第二章 气体、固体和液体（Word版含答案）

人教版选择性必修第三册 第二章　气体、固体和液体
一、单选题
1．关于液体的下述说法中正确的是
A．表面张力会使液面收缩，分子间表现为斥力
B．附着层分子的作用力表现为斥力时，液体对该固体是不浸润的
C．液体对某固体是不浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时管中的液面是凸起的
D．毛细现象中，细管的内径越小，管内的液面越高
2．2020年初，新冠病毒来袭，我国人民万众一心、英勇抗“疫”，取得阶段性胜利。为确保师生健康，各校都进行了严格的消杀工作，下图为某同学设计的消杀喷药装置，内部装有8L药液，上部密封的空气1L，保持阀门关闭，再充入的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法错误的是（　　）
A．充气后，密封气体的压强增大为
B．充气后，密封气体的分子平均动能不变
C．打开阀门后，密封气体对外界做正功
D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光
3．根据图判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是（　　）
A．水，水的密度小
B．水，水的密度出现异常现象
C．汞，汞的密度大
D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系
4．一根内径均匀、两端开口的细长玻璃管，竖直插在水中，管的一部分在水面上．现用手指封住管的上端，把一定量的空气密封在玻璃管中，以V0表示其体积；然后把玻璃管沿竖直方向提出水面，设此时封在玻璃管中的气体体积为V1；最后把玻璃管在竖直平面内转过900，使玻璃管处于水平位置，设此时封在玻璃管中的气体体积为V2．则有
A．V1>V0=V2 . B．V1>V0>V2 . C．V1=V2>V0 D．V1>V0，V2>V0
5．如图，竖直放置的两口径大小不同的气缸中间相通，两端开口．面积分别为SA、SB的上下活塞之间用硬杆相连，且SAA．向下移动，压强下降
B．向下移动，压强不变
C．向上移动，压强上升
D．向上移动，压强不变
6．辨别物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是( )
A．从外形来判断
B．从各向异性或各向同性来判断
C．从导电性能来判断
D．从是否具有确定的熔点来判断
7．A、B为两个相同的固定在地面上的汽缸，内部有质量相等的同种气体，且温度相同，C、D为两重物，质量mc>mD，按如图所示方式连接并保持平衡．现使A、B的温度都升高10 ℃，不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦，则系统重新平衡后( )
A．C下降的高度比D下降的高度大
B．C下降的高度比D下降的高度小
C．C、D下降的高度一样大
D．A、B汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同
8．如图所示，容积为100cm3的球形容器与一粗细均匀的竖直长管相连，管上均匀刻有从0到100刻度，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.25cm3，有一滴水银（体积可忽略）将球内气体与外界隔开。当温度为时，该滴水银位于刻度40处。若不计容器及管子的热膨胀，将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差，在此温度计刻度内可测量的温度范围分别是（　　）
A．相等；266.4K~333K B．相等；233K~393.3K
C．不相等；233K~393.3K D．不相等；266.4K~333K
二、多选题
9．下列现象中，能说明液体存在表面张力的有（　　）
A．水黾可以停在水面上
B．叶面上的露珠呈球形
C．绸布伞有缝隙但不漏雨水
D．滴入水中的红墨水很快散开
E．悬浮在水中的花粉做无规则运动
10．如图所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（　　）
A．从A到B的过程温度升高 B．从B到C的过程温度升高
C．从A到C的过程温度先降低再升高 D．A、C两点的温度相等
11．如图所示，竖直放置的封闭绝热气缸，被一定质量的绝热光滑活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1mol氧气，b部分气体为2mol氧气，两部分气体温度均为T，均可视为理想气体。现在把气缸缓慢转至水平放置，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。下列说法正确的是（　　）
A．Va＞Vb，T＜Tb
B．Va＜Vb，T＞Tb
C．Va＞Vb，Ta＜Tb
D．Va＜Vb，Ta＞Tb
12．下列说法正确的是（　　）
A．分子之间的引力和斥力都是随着分子间距的减小而增大
B．水晶在熔化过程中，分子的平均动能不变
C．一种物质密度为ρ，每个分子的体积为V0，则单位质量的这种物质具有的分子数为
D．某种液体能够浸润某种固体，这是因为液体附着层间的分子间距较大，分子之间表现为引力
