第二章 气体、固体和液体 章末检测试卷(二)（word版含解析）

第二章　气体、固体和液体 章末检测试卷(二)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1．如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，那么下述结论正确的是(　　)
A．它一定不是单晶体
B．它一定是多晶体
C．它一定是非晶体
D．它不一定是非晶体
2．下列说法正确的是(　　)
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到了浮力
B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是因为水在玻璃上不浸润
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细管的材料无关
3．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图1甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B都很干净，则(　　)
图1
A．固体A和毛细管B可能是同种材料
B．固体A和毛细管B一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大
D．液体对毛细管B不浸润
4．中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法．其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用．在刚开始的很短的时间，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是(　　)
A．火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大
B．火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小
C．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小
D．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大
5.(2020·上海市崇明区模拟)如图2所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图像，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是(　　)
图2
A．A→B过程气体压强增加
B．B→C过程气体压强不变
C．C→A过程气体单位体积内的分子数减少
D．A→B过程气体分子平均动能增大
6．(2021·江苏省镇江第一中学高二月考)某自行车轮胎的容积为V.里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为多少的空气．(　　)
A.V B.V
C．(－1)V D．(＋1)V
7.如图3，竖直导热圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19 cm，活塞A上方的水银深H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0＝75 cmHg，则此时气柱的长为(　　)
图3
A．16 cm B．17 cm C．18 cm D．19 cm
8.(2021·江苏省扬州中学高二月考)如图4所示，三根相同的粗细均匀的玻璃管，管内有水银柱封住一部分空气，水银柱高度h甲V丙， 管内气体初始温度相同．若使管内气体升高相同的温度时，管内水银柱向上移动最多的是(　　)
图4
A．丙管
B．甲管和乙管
C．乙管和丙管
D．三管一样多
9.(2021·江苏省扬州中学高二期中)如图5所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端浸入固定在地面上的水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管，此时管内外水银面高度差为h1，弹簧测力计示数为F1.若吸走槽中的部分水银，待稳定后管内外水银面高度差为h2，弹簧测力计示数为F2，则(　　)
图5
A．h2＞h1，F2＝F1
B．h2＜h1，F2＝F1
C．h2＞h1，F2＞F1
D．h2＜h1，F2＞F1
10.如图6所示，两个直立汽缸由管道连通．具有一定质量的活塞a、b用钢性杆固连，可在汽缸内无摩擦地移动．缸内及管中封有一定质量的气体．整个系统处于平衡状态．大气压强不变．现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时(　　)
图6
A．活塞向下移动了一点，缸内气体压强不变
B．活塞向下移动了一点，缸内气体压强增大
C．活塞向上移动了一点，缸内气体压强减小
D．活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．(8分)某小组利用图7所示装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”，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/ (×105 Pa) 0 0.11 0.25 0.43 0.67
V/mL 10 9 8 7 6
图7
(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________．
(3)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________．
12．(12分)(2021·江苏省邗江中学高二期中)如图8甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.
图8
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中TA的温度值．
(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．
13．(12分)(2020·全国卷Ⅲ)如图9，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18 cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口．右管中有高h0＝ 4 cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12 cm.管底水平段的体积可忽略．环境温度为T1＝283 K．大气压强p0＝76 cmHg.
图9
(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部．此时水银柱的高度为多少？
(2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？
14．(14分)(2020·江苏省星海实验中学高二期中)在室温条件下研究等容变化，实验装置如图10所示，由于不慎使水银压强计左管水银面下h＝10 cm处有长为L＝4 cm的空气柱．开始时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面，温度计示数为7 ℃，后来对水加热，使水温上升到77 ℃，并通过调节压强计的右管，使左管水银面仍在原来的位置．若大气压为
76 cmHg，求：
图10
(1)加热后左管水银面下空气柱的长度L′； (结果保留一位小数)．
(2)加热后，压强计两管水银面的高度差Δh.
