第二章 阶段评价查缺漏
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.关于液晶的以下说法正确的是( )
A．液晶态的存在只与温度有关
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．液晶的物理性质稳定
D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
解析：选D 液晶态可以在一定温度范围或某一浓度范围存在；液晶本身不能发光，液晶具有液体的流动性，其物理性质并不稳定；在外加电压下，对不同色光的吸收程度不同，故D正确。
2.如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水面相对B中水面的高度差h应等于( )
A．0 B．0.5 m
C．1 m D．1.5 m
解析：选D 表面看，题图中1区、2区液面不在同一水平面，但1、2区以管C相通，即p1＝p2＝pC，p1＝p0＋ρgh1，h1＝1.5 m，p2＝p1＝p0＋ρgh，则h＝1.5 m，D正确。
3.如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊放在地上，气缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞横截面积为S，大气压强为p0，则( )
A．气缸内空气的压强等于p0＋
B．气缸内空气的压强等于p0－
C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g
D．内外空气对活塞的作用力为mg
解析：选A 对缸套受力分析如图所示，由力的平衡条件得pS＝p0S＋Mg，所以气缸内空气的压强p＝p0＋，A正确，B错误；内外空气对缸套和活塞的作用力均为Mg，C、D错误。
4．一定质量的理想气体，保持体积不变，压强减为原来的一半，则其温度由原来的27 ℃变为( )
A．127 K B．150 K
C．13.5 ℃ D．－23.5 ℃
解析：选B 气体做等容变化，压强减为原来的一半时，根据查理定律可知热力学温度也减为原来的一半，有T′＝ ＝ K＝150 K＝－123 ℃，故B正确。
5．一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为n，则( )
A．p增大，n一定增大 B．T减小，n一定增大
C．增大时，n一定增大 D．增大时，n一定减小
解析：选C 只知道p或T的变化情况，不能得出体积的变化情况，A、B错误；增大，V一定减小，单位体积内的分子数一定增加，C正确，D错误。
6.如图所示，a、b表示两部分气体的等压线，根据图中所给条件可知，当t＝273 ℃，气体a的体积比气体b的体积大( )
A．0.1 m3 B．0.2 m3
C．0.3 m3 D．0.4 m3
解析：选D 在0 ℃到273 ℃的温度区间上应用盖—吕萨克定律分别研究气体a和b可得到方程
＝，＝
解得Va＝0.6 m3，Vb＝0.2 m3，ΔV＝Va－Vb＝0.4 m3，正确选项为D。
7.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，下列说法错误的是( )
A．弯管左管内外水银面的高度差为h
B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C．若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升
D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升
解析：选B 对右管中的水银柱分析知，管中气体压强比大气压强高h cmHg，所以弯管左管内外水银面的高度差为h，故A正确；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，故B错误；封闭气体温度和压强不变，体积不变，所以弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升，故C正确；环境温度升高，气体压强不变，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，故D正确。
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
8．下列现象中，由表面张力引起的是( )
A．酒精和水混合后体积减小
B．水银温度计中水银柱的升降
C．荷叶上的小水滴呈球形
D．洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起
解析：选CD 因为液体表面张力使液面具有收缩的趋势，故选项C、D正确。酒精和水混合后体积减小，是由于分子间存在着空隙。水银柱的升降是水银柱的热胀冷缩造成的，A、B错误。
9．如图，固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。选项图中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，k表示该分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。能正确反映上述过程的是( )
解析：选ABD 气缸导热性能良好，气缸内气体温度与环境温度相同，所以气体发生等温变化，p V图像是双曲线，选项A正确；气缸内气体温度与环境温度相同，保持环境温度不变，则气体的内能保持不变，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度不变，所以该气体分子的平均动能不变，选项C错误；一定质量的理想气体，n＝，N为所有气体的分子总数，N一定，所以n V图像是双曲线，选项D正确。
10.如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d。现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块)，下列说法中正确的是( )
A．d和b都不变 B．只有b减小
C．只有a减小 D．a和c都减小
解析：选AC 活塞下降一小段距离，则容器中的气体体积减小，压强增大，对于木块露出的部分决定于上、下压强差，故c、d不变；对于玻璃管，浮力等于重力，排开水的体积不变，b不变，玻璃管内气体压强增大，又b不变，故a减小，A、C正确。
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(7分)如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积－温度(V-t)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0＝－273.15 ℃；a、b为直线Ⅰ上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比＝________；气体在状态b和c的压强之比＝________。
解析：根据盖-吕萨克定律有＝k
整理得V＝kt＋273.15k
