第二章气体、固体和液体综合训练（word版含答案）

第二章气体、固体和液体
一、选择题（共15题）
1．图甲是吹肥皂泡游戏的场景，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列说法正确的是（　　）
A．肥皂水不浸润玻璃杯壁
B．肥皂泡表面张力方向和表面垂直
C．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
D．肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力
2．如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形气缸中，开始时活塞和气缸静止，此时气柱长度为l，现使气缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度，当气缸转动的角速度为1时，气柱长度为2l，当气缸转动的角速度为2时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则1与2的比值为（　　）
A． B． C．2：3 D．3：2
3．下列说法中正确的是（　　）
A．给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力
B．大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在张力
C．布朗运动是液体分子的运动，所以它能说明分子永不停息地做无规则运动
D．分子间的距离r增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大
4．下列说法正确的是（　　）
A．玻璃管中水银柱表面是凸面，说明水银不浸润玻璃
B．静水中微小花粉颗粒的运动是永不停息的，表明组成花粉颗粒的分子的运动是永不停息的
C．1kg0℃的水结成1kg0℃的冰，内能要增大，但分子的平均动能不变
D．用玻璃瓶密封半瓶水，当水面上方空气中水蒸汽达到饱和时，就再也没有水分子从水面上逸出
5．以下与液体有关的自然现象中，对其物理分析正确的是（　　）
A．鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿，这属于毛细现象
B．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”一句，诗中荷叶和露水表现为浸润
C．小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
D．保存地下的水分要把地面的土壤锄松，这是为了破坏土壤中的毛细管
6．图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若观察到玻璃管内水柱上升，则可推测外界大气的变化可能是（　　）
A．温度不变，压强减小 B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强增大
7．在冬季，剩有半瓶热水的老式暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来．其中主要原因是
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．白天气温升高，大气压强变大
D．瓶内气体因温度降低而压强减小
8．由分子动理论可知，下列说法正确的
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体的内能跟物体的温度和体积有关
C．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小
D．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大
9．下列说法中正确的是（ ）
A．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
B．分子间的距离r增大，分子势能必增大
C．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
D．在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是斥力，它的作用效果是使液体表面绷紧
10．如图所示，在倾角的光滑斜面上，放置一个带有活塞A的导热气缸B，当活塞A用轻弹簧拉住时活塞到气缸底部的距离为；当让气缸B开口向下、气缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到气缸底部的距离为，并测得= 0.8。已知活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强与气缸横截面积S的乘积S = 8mg，操作过程中环境温度不变，轻弹簧平行于斜面，sin37°=0.6.则气缸的质量M为（　　）
A．m B．2.6m C．3.5m D．3.9m
11．关于下列现象的说法正确的是（ ）
A．甲图说明分子间存在间隙
B．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好
C．丙图说明，气体压强的大小既与分子平均动能有关，也与分子的密集程度有关
D．丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用
12．对动态平衡说法不正确的是（　　）
A．当气态分子数的密度增大到一定程度时就会达到这样的状态
B．在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数
C．处于动态平衡时，蒸发的速度不再增大，液体也不再减少
D．处于动态平衡时，蒸发停止
13．由同一种化学成分形成的物质( )
A．既可能是晶体，也可能是非晶体
B．是晶体就不可能是非晶体
C．可能生成几种不同的晶体
D．只可能以一种晶体结构的形式存在
14．如图所示为A、B两部分理想气体的图像，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知（　　）
A．当时，气体的体积A比B大
B．当时，
C．当时，
D．A、B两部分气体都做等压变化，它们的压强之比
15．在射向高空的火箭仪器舱内，起飞前用水银气压计测舱内气体的压强p0=76cmHg，气体温度T0=300K，仪器舱是密封的，取竖直向上为正方向，当火箭以加速度a竖直向上加速运动时，仪器舱内水银气压计指示的压强为p=0.6p0，则火箭情况可能为
A．a=g，舱内气体温度比起飞前温度增加20％
B．a=g，舱内气体温度是起飞前温度的0.6倍
C．，舱内气体温度比起飞前温度降低20％
D．，舱内气体温度比起飞前温度降低10％
二、填空题
16．液体的表面张力
（1）液体的表面层：液体表面跟______接触的薄层；
（2）液体的表面张力：
a.定义：在表面层，分子比较______，分子间的作用力表现为______，这种力使液体表面______，叫作液体的表面张力。
b.方向：总是跟液体______，且与分界面______。
17．同一种物质也可能以______和______两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为______．
18．新买的冰箱在第一次通电后一段时间，首次打开冰箱门会发现门比较紧，产生这种现象的原因是：冰箱工作后，随着温度下降，腔体内气体压强___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）外界压强；腔体内气体的分子平均动能___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
19．已知地面附近高度每升高m，大气压降低mmHg．为了观测大气压这一微小变化，某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气．由于内外压强差，细玻璃管内水面a将与瓶内有一定的高度差．（不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为13.6×103kg/m3）
（1）该小组成员选择瓶内装水而不装水银的主要原因是_________．
（2）现将玻璃瓶放置在地面上，记录此时管内水面a的位置，再将玻璃瓶放到离地m的讲台上时，则玻璃管内水面将_______（上升，下降）______mm；（设温度保持不变）
（3）小组成员想用此装置来测量高度．先将此装置放在温度为27℃、大气压为mmHg的A处，测得水柱的高度mm．然后将装置缓慢地平移另一高度的B处，待稳定后发现水柱升高了mm，已知B处比A处的温度高1℃，则AB间高度差为____m.