15．(14分)(2020·江苏省金陵中学高二月考)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，玻璃管导热良好．用水银封闭一段空气在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图11甲所示，环境温度为27 ℃ .已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强p0 ＝76 cmHg. (管的直径忽略不计)．
图11
(1)若环境温度不变，将玻璃管在竖直平面内旋转90°如图乙所示，求此时封闭的空气柱的长度．
(2)在(1)中图乙的状态下，环境温度如果升到400 K，求此时封闭的空气柱的长度．
答案与解析
第二章　气体、固体和液体 章末检测试卷(二)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1．如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，那么下述结论正确的是(　　)
A．它一定不是单晶体
B．它一定是多晶体
C．它一定是非晶体
D．它不一定是非晶体
答案　D
解析　多晶体和非晶体都表现出各向同性，单晶体也只是在某些物理性质上表现出各向异性，故正确答案为D.
2．下列说法正确的是(　　)
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到了浮力
B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是因为水在玻璃上不浸润
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细管的材料无关
答案　C
解析　把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是水表面存在表面张力的缘故，故A错误；水对油脂表面是不浸润的，所以成水珠状，水对玻璃表面是浸润的，无法形成水珠，故B错误；宇宙飞船中形成球形水滴是表面张力的缘故，故C正确；毛细现象中有的液面升高，有的液面降低，这与液体种类和毛细管的材料有关，故D错误．
3．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图1甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B都很干净，则(　　)
图1
A．固体A和毛细管B可能是同种材料
B．固体A和毛细管B一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大
D．液体对毛细管B不浸润
答案　B
解析　由题图中的现象知，该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，A、B一定不是同种材料，A、D错误，B正确；由液体不浸润固体A而浸润毛细管B可知，C错误．
4．中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法．其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用．在刚开始的很短的时间，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是(　　)
A．火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大
B．火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小
C．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小
D．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大
答案　C
解析　在刚开始的很短的时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性能良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据＝C可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，A、B、D错误，C正确．
5.(2020·上海市崇明区模拟)如图2所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图像，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是(　　)
图2
A．A→B过程气体压强增加
B．B→C过程气体压强不变
C．C→A过程气体单位体积内的分子数减少
D．A→B过程气体分子平均动能增大
答案　D
解析　过各点的等压线如图所示，从状态A到状态B，在同一条过原点的倾斜直线上，所以A→B过程气体压强不变，A错误；从状态B到状态C，图线斜率变大，则压强变小，B错误；从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增多，C错误；从状态A到状态B，温度升高，则气体分子平均动能增大，D正确．
6．(2021·江苏省镇江第一中学高二月考)某自行车轮胎的容积为V.里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为多少的空气．(　　)
A.V B.V
C．(－1)V D．(＋1)V
答案　C
解析　气体做等温变化，设充入V′的气体，p0V＋p0V′＝pV，所以V′＝V＝(－1)V，C正确．
7.如图3，竖直导热圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19 cm，活塞A上方的水银深H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0＝75 cmHg，则此时气柱的长为(　　)
图3
A．16 cm B．17 cm C．18 cm D．19 cm
答案　B
解析　使活塞B缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗筒内的水银柱高5 cm，因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细筒内的水银柱高为15 cm，水银柱的总高度为H′＝
20 cm，所以此时气体的压强为p2＝p0＋ρgH′＝95 cmHg，设粗筒的横截面积为S，水银的一半被推入细筒中时气柱的长为l，根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2，V1＝LS，V2＝lS，可得：85×19S＝95lS，解得l＝17 cm，故B正确，A、C、D错误．
8.(2021·江苏省扬州中学高二月考)如图4所示，三根相同的粗细均匀的玻璃管，管内有水银柱封住一部分空气，水银柱高度h甲V丙， 管内气体初始温度相同．若使管内气体升高相同的温度时，管内水银柱向上移动最多的是(　　)
图4
A．丙管
B．甲管和乙管
C．乙管和丙管
D．三管一样多
答案　B
解析　若使管内气体升高相同的温度时，三个玻璃管内气体的压强没有变化，由盖－吕萨克定律得＝，变形得：ΔV＝V2－V1＝V1＝V1，因为V甲＝V乙>V丙，所以ΔV甲＝
ΔV乙>ΔV丙，管内水银柱向上移动最多的是甲管和乙管，故选B.
