高二物理粤教版（2019）选择性必修三 第二章 气体、液体与固态 单元检测（A卷）（含答案）

第二章 气体、液体与固态 单元检测（A卷）
一、单选题
1．关于理想气体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．理想气体存在分子势能
B．理想气体的内能是分子平均势能和平均动能的总和
C．一定质量的理想气体内能仅跟体积有关
D．一定质量的理想气体内能仅跟温度有关
2．规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（　　）
A．图片中的口罩为不合格产品
B．图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关
C．图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集
D．该材料对所有的液体都是不浸润的
3．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因中，错误的是（　　）
A．温度升高后，气体分子的平均速率变大
B．温度升高后，气体分子的平均动能变大
C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大
D．温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了
4．堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力．设此过程中气体的温度保持不变．对这一现象的解释正确的是
A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多
B．气体分子间没有可压缩的间隙
C．气体分子的平均动能增大
D．气体分子间相互作用力表现为斥力
5．为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是（　　）
A． B．
C． D．
6．一定质量的理想气体沿如图所示状态变化，方向从状态a到状态b（ba延长线过坐标原点），到状态c再回到状态a。气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则它们的关系正确的是（　　）
A．Va=Vb B．Va>Vc C．Vb=Va D．Vc=Va
7．一定质量的理想气体，在体积不变时，温度由加热到，气体的压强变化情况是（　　）
A．气体的压强变为原来的2倍
B．气体的压强比原来增加了倍
C．气体的压强变为原来的倍
D．气体的压强比原来增加了倍
8．空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　）
A．2.5 atm B．2.0 atm C．1.5 atm D．1.0 atm
二、多选题
9．关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是___________
A．当某一密闭容器自由下落时，因完全失重，容器内密封的气体压强会变为零
B．当物体运动的速度增大时，物体的内能一定增大
C．地球周围大气压强的产生是由于地球对大气的万有引力
D．当分子距离在一定范围内变大时，分子力可能增大
E．布朗运动不是分子无规则热运动
10．下列说法正确的是________
A．对于一定质量的理想气体，温度升高时，压强可能减小
B．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动
C．布朗运动就是液体分子的无规则运动
D．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏伽德罗常数
E．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增加而增加
11．下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动的反映
B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律
C．一定质量的理想气体，在温度不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定增大
D．因为液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力，从而使得液体表面具有收缩的趋势
E．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也随之减小
12．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1atm，每次打入的气体的压强为1.0atm、体积为篮球容积的0.05倍，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体（　　）
A．打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大
B．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大
C．打气6次后，球内气体的压强为1.4atm
D．打气6次后，球内气体的压强为1.7atm
三、实验题
13．利用如图甲所示的装置“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。
①装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_________。
②实验作出的图线如图乙所示，图线弯曲的可能原因是________。
14．如图1所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
A． B．
C． D．
图3
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；
②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
③重复步骤②，多次测量并记录数据；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的___________和___________。
（2）根据记录的实验数据，作出了如图2所示的p-V图。对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式___________，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义是___________。
（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2，在如图3所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是___________。
四、解答题
15．已知乌鲁木齐市7月份和1月份的平均气温之差约为40℃。家用轿车在7月份和1月份的平均气温下，当车胎内气体压强相同时，胎内气体的质量之比约为13∶15，不计车胎容积变化。求∶
（1）家用轿车7月份和1月份车胎内气体在同温、同压下的体积之比；
（2）估算乌鲁木齐市7月份和1月份的平均气温（用摄氏温标表示）。
16．要想把衣料上的蜡或油脂去掉，只要把两张吸附性好的纸分别放在这部分衣料的上面和下面，然后用熨斗来熨一熨就可以了，这是为什么？
17．如图所示是某热学研究所实验室的热学研究装置，绝热气缸A与导热气缸B均固定于桌面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，两活塞之间为真空，气缸B活塞面积为气缸A活塞面积的2倍．两气缸内装有理想气体，两活塞处于平衡状态，气缸A的体积为V0，压强为p0，温度为T0，气缸B的体积为2V0，缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的2倍．设环境温度始终保持不变，气缸A中活塞不会脱离气缸A，求：
①加热前气缸B中气体的压强；
②加热达到稳定后气缸B中气体的体积VB；
③加热达到稳定后气缸A中气体的温度TA．
18．如图所示，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面上，由轻弹簧连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。弹簧的劲度系数k=2000N/m，活塞截面积S=100cm2，活塞静止时活塞与容器底部均相距L=30cm，弹簧处于原长，两气缸内气体的温度均等于环境温度T0=300K，大气压强p0=1×105Pa。现通过电热丝缓慢加热气缸A中气体，停止加热达到稳定后，气缸B内活塞与容器底部相距25cm，设环境温度始终保持不变，求系统达到稳定后，气缸A内气体的压强和温度。
