第2章 固体、液体和气体 章末检测试卷(2)-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修第三册（教科版2019）

章末检测试卷(二) (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．(2022·广州市高二期末)下列关于液体和固体性质的说法，正确的是(　　) A．云母片沿各个方向上的导热性能是不相同的，叫作各向同性 B．毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力共同作用的结果 C．两端开口的细玻璃管竖直插入水中，管内水面与管外水面一定是相平的 D．彩色液晶显示器能够显示彩色，是因为液晶的光学性质具有各向同性的特点 答案　B 解析　云母片沿各个方向上的导热性能是不相同的，叫作各向异性，选项A错误；毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力共同作用的结果，选项B正确；两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象，则管内水面比管外水面高，选项C错误；彩色液晶显示器能够显示彩色，是因为液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项D错误。 2．(2022·齐齐哈尔市高二月考)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况。若固体A和毛细管B都很干净，则(　　) A．固体A和毛细管B可能是同种材料 B．固体A和毛细管B一定是同种材料 C．液体对毛细管B浸润 D．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大 答案　C 解析　当把毛细管B插入液体时，液体在毛细管B中上升且液面呈现凹形，说明液体对B浸润，液体不能附着在A的表面，说明液体对A不浸润，所以A与B一定不是同种材料，故A、B错误，C正确；根据浸润与不浸润的特点，浸润时，附着层内的分子引力小于固体对分子的引力，而不浸润时，附着层内的分子引力大于固体对分子的引力，所以固体A的分子对液体附着层内的分子引力比毛细管B的分子对液体附着层内的分子引力小，故D错误。 3．(2022·连云港市高二期末)用玻璃瓶密封一定质量的气体，然后将玻璃瓶放入热水中，过一段时间瓶塞弹出，关于瓶塞弹出的原因，下列说法正确的是(　　) A．瓶内气体分子数增加 B．瓶内气体分子间作用力急剧增大 C．瓶内所有气体分子的运动都更加剧烈 D．瓶内气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大 答案　D 解析　密封容器，瓶内气体分子数不变，A错误；分子间作用力由分子间距决定，分子数不变、体积不变的情况下，分子间距不变，瓶内气体分子间作用力不会急剧增大，B错误；玻璃瓶放入热水中，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增加，即不是瓶内所有气体分子的运动都更加剧烈，C错误；根据理想气体状态方程＝C，气体体积不变，温度升高，故压强增大，由气体压强的微观解释可知，瓶内气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大，D正确。 4.如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程中气体的密度(　　) A．先变大后变小 B．先变小后变大 C．一直变大 D．一直变小 答案　D 解析　由题图可知，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体温度不变，压强减小，根据气体等温变化规律可知，从A到B过程中气体体积逐渐增大，由密度公式ρ＝可知，气体密度一直变小，选项D正确。 5.(2022·北京市西城区高二期末)如图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的体积与热力学温度关系的V－T图像。则下列关于此过程的压强与热力学温度关系的p－T图像正确的是(　　) 答案　D 解析　由V－T图像可知，从A到B体积不变，温度升高，压强变大；从B到C，温度不变，体积减小，压强变大；在p－T图像中，过原点的直线为等容线，则结合给定的四个p－T图像可知，只有D符合。 6.(2022·南通市高二期中)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9 mL，内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105 Pa，护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶，若瓶内、外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强最接近(　　) A．0.8×105 Pa B．1.0×105 Pa C．1.3×105 Pa D．1.7×105 Pa 答案　C 解析　药瓶内气体的体积为V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL，压强为p1＝1.0×105 Pa， 注射器内气体的体积为V2＝0.3 cm2×0.4 cm＝0.12 cm3＝0.12 mL 压强为p2＝1.0×105 Pa， 设注入气体后药瓶内气体压强为p， 则可得p1V1＋p2V2＝pV1， 解得p＝1.3×105 Pa，故选C。 