9.(2021·江苏省扬州中学高二期中)如图5所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端浸入固定在地面上的水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管，此时管内外水银面高度差为h1，弹簧测力计示数为F1.若吸走槽中的部分水银，待稳定后管内外水银面高度差为h2，弹簧测力计示数为F2，则(　　)
图5
A．h2＞h1，F2＝F1
B．h2＜h1，F2＝F1
C．h2＞h1，F2＞F1
D．h2＜h1，F2＞F1
答案　C
解析　因为实验中，玻璃管内封闭了一段空气，因此，大气压＝玻璃管中水银柱产生的压强＋封闭空气的压强，大气压不变的情况下，吸走槽中的部分水银，管口未离开水银面，封闭空气的体积变大，压强变小，同时水银柱的高度h也会适当增加，即h2＞h1；向上的拉力F与水银柱和管整体的重力相平衡，而水银柱的高度h变大，所以水银柱的重力变大，拉力F的大小会变大即F2＞F1，故C正确．
10.如图6所示，两个直立汽缸由管道连通．具有一定质量的活塞a、b用钢性杆固连，可在汽缸内无摩擦地移动．缸内及管中封有一定质量的气体．整个系统处于平衡状态．大气压强不变．现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时(　　)
图6
A．活塞向下移动了一点，缸内气体压强不变
B．活塞向下移动了一点，缸内气体压强增大
C．活塞向上移动了一点，缸内气体压强减小
D．活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大
答案　A
解析　设活塞a的面积为Sa，活塞b的面积为Sb，缸内气体初状态压强为p1，末状态压强为p2，对两活塞受力分析，可得p1Sb＋p0Sa＝p1Sa＋p0Sb＋(ma＋mb)g，解得p1＝，可知，缸内气体压强只与两活塞重力、面积和大气压强有关．根据理想气体状态方程，有＝，其中p1＝p2，T1二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．(8分)某小组利用图7所示装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”，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/ (×105 Pa) 0 0.11 0.25 0.43 0.67
V/mL 10 9 8 7 6
图7
(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________．
(3)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________．
答案　(1)充分的热交换，保持封闭气体的温度不变(2分)　(2)(2分)　(3)Δp＝－p0(2分)　大气压强(2分)
解析　(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)封闭气体的压强p＝p0＋Δp，根据pV＝C得(p0＋Δp)V＝C.变形得Δp＝C·－p0，则以Δp为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是；
(3)据题知，C＝k，整理得Δp＝k·－p0，可知图像纵轴截距的绝对值的物理含义是大气压强p0.
12．(12分)(2021·江苏省邗江中学高二期中)如图8甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.
图8
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中TA的温度值．
(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．
答案　(1)200 K　(2)见解析
解析　(1)从题图甲所示图像可知，A与B连线的延长线过原点，即V与T成正比，由理想气体状态方程可知，A→B是等压变化，即pA＝pB.(2分)
由图甲所示图像可知，气体在A点的状态参量VA＝0.4 m3
在B点，气体的状态参量VB＝0.6 m3，TB＝300 K(1分)
从A到B气体发生等压变化，由盖－吕萨克定律得
＝(2分)
解得TA＝200 K(1分)
(2)pA＝pB＝1.5×105 Pa(1分)
由图甲所示图像可知，TB＝300 K，TC＝400 K(1分)
从B到C气体发生等容变化，由查理定律得＝(1分)
解得pC＝2.0×105 Pa(1分)
由状态A→B→C的p－T图像如图所示．(2分)
13．(12分)(2020·全国卷Ⅲ)如图9，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18 cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口．右管中有高h0＝ 4 cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12 cm.管底水平段的体积可忽略．环境温度为T1＝283 K．大气压强p0＝76 cmHg.
