第二章气体、固体和液体重难点检测卷（有解析）-高中物理选择性必修第三册

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第二章气体、固体和液体重难点检测卷-高中物理选择性必修第三册
一、单选题
1．将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入水银中，正确的现象是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列关于表面张力及与表面张力有关的现象成因解释正确的是（ ）
A．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面垂直
B．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果
C．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直
D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠，这是表面张力作用使其表面具有扩张趋势引起的结果
3．玻璃管裂口尖端非常尖锐如图甲所示，将其在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝如图乙所示。该现象说明（　　）
A．玻璃在导热时具有各向异性
B．烧熔使玻璃由晶体变为非晶体
C．玻璃烧熔为液态时表面分子间的作用力表现为斥力
D．玻璃烧熔为液态时表面存在张力
4．如图所示，两端封闭、粗细均匀的形管中装有水银，分别封闭住两部分气体，当它们温度相同且端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为。以下说法中正确的是（　　）
A．若形管保持竖直做自由落体运动时，两部分气体的压强差变大
B．若形管保持竖直向上做匀加速直线运动时，水银柱高度差变大
C．若使两部分气体降低相同的温度，两部分气体的压强差变大
D．若使两部分气体升高相同的温度，水银柱高度差变大
5．用图示装置探究气体等温变化的规律。实验室提供容积为5mL和20mL的两种注射器。用该装置测得多组压强p和体积V，作出图像甲，发现图像向下弯曲；为减少实验误差，改用软管连通注射器和压强传感器，作出图像乙，发现图像不过原点。下列对于实验的分析和改进措施正确的是（　　）
A．甲图图线弯曲是因为快速推动柱塞
B．甲图图线弯曲的是因为没有把注射器固定在竖直平面内
C．乙图应该选用容积较大的注射器进行实验
D．乙图应该用很长的软管做实验
6．如图所示，汽缸悬空而静止，设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则（　　）
A．气温降低，汽缸的上底面距地面的高度减小
B．气温升高，汽缸中气体分子的数密度变大
C．外界大气压强减小，弹簧伸长
D．外界大气压强增大，汽缸的上底面距地面的高度增大
二、多选题
7．下列说法正确的是（　　）
A．图甲“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽轨道必须光滑且其末端水平
B．图乙计算油膜面积时，只数完整的方格数，油酸分子直径的测量值会偏大
C．图丙“探究气体等温变化的规律”实验中，空气柱体积变化尽可能的快些
D．图丁“测量玻璃的折射率”实验中，玻璃砖宽度宜大些，大头针应垂直插在纸面上
8．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由固态I到气态III变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看作不变，气态III可看成理想气体。下列说法正确的是（　　）
A．该物质是晶体
B．该物质分子平均动能随着时间的增大而增大
C．在时间内，该物质分子势能随着时间的增大而增大
D．在时间内，该物质的内能随着时间的增加而增大
9．新春佳节，小强把红纸铺在水平桌面上写“福”字，为防止红纸滑动，在其左侧放一镇纸压住，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．在写最后一个笔画时红纸受到7个力
B．在写最后一个笔画时镇纸受到向右的摩擦力
C．用毛笔在红纸上写字存在毛细现象
D．在空间站里可以用毛笔写字
10．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，沿图示路径先后到达状态B和C后回到状态A，其中BA的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行。下列说法正确的是（　　）
A．从A到B，气体压强不变
B．从B到C，气体压强增大
C．从A到B，气体分子的平均动能增加
D．从C到A，气体分子的平均动能增加
三、实验题
11．某实验小组探究一定质量的空气做等温变化的规律，实验装置如图甲所示。用圆柱状活塞将一定质量的空气封闭于无刻度的注射器筒内，封闭空气压强由压强传感器测出。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______。
A．注射器必须水平放置
B．注射器内部的横截面积不需要测量
C．固定在注射器上的刻度尺可以不标注单位
(2)该小组分别在室内外进行了实验（室内温度高于室外温度），作出的图像如图乙所示，则在室内的图像是 （选填①或②）。实验时需要 推动活塞（选填“缓慢”或“快速”）。