7．(2022·盐城市高二月考)图甲、乙为吸盘工作原理示意图，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，使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、有效面积为8 cm2(不计吸盘和墙壁接触部分的面积)，扳下锁扣前密封体积为1.0 cm3、压强等于大气压强1×105 Pa的空气。空气密度为1.29 kg/m3，扳下锁扣后吸盘内体积变为2.0 cm3，已知吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力是其与墙壁间正压力的1.5倍，空气视为理想气体，下列说法正确的是(　　) A．扳下锁扣后吸盘内气体压强为1.8×105 Pa B．扳下锁扣后吸盘内气体密度为1.03 kg/m3 C．该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过60 N D．冬天(大气压强比夏天大)使用该吸盘时，吸盘能够承受的最大拉力将减小 答案　C 解析　由于轻质吸盘导热良好，所以扳下锁扣前、后吸盘内气体可视为等温变化，根据气体等温变化规律有p0V0＝p1V1，解得扳下锁扣后吸盘内气体压强为p1＝0.5×105 Pa，故A错误；扳下锁扣后吸盘内气体质量不变，体积变为原来的2倍，所以密度变为原来的一半，即0.645 kg/m3，故B错误；此时吸盘与墙壁间的正压力大小为N＝(p0－p1)S＝40 N，该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过Gmax＝1.5N＝60 N，故C正确；根据前面分析可知，扳下锁扣后吸盘内、外压强差为大气压强的一半，冬天大气压强较大，所以冬天使用该吸盘时，吸盘与墙壁间正压力增大，吸盘能够承受的最大拉力将增大，故D错误。 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．下列说法中正确的是(　　) A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 B．夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故 C．喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水珠是表面张力的结果 D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 答案　ABC 解析　雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，故A正确；荷叶上小水珠呈球状与喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水珠，都是液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，故B、C正确；单晶体一定具有规则形状，且单晶体有各向异性的特征，多晶体的物理性质为各向同性，故D错误。 9.如图所示是一定质量的某种气体的等压线，比较等压线上的a、b两个状态，下列说法正确的是(　　) A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多 B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多 C．a状态对应的分子平均动能小 D．单位体积的分子数a状态较多 答案　BCD 解析　由题图可知一定质量的气体a、b两个状态的压强相等，而a状态温度低，分子平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A错误，B、C正确；一定质量的气体，分子总数不变，Vb>Va，单位体积的分子数a状态较多，故D正确。 10．(2023·福建省师大附中高二期中)内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置，管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ，竖直管上端与大气相通，各部分长度如图所示。已知环境温度为27 ℃，大气压强p0＝76 cmHg。下列说法正确的是(　　) A．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为12 cm B．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为11.2 cm C．使两部分气体升高相同温度，当水银面上升至管口时，气体温度为500 K D．使两部分气体升高相同温度，当水银面上升至管口时，气体温度为480 K 答案　AC 解析　保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，对理想气体Ⅰ和Ⅱ，由气体等温变化规律有p1V1＝p1′V1′，p2V2＝p2′V2′ 代入数据：(76＋14) cmHg×12 cm·S＝(76＋24) cmHg·l·S， (76＋14) cmHg×8 cm·S＝(76＋24) cmHg·l′·S 解得l＝10.8 cm，l′＝7.2 cm 加入水银长度为Δl＝l1－l＋l2－l′＋10 cm＝12 cm－10.8 cm＋8 cm－7.2 cm＋10 cm＝12 cm，A正确，B错误；使两部分气体升高相同温度，当水银面上升至管口时，由理想气体状态方程＝，＝，T1′＝T2′， 代入数据 ＝， ＝，其中，L＋L′＝30 cm，解得T1′＝T2′＝500 K，C正确，D错误。 