图9
(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部．此时水银柱的高度为多少？
(2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？
答案　见解析
解析　(1)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2，由玻意耳定律有
p1V1＝p2V2①(2分)
设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，根据题设条件有
p1＝p0＋ρgh0②(1分)
p2＝p0＋ρgh③(1分)
V1＝(2H－l－h0)S，V2＝HS④(1分)
联立①②③④式并代入题给数据得
h≈12.9 cm⑤(1分)
(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖—吕萨克定律有
＝⑥(2分)
按题设条件有V3＝(2H－h)S⑦(2分)
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
T2≈363 K．(2分)
14．(14分)(2020·江苏省星海实验中学高二期中)在室温条件下研究等容变化，实验装置如图10所示，由于不慎使水银压强计左管水银面下h＝10 cm处有长为L＝4 cm的空气柱．开始时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面，温度计示数为7 ℃，后来对水加热，使水温上升到77 ℃，并通过调节压强计的右管，使左管水银面仍在原来的位置．若大气压为
76 cmHg，求：
图10
(1)加热后左管水银面下空气柱的长度L′； (结果保留一位小数)．
(2)加热后，压强计两管水银面的高度差Δh.
答案　(1)3.3 cm　(2)20.7 cm
解析　(1)对于A气体的等容变化，有：pA1＝(76＋14) cmHg－10 cmHg＝80 cmHg(2分)
则：＝，即：＝(1分)
解得：pA2＝100 cmHg(1分)
对于B气体的等温变化，有：pB1＝76 cmHg＋14 cmHg＝90 cmHg(2分)
pB2＝100 cmHg＋10 cmHg＝110 cmHg(1分)
根据玻意耳定律，有：pB1VB1＝pB2VB2(1分)
代入数据，有：90×4＝110×L′
解得：L′≈3.3 cm(2分)
(2)加热后，压强计两管水银面的高度差为：Δh＝(110－76) cm－(10＋3.3) cm＝20.7 cm.(4分)
15．(14分)(2020·江苏省金陵中学高二月考)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，玻璃管导热良好．用水银封闭一段空气在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图11甲所示，环境温度为27 ℃ .已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强p0 ＝76 cmHg. (管的直径忽略不计)．
图11
(1)若环境温度不变，将玻璃管在竖直平面内旋转90°如图乙所示，求此时封闭的空气柱的长度．
(2)在(1)中图乙的状态下，环境温度如果升到400 K，求此时封闭的空气柱的长度．
答案　(1)4.5 cm　(2)6 cm
解析　(1)设玻璃管的横截面积为S，封闭气体初状态的参量p1＝p0－ph＝76 cmHg－
(8－4) cmHg＝72 cmHg，V1＝5S(2分)
封闭气体末状态参量p2＝p0＋ph′＝76.0 cmHg＋4 cmHg＝80 cmHg，V2＝L2S(2分)
气体温度不变，气体发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2(1分)
解得L2＝4.5 cm(1分)
(2)封闭气体初状态的参量V2＝4.5S，T2＝(273＋27) K＝300 K(2分)
设空气柱长度等于下边管的长度L＝5 cm＋8 cm＝13 cm(1分)
气体温度为T，此时气体体积V＝LS＝13S(1分)
该过程气体压强不变，发生等压变化，由盖－吕萨克定律得＝(1分)
解得T≈866.67 K>400 K(1分)
因此环境温度升高到T3＝400 K时下侧管内仍有水银，该过程气体压强不变，气体发生等压变化，由盖－吕萨克定律得＝(1分)
＝
解得L′＝6 cm.(1分)