人教版（2019） 选择性必修 第三册 第二章 气体、固体和液体 （含解析）本章复习与测试

人教版选必3 第二章气体、固体和液体
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B. 由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
C. 晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
D. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
2.人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是( )
A. 水是浸润液体，水银是不浸润液体 B. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
C. 温度升高，每个分子的动能都增大 D. 晶体的物理性质都是各向异性的
3.在一端封闭的粗细均匀的玻璃管内，用水银柱封闭一部分空气，玻璃管开口向下，如图所示，当玻璃管自由下落时，空气柱的长度将( )
A. 变长 B. 变短 C. 不变 D. 无法确定
4.小明同学在探究查理定律的实验中，先后用两个试管甲、乙，封闭了质量不同、体积不同甲乙、但初始温度和压强都相同的同种气体做实验。若将测得气体的压强与热力学温度的数据，在同一坐标系中作图，得到的图像应是图中的( )
A. B.
C. D.
5.“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。下列说法正确的是( )
A. 实验时各实验小组间被封闭气体的质量和温度必须相同
B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确
D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观
6.如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸与活塞间的摩擦忽略不计．现缓慢向沙桶倒入细沙，下列关于密封气体的状态图像一定正确的是
A. B.
C. D.
7.一横截面积为的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的。两个活塞和将气缸分隔为、两气室，达到平衡时、两气室体积之比为：，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞，使之向右移动一段距离，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，则活塞向右移动的距离为( )
A. B. C. D.
8.肺活量是衡量人体呼吸功能的一个重要指标，是指人能够呼出的气体在标准大气压下的最大体积。一同学设计了如图所示的装置测量自己的肺活量，竖直放置的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞由于卡槽作用在汽缸中静止不动，插销处于打开状态，汽缸中活塞下方空间的体积为，该同学用尽全力向细吹嘴吹气后，关闭插销，最终活塞下方空间的体积变为，已知外界大气压强为，活塞的面积为，活塞及上方重物的总重力，汽缸的导热性能良好，则该同学的肺活量为( )
A. B. C. D.
9.“用研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，三位同学根据实验数据得到的图象分别如图线、、所示。若、是不重合的两条双曲线，与相交，则( )
A. 、不重合是由于气体质量大 B. 、不重合是由于气体温度高
C. 产生图线可能是推动活塞过于快速 D. 产生图线可能是容器密闭性不好
10.吸盘挂钩里的吸盘工作原理的示意图如图所示，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，因此吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积，锁扣扳下前密封空气的压强与外界大气压强相等，扳下锁扣后吸盘内气体体积变为原来的两倍。已知大气压强，吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力与其和墙壁间正压力相等，空气可视为理想气体，取重力加速度大小。该吸盘能悬挂的物体的最大质量为( )
A. B. C. D.
11.光滑地面上水平放置一个质量为、导热性能良好的容器，用一个质量为、导热性能良好的活塞封闭一定量的气体在其中，容器与活塞的横截面积分别为、，容器内部气体的长度为，气体的质量可忽略不计，活塞和容器间接触光滑．现同时用水平向左的恒力和水平向右的恒力分别作用在活塞和容器上，且，活塞和容器最终无相对运动．已知外界气压为，环境温度恒定，则容器内部气体缩短的长度为( )
A. B. C. D.
12.如图所示，在光滑水平面上，一质量为的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形气缸中，开始时活塞和气缸静止，此时气柱长度为，现使气缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度，当气缸转动的角速度为时，气柱长度为，当气缸转动的角速度为时，气柱长度为，若外界大气压不变，则与的比值为
A. B. C. D.
13.某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验数据却在、图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是．( )
两次实验中空气质量不同
两次实验中温度不同
两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
A. B. C. D.
14.活塞式真空泵的工作原理如图，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流入抽气筒，活塞从右端向左移动到左端过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，密闭容器内的气体压强越来越小。若密闭容器的容积为，抽气筒的容积为，抽气前密闭容器内气体的压强为。抽气过程中气体的温度不变，若第次抽气过程中被抽出的气体质量为，第次抽气过程中被抽出的气体质量为，则为( )