E．一定质量的理想气体，温度升高，压强不变，则单位时间撞到单位面积上的分子数减少
三、实验题
13．用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。
（1）实验中，为找到体积与压强的关系，__（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。
（2） 测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以__为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。
（3）某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是____。
序号 V（mL） p（×105 Pa） p·V（×105 Pa·mL）
1 20.0 1.001 0 20.020
2 18.0 1.095 2 19.714
3 16.0 1.231 3 19.701
4 14.0 1.403 0 19.642
5 12.0 1.635 1 19.621
（4）实验过程中，下列操作正确的是_________。
A．推拉活塞时，动作迅速
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．注射器必须固定在竖直平面内
（5）为能更准确地测出气体的压强，小华用软管连通注射器和压强传感器。用（2）中方法作出的图线如图丙所示，该图线不过原点，为减小这一实验误差，请给出你的改进方法：_____。
14．某小组利用如下装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”，如图中装 置 1 为压强传感器，装置 2 为数据采集器。带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积 V，实验所用测量压强的装置 较特殊，测量的是注射器内部气体和外部大气（压强为P0）的压强差 Δp，在多次改变体积后，得到如下数据
Δp/×105pa 0 0.11 0.25 0.43 0.67
V/mL 10 9 8 7 6
（1）每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了_____。
（2）研究小组基于数据，以 Δp 为 y 轴，作出的函数图线为直线，则 x 轴是_____。
（4）若图像斜率为 k，该直线的函数表达式是_________，图像纵轴截距的绝对 值的物理含义是_______
四、解答题
15．如图，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下。质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2×10－3m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h=24cm，活塞距汽缸口10cm。汽缸所处环境的温度为300K，大气压强p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2现将质量为m=4kg的物块挂在活塞中央位置上。
(1)活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。
(2)在(1)问的基础上，再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？
16．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升．已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，那么，在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压不能超过多少比较合适(设轮胎的体积不变)．
17．图中A、B气缸的长度均为L=30 cm，横截面积为S，A、B气缸分别是左侧壁和右侧壁导热，其余部分均绝热．C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的绝热轻活塞，D为阀门（细管中的体积不计）．起初阀门关闭，活塞紧靠B气缸左壁，A内有压强pA=2.0×105 Pa的氮气，B内有压强pB=1.0×105 Pa的氧气．外界环境温度为T0=300K，阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．
①求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
②现给B内气体加热，达到平衡时活塞恰好回到初始位置，求此时B内气体温度；
③气缸B内气体温度加热到660K至稳定，求此时B内气体压强．
18．一端开口且粗细均匀的玻璃管长L=103cm，用长h=10cm的水银柱封闭一定质量的空气（可视为理想气体）．当管开口向上竖直放置时，封闭空气柱的长度，如图甲所示，已知大气压强=75cmHg，整个过程环境温度保持不变．