四、解答题
12．洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气20次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。
（1）求喷水壶内封闭空气的最大压强p；
（2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？
13．图甲是很多机械结构中都会用到的气弹簧装置，其简化模型如图乙所示，装有氮气的封闭汽缸竖直固定在水平地面上，一光滑活塞将汽缸分成A、B两部分，活塞上有一个透气的小孔将汽缸中两部分气体连通在一起，活塞上固定一个圆柱形连杆。已知活塞与连杆的总质量为m，活塞横截面积为S，连杆横截面积为。初始时刻活塞静止在汽缸内某处，此时A部分气体高度为，B部分气体高度为。已知大气压强为，重力加速度为g，气体可看作理想气体，汽缸与连杆之间无摩擦且密封良好，气体温度始终保持不变。
（1）求初始时刻汽缸内气体压强；
（2）若对连杆施加向下的压力，使得活塞缓慢向下移动距离，求此时汽缸内气体压强。
14．汽车胎压的高低会对汽车的行驶产生很大影响，胎压过高或过低都会产生很大的安全隐患。某汽车轮胎胎压的正常范围在之间。该汽车上路行驶前轮胎胎压为，上路行驶一段时间后，轮胎内气体体积不变，温度升高为：27℃，已知环境温度为7℃。
（1）求汽车行驶一段时间后的轮胎胎压；
（2）若汽车上路前驾驶员发现汽车左前轮明显变瘪，经测量得知该轮胎胎压为，于是利用充气泵给该轮胎充气使胎压达到，充气后轮胎内气体的体积变大，变为充气前的，充气过程中温度不变。求充入的气体与轮胎中原有气体的质量比。
15．如图所示装置中两玻璃泡的容积均为，玻璃管的容积忽略不计，开始时阀门K关闭，将上面玻璃泡抽成真空，下面玻璃泡中有一定质量的理想气体，外界大气压强为，温度为时，玻璃管中水银面高出水银槽内水银面。
（1）如果外界大气压强保持不变，玻璃管中水银面因温度下降又上升8，则环境温度改变了多少摄氏度；
（2）如果在环境温度急剧升高到的过程中，打开阀门，改变外界大气压使玻璃管中的水银面高度几乎不发生变化，则玻璃泡中气体的压强变为多少？
参考答案：
1．A
【详解】若液体不浸润玻璃时，玻璃细管与液面接触部分玻璃分子与液体分子间的吸引力小于液体分子之间的吸引力，所以在玻璃的细管内会下降，并形成向上凸起的球面；若液体浸润玻璃时，玻璃细管与液面接触部分玻璃分子与液体分子间的吸引力大于液体分子之间的吸引力，液体在玻璃的细管内会上升，并形成向下凹陷的球面，且玻璃管越细，液柱上升越高。
故选A。
2．C
【详解】A．表面张力产生在液体表面层，是引力，在液体的表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切。故A错误；
B．缝衣针浮在水面上不下沉是由于液体表面张力的作用，与浮力无关。故B错误；
C．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直，分界线两侧的分子会对对方分子产生引力。故C正确；
D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用使其表面具有收缩趋势引起的结果。故D错误。
故选C。
3．D
【详解】AB．玻璃是非晶体，高温熔化冷却凝固后仍然是非晶体，导热性表现为各向同性。故AB错误；
CD．玻璃管裂口尖端在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝，是表面张力的作用，因熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力使其表面收缩。故C错误；D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．若形管保持竖直做自由落体运动时，系统处于完全失重状态，高出的水银柱不再对产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，右边气体压强减小，左边气体压强增大，两部分气体的压强差变小，故A错误；
B．若形管保持竖直向上做匀加速直线运动时，系统处于超重状态，高出的水银柱对产生压强增大，左边的气体会将水银柱向右压，水银柱高度差变小，故B错误；
CD．根据题意，设初状态部分气体压强为，B部分气体压强为，则有
则有
由理想气体状态方程有
可知，气体体积不变时有
可知，变化相同的温度，原压强越大，变化越大，降低相同的温度，B部分气体压强降低的多，两部分气体的压强差变小，升高相同的温度，B部分气体压强升高的多，两部分气体的压强差变大，右边的气体会将水银柱向左压，水银柱高度差变大，故C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．由图甲可知，与的乘积变小，可能的原因是漏气或者是温度降低，若是快速推动活塞，气体的温度会升高，则与的乘积会增大，直线会向上弯曲，故A错误；
B．由于测量的是气体压强与体积之间的关系，与重力无关，且压强是由压力表测的，因此注射器可以水平放置，故B错误；
CD．乙图不过原点的原因是由于软管中存在一部分气体，计算时没有把这部分气体加进去，导致所做图线不过原点，因此应该采用大体积的注射器，从而使软管的那一部分气体可以被忽略，而若用很长的软管做实验，则软管中气体占比会更大，影响也更大，故C正确，D错误。