A. B. C. D.
二、多选题
15.分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是( )
A. 不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力
B. 晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变
C. 用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
D. 物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
16.如图所示，质量为的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对理想气体缓慢地加热，汽缸处在大气中，大气压强恒定，活塞始终在汽缸内。经过一段较长时间后，下列说法正确的是( )
A. 汽缸中气体的压强比加热前要大
B. 汽缸中气体的压强保持不变
C. 汽缸中气体的体积比加热前要大
D. 活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要多
17.液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层同样，当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图甲、乙所示，有下列几种解释，正确的是( )
A. 表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B. 表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C. 附着层Ⅰ内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强
D. 附着层Ⅱ内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强
18.如图所示，两个水平放置、内径不同的导热圆柱形金属气缸、通过细管相连，一定质量的气体被封闭在两个活塞之间，两个活塞通过金属细杆相连，活塞与气缸之间无摩擦。初始状态两活塞都静止不动，此时活塞到各自气缸底部的距离相等，缸内气体温度为，外界大气压强为。已知气缸、内径之比为，中间细管体积忽略不计，现缓慢对气缸加热，使得缸内气体温度逐渐升高，下面说法正确的是( )
A. 初始状态连接两活塞的金属杆受到拉力作用
B. 温度升高到时内部气压大小为
C. 温度升高到时内部气压大小为
D. 温度升高到时内部气压大小为
三、实验题
19.某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。压力表中读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。
为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是
实验过程中，下列说法正确的
A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时，手不可以握住整个注射器
C.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵轴、为横轴，画出图象如图所示，则产生的可能原因是 ；
A.实验过程中有漏气现象
B.实验过程中气体温度降低
C.实验过程中气体温度升高
在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示。两组图线不相同的原因是 。
20.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，记录气体压强和体积等于注射器示数与塑料管容积之和，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：
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.与成正比 ．与成正比
若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 保留位有效数字。
某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，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的增大而 填“增大”或“减小”。
四、计算题
21.某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强。
时，气压是多大？
保持温度不变，挤压气体，使之压强与时相同时，气体体积为原来的多少倍？
22.如图所示，两端开口内壁光滑的绝热汽缸竖直固定放置在桌面上，汽缸下端不密封。质量分别为和的活塞和之间封闭了一定质量的理想气体。两活塞在劲度系数为的轻质弹簧拉力作用下处于平衡状态。活塞、的面积分别为和，缸内气体温度为，大气压强为，重力加速度为。
求弹簧的形变量；
现通过电阻丝对缸内气体缓慢加热，同时固定活塞，当缸内气体温度为时，弹簧恰好恢复到原长，求此时缸内气体的体积。
23.小明同学设计制作了简易家禽自动饮水器如图甲所示，当瓶口浸入水中时，水不会流出；当家禽饮水使盘子里的水面下降而瓶口刚露出水面时，空气从瓶口进入瓶内，水就会自动流出来，升高盘子里的水位，使瓶口重新没入水中，水停止流出。为了便于计算，我们用水银代替水来研究。其简化模型如下：用玻璃管代替饮水器的盛水桶，玻璃管的长度为，横截面积。开始时将玻璃管开口向上，倒入长度为的水银，如图乙所示，然后封住管口，将玻璃管倒置在盛有水银的浅盘中，管口刚好浸入水银面此过程没有空气进入管内，如图丙所示。已知大气压强，整个过程环境温度保持不变，封闭气体可视为理想气体，不计管口浸入浅盘液面的深度。
求倒置后稳定时，玻璃管中水银的高度；
浅盘内水银逐渐减少，当玻璃管内剩余水银的高度为时，求后来进入的气体质量与原来气体质量之比。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，故A错误；
B.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石，故B正确；
C.多晶体不一定有规则的几何形状，故C错误；
D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能要增加，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】A.同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃来说是浸润液体，对蜂蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃来说是不浸润液体，对铅来说是浸润液体，故A错误；
B.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；
C.当物体的温度升高时，物体内分子的平均动能变大，但不是每个分子的动能都增大，故C错误；
D.单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体是各向同性的，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】设水银柱的高度为，由图示可知，气体压强间的关系为
如果玻璃管自由下落时，玻璃管中的气体压强变大等于大气压，气体温度不变，由玻意耳定律 可知，气体体积变小，气柱长度变短。
故选B。
4.【答案】
【解析】由理想气体状态方程 常数
可知
