第二章 气体、固体和液体【A卷 达标卷】-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第三册）

2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第二章 气体、固体体和液体 （A卷•考点达标卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第2章。 一、单选题 1．下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化 B．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 C．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，只需要确定温度 2．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　） A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态 C．处于热平衡的两个系统内能一定相同 D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同 3．气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示为（　　） A．初始温度为27K，升高了20K B．初始温度为300.15K，升高了20K C．初始温度为27K，升高了293.15K D．初始温度为300.15K，升高了293.15K 4．如图1所示，透过方解石观察下方的线条可以看到两个像，这称为双折射现象，再透过缓慢旋转的偏振片会观察到两个像交替出现，如图2所示，则下列说法错误的是（    ） A．方解石是单晶体 B．方解石光学性质各向异性 C．透过方解石的光是偏振光 D．透过方解石的光波是纵波 5．关于晶体和非晶体的内部结构，下列说法正确的是（　　） A．它们内部的物质微粒都有规则的空间分布 B．单晶体内部的物质微粒是规则排列的，而非晶体内部物质微粒排列是不规则的 C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的 D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体 6．在玻璃管内加入水银，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是（　　） A．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 B．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 C．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 D．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 7．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．56cmHg B．76cmHg C．96cmHg D．条件不足，无法求得 8．竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（  ） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 二、多选题 1．下列情景中的系统处于平衡态的是（　　） A．放在0 ℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物 B．静止在沸水中足够长时间的铜块 C．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐 D．大气中正在上升的热气团 2．下列关于温度的说法正确的是（　　） A．27 ℃相当于301.15 K B．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K C．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K D．温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度由T升至2T 3．下列关于热力学温度的说法中正确的是（　　） A． B．温度变化，也就是温度变化 C．水的沸点为，用热力学温度表示即为 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 4．晶体具有各向异性的特点是由于（　　） A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同 B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 C．晶体内部结构的无规则性 D．晶体内部结构的有规则性 5．下列说法正确的是（　　） A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果 B．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用 C．如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和非晶体相似，具有各向同性 三、解答题 1．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18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。 2．瑜伽球是一种很受欢迎的健身器材，它可以增强锻炼者的平衡能力和协调性，也被应用于医疗中帮助病人做康复训练。一个充满气的瑜伽球内部气体（可视为理想气体）体积为120L，处在温度为7℃的室外环境下，其内部压强为，现把瑜伽球移入温度为27℃的室内，当瑜伽球温度和室温达到一致时： (1)若忽略球体体积变化，瑜伽球内部气体压强变为多大？ (2)当某人坐上瑜伽球时，稳定后球体体积减小为112L，此时球内气体压强变为多少? 3．如图所示为喷洒农药用的某种喷雾器、其药液桶的总容积为，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为，打气筒活塞每次可以打进的空气，忽略打气和喷药过程气体温度的变化。 求： (1)若要使气体压强增大到，应打气多少次？ (2)如果压强达到时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？ 4．某款充气坐垫，充好气后容积约为，内部气体最大压强不能超过。现在使用活塞式气泵给该坐垫充气，活塞式气泵由一活塞和长为的圆桶组成，圆桶的容积为，气泵的前端有一个单向气体阀门，当气泵中气压达到时，单向阀门打开进行充气，忽略充气前充气坐垫内的气体。活塞与圆桶间封闭良好，不计活塞与圆桶间的摩擦，不计温度改变时充气坐垫的体积变化，早晨环境温度为12℃，中午环境温度为27℃，大气压始终保持不变。求： (1)将活塞从圆桶底部向前缓慢推进多大距离，单向阀门才能打开； (2)为使中午坐垫内部压强不超过最大压强，早晨给充气坐垫充气时最多能充气的次数。 5．一篮球内的标准气压值，容积，某次比赛前测得所用篮球内气压，现用容积为的打气筒给篮球打气，设每次打气都能将气筒内气体全部压进篮球内，打气过程气体温度及篮球的容积均不变，大气压强。求： (1)打气筒需要打气几次能使篮球内气体达到标准值； (2)打入篮球的气体质量m与篮球内原有气体的质量之比。 6．粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，管内装有水银，静止时两端水银面高度相同。左端被封闭的空气柱长，外界大气压强。现从右端开口处缓慢注入水银，使左端空气柱长度变为，此时右端水银面尚未达到管口。已知整个过程温度和大气压强保持不变，管内气体可视为理想气体。求： (1)注入水银后左端封闭气体的压强； (2)注入水银柱的长度。 7．某同学设计了一种测量不同压强下空气密度的装置，如图所示，两侧均足够长且粗细均匀的U形管竖直放置，管内有一部分水银，左侧管内水银面距管口，开始两侧管均开口，现封住左侧管口后，向右侧管内缓慢注入一定量的水银，稳定后结合测得的两管水银面的高度差即可测得被封闭的空气的密度．若某次测量时，已知大气压强，注入水银前空气的密度，稳定后两管水银面的高度差，视被封闭空气为理想气体，且不计空气温度的变化。求： (1)此次测得的左侧管内空气的密度（结果保留3位有效数字）； (2)此次向右侧管内注入水银的长度。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第二章 气体、固体体和液体 （A卷•考点达标卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第2章。 一、单选题 1．下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化 B．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 C．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，只需要确定温度 【答案】C 【详解】A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量会发生变化，选项A错误； B．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为热能，不是平衡态，B错误。 C．两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，C正确； D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，需要力学、几何、热学角度描述气体，即从压强、体积、温度描述，选项D错误。 故选C。 2．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　） A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态 C．处于热平衡的两个系统内能一定相同 D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同 【答案】D 【详解】AB．平衡态是针对某一系统而言的，描述系统状态的参量不只温度一个，还与体积压强有关，当温度不变时，系统不一定处于平衡态；热平衡是两个系统相互影响的最终结果，根据热平衡的定义可知，系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的，故AB错误； CD．如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度一定相同，两个系统分子平均动能一定相同，但是内能不一定相同，故C错误，D正确。 故选D。 3．气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示为（　　） A．初始温度为27K，升高了20K B．初始温度为300.15K，升高了20K C．初始温度为27K，升高了293.15K D．初始温度为300.15K，升高了293.15K 【答案】B 【详解】气体初始温度为27℃，摄氏温度与热力学温度的关系是 可知气体初始温度用热力学温标表示；升高了 故选B。 4．如图1所示，透过方解石观察下方的线条可以看到两个像，这称为双折射现象，再透过缓慢旋转的偏振片会观察到两个像交替出现，如图2所示，则下列说法错误的是（    ） A．方解石是单晶体 B．方解石光学性质各向异性 C．透过方解石的光是偏振光 D．透过方解石的光波是纵波 【答案】D 【详解】AB．单晶体具有各向异性，会产生双折射现象，方解石能产生双折射现象，则方解石是单晶体，其光学性质各向异性，故AB正确； CD．