故选C。
6．A
【详解】A．选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，当气温升高时，则弹簧长度不发生变化，则活塞距地面的高度不变，缸内气体做等压变化，根据
可得，当气温降低时，气体温度降低，体积减小，气缸下降，则气缸的上底面距地面的高度将减小，故A正确；
B．当气温升高时，气体温度升高，体积增大，汽缸中气体分子的数密度减小，故B错误；
C．选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界大气压减小，则弹簧长度不发生变化，故C错误；
D．选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界大气压增大，则弹簧长度不发生变化，选择气缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力，向上受到缸内气体向上的压力，三力平衡，若外界大气压增大， 缸内气体压强一定增大，根据理想气体的等温变化，当压强增大时，体积一定减小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，故D错误。
故选A。
7．BD
【详解】
A．“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽轨道必须末端水平，但不需要光滑，故A错误；
B．计算油膜面积时，只数完整的方格数，则油酸面积测量值偏小，所测油酸分子直径会偏大，故B正确；
C．“探究气体等温变化的规律”实验中，空气柱体积变化太快，气体温度会发生变化，故C错误；
D．“测量玻璃的折射率”实验中，玻璃砖宽度宜大些，大头针应垂直插在纸面上，故D正确。
故选BD。
8．ACD
【详解】A．该物质有固定的熔点，所以是晶体，故A正确；
BC．物质的内能是分子总动能与分子总势能之和，温度是分子平均动能的标志，在时间内，温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量用来增加分子间的势能，所以分子势能随时间的增加而增大，B错误，C正确；
D．在 时间内，物质处于气态，分子势能为零则随着物质的吸热，该物质的内能随着时间的增加而增大，D正确。
故选ACD。
9．CD
【详解】A．红纸在桌面上静止受重力、桌面的支持力、镇纸的压力、毛笔的压力作用。在写最后一个笔画时，向右行笔，毛笔相对白纸向右滑动，其受到红纸向左的滑动摩擦力，根据牛顿第三定律可知红纸受到毛笔的向右的摩擦力，因此红纸还受桌面的向左的摩擦力作用，共受6个力的作用，A错误；
B．对镇纸进行分析，镇纸静止，水平方向不受其它力作用，因此镇纸受到的摩擦力为零，B错误；
CD．用毛笔在红纸上写字，是毛细现象在生活中的应用，在空间站里也可以用毛笔写字，CD正确。
故选CD。
10．AC
【详解】A．根据
可知，从A到B，气体压强不变，故A正确；
B．根据
可知，从B到C，体积不变，温度降低，则气体压强减小，故B错误；
C．从A到B，温度升高，则气体分子的平均动能增加，故C正确；
D．从C到A，温度不变，则气体分子的平均动能不变，故D错误。
故选AC。
11．(1)BC
(2) ① 缓慢
【详解】（1）A．注射器不必保持水平放置，气体压强由传感器直接读出，实验时注射器如何放置对实验结果没有影响。故A错误；
B．实验中要探究的是压强和体积之间的比例关系，注射器筒是圆柱形横截面积不变，不需要测量气体体积，所以注射器内部的横截面积没必要测量。故B正确；
C．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量地改变体积，可以不标注单位。故C正确。
故选BC。
（2）[1]气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的室内实验室中测量获得的。
[2]空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变。
12．（1）；（2）不能，
【详解】（1）打气过程中，相当于把空气等温压缩，有
解得
（2）假设壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，当壶内空气的压强降到时，剩余洗涤剂的体积为，有
解得
故假设成立，壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，剩余洗涤剂的体积为。
13．（1）；（2）
【详解】（1）对活塞与连杆整体，有
解得
（2）气体初态体积
气体末态体积
根据玻意耳定律
联立解得
14．（1）；（2）
【详解】轮胎内气体发生等容变化，初态：，，末态：
（1）由查理定律有
解得
（2）设轮胎内的气体的体积原来为，后来轮胎内气体的体积为
假设在压强为时，充入气体的体积为，则气体初态：，末态：，气体发生等温变化，由玻意耳定律有
解得
即充入的气体与轮胎中原有气体的质量比。
15．（1）；（2）
【详解】（1）设玻璃泡中气体初态压强为，有
解得
温度
设末态压强为，则
故
根据查理定律有
代入数据解得
则环境温度降低了
（2）打开阀门前有
，，
打开阀门后有
，
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
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