定律
npV0＋pΔV=pV
其中V0=2.5×10－4m3，ΔV=5.7×10－3m3－4.2×10－3m3=1.5×10－3m3，V=5.7×10－3m3
解得
n=16.8次≈17次
故选B。
7．B
【详解】
A．人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度，而主要取决于空气的相对湿度，故A错误；
B．缝衣针可以浮在水面上是由于液体表面张力的作用，故B正确；
C．金刚石和食盐都是晶体，有确定的熔点，故C错误。
D．多晶体属于晶体，显示各向同性，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
由图象可知，a、b在一条等容线上，所以
b、c温度相同，b的压强大于c的压强，根据气体方程
可得b的体积小于c的体积，所以
故ABD错误，C正确。
故选C。
9．D
【详解】
，
由查理定律
得
故选D。
10．D
【详解】
温度是分子平均动能的标志，但只能反映大部分分子的性质，不能具体到每一个分子的运动，不是每个分子的热运动都加剧；温度升高时，大部分分子的动能都增大，但也有少数分子动能可能减小；故ABC错误，D正确．
故选D．
11．A
【详解】
开始时，对两活塞和钢球整体受力分析，受到重力、大气对上活塞的压力，大气对下活塞的支持力，缸内气体对上活塞的支持力，缸内气体对下活塞的压力，根据平衡得
可得缸内气体的压强为
A．给气缸内气体缓慢加热，假设活塞不移动，气体发生等容变化，则温度升高，缸内气体压强增大，则有
所以活塞相对汽缸向下移动，故A正确；
B．取走几个钢球后，整体的重力减小，由知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B错误；
C．大气压变大时，由知道缸内气体压强要增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故C错误；
D．让整个装置自由下落，缸内气体压强等于大气压强，气体压强增大（原来小于大气压强），由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D错误；
故选A。
12．B
【详解】
以细管内封闭气体为研究对象，开始时压强为p0= 1.0×105Pa，体积，压缩后，气体压强p1= 1.02×105Pa，体积为，由玻意耳定律
解得
即细管内液面离地
由平衡条件
其中，h2为缸中液面和空气柱内液面高度差，解得
综上，洗衣缸内水位高度约为
故选B。
13．ABCD
【详解】
A．温度是表示物体冷热程度的物理量，A正确；
B．温度是决定一个系统与另一个系统是否到达热平衡状态的物理量，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”，B正确；
C．根据分子动理论，温度是分子热运动的平均动能的标志，C正确；
D．温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同，D正确。
故选ABCD。
14．BCE
【详解】
A．液晶的某些性质具有各向异性，故A错误；
B．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压，故B正确；
C．由于液体表面存在张力，故雨水不能透过布雨伞，故C正确；
D．理想气体分子势能不计，只与温度有关，与体积无关，故D错误；
E．当时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，则分子势能增大，当时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，则分子势能增大，所以当，分子势能最小，故E正确；
故选BCE。
15．AC
【详解】
A．气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能决定，故只升高温度，压强不一定增大，A正确；
B．分子的运动与温度有关，故分子的无规则运动叫做热运动，扩散现象属于热运动，布朗运动属于固体小颗粒的运动，不属于热运动，故B错误；
C．晶体在熔化过程中虽然温度保持不变，但吸收热量，其内能在增大，C正确；
D．一般以无穷远为零势能点，当分子势能最小时分子势能为负值，D错误。
故选AC。
16． 等于 等于 等于
【详解】
气体从状态变化到状态的过程中，温度不变，内能不变；压强减小，根据理想气体状态方程
可知体积增大，对外做功，根据热力学第一定律
可知
即气体从状态a变化到状态b的过程，气体对外做的功等于气体从外界吸收的热量。
由图可知a、c均在过原点的直线上，P-T图像的斜率为体积的倒数，所以气体在状态a的体积等于气体在状态b的体积；
在bc过程中，等压变化，温度降低，内能减小
△U＜0
温度降低，体积减小，外界对气体做功，根据
可得
bc过程中外界对气体做功
Wbc=p△Vbc=C△Tbc
da过程中，气体对外界做功
所以
在bc过程中外界对气体做的功等于在da过程中气体对外界做的功。
17． 开尔文 310.45
【详解】
热力学温标是英国物理学家开尔文建立的；
预防新冠肺炎体温检测临界温度是，用热力学温度表示则为
18．ACD
【详解】
液体与大气相接触，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，选项A正确；表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直；故B错误．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在张力，选项C正确；荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力，选项D正确；根据分子力的特点可知，空气中的水蒸气凝结而成露珠的过程中分子之间的距离减小，则此过程中分子间引力、斥力都增大，故E错误．故选ACD.