三、综合题
20．一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示。开始时，气体的体积为2.0×10－3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙，活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为137℃，已知大气压强为1.0×105Pa。
（1）求汽缸内气体最终的压强和体积；（保留2位有效数字）
（2）在p-V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化（用箭头在图线上标出状态变化的方向）。
21．如图所示，一个内壁光滑的圆柱形气缸竖直置于水平面上，高度为L=0.8m，底面积为S=20cm2，缸内有一个质量为m=10kg的活塞，封闭了一定质量的理想气体。温度为27℃时，缸内气体高为L0=0.5m。已知重力加速度为g=10m/s2，大气压强为p0=1.0×105Pa，不计活塞厚度及活塞与体的摩擦，求：
（1）采用缓慢升温的方法使活塞与气缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少
（2）从开始升温到活塞刚要脱离气缸，缸内气体压力对活塞做功多少
22．如图，甲、乙两个容积均为V=5L的导热气缸用细管（容积可忽略）相连接，阀门K2位于细管中部。甲、乙两气缸底部各有一个阀门K1、K3，乙气缸中有一可自由移动的轻质薄活塞。初始时，三阀门均打开，活塞在乙的最上端。已知大气压强为p0，室温为27℃。
（1）关闭阀门K2，用打气筒通过阀门K1给甲气缸充气，每次可将体积V0=1L、压强为p0的空气全部打入甲气缸中，要使其甲气缸内压强达到4p0，需要打气多少次？
（2）当甲气缸内气体压强达到4p0时，停止打气，阀门K1关闭，打开阀门K2，等活塞稳定后再缓慢加热气缸内的气体，使其温度升高到87℃，求此时活塞上方气体的压强。
23．如图所示，开口向上、粗细均匀的玻璃管竖直放置，管内用两段水银柱封闭了两部分理想气体，AB段和CD段分别是两段长h＝15 cm的水银柱。BC段气柱长l1＝5 cm, D到玻璃管底端长l2＝5 cm。已知大气压强是75 cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度T0＝300 K，以下过程中水银均未从管内流出。
①将玻璃管从足够高处由静止释放，不计空气阻力，求下落过程中A处的水银面沿玻璃管移动的距离xA；
②保持玻璃管静止，缓慢升高环境温度，同样可以使A处的水银面沿玻璃管移动到与①中所求相同的位置，求此时环境温度T。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，肥皂水不浸润蜂蜜和石蜡，但可以浸润玻璃。故A错误；
B．肥皂泡表面张力方向和表面平行。故B错误；
C．表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关。故C正确；
D．肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力，合力表现为引力。故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
当气缸转动的角速度为1时，根据向心力方程
当气缸转动的角速度为2时，
根据等温方程
解得1与2的比值为。
故选A。
3．B
【详解】
A、给车胎打气，越压越吃力，是气体压强作用的效果，不是分子斥力造成的，A错误；
B、大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在表面张力，B正确；
C、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子不停地做无规则运动撞击悬浮微粒的冲力不平衡的结果，是液体分子无规则运动的反映，它能说明液体分子永不停息地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，C错误；
D、当分子间表现为斥力时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，D错误；
故选B．
4．A
【详解】
A．在玻璃试管中，如果液体能够浸润器壁，液面呈凹形，由于玻璃管中水银表面时凸面，说明水银不浸润玻璃，A正确；
B．布朗运动是悬浮在水中的花粉颗粒的运动，是由于受到水分子的撞击不平衡而发生的，故反映了水分子的永不停息的无规则运动，B错误；
