第二章 气体、固体和液体课后训练（word版含答案）

第二章气体、固体和液体
一、选择题（共14题）
1．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．过程中，气体体积增大，温度降低
B．过程中，气体温度降低，体积减小
C．过程中，气体体积减小，压强增大
D．过程中，气体压强增大，体积增大
2．如图所示，两端开口的T型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，被封闭的空气柱长度和试管内外的夜面高度差的变化分别是（　　） .
A．变大；变小 B．变大；不变 C．不变；不变 D．不变；变大
3．2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时
A．气泡受到浮力
B．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为引力
C．水球呈扁球状
D．气泡内分子热运动停止
4．一个容积是8升的球，原来盛有1个大气压的空气，现在使球内气体压强变为4个大气压，应向球内打入几升1个大气压的空气（设温度不变）（　　）
A．32L B．24L C．20L D．16L
5．石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则（　　）
A．石墨是非晶体
B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
C．单层石墨烯的厚度约3μm
D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动
6．如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为l1和l2的两段理想气体。外界温度和大气压均不变，当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度（　　）
A．l1变小，l2变大 B．l1变大，l2变小
C．l1、l2都变小 D．l1、l2都变大
7．下列说法正确的是（　　）
A．多晶体有确定的熔点
B．温度相同的铁块和木块，铁块感觉凉，这说明铁块中分子的平均动能小于木块中分子的平均动能
C．液体表面层分子间的平均距离等于液体内部分子间的平均距离
D．已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔体积就可以确定该物质每个分子的体积
8．以下说法正确的是（　　）
A．在国际单位制中温度的单位为摄氏度
B．0℃的水和冰的分子平均动能可能不同
C．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态
D．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的气体静置足够长时间后，每个分子的速度大小均相等
9．下列说法不正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小
D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
10．下列说法正确的是（　　）
A．单晶体有确定的熔点，多晶体和非晶体都没有确定的熔点
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中所有水分子的运动速率都会变小
C．毛细现象中，有的液体在细管中上升，有的会下降，这个只跟液体的种类有关
D．同一种物质会形成不同的晶体，是因为组成晶体的微粒按照不同的规则在空间排列
11．一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，则（　　）
A．从状态c到状态a，压强先减小后增大
B．整个过程中，气体在状态b时压强最大
C．状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态多
D．在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的图像中，状态c时的图像的峰值比状态a时的图像峰值大
12．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力总表现为引力
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
13．下列说法中正确的是（　　）
A．分子间的引力与斥力同时存在，斥力等于引力时，分子势能最大
B．夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面收缩的缘故
C．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性
D．将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是碳分子的无规则运动
14．如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是
A． B．
C． D．
二、综合题
15．如图一定质量的理想气体经历的两个过程，分别由压强一温度（p-t）图上的两条直线I和Ⅱ表示，P1、P2分别为两直线与纵轴的交点的纵坐标；t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃；a、b为直线I上的两点，c为直线II上的一点。由图可知，气体从a状态沿直线I变化到b状态，气体对外做功W=___________；气体在b状态和c状态单位体积的分子数之比=___________。
16．如图所示，一定质量的理想气体的图像如图所示，图中ab线段的反向延长线过坐标原点，则过程中，该理想气体对外界______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”），理想气体的温度______（填“升高”“降低”或“不变”）。
17．如图，隔板将理想气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压，当隔板两边压强差超过时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为，此时A的压强为______，体积为______；再使活塞向左缓慢回到初始位置，此时A压强为______。
