人教版高中物理选择性必修第三册章末综合检测（二）气体、固体和液体含答案（教师用）

PAGE
章末综合检测（二） 气体、固体和液体
(本试卷满分：100分)
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．(2024·广州高二月考)关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是(　　)
A．图1中水黾停在水面上是因为浮力作用
B．图2中石英晶体像玻璃一样，没有固定的熔点
C．图3中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴，说明水银不浸润玻璃
D．图4中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向同性
解析：选C　题图1中水黾停在水面上是因为水的表面张力作用，A错误；题图2中石英晶体有固定的熔点，而玻璃是非晶体没有固定的熔点，B错误；题图3中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴，说明水银不浸润玻璃，C正确；题图4中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向异性，D错误。
3.一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图所示，如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′和O2O2′方向测量，结果阻值均为R，则这块样品可能是(　　)
A．单晶体 B．多晶体
C．非晶体 D．金属
解析：选A　用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′、O2O2′方向测量结果均相同，说明该物体沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，则该样品可能是单晶体，所以选项A正确，如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大。
4．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是(　　)
A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝T2
B．p1＝p2，V1＝V2，T1＝2T2
C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2
D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2
解析：选D　由理想气体状态方程：＝，当p1＝p2时，如果V1＝2V2，则T1＝2T2，如果V1＝V2，则T1＝T2，A、B错误；当p1＝2p2时，如果V1＝2V2，则T1＝4T2，如果V1＝V2，则T1＝2T2，C错误，D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，一开口向右的汽缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有一挡板，外界大气压强为p0。初始时，活塞紧压挡板处。现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反映缸内气体压强变化情况的p T图像是(　　)
解析：选C　在p T图像中，开始一段时间内，随着温度的升高，气体发生的是等容变化，即＝恒量，图像为一条过坐标原点的直线，当压强增加到内外压强相等时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，图像是一条平行于温度轴的直线，因此C正确，A、B、D错误。
7.已知两端开口的“”型管，且水平部分足够长，一开始如图所示，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时，被封闭的空气柱的长度分别会如何变化(　　)
A．变大；变小 B．变大；不变
C．不变；不变 D．不变；变大
解析：选D　上提时空气柱压强不变，空气柱的长度不变；下降时管内气体被压缩，空气柱上方液体有一部分进入水平管，h变小，此时空气柱压强变小，温度不变，由玻意耳定律可知，空气柱体积变大，即空气柱长度变大，所以D选项正确。
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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．下列现象中，由表面张力引起的现象是(　　)
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。
9．下列说法正确的是(　　)
A．味精是晶体，一定有固定熔点
B．一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体
C．一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体
D．一块铁虽然是各向同性的，但它是晶体
解析：选ACD　只有晶体才有固定熔点，只有单晶体才具有各向异性，A、C正确；多晶体和非晶体都具有各向同性，B错误；铁为多晶体，表现为各向同性，D正确。
10.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，则(　　)
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ACD　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。
三、非选择题(本题共4小题，共54分)
11．(8分)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和)。逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题：
(1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体________。
A．p与V成正比 B．p与成正比
(2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________Pa(保留3位有效数字)。
(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而________(填“增大”或“减小”)。
解析：(1)由于题图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明p与成正比，故B正确。
(2)由图像可知当V＝10.0 mL时，＝0.1 mL－1＝100×10－3mL－1，对应p＝204×103 Pa＝2.04×105 Pa。
(3)其计算结果与正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值为pΔV，且随p的增大，pΔV的值也增大。
答案：(1)B　(2)2.04×105　(3)增大
12.(14分)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：
(1)气体在状态B时的压强pB。
(2)气体在状态C时的压强pC和温度TC。
解析：(1)A到B是等温变化，压强和体积成反比，根据玻意耳定律有
pAVA＝pBVB
解得pB＝。
(2)由B到C是等压变化，根据盖吕萨克定律得
＝
解得TC＝T0
A到C是等容变化，根据查理定律得＝
解得pC＝。
答案：(1)　(2)　
13．(16分)(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。
解析：(1)由查理定律可得＝，
其中p1＝2.7×105 Pa，T1＝(273－3)K＝270 K，T2＝(273－23)K＝250 K，
代入数据解得充气前该轮胎内气体压强的大小为p2＝2.5×105 Pa。
(2)由玻意耳定律得p2V0＋p0V＝p1V0，
代入数据解得充进该轮胎的空气体积为V＝6 L。
答案：(1)2.5×105 Pa　(2)6 L
14．(16分)(2024·全国甲卷)如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离＝10，活塞的面积为1.0×10－2 m2。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为1.0×105 Pa和300 K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变)，外力增加到200 N并保持不变。
(1)求外力增加到200 N时，卡销b对活塞支持力的大小；
(2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。
解析：(1)活塞从卡销a到卡销b过程中，气体做等温变化，初态p1＝1.0×105 Pa、V1＝S·11，
末态V2＝S·10，
根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，
解得p2＝1.1×105 Pa，
此时对活塞根据平衡条件有F＋p1S＝p2S＋N，解得卡销b对活塞支持力的大小N＝100 N。
(2)将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态p2＝1.1×105 Pa，T2＝300 K，末态时设气体的压强为p3，
对活塞根据平衡条件有p3S＝F＋p1S，
解得p3＝1.2×105 Pa，
设此时温度为T3，根据查理定律有＝，解得T3≈327 K。
答案：(1)100 N　(2)327 K
21世纪教育网(www.21cnjy.com)