C．1kg0℃的水的内能变成1kg0℃的冰时要放出热量，根据能量守恒分析可知，1kg0℃的水的内能比1kg0℃的冰的内能大，C错误；
D．达到饱和汽压是单位时间内进入水中的水分子数和从水面飞出的水分子数相同，D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿是不浸润现象，A错误；
B．露珠成球形，荷叶和露水表现为不浸润，B错误；
C．小昆虫能在水面上自由走动，与液体表面张力有关，C错误；
D．保存地下的水分就要把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤中的毛细管，防止毛细现象的发生，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
D．设玻璃泡中气体压强为p，外界气压为，则有
且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小；由理想气体的状态方程
可知，在V减小时，若p增大，则T可能增大、减小或不变，故选项D正确；
B．若p不变，则T减小，所以选项B错误；
AC．若p减小，则T减小，所以选项AC错误。
故选D。
7．D
【详解】
一开始暖瓶塞受力平衡如图：
由于暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内的温度会降低，即气体的温度降低，根据查理定律得： ；由于，所以，即暖瓶内的压强由原来的减小为现在的，气体向外的压力减小，所以拔出瓶塞更费力．
A．软木塞受潮膨胀，与结论不相符，选项A错误；
B．瓶口因温度降低而收缩变小，与结论不相符，选项B错误；
C．白天气温升高，大气压强变大，与结论不相符，选项C错误；
D．瓶内气体因温度降低而压强减小，与结论相符，选项D正确；
故选D.
8．B
【详解】
我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动．但并不是液体分子的无规则运动，故A错误；组成物体的所有分子的动能与势能之和是物体的内能，物体内能与物体的温度和体积有关，故B正确；分子间引力总随分子间距离的减小而增大，故C错误；温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，物体温度越高，分子平均动能越大，并不是每个分子动能都大，故D错误；故选B．
9．C
【详解】
悬浮颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，颗粒越大越容易受力平衡，A错误；若分子间距在平衡位置以内，增大分子间距，斥力做正功，分子势能减小，B错误；水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现，C正确；在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是引力，它的作用效果是使液体表面绷紧，D错误；故选C.
10．C
【详解】
当活塞被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为，对气缸根据平衡条件有
当气缸被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为，对活塞根据平衡条件有
缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律有
解得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
11．C
【详解】
试题分析：两铅块相互挤压后粘在一起，是因为分子间相互吸引而造成的；故A错误；在用油膜法测分子大小时，应少撒痱子粉以便于实验；故B错误；C图可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关；故C正确；水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D错误；故选C．
12．D
【详解】
根据对水的蒸发的分析可知当气态分子的密度增大到一定程度时，就会达到这样状态；而达到动态平衡时，蒸发和凝结仍在继续进行，只不过达到动态平衡而已。此时在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数；此时液体不再减小，蒸汽的密度不再增大。选项ABC正确，D错误。
本题选不正确的，故选D。
13．AC
【详解】
同一种元素会由于微粒的空间点阵结构不同而生成不同的同素异形体．而同一种元素的同素异形体可能是晶体，也可能是非晶体．
故选AC。
14．AB
【详解】