通过方解石的光能够通过偏振片观察到两个像交替出现，即发生了偏振现象，说明透过方解石的光是偏振光，只有横波才能发生偏振现象，则透过方解石的光波是横波，故C正确，D错误。 本题是选错误的，故选D。 5．关于晶体和非晶体的内部结构，下列说法正确的是（　　） A．它们内部的物质微粒都有规则的空间分布 B．单晶体内部的物质微粒是规则排列的，而非晶体内部物质微粒排列是不规则的 C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的 D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体 【答案】B 【详解】ABC．单晶体内部微粒排列规则，而非晶体内部微粒排列不规则，晶体与非晶体内部的微粒都在不停地运动着，选项B正确，AC错误。 D．无法依据物质内部各个平面上的微粒数是否相等来区分晶体与非晶体，选项D错误。 故选B。 6．在玻璃管内加入水银，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是（　　） A．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 B．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 C．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 D．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 【答案】D 【详解】由图可知，水银不浸润玻璃，则表面层中的水银分子间作用力表现为引力。 故选D。 7．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．56cmHg B．76cmHg C．96cmHg D．条件不足，无法求得 【答案】C 【详解】管内气体的压强为p=p0+ρgh=76cmHg +20cmHg=96cmHg 故选C。 8．竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（  ） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 【答案】D 【详解】AB．根据等液面法求压强得；故AB错误； CD．根据；得；故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 1．下列情景中的系统处于平衡态的是（　　） A．放在0 ℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物 B．静止在沸水中足够长时间的铜块 C．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐 D．大气中正在上升的热气团 【答案】AB 【详解】A．放在0 ℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物，由于容器导热，且房间温度为0 ℃，冰水混合物与房间达到热平衡，温度保持0 ℃不变，处于热平衡状态，故A正确； B．静止在沸水中足够长时间的铜块，铜块会与沸水充分进行热交换，最终铜块温度与沸水温度相同，且不再发生变化，处于热平衡状态，故B正确； C．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度未达到稳定状态，则处于非平衡态，故C错误； D．大气中正在上升的热气团，热气团在上升过程中会与周围大气进行热交换，同时其自身的温度、压强等状态参量也在发生变化，不处于热平衡状态，故D错误。 故选AB。 2．下列关于温度的说法正确的是（　　） A．27 ℃相当于301.15 K B．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K C．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K D．温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度由T升至2T 【答案】BC 【详解】A．根据；可知27 ℃相当于；故A错误； B．根据；可知100 ℃相当于；故B正确； C．根据；可知0 ℃相当于；且100 ℃相当于；可知水从0 ℃升高到100 ℃，可知用热力学温度表示即为从273..15 K升高到373.15 K，故C正确； D．根据；可知温度为t相当于；温度为2t相当于 可知；故温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度不是由T升至2T，故D错误。 故选BC。 3．下列关于热力学温度的说法中正确的是（　　） A． B．温度变化，也就是温度变化 C．水的沸点为，用热力学温度表示即为 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 【答案】ABC 【详解】A．热力学温度与摄氏温度的关系为，则可知相当于，故A项正确； B．由，可知，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化，也就是温度变化，故B项正确； C．根据，可知相当于热力学温度，故C项正确； D．初态温度为对应热力学温度为，末态温度为对应热力学温度为，则对应的热力学温度升高了，故D项错误。 故选ABC。 4．晶体具有各向异性的特点是由于（　　） A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同 B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 C．晶体内部结构的无规则性 D．晶体内部结构的有规则性 【答案】AD 【详解】晶体的各向异性是由于晶体内部结构的有规则性以及不同的方向上物质微粒的排列情况不同。 故选AD。 5．下列说法正确的是（　　） A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果 B．