选择性必修 第三册第2章 分子动理论　固体、液体和气体 Word版含解析

一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．[2020·重庆六校联考]关于内能，下列说法中不正确的是(　　)
A．若把氢气和氧气看成理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等
B．相同质量的0
℃水的分子势能比0
℃冰的分子势能大
C．物体吸收热量后，内能一定增加
D．一定质量的100
℃的水吸收热量后变成100
℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
2.
如图所示，两端开口的弯管，其左管插入水银槽中，管内、外液面高度差为h1，右管有一段U形水银柱，两边液面高度差为h2，中间封有一段气体，则(　　)
A．若增大大气压强，则h1和h2同时增大
B．若升高环境温度，则h1和h2同时减小
C．若把弯管向上移动少许，则管内封闭气体体积不变
D．若把弯管向下移动少许，则管内封闭气体压强增大
3．下列说法正确的是(　　)
A．饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大
B．饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态
C．所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点
D．所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体
4.
如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强(　　)
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终不变
D．先增大后减小
5．[2019·云南保山期末]闲置不用的大理石堆放在煤炭上．过一段时间后发现大理石粘了很多黑色的煤炭．不管怎么清洗都洗刷不干净，用砂纸打磨才发现，已经有煤炭进入到大理石的内部，下列说法正确的是(　　)
A．如果让温度升高，煤炭进入大理石的速度就会加快
B．煤炭进入大理石的过程说明分子之间有引力，煤炭会被吸进大理石中
C．在这个过程中，只有煤炭进入大理石内，没有大理石成分出来进入煤炭中
D．煤炭进入大理石的运动属于布朗运动
6．[2019·张掖一联]下列说法不正确的是(　　)
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能先增大后减小
C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小
D．由图丙可知，当分子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的减小而减小
7．[2020·安徽安庆模拟]下列说法正确的是(　　)
A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出
B．萘的熔点为80
℃，质量相等的80
℃的液态萘和80
℃的固态萘具有相同内能
C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象
D．液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能小
8.
[2020·山东泰安模拟]甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是(　　)
A．乙分子在P点时分子间引力为零
B．乙分子在Q点时分子势能最小
C．乙分子在Q点时处于平衡状态
D．乙分子在P点时动能最大
二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)
9．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则(　　)
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、丙为晶体，乙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
10．下列说法正确的是(　　)
A．橡皮筋拉伸后松开会自动缩回，说明分子间存在引力
B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在斥力
C．水和酒精混合后的体积小于混合前体积之和，说明分子间存在一定的间隙
D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力
三、非选择题(本题共3小题，共28分)
11．(8分)
[2020·安徽江南十校联考]如图所示，系统由左右两个侧壁绝热、横截面积均为S的容器组成．左容器足够高，上端开口，右容器上端由导热材料封闭．两个容器的下端由可忽略容积的细管连通．容器内有两个绝热的活塞A、B，A、B下方封有氮气，B上方封有氢气，大气压强为p0，环境温度为T0＝273
K，两个活塞因自身重力对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时，各气体柱的高度如图所示，现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升的高度为0.7h.用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡．氮气和氢气均可视为理想气体．求：
(1)水的温度；
(2)第三次平衡时氢气的压强．
12．(10分)[预测新题]两个半径之比为∶1的粗细均匀的玻璃管甲、乙连接在一起，如图所示，其中玻璃管乙的总长度为H＝34
cm，玻璃管甲的长度足够长，用长度为h＝4
cm的水银柱将一定质量的理想气体封闭在玻璃管乙中，当理想气体的温度为T1＝300
K时，封闭气体的长度为l1＝20
cm，已知大气压强为p0＝76
cmHg.