由体积－温度(V-t)图像可知，直线Ⅰ为等压线，则a、b两点压强相等，则有＝1，设t＝0 ℃时，当气体体积为V1 时，其压强为p1 ，当气体体积为V2 时，其压强为p2，根据等温变化，则有p1V1＝p2V2
由于直线Ⅰ和Ⅱ各为两条等压线，则有p1＝pb，p2＝pc
联立解得＝＝。
答案：1
12．(9分)如图所示为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内，开始时B、C内的水银面等高。
(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至______________________________；
(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是________。
解析：(1)由盖—吕萨克定律＝C，可知气体温度升高，则体积增大，B内水银面将下降，为使气体压强不变，应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高。
(2)由盖—吕萨克定律知Δh与ΔT成正比，而气体升高的摄氏温度Δt与升高的热力学温度ΔT相等，所以Δh与Δt成正比，A正确。
答案：(1)向下 B、C两管内水银面等高 (2)A
13.(11分)在如图所示的p?T图像中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化：第一次变化是从状态A到状态B，第二次变化是从状态B到状态C，且AC连线的反向延长线过坐标原点O，已知气体在A状态时的体积为VA＝3 L，求：
(1)气体在状态B时的体积VB和在状态C时的压强pC；
(2)该气体在标准状态下(指温度t＝0 ℃，压强p＝1 atm＝1×105 Pa)的体积是多少。(结果保留两位有效数字)
解析：(1)由题意可知：VA＝VC＝3 L，因此A到C过程可以等效为等容变化
由查理定律得：＝，
代入数据解得pC＝2×105 Pa，
状态B到状态C的过程为等温变化，由玻意耳定律得：
pBVB＝pCVC，代入数据解得VB＝1.5 L。
(2)设气体在标准状态下的体积为V0，
由盖—吕萨克定律得＝，
代入数据解得V0＝2.7 L
答案：(1)1.5 L 2×105 Pa (2)2.7 L
14.(12分)如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前球的总体积为2 L，压强为1 atm，充气筒每次充入0.2 L压强为1 atm的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化。
(1)充气多少次可以让气体压强增大至3 atm
(2)将充气后的蹦蹦球拿到温度为－13 ℃的室外后，压强将变为多少？(结果保留2位有效数字)
解析：(1)设充气n次可以让气体压强增大至3 atm。充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得
p1(V＋nΔV)＝p2V，代入数据解得n＝20。
(2)当温度变化时气体发生等容变化
由查理定律得＝
解得p3＝p2＝×3 atm≈2.7 atm。
答案：(1)20次 (2)2.7 atm
15．(15分)(2024·湖南高考)一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。
(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0(用p0、p和V表示)；
(2)小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m＝8.66 × 10－3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响)。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：(p－p0)(V－VB0)＝C，其中p0＝1.0 × 105 Pa为大气压强，VB0＝0.5 × 10－3 m3为气球无张力时的最大容积，C＝18 J为常数。已知该气球自身质量为m0＝8.40 × 10－3 kg，外界空气密度为ρ0＝1.3 kg/m3，求气球内气体体积V的大小。
解析：(1)理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有pV＝p0V0
解得V0＝。
(2)设气球内气体质量为m气，则m气＝ρ0V0
对气球进行受力分析如图所示，
根据气球的受力分析有mg＋ρ0gV＝m气g＋m0g
结合题中p和V满足的关系＝C
解得V＝5×10－3 m3。
答案：(1) (2)5×10－3 m3
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共33张PPT)
二、迁移交汇辨析清
(一)气体实验定律的理解及应用
[典例1] 一个质量不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在
上端开口的圆筒形容器内，活塞上堆放着铁砂，如图所示，最初
活塞搁置在容器内壁的固定卡环上，气柱的高度为H0，横截面积为S，压强等于大气压强p0，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT＝60 K时，活塞及铁砂开始离开卡环而上升，继续加热直到气柱高度为H1＝1.5H0。此后，在维持温度不变的条件下逐渐取出铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度为H2＝1.8H0，求此时气体的温度(不计活塞与容器之间的摩擦)。
[答案] 540 K
(二)变质量问题及处理方法
1．打气问题
选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。
2．抽气问题
将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可以看成是等温膨胀过程。
3．灌气问题
把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。
4．漏气问题
选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使问题变成一定质量气体的状态变化问题。
(1)求x；
(2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
[针对训练]
2．钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出1 L气体，共抽取两次，第二种方法是用大抽气机，一次性抽取2 L气体，在抽气过程中无漏气，且温度不变，则这两种抽法中，抽取气体质量较多的是 ( )
A．第一种抽法
B．第二种抽法
C．两种抽法抽出气体质量一样多
D．无法判断
答案：A