18．神舟13号航天员从天和核心舱气闸舱出舱时身着我国新一代“飞天”舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为V1=2L，压强p1=1.0×105Pa，温度t1=27℃。
（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低到p2=4.4×104Pa，此时密闭气体温度变为t2=-9℃，则航天服内气体体积V2变为多少？
（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3=3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度保持为t3=-9℃不变，体积变为V3=2.2L，那么航天服放出的气体与原来气体的质量比为多少？
19．如图所示，两水平放置的导热汽缸底部由管道连通，轻质活塞a、b用刚性轻杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为和，且。缸内密封有一定质量的气体，系统处于平衡状态时，左右汽缸内气体的体积均为。已知大气压强为，环境温度为，忽略管道中的气体体积，两活塞始终未脱离汽缸。
（1）若活塞在外力作用下，使右侧汽缸内的体积减小，求稳定后缸内气体的压强。
（2）若大气压强不变，缓慢升高环境温度，使左侧汽缸内的气体体积恰好为零，求此时的环境温度。
20．如图所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为S=10-3 m2，活塞的质量为m=2 kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方汽缸的容积为1.0×10-3 m3，A、B之间的容积为2.0×10-4 m3，外界大气压强p0=1.0×105 Pa，开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27 ℃，现缓慢加热缸内气体，直至327 ℃。g=10 m/s2，求：
（1）活塞刚离开B处时气体的温度t2；
（2）缸内气体最后的压强。
21．如图1，在开口向上的导热气缸内，一个质量不计的活塞封闭了一定质量的气体，活塞截面积S=，气体体积。在活塞上施加一压力，缓慢压缩气体，压缩过程中气体温度不变，如图2。当压力F=10N时，求活塞平衡时：
（1）气缸内气体压强；
（2）气缸内气体体积（大气压强不计活塞和气缸间的摩擦）。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．过程为等温变化，根据
压强减小，则气体体积增大，故A错误；
B．过程为等压变化，温度减小，根据
知体积减小，故B正确；
CD．由图可知，过程中，气体压强增大，温度升高，根据
可得
可知过程中体积不变，发生等容变化，故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
在向上提玻璃管时，管内气体温度不变，设大气压为，封闭气体压强
当玻璃管稍向上提一点时，封闭气体压强不变，由玻意耳定律可知，气体体积不变，空气柱长度不变， 试管内外的夜面高度差不变。
故选C。
3．B
【详解】
A．“天宫课堂”中物体在失重状态下，气泡不会受到浮力，选项A错误；
B．水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，选项B正确；
C．由于在失重状态下，水球呈球状而不是扁球状，选项C错误；
D．气泡内分子一直在做无规则的热运动，选项D错误。
故选B。
4．B
【详解】
以容器内与打入的气体为研究对象，气体的初状态参量
V1＝（8+V）L，p1＝1atm
气体末状态参量
V2＝8L，p2＝4atm
气体发生等温变化，由玻意耳定律得
p1V1＝p2V2
即
1×（8+V）＝4×8
解得
V＝24L
故选B。
5．D
【详解】
A．石墨是晶体，故A错误；
B．石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；
C．单层石墨烯厚度约为原子尺寸，故C错误；
D．根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停的振动，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
当将管慢慢地向上提起时，假设上段空气柱长度不变，则下段空气柱体积增大，由玻意耳定律可知压强减小，从而导致上段气体压强减小，因此上段气体体积增大，故l1、l2都变大，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A．多晶体有确定的熔点,故A正确；
B．温度相同，分子平均动能相同，故B错误；
C．液体表面层分子间的平均距离大于液体内部分子间的平均距离，故C错误；
D．已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔体积就可以确定固体和液体物质每个分子的体积，确定气体分子所占空间体积，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．在国际单位制中温度的单位为开尔文，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体其分子平均动能相同，故B错误；
C．根据热平衡定律知，如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态，故C正确；
D．分子的热运动是杂乱无章的，每个分子的速度大小不会均相等，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，题图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A正确，不符合题意；
B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由题图乙知状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由p－V图线的特点可知，温度升高，pV增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B错误，符合题意；