(1)现使封闭气体的温度缓慢升高，当水银柱刚好到达两玻璃管的交接处时，封闭气体的温度T2为多少？
(2)在(1)的基础上继续缓慢升高温度，当水银柱刚好完全进入玻璃管甲时，封闭气体的温度T3为多少？
13．(10分)[2018·全国卷Ⅲ]在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0
cm和l2＝12.0
cm，左边气体的压强为12.0
cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．
1．C　具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气，分子的平均动能相等，氢气分子数较多，内能较大，选项A正确；相同质量的0
℃的水和0
℃的冰的温度相同，分子平均动能相同，由于0
℃的冰需要吸收热量才能融化为0
℃的水，根据能量守恒定律，一定质量的0
℃的水的分子势能比0
℃的冰的分子势能大，选项B正确；根据热力学第一定律，物体吸收热量，若同时对外做功，其内能不一定增加，选项C错误；一定质量的100
℃的水吸收热量后变成100
℃的水蒸气，由于体积增大，对外做功，根据热力学第一定律，吸收的热量等于气体对外做的功和增加的内能，所以吸收的热量大于增加的内能，选项D正确．
2．D　设大气压强为p0，则管中封闭气体的压强p＝p0＋ρgh1＝p0＋ρgh2，得h1＝h2.若大气压强增大，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律可知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使h1和h2同时减小，故A错误；若环境温度升高，封闭气体的压强增大，体积也增大，h1和h2同时增大，故B错误；若把弯管向上移动少许，封闭气体的体积将增大，故C错误；若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，压强增大，故D正确．
3．A　饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，A正确；饱和蒸汽是指与液化和汽化处于动态平衡的蒸汽，B错误；单晶体有固定的形状，而多晶体没有固定的形状，C错误；水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，D错误．
4．A　气体从状态a到状态b的变化过程中，体积V减小，温度T升高，由理想气体状态方程＝C可知，气体压强逐渐增大，本题只有选项A正确．
5．A　如果温度升高，分子运动更剧烈，则煤炭进入大理石的速度就会加快，故A正确；煤炭进入大理石的过程说明分子之间有间隙，也说明分子不停地做无规则运动，不是因为分子之间有引力，故B错误；分子都在做无规则运动，所以在这个过程中，有的煤炭进入大理石内，有的大理石成分出来进入煤炭中，故C错误；煤炭进入大理石的运动属于物质分子的运动，即属于扩散现象，不是布朗运动，故D错误．
6．D　当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，题图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A正确；一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由题图乙知状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由p－V图线的特点，温度升高，pV增大，所以气体温度先增大再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B正确；由题图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；由题图丙可知，当分子力表现为斥力时，分子间的距离r7．C　液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故A错误；80
℃时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，故B错误；由毛细现象的定义可知，C正确；液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体表面层分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，故D错误．
8．D　由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，A错误．乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，B错误．乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点合力不为0，故不处于平衡状态，C错误．乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，D正确．
9．BD　由题图甲、乙、丙可知：甲、乙在导热性质上表现各向同性，丙具有各向异性．由题图丁可知：甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，B正确．甲为晶体，从图甲中确定它是多晶体，丙为单晶体，故A、C错误，D正确．
10．AC　橡皮筋拉伸后松开会自动缩回，说明分子间存在引力，故A正确；分子力是一种短程力，“破镜不能重圆”是因为分子间距离超出了分子力作用的范围，B错误；水和酒精混合后的体积小于混合前体积之和，说明分子间存在一定的间隙，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力是因为篮球内部的压强太大，故D错误．
11．答案：(1)368.55
K　(2)1.35p0
解析：(1)活塞A从初位置升到最高点的过程为等压过程．氮气在该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0＝273
K，末态体积为2.7hS.设末态温度为T，由盖－吕萨克定律得T＝T0＝368.55
K.
(2)分析氢气的等温过程：该过程的初态压强为p0，体积为hS，设末态体积为h′S，压强为p，由玻意耳定律得p0hS＝ph′S，活塞A从最高点被推回第一次平衡时的位置的过程，是等温过程．氮气在该过程的初态压强为1.1p0，体积为2.7hS；末态的压强为p′，体积为V′，则p′＝p＋0.1p0，V′＝(3h－h′)S，由玻意耳定律得p′V′＝1.1p0·2.7hS，解得p′＝1.35p0.
12．答案：(1)450
K　(2)497.25
K
解析：(1)当水银柱刚好到达两玻璃管的交接处时，封闭气体的长度为l2
＝H－h＝30
cm
由盖?吕萨克定律得＝
解得T2＝T1＝450
K
(2)当水银柱在玻璃管乙中时，封闭气体的压强为
p1＝p0＋ρgh＝
80
cmHg
由题意可知玻璃管甲和乙的横截面积之比为2∶1
设玻璃管乙的横截面积为S，则玻璃管甲的横截面积为2S
当水银柱完全进入玻璃管甲中时，设此时水银柱的长度为h′，则有Sh＝
2Sh′
解得h′＝2
cm
此时封闭气体的压强为p3＝p0＋ρgh′＝78
cmHg
封闭气柱的长度为l3＝
34
cm
由理想气体状态方程得＝
代入数据得T3
＝497.25
K
13．答案：22.5
cm　7.5
cm
解析：设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.
U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l′1和l′2，水银密度为ρ，U形管横截面积为S，由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)
由玻意耳定律有
p1l1S＝pl′1S
p2l2S＝pl′2S
l′1－l1＝l2－l′2
解得l′1＝22.5
cm，l′2＝7.5
cm
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