19． 76 5.75
【详解】
依题得封闭气柱变长0.5cm，即如图所示
左边与右边产生液面差为，此时对封闭气柱进行分析可得
代入数据可得
设需要加入水银，根据波意耳定律可得
代入数据解得
20．(1)；(2)
【详解】
(1)由题图知，A→B过程为等压变化，由盖—吕萨克定律有
解得
(2)由题图知，B→C过程为等容变化，由查理定律有
A→B过程为等压变化，压强相等，有
由以上各式得
21．（i）水银柱将向A端移动；（ii）3cm．
【详解】
（i）假设水银柱不动，则体积不变
由查理定律得： 解得：
由于PA＜PB，则△PA＜△PB
即温度升高后水银柱将向A端移动．
（ii）冷却足够长时间，则温度不变，
对A中气体，由玻意耳定律得：PALAS＝PA′LA′S ①
对B中气体，有玻意耳定律得：PBLBS＝PB′LB′S ②
初状态中B的压强为：PB＝（75+25）cmHg＝100cmHg③
水平放稳后AB气体压强关系为：PA′＝PB′ ④
由题意知LA′+LB′＝42cm⑤①②③④⑤联立解得：LA′＝17cm
则水银柱移动的距离为：△L＝LA﹣LA′＝3cm．
22．（1） （2）
【详解】
试题分析：对活塞受力分析，根据平衡条件即可求出气缸中气体的压强P；根据理想气体状态方程，即可求出弹簧恢复原长，需要打气几次．
①对活塞受力分析如图所示：
根据平衡条件有：
解得：
②弹簧恢复原长时气体压强
根据平衡条件有：
可得：
设打气简打气n次，对于打入的气体及气缸内已有的气体
解得： n=28 故需要打气28次
23．（1）见解析；（2）玻意耳定律；见解析；（3）见解析
【详解】
（1）由气压式保温瓶的结构图可知：水越少，出水管口距水面的高度越大，压出水所需的压强越大；同时，保温瓶内水上方的空气体积也越大，而瓶盖下方气室的体积一定，每次按压能压入的空气相对水上方的空气体积的比例就越小，故需按压的次数就越多。
（2）需要运用玻意耳定律来估测按压次数，因此必须满足气体质量一定、温度不变的条件。
通常情况下，保温瓶内水上方的空气体积远大于气室的体积，因此，气体被压缩时温度的变化非常微小，可近似看作温度不变，按压瓶盖往瓶中注入空气，瓶中气体质量必定增大，然而若将压入瓶中的空气和瓶中原有的空气看作一个整体，以其为研究对象，则满足了气体质量一定的条件，从而可运用玻意耳定律来解答。
（3）设保温瓶可盛水的体积为，瓶盖下方气室的体积为，出水管口到瓶中水面的高度为，水的密度为，外界大气压为．若瓶中只有半瓶水，希望按压两次就能出水，则保温瓶内水上方的空气压强至少要达到，忽略不计出水管体积，根据玻意耳定律，可得
，
解得
即保温瓶可盛水的体积与气室体积之比满足上述关系式时，瓶中只有半瓶水，按压两次就能出水。
答案第1页，共2页