3．(2024·安徽高考)某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体)，于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变)。已知该轮胎内气体的体积V0＝30 L，从北京出发时，该轮胎内气体的温度t1＝－3 ℃，压强p1＝2.7×105 Pa。哈尔滨的环境温度t2＝－23 ℃，大气压强p0取1.0×105 Pa。求：
(1)在哈尔滨时，充气前该轮胎内气体压强的大小。
(2)充进该轮胎的空气体积。
(三)固体和液体的性质
1．晶体和非晶体
(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。
(2)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。
(3)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体。
(4)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化。
(5)液晶既不是晶体也不是液体。
2．液体表面张力
(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力。
(2)表面特征：表面层中分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层张紧的弹性薄膜。
(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。
(4)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小。
典例3 (多选)关于固体、液体和气体，下列说法中正确的是 ( )
A．慢慢向小茶杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来，此现象与液体表面张力有关
B．具有各向同性的物质一定没有确定的熔点
C．某种液体和固体接触，当固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力时，该液体浸润固体
D．液晶的物理性质稳定，外界条件的变动不会引起液晶分子排列变化
[解析] 液体表面张力是液体表面层内的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大，分子力表现为引力的结果，液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势，慢慢向小茶杯中注水，即使水面高出杯口，水仍不会流下来，此现象与液体表面张力有关，A正确；多晶体是各向同性的，但有确定的熔点，B错误；某种液体和固体接触时存在附着层，当附着层内的分子比液体内部分子密集时，分子力表现为斥力，该液体浸润固体，C正确；液晶具有液体的流动性，其物理性质并不稳定，液晶分子的排列是不稳定的，外界的微小变动就能引起液晶分子排列的变化，D错误。
[答案] AC
[针对训练]
4．(多选)关于固体、液体的性质，下列说法正确的是 ( )
A．非晶体不可能转化为晶体
B．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
C．某些细小的昆虫能够在水面上自由运动而不下沉，说明水的表面具有张力作用
D．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于表面张力的作用
解析：有的非晶体在一定条件下可以转化为晶体，选项A错误；单晶体和多晶体都有确定的熔点，选项B错误；细小的昆虫能够在水面上自由运动而不下沉，玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这两个实例都说明液体的表面具有张力作用，则C、D正确。
答案：CD
5．由于海水表面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，这样使得风很难把水珠刮起，只能够形成海浪，所以海洋上的风中只带有少量的水沫；而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间几乎没有作用力，所以风很容易刮起大量的沙子……根据以上规律联系所学知识请你设想，如果玻璃杯中盛有少量水银，放在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在杯子中将呈现如图所示的怎样的形状 ( )
解析：在宇宙飞船内处于完全失重的情况下，由于重力的存在而产生的一切现象随之消失，因为液体的表面张力不受失重的影响，水银不浸润玻璃，水银的形状只由表面张力来决定。在液体表面张力的作用下，水银的表面有收缩到最小的趋势，而体积一定时，球形的表面积最小，所以最终水银会呈现球形，D正确。
答案：D
三、创新应用提素养
1. (多选)如图所示，a、b是航天员在飞船实验舱做水球实验时水球中形成的两个气泡，a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则下列说法正确的是 ( )
A．水球呈球形是表面张力作用的结果
B．a内气体的分子平均动能比b内的小
C．a内气体的分子平均动能比b内的大
D．在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，最后水球将呈红色
解析：水球呈球形是表面张力作用的结果，故A正确；温度是分子热运动的平均动能的标志，故a内气体的分子平均动能与b的等大，B、C错误；在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，将发生扩散现象，最后水球将呈红色，故D正确。
答案：AD
2．(2024·海南高考)用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为330 cm3，薄吸管底面积为0.5 cm2，罐外吸管总长度为20 cm，当温度为27 ℃时，油柱离罐口10 cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是( )
A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏
B．该装置所测温度不高于31.5 ℃
C．该装置所测温度不低于23.5 ℃
D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大
3．热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。
(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。
解析：(1)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1。由玻意耳定律
p0V0＝p1V1 ①
被压入到炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为
V1′＝V1－V0 ②
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2。
由玻意耳定律
p2V2＝10p1V1′ ③
答案：(1)3.2×107 Pa (2)1.6×108 Pa