在体积一定时，理想气体的压强与热力学温度成正比，得到的等压线是一条过绝对零点的直线，这条直线的斜率为 ；因为开始时二者具有相同的压强和温度，则斜率相同，同时图象均过坐标原点，所以两图象应重合，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】该实验研究的是压强与体积的关系，同一组需要采用控制变量法，即控制被封闭气体的质量和温度不变，但是不同实验组之间的被封闭气体的质量和温度不需要相同，故A错误；
B.由于注射器各位置的直径相同，各部分空气柱的横截面积相等，因此可以用气体所在注射器部位的长度来间接表示体积，不需要测量空气柱的横截面积，故B错误；
C.封闭在注射器中的压强是通过气压计测量，与有无摩擦无关，在柱塞上涂润滑油是为了避免漏气，故C错误；
D.根据玻意耳定律有
则图像是一条过原点的倾斜的直线，图像是一条双曲线，所以图像比图像更直观，处理数据时采用图像更方便，故D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内的气体温度不变，缓缓向活塞上倒上细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得知，气体体积与压强成反比，气体压强与体积的倒数成正比， BCD错误，A正确。
7.【答案】
【解析】以活塞为研究对象：初状态 ，气室、的体积分别为、；末状态，气室、的体积分别为、。
在活塞向右移动的过程中活塞向右移动的距离为，因温度不变，分别对气室和气室的气体运用玻意耳定律，得：，，
两式相除可得：，代入数据可得：，故ABC错误，D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】设该同学呼出的气体在标准大气压下的体积为，把该同学呼出的气体和活塞下方汽缸中原有的气体作为研究对象，有，其中，解得，故选C。
9.【答案】
【解析】由理想气体状态方程可得，、是不重合的两条双曲线，即等温线，当体积相同时，图线对应的压强较大、温度较高，可知、不重合是由于气体温度低，AB错误；
C.若推动活塞过于快速导致温度上升，体积减小时，应与相交才对，C错误；
D.由理想气体状态方程可得，与相交，可知减小，即容器密闭性不好漏气导致，D正确。
10.【答案】
【解析】设锁扣扳下前密封空气的体积为 ，根据玻意耳定律可得 ，解得 ，设吸盘与墙壁间的正压力大小为 ，则有 ，设该吸盘能悬挂的物体的最大质量为 ，根据受力平衡可得 ，又 ，联立解得 ，故C正确，ABD错误。
11.【答案】
【解析】、分别作用在活塞和容器上，活塞和容器无相对运动时，设容器内气体的压强为、长度为，对活塞由力的平衡条件有，解得，根据等温变化规律有，解得，则容器内气体缩短的长度为，选项D正确．
12.【答案】
【解析】设外界大气压为，气缸横截面积为，初状态封闭气体压强等于，体积为，
当气缸转动角速度为时，对活塞有：，
且对封闭气体，根据玻意耳定律有：；
当气缸转动角速度为时，对活塞有：，
且对封闭气体，根据玻意耳定律有：；
联立解得：，故A正确，BCD错误。
故选A。
13.【答案】
【解析】根据理想气体状态方程：可知：；
若乘积一定，则图是双曲线，且乘积不同，双曲线不同；
故题中可能是温度不同，也可能是常数不同，而常数由质量决定，即也可能是气体质量不同；
故正确，错误，故A正确，BCD错误；
故选：。
14.【答案】
【解析】根据玻意耳定律得出，第一次抽气过程
第次抽气过程。而正比于，正比于
所以
故选C。
15.【答案】
【解析】A.不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，故A正确；
B.晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，由于熔化过程温度不变，则其分子平均动能保持不变，故B正确；
C.用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气压强的原理，不是毛细现象，故C错误；
D.物体温度升高时，分子平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，故D正确。
故选ABD。
16.【答案】
【解析】汽缸内封闭气体的压强
则知加热时封闭气体的压强保持不变，故A错误，B正确；
C.封闭气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律知，温度上升时，气体的体积增大，故C正确；
D.温度升高，分子的平均动能增大，体积增大，单位体积气体分子数减少，由于气体的压强不变，根据压强的微观意义知活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前减少，故D错误。
故选BC。
17.【答案】
【解析】液体表面层中分子间距离略大于，而液体内部分子间的距离略小于，故表面层Ⅰ、表面层Ⅱ内分子的分布均比液体内部稀疏，A正确，B错误。由甲图可知，水浸润玻璃，说明附着层Ⅰ中的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强，C正确；由乙图可知，附着层Ⅱ内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用弱，D错误。
18.【答案】
【解析】A.气缸、直径之比为 ，则面积之比为 ，设活塞面积为，初始状态缸内压强为，金属杆上的拉力为，对于活塞，
对于活塞，联立解得，，
因此，初始状态连接两活塞金属杆既不受拉力，也不受压力，A错误；
开始升温过程中封闭气体做等压膨胀，直至活塞右移至缸底，设此距离为，此时对应的温度为，则，解得，所以，若温度 时，内部压强等于 ，B错误，C正确；
D.当温度 时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持不变，则，解得，D正确。
故选CD。
19.【答案】在注射器的柱塞上涂上润滑油保证封闭气体质量不变的措施都可以； ； ； 他们选取气体质量不同
【解析】为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是注射器上涂上润滑油防止漏气保证封闭气体质量不变的措施都可以；
、若急速推拉活塞，则有可能造成等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，故A错误；
B、手握活塞造成温度变化，故B正确；
C、应等状态稳定后，记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误；
图象发生了弯曲，则说明在实验中温度发生了变化，因图象向上弯曲，图象的斜率为，故温度升高了，故C正确，AB错误；
图线的斜率，根据克拉柏龙方程可知，由于温度相同，说明他们选取气体质量不同。
20.【答案】
增大
【解析】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，由图像横纵坐标可知在等温情况下，一定质量的气体， 与 成正比。
故选B。
若气体被压缩到 ，则有
由图乙可读出封闭气体压强为
某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了 ，则在计算 乘积时，根据
可知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 的增大而增大。
21.【解析】瓶内气体的始，末状态的热力学温度分别为 ，
温度变化过程中体积不变，故由查理定律有
解得
保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有
解得
22.【解析】设未加热前缸内气体压强为，对活塞、整体根据平衡条件可得，
对活塞单独根据平衡条件可得，
解得，。
设弹簧恢复原长时缸内气体的压强为，对活塞根据平衡条件可得，
解得。
设此时缸内气体的体积为，由理想气体状态方程得，
解得。

23.【解析】设倒置后稳定时，玻璃管中水银的高度为 ，则玻璃管气体压强为
根据玻意耳定律可得
联立代入数据解得 或 舍去
当玻璃管内剩余水银的高度为 时，则玻璃管气体压强为
根据玻意耳定律可得
可得
根据
可知后来进入的气体质量与原来气体质量之比。
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