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用 C．如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和非晶体相似，具有各向同性 【答案】ABC 【详解】A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果，故A正确； B．由于表面张力的作用，液体表面积要收缩至最小，所以小草上的露珠呈球形，故B正确； C．液体不浸润某种固体，如水银对玻璃，当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，附着层中的水银分子比水银内部稀疏，附着层中的分子间的作用力表现为引力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，故C正确； D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似，具有各向异性，故D错误。 故选ABC。 三、解答题 1．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18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。 【答案】(1)；(2)0.3V 【详解】（1）打气过程中，相当于把空气等温压缩，根据玻意耳定律有 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，壶内剩余气体的体积为，有 解得 所以壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，剩余洗涤剂的体积为 2．瑜伽球是一种很受欢迎的健身器材，它可以增强锻炼者的平衡能力和协调性，也被应用于医疗中帮助病人做康复训练。一个充满气的瑜伽球内部气体（可视为理想气体）体积为120L，处在温度为7℃的室外环境下，其内部压强为，现把瑜伽球移入温度为27℃的室内，当瑜伽球温度和室温达到一致时： (1)若忽略球体体积变化，瑜伽球内部气体压强变为多大？ (2)当某人坐上瑜伽球时，稳定后球体体积减小为112L，此时球内气体压强变为多少? 【答案】(1)；(2) 【详解】（1）由于体积一定，对球内理想气体有     其中，， 可得 （2）由于温度一定，对球内理想气体有     其中，， 可得 3．如图所示为喷洒农药用的某种喷雾器、其药液桶的总容积为，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为，打气筒活塞每次可以打进的空气，忽略打气和喷药过程气体温度的变化。 求： (1)若要使气体压强增大到，应打气多少次？ (2)如果压强达到时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？ 【答案】(1)20次；(2)10L 【详解】（1）设应打气n次，初态为， 末态为 根据玻意耳定律得 解得 （2）由题意可知 根据玻意耳定律得 代入数据解得 剩下的药液为 4．某款充气坐垫，充好气后容积约为，内部气体最大压强不能超过。现在使用活塞式气泵给该坐垫充气，活塞式气泵由一活塞和长为的圆桶组成，圆桶的容积为，气泵的前端有一个单向气体阀门，当气泵中气压达到时，单向阀门打开进行充气，忽略充气前充气坐垫内的气体。活塞与圆桶间封闭良好，不计活塞与圆桶间的摩擦，不计温度改变时充气坐垫的体积变化，早晨环境温度为12℃，中午环境温度为27℃，大气压始终保持不变。求： (1)将活塞从圆桶底部向前缓慢推进多大距离，单向阀门才能打开； (2)为使中午坐垫内部压强不超过最大压强，早晨给充气坐垫充气时最多能充气的次数。 【答案】(1)；(2) 【详解】（1）设圆筒底面积为，将活塞从圆筒底部缓慢推进时，封闭气体做等温变化，有 解得 （2）设总共充气次，充气前气体的总体积 气体温度 气体压强 中午时气垫内气体体积 气体压强 温度， 由理想气体状态方程有 解得 由于压强不能超过，所以 5．一篮球内的标准气压值，容积，某次比赛前测得所用篮球内气压，现用容积为的打气筒给篮球打气，设每次打气都能将气筒内气体全部压进篮球内，打气过程气体温度及篮球的容积均不变，大气压强。求： (1)打气筒需要打气几次能使篮球内气体达到标准值； (2)打入篮球的气体质量m与篮球内原有气体的质量之比。 【答案】(1)9次；(2) 【详解】（1）因为打气过程中气体温度不变，根据玻意耳定律可知 代入数据解得次 （2）由玻意耳定律可知 解得 6．粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，管内装有水银，静止时两端水银面高度相同。左端被封闭的空气柱长，外界大气压强。现从右端开口处缓慢注入水银，使左端空气柱长度变为，此时右端水银面尚未达到管口。已知整个过程温度和大气压强保持不变，管内气体可视为理想气体。求： (1)注入水银后左端封闭气体的压强； (2)注入水银柱的长度。 【答案】(1)100cmHg；(2)35cm 【详解】（1）对U型管左端空气柱，根据 解得注入水银后左端封闭气体的压强为 （2）当时，根据压强关系U型管左右两端水银面的高度差为 则此过程中注入水银柱的长度为 7．某同学设计了一种测量不同压强下空气密度的装置，如图所示，两侧均足够长且粗细均匀的U形管竖直放置，管内有一部分水银，左侧管内水银面距管口，开始两侧管均开口，现封住左侧管口后，向右侧管内缓慢注入一定量的水银，稳定后结合测得的两管水银面的高度差即可测得被封闭的空气的密度．若某次测量时，已知大气压强，注入水银前空气的密度，稳定后两管水银面的高度差，视被封闭空气为理想气体，且不计空气温度的变化。求： (1)此次测得的左侧管内空气的密度（结果保留3位有效数字）； (2)此次向右侧管内注入水银的长度。 【答案】(1)；(2)9.6cm 【详解】（1）对左侧管中气体，根据玻意耳定律有 气体的质量 联立可有 其中，， 代入数据可解得 （2）如图所示，设左侧液面上升了 则有 解得 由图可知需注入水银的长度 / 学科网（北京）股份有限公司 $$