参考答案：
1．D
【详解】A．理想气体就是设想为分子间不存在相互的作用力．而分子势能就是因分子之间的相互作用力而具有的能．假设为没有作用力了，那么也就不存在分子势能了．A错
B．理想气体没有分子势能．B错
C．一定质量的理想气体内能仅跟温度有关．C错
D．一定质量的理想气体内能仅跟温度有关．D对
【点睛】理想气体就是设想为分子间不存在相互的作用力．
2．B
【详解】A．根据题意合格的一次性医用防护口罩内则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；
BC．如图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故B正确，C错误；
D．浸润与不浸润现象是相对的，所以该材料对所有的液体都是不浸润的，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】AB．温度升高后，分子的平均动能增加，根据知气体分子的平均速率变大，故AB正确，不符合题意；
C．温度升高后，分子的平均动能增加，分子撞击器壁的平均作用力增大，故C正确，不符合题意；
D．体积不变，分子的密集程度不变，单位体积内的分子数不变，撞到单位面积器壁的分子数不变，故D错误，符合题意；
故选D．
【点睛】影响气体压强的微观因素：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度，温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大．
4．A
【详解】缓慢向下压活塞使气体体积减小，气体的密度增大时，单位体积的分子数增加，仍可以认为气体分子间相互作用力位零，气体温度不变，也就是气体分子的平均动能不变，气体分子的密度变大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，故对活塞的压强变大，你会感到越来越费力。
故选A。
5．B
【详解】本题考查等温变化下气体的压强与体积之间的关系，PV的乘积是定值，因此P与V成反比，即与1/V成正比，B项正确；
6．C
【详解】由题图可知
pa=p0，pb=pc=2p0，Ta=300K，Tc=600K，tb=2ta=54℃，Tb=327K
由理想气体状态方程得
Va==300，Vc==300
则
Va=Vc
由理想气体状态方程可知
Vb===Va
故选C。
7．B
【详解】一定质量的气体，在体积不变的情况下，由 可知压强与热力学温度成正比。当温度从升高到时，有
所以
因此压强比原来增加了倍。故B正确，ACD错误。
故选B。
8．A
【详解】取全部气体为研究对象，可视为将15L的气体等温压缩为6L，由玻意耳定律可得
得
故选A。
9．CDE
【详解】A.封闭气体压强是因为大量气体分子频繁对器壁撞击产生的，当容器自由落体，但内部分子仍在无规则运动，所以气体压强仍存在，A错误
B.物体的内能等于所有分子的动能加上所有分子的势能，分子平均动能与温度有关，势能与体积有关，当物体宏观速度增大时，温度和体积不一定变，因此内能不一定变大，B错误
C.大气压强产生的原因，就是因为地球对大气的万有引力作用在地球表面产生的，C正确
D.当分子间距从开始变大时，分子力逐渐增大，后逐渐减小，所以D正确
E.布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的无规则运动，E正确
10．ABE
【详解】对于一定质量的理想气体，，温度升高时，若体积变大，则压强可能减小，故A正确；扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，故C错误；已知水分子的质量和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏伽德罗常数，已知水的密度和水的摩尔质量，不可以计算出阿伏伽德罗常数，故D错误；当分子力表现为引力时，分子距离增大时，分子力做负功，则分子势能随分子间距离的增加而增加，故E正确。
故选ABE.
11．ABD
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反映，选项A正确；
B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项B正确；
C．一定质量的理想气体，在温度不变时分子平均速率不变，而体积增大时，压强减小，分子数密度减小，则单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减小，选项C错误；
D．因为液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力，从而使得液体表面具有收缩的趋势，选项D正确；
E．当分子间距r>r0时，分子力表现为引力，随着分子间距离增大，分子力先增加后减小，因分子表现为引力，则分子距离增大时，分子力做负功，分子势能增加，选项E错误。
故选ABD。
12．BC
【详解】A．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球壁的平均作用力不变，但是球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大，A错误；
B．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，B正确；
CD．打气6次后，由玻意耳定律
解得
p=1.4atm
即球内气体的压强为1.4atm，C正确，D错误。
故选BC。
13． 保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 降温或气体漏出
【详解】①[1]用手握住玻璃管，由于手上有一定的热量，可能使气体温度发生变化，不能保证气体做等温变化。实验中推动活塞时，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，因此应缓慢推动活塞，使气体能与外界充分地进行热交换，从而保证气体发生等温变化。综上，实验中如此操作的目的都是保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变。
②[2]图线的斜率k与气体的质量和体积都有关系，图乙中的图线弯曲，斜率变小，说明气体温度降低或气体质量减小，所以图线弯曲的可能原因是降温或气体漏出。
14． 质量 温度 p1V1=p2V2 气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功 AC
【详解】（1）[1][2]探究一定质量气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度。
（2）[3][4]一定质量的气体在温度保持不变时，压强与体积成反比，即压强与体积的乘积不变，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式是
p1V1=p2V2
由功的计算公式可知
W=Fl=pSl=pV
即pV的乘积表示气体体积变化时所做的功，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义是气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功。
（3）[5] AB．由理想气体状态方程
=C
可知
pV=CT
对于一定量的气体，温度T越高，pV越大，即p-V图像离坐标轴越远，故
T1>T2
故A正确，B错误；
CD．由理想气体状态方程
=C
可知
p=CT
对于一定量的气体，温度T越高，p-图像的斜率越大，故
T1>T2
故C正确，D错误。
故选AC。
15．(1)15：13；(2)-13.15，26.85
【详解】(1)设7月份气体密度为，1月份气体密度为，有
解得
(2)在同温同压下
根据理想气体状态方程，有
代入，解得
16．见解析
【详解】熔化的蜡或油脂浸润吸附性好的纸，放在衣料上、下面的纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡或油脂受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就会被吸附性好的纸吸掉。
17．①②③
【详解】①气缸A末态压强为，气缸B活塞的面积为气缸A活塞的面积有2倍，初状态选两活塞为研究对象
根据平衡条件，解得
②末状态选两活塞为研究对象，根据平衡条件，解得
气缸B中气体，初末温度不变，根据玻意耳定律得：
解得气缸B中气体体积
③两活塞移动的距离相同，气缸B活塞面积为气缸A活塞面积的2倍，气缸B活塞体积减小了，则气缸A体积增加，则加热后气缸A体积为
根据理想气体状态方程得
解得
18．，
【详解】气缸B内气体做等温变化，初态：Pa，，末态：，设末态压强为，由玻意耳定律得，
，
得：
，
根据活塞平衡条件得
，
代入数据解得：
x=10cm，
气缸A内气体初态：，，。
末态：，
根据理想气体状态方程得，
.
解得：