C．由题图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C正确，不符合题意；
D．题图丁为分子势能图线，r2对应的分子势能最小，则r2对应分子间的平衡距离r0，当分子间的距离r故选B。
10．D
【详解】
A．单晶体和多晶体都有确定的熔点， A错误；
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中水分子的平均动能会变小，而不是所有水分子速率变小，B错误；
C．毛细现象跟液体的种类和固体的材质都有关系，C错误；
D．同一种物质的微粒按照不同的规则在空间排列，可以生成不同的晶体。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。D正确。
故选D。
11．A
【详解】
由理想气体状态方程
可得
可知V-T图象的斜率大小与压强大小成反比，如图所示，a′O和b′O分别是这个图的两条切线所对应的最大斜率和最小斜率
A．从状态c到状态a，斜率先增大后减小，可知压强先减小后增大，故A正确；
B．由图可知整个过程中，的斜率最小，则气体在状态时压强最大，故B错误；
C．同理可知气体在状态b时的压强大于状态d对应的压强，由压强的微观意义可知状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态少，故C错误；
D．状态c对应的温度高于状态a，因此在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比图像中，状态c时的图像峰值比状态a时的图像峰值小，故D错误。
故选A。
12．AC
【详解】
A．物体的内能与温度、体积及物质的量都有关，则温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故A正确；
B．当r>r0时，分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都在减小，但斥力减小得更快，所以分子间作用力总表现为引力，故B错误；
C．当分子力表现为斥力时，分子距离减小时，克服分子力做功，则分子势能增加，故分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故C正确；
D．布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体分子运动的无规则性，故D错误。
故选AC。
13．BC
【详解】
A．分子间的引力与斥力同时存在，斥力等于引力时，分子势能最小，故A错误；
B．夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面收缩的缘故，故B正确；
C．由液晶的性质可知，液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，故C正确；
D．将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是液体分子的无规则运动引起的小颗粒的运动，故D错误。
故选BC。
14．CD
【详解】
假设温度升高，水银柱不动，两边气体均作等容变化，根据查理定律可得压强的增加量
而左右两边初态压强p相同，两边温度升高量 T也相同，所以 p跟成正比，即左右两边气体初态温度T高的，气体压强的增加量 p小，水银柱应向气体压强增加量小的方向移动，即应向初态温度高的一方移动，根据以上分析，A图中的TaTb，水银柱应向右移动；B图中Ta=Tb，水银柱不动；C图中Ta>Tb，水银柱应向左移动；D图中TaTb，水银柱应向左运动，AB错误，CD正确。
故选CD。
15． 0
【详解】
气体从a状态沿直线I变化到b状态，直线I为等容线，气体对外做功W=0。
直线I、Ⅱ均为等容线，气体在b状态和c状态单位体积的分子数之比跟℃时单位体积的分子数之比相等，根据压强的微观解释
16． 做负功 不变
【详解】
过程，气体的压强增大，体积减小，外界对气体做功，即气体对外界做负功；
由图可知，p与成正比，根据理想气体状态方程可知气体的温度不变。
17． 0.25V
【详解】
对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有
解得
对A气体分析，根据波意耳定律有
联立解得
再使活塞向左缓慢回到初始位置，假设隔板不动，则A的体积为，由波意耳定律可得
则A此情况下的压强为
则隔板一定会向左运动，设稳定后气体A的体积为、压强为，气体B的体积为、压强为，根据等温变化有
联立解得
18．（1）4L；（2）5：8
【详解】
（1）初态体积约为V1=2L，压强p1=1.0×105Pa，温度T1=300K，末态p2=4.4×104Pa，温度T2=264K，根据理想气体状态方程可得
解得
（2）气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体积为ΔV，据波意耳定律可得
航天服放出的气体与原来气体的质量比
联立解得航天服放出的气体与原来气体的质量比为
19．（1）；（2）
【详解】
（1）设缸中气体的压强为，以活塞a、b和刚性轻杆为研究对象，根据力的平衡有
解得
以左右汽缸内全部气体为研究对象，初状态气体体积，压强，末状态气体体积
压强设为，根据等温变化规律有
解得
（2）以左右汽缸内全部气体为研究对象，初状态气体体积，压强，温度为，末状态气体体积
压强，温度设为T，根据等压变化规律有
解得
20．（1）127 ℃；（2）1.5×105 Pa
【详解】
（1）活塞刚离开B处时，设气体的压强为p2，由二力平衡可得
p2=p0＋
解得
p2=1.2×105 Pa
气体发生等容变化，由查理定律得
t1=27 ℃
解得
t2=127 ℃
（2）假设活塞最终移动到A处时缸内气体最后的压强为p3，由理想气体状态方程得
t1=27 ℃
t3=327 ℃
V0=1.0×10-3 m3
V3=1.2×10-3 m3
解得
p3=1.5×105 Pa
因为p3>p2，故活塞最终移动到A处的假设成立。
21．（1）1.2×105Pa；（2）5.0×10-5m3
【详解】
（1）根据受力平衡可得
代入数据，解得
（2）气体作等温变化，根据波意耳定律得
解得
答案第1页，共2页