(1)在竖直平面内缓慢转动玻璃管，当玻璃管开口向下竖直放置时，如图乙所示，求被封闭空气柱的长度是多少？
(2)将玻璃管开口端向下缓慢插入足够深的水银槽中，直到玻璃管顶部封闭空气柱的长度重新变为13cm为止，如图丙所示，求此时玻璃管插入水银槽的长度．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A. 表面张力会使液面收缩，表面层分子间距较大，分子间表现为引力，选项A错误；
B. 附着层分子的作用力表现为斥力时，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势，液面是凹形形状，液体对该固体是浸润的，选项B错误；
C. 液体对某固体是不浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时管中的液面是凸起的，选项C正确；
D. 毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，细管的内径越小，管内的液面越高；插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低，细管的内径越小，管内的液面越低，故D错误．
2．D
【解析】
【详解】
A．根据玻意耳定律得
p1V1+p2V2=pV1
解得封闭气体压强变为
p=1.2atm
故A正确；
B．温度是平均动能的标志，温度不变分子的平均动能不变，故B正确；
C．打开阀门，气体膨胀，密封气体对外界做功，故C正确；
D．若都喷完容器中的水，根据玻意耳定律得
p1V1+p2V2=p'V
解得封闭气体压强变为
小于外界气体压强，所以水不能喷完，故D错误；
本题选择错误的，故选D。
3．D
【解析】
【详解】
由于水的密度和温度关系的曲线是不规则曲线，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
用手指封住管的上端，把一定量的空气密封在玻璃管中，管内外液面相平，管内气体压强等于大气压强；然后把玻璃管沿竖直方向提出水面，空气被封在玻璃管，管内气体压强小于大气压强；把玻璃管在竖直平面内转过900，使玻璃管处于水平位置，管内气体压强等于大气压强．据玻意耳定律，所以．故A项正确，BCD三项错误．
5．B
【解析】
【详解】
以两只活塞整体为研究对象，然后根据平衡条件分别列式，求出初态时封闭气体的压强；现对缸内封闭气体缓慢加热过程，活塞仍受力平衡，封闭气体做等压变化
以两活塞和硬杆组成的整体为研究对象，进行受力分析，解得初始时封闭气体的压强，因为气体缓慢加热，认为一直处于受力平衡状态，封闭气体压强不变，温度上升，气体体积增加，所以活塞向下移，B正确．
6．D
【解析】
【详解】
A、单晶体有整齐规则的几何外形,多晶体和非晶体一样没有规则的外形,所以不能区分,故A错误.
B、单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,所以不能区分,故B错误.
C、单晶体中载流子遭受散射的几率小导电性好，多晶体、非晶体导电性都较差,所以不能区分,故C错误.
D、晶体不管是单晶体还是多晶体都有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点，所以能区分，故D正确；
故选D
点睛：常见的固体分为晶体和非晶体,晶体(单晶体和多晶体)和非晶体的区别:(1)单晶体有整齐规则的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)单晶体有各向异性的特点.但是:多晶体既没有整齐规则的几何外形也没有各向异性的特点.所以区分时主要看有无固定的熔点来判断晶体与非晶体.
7．A
【解析】
【详解】
以活塞为研究对象，对活塞受力分析可知，在气体变化前后，活塞的受力是不变的，所以在温度升高前后气体的压强不变，所以D错误；封闭气体的压强：P=P0-，由于mC＞mD，所以PA＜PB，所以VA＞VB，根据可得： ，由于T和△T相同，VA＞VB，所以△VA＞△VB，即C下降的比D下降的多，所以A正确，BC错误．故选A．
点睛：本题的关键是分析气体的体积的变化情况，首先要分析出气体的压强是不变的，根据直接计算即可．
8．A
【解析】
【详解】
相邻刻度线所表示的温度之差相等，因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定，或温度数值与0到100的刻度数值成线性关系。水银由0刻度到40刻度处，由等压变化
水银由0刻度到100刻度过程，由等压变化
温度测量的范围
所以A正确，BCD错误。
故选A。
9．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．水黾停在水面上、露珠呈球形、绸布伞有缝隙但不漏雨水均是因为液体存在表面张力，故ABC正确；
DE．红墨水散开是扩散和花粉的无规则运动是布朗运动，都直接或间接说明分子的无规则运动，故DE错误。
故选ABC。
10．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．从A到B发生等压变化，根据盖吕萨克定律，体积与热力学温度成正比，体积增大，温度升高，故从A到B过程温度升高，A正确；