A．作出V-T图，如图所示
根据图象可得
，
当时
，
A气体的体积比B气体的体积大
故A正确；
BC．当时
故B正确，C错误；
D．根据理想气体的状态方程
可知
代入数据得
故D错误。
故选AB。
15．AD
【详解】
AB．当火箭加速上升时，水银气压计管内水银质量为m′，管内的水银柱的重力
m′g=0.6p0S
对管内水银，由牛顿第二定律运动定律得
p2S-m′g=m′a
解得
p2=1.2p0
仪器舱内气体体积不变，气体发生等容变化，气体状态参量：
p1=p0=76cmHg，T1=T0=300K，p2=1.2p0
对舱内气体，由查理定律得
即
解得
T2=360K
舱内气体温度比起飞前温度增加
舱内气体温度是起飞前温度的1.2倍，故A正确，B错误；
CD．当火箭加速上升时，水银气压计管内水银质量为m′，管内的水银柱的重力
m′g=0.6p0S
对管内水银，由牛顿第二定律运动定律得
p2S-m′g=m′a
解得
p2=0.9p0
仪器舱内气体体积不变，气体发生等容变化，气体状态参量：
p1=p0=76cmHg，T1=T0=300K，p2=0.9p0
对舱内气体，由查理定律得
即
解得
T2=270K
舱内气体温度比起飞前温度减少
故C错误，D正确；
故选AD．
16． 气体 稀疏 引力 绷紧 相切 垂直
17． 晶体 非晶体 晶体
18． 小于 变小
【详解】
根据气体的气态方程
故随着温度下降，腔体内气体压强小于外界的压强；
由于温度下降，故腔体内气体的分子平均动能变小。
19． 水密度比水银小，同样压强变化时，高度差明显（答到水的密度小便能得分） 上升 1.36 5.4
【详解】
（1）该小组成员选择瓶内装水而不装水银的主要原因是水密度比水银小，同样压强变化时，高度差明显．
（2）玻璃瓶放到离地1.2m的讲台上时，大气压降低了0.1mmHg，毛细管中水面上升0.1mm×13.6=1.36mm．
（3）大气压为750mmHg，在A处时，瓶内气体压强为：P1=(750+ 204/13.6) mmHg=765mmHg；瓶中气体体积认为不变V1=V2；T1=300K；T2=301K
根据理想气体状态方程，有
代入数据得到：P2=767.55mmHg；
故B处大气压为PB=P2-Ph=767.55mmHg- (204+40.8)mmHg/13.6 =749.55mmHg；
故A、B间的高度差为：△h=（750-749.55）×12m=5.4m；
20．（1）2.0×105Pa，1.5×10－3 m3；（2）
【详解】
（1）缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙的过程中，汽缸内气体经历等温变化，设活塞静止时气体的压强为p2，由玻意耳定律可得
解得
将汽缸移出水槽并缓慢加热的过程中，汽缸内气体经历等压变化，设气体最终的体积为V3，由盖—吕萨克定律可得
解得
（2）如图所示。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）设内部气体的压强为，活塞缓慢移动，始终处于平衡状态，根据活塞的平衡，有
得
①
内部气体压强没有发生改变，根据盖·吕萨克定律可得
带入数据解得
缸内气体的温度至少要升高到，即。
（2）缸内气体压力对活塞做功
②
③
联立①②③并带入数据得
22．（1）15次；（2）2.4 p0
【详解】
（1）设打气次数为n，以将打入的气体和甲中已有气体为研究对象
V1= V +n V0
p2=4p0
V2 = V
由玻意耳定律得
p1V1= p2V2
其中V=5L，V0=1L，代入数据解得
n=15
（2）打开K2后，活塞向下移动。设活塞上方气体与甲气缸中气体的总体积为V3气体压强为p3由玻意耳定律得
p2V2= p3V3
活塞向下移动直到最下端时，V2=2V，解得
p3=2p0
设加热后活塞上方气体的压强为p4，气体温度由=300K升高到=360K的等容过程，由查理定律得
代入数据得
p4 = 2.4p0
23．①3 cm ②T＝390K
【详解】
①静止时，BC段气体的压强为p1 ＝75 cmHg＋15 cmHg＝90 cmHg
D到玻璃管底端气体的压强为p2＝75 cmHg＋15 cmHg＋15 cmHg＝105 cmHg
自由下落后，水银柱产生的压强消失，上下两部分气体的压强均为p0＝75 cmHg
根据玻意耳定律得，
p1l1＝p′1l′1
p2l2＝p′2l′2
解得
l′1＝6 cm　
l′2＝7cm
xA＝l′1＋l′2－l1－l2＝3 cm
②缓慢升高环境温度的过程中，上下两部分气体均做等压变化，由盖·吕萨克定律得
＝
＝
由于l1＝l2，xA＝3 cm，故最终
l″1＝l″2＝6.5 cm
解得
T＝390 K
答案第1页，共2页