B．从B到C过程发生等容变化，根据查理定律，压强与热力学温度成正比，压强减小，温度降低，故从B到C过程温度下降， B错误；
C．由AB分析知，从A到C过程温度先升高后降低，C错误；
D．A、C两点在同一条双曲线上，可知，图中虚线是等温线，A、C两点温度相等，D正确。
故选AD。
11．BD
【解析】
【详解】
AB．把气缸缓慢转至水平放置前，由于两部分气体温度相同，体积相同，由理想气体状态方程
可知质量大的部分压强大，即b部分压强大。把气缸缓慢转至水平放置后，绝热光滑活塞将向a部分移动，故平衡时
由于b部分气体向外做功，内能减小，所以温度降低，即
故A错误，B正确；
CD．绝热光滑活塞向a移动过程中，气体被压缩内能增大，温度升高，即
故平衡时
故C错误，D正确；
故选BD。
12．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．如图所示
分子间引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大，A正确；
B．晶体在熔化过程中，温度保持不变，分子平均动能只和温度有关，所以分子平均动能不变，B正确；
C．如果该物质是气体，因为分子之间有间隙，所以 不是每个分子的质量，即单位质量的这种物质具有的分子数不是，C错误；
D．液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离，附着层内分子间作用表现为斥力，D错误；
E．一定质量的理想气体压强不变时，温度升高时，气体体积一定增大，则分子的平均动能增大，单位体积内的分子数减小，因此气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少，E正确。
故选ABE。
13． 不需要 （或体积的倒数） 发生了泄漏 B 选用容积较大的注射器（或实验中气体的体积不压缩得过小或测出软管中气体的体积等）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]体积可以直接从刻度处读出，不需要测量横截面积。
（2）[2]根据公式
可知
正比的图像为直线更加清晰，故横坐标为体积的倒数。
（3）[3]根据公式
可知乘积减小很有可能是物质的量降低，故有可能发生了泄漏。
（4）[4]A．动作迅速容易造成外界急剧对气体做功，导致气体内能增加温度升高，无法控制变量，故A错误；
B．手不握住含有气体的部分为了不产生热传递造成误差，故B正确；
C．脱离后气体物质的量发生变化，无法控制变量，故C错误；
D．注射器不必须固定在竖直平面内，故D错误。
故选B。
（5）[5]软管内有一部分气体，容易造成误差，所以选择容积较大的注射器会忽略软管内气体的体积，从而减小误差。
14． 充分的热交换，保持封闭气体的温度不变 大气压强
【解析】
【详解】
（1）[1]．每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了充分的热交换，保持封闭气体的温度不变。
（2）[2]．封闭气体的压强 p=p0+△p
根据pV=c得
（p0+△p）V=c
变形得
则以 Δp 为 y 轴，作出的函数图线为直线，则 x 轴是；
（3）[3][4]．据题知，c=k
整理得
可知图象纵轴截距的绝对值的物理涵义是大气压强p0.
15．(1)30cm；(2)340K
【解析】
【详解】
(1)挂上重物后，活塞下移，设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为h1，该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有
代入数据解得
cm
(2)加热过程中汽缸内压强不变，当活塞移到汽缸口时，温度达到最高，设此温度为T2,根据盖—吕萨克定律有
而，，解得
即加热时温度不能超过
16．2.83 atm
【解析】
【详解】
由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化．设在T0=293 K充气后的最大胎压为pmax．依题意，当T=273+90=363 K时胎压为p=3.5 atm．根据查理定律有
解得pmax=2.83 atm．
所以胎压在20℃时不能超过2.83 atm
17．①10cm, ②600K ③
【解析】
【详解】
①最后平衡时，A、B中气体压强一样，设为p，由玻意耳定律得：
对A部分气体有：
对B部分气体有：
代入相关数据解得：
②给B内气体加热，活塞恰好回到初始位置的过程
由状态方程，对B部分气体有：
由玻意耳定律, 对A部分气体有：
式中为加热至稳定时A、B中气体的压强，为最终B内气体温度
因活塞恰好回到初始位置，活塞与气缸B的左壁无相互作用，
代入相关数据解得，
（3）因，B内气体由600K加热至660K为等容变化，由查理定律得：
对B中气体有：
解得气缸B内气体温度加热到660K至稳定，求此时B内气体压强
18．（1）17cm（2）40cm
【解析】
【详解】
（1）对封闭气体，由 ①
解得： ②
（2）在玻璃管插入水银槽的过程中，对封闭在水银柱下部的气体
由 ③
④
解得： ⑤
管内外水银面高度差 ⑥
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