三、非选择题(本题共5小题，共54分) 11.(6分)(2019·江苏卷)由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为________(选填“引力”或“斥力”)。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中________(选填“A”“B”或“C”)的位置。 答案　引力(3分)　C(3分) 解析　在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力。由于平衡位置对应的分子势能最小，在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，所以能够总体上反映小水滴表面层中水分子势能Ep的是题图中C位置。 12．(9分)(2022·淄博市高二期末)用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．应快速推拉柱塞 C．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器再推拉柱塞 D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位 (2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的________(选填“①”或“②”)。 (3)实验中若使用压强传感器采集数据，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果________(选填“有”或“无”)影响。 答案　(1)AD　(2)②　(3)无(每空3分) 解析　(1)在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以防止漏气，确保所研究的气体质量一定，A正确；快速推拉柱塞或用手握住注射器会导致气体温度发生变化，不符合实验条件，B、C错误；由于等温变化时＝，注射器旁的刻度尺如果刻度分布均匀，可以用气柱的长度来间接表示体积，可以不标注单位，D正确。 (2)p－ 图线应是一条过原点的倾斜直线，当实验过程中漏气时，则大于理论值，则图线的斜率减小，作出的图线为题图乙中的②。 (3)实验中若使用压强传感器采集数据，即直接通过传感器采集气体的压强，柱塞与针筒间的摩擦对实验结果无影响。 13．(12分)(2022·张掖市高二月考)某同学欲测量一形状不规则又易溶于水的固体体积，他采用如图所示的装置，将上端开口的隔热性良好的圆柱形气缸竖直放置在水平面上，先将被测物体轻放在气缸底部，再用横截面积为S＝0.2 m2的活塞从上端开口处放下并封闭一定质量的理想气体，待活塞稳定后测得活塞到气缸底部高度h＝0.5 m，此时气体温度t1＝27 ℃，接通电热丝将气体加热到t2＝77 ℃时，活塞上升了Δh＝0.05 m，已知活塞厚度不计，活塞质量为m，大气压强为p0，重力加速度为g，忽略一切摩擦，固体体积始终不变，求： (1)气体的压强； (2)固体的体积。 答案　(1)p0＋　(2)0.04 m3 解析　(1)对活塞有p0S＋mg－pS＝0(2分) 解得p＝p0＋(1分) (2)在对气体缓慢加热的过程中，气体的压强保持不变，由等压变化规律可得＝(2分) 其中T1＝(273＋27) K＝300 K，(1分) T2＝(273＋77) K＝350 K(1分) 设固体的体积为V， V1＝hS－V＝0.5×0.2 m3－V＝0.1 m3－V(2分) V2＝(h＋Δh)S－V＝(0.5＋0.05)×0.2 m3－V＝0.11 m3－V(2分) 代入数据解得V＝0.04 m3。(1分) 14．(12分)2021年11月8日，神舟十三号的三名宇航员在相互配合下圆满完成从空间站到太空的出舱任务，宇航员出舱时，要穿出舱航天服，从太空舱进入到气闸舱，示意图如图所示，关闭太空舱舱门，将气闸舱中气体缓慢抽出，压强逐渐减小到真空，再打开气闸舱舱门，从气闸舱进入到舱外活动。已知气闸舱中气体的初始压强为105 Pa，温度300 K，气闸舱体积约为1.4 m3。为了安全起见，第一阶段先将气闸舱的压强降至7×104 Pa，给航天员一个适应过程。在第一阶段降压过程中，求： (1)若气闸舱的温度保持不变，要抽出105 Pa压强下多少m3的气体； (2)若气闸舱温度变为290 K，气闸舱内存留气体与原来气体在105 Pa压强下的体积比。(结果保留两位有效数字) 答案　(1)0.42 m3　(2)0.72 解析　(1)设气闸舱内原有气体的体积为V1，压强为p，舱内压强降低后气体压强为p′，原有气体在此压强下体积为V2，由玻意耳定律可得pV1＝p′V2，(2分) 设抽掉的气体占原来气体的比例为k，由数学关系可得k＝，(2分) 设抽掉气闸舱原有的气体体积ΔV＝kV1，联立解得ΔV＝0.42 m3。(2分) (2)温度与压强降低后，原有气体在此压强下体积为V3，由理想气体状态方程可得＝，(3分) 设气闸舱内存留气体与原来气体的体积比为n，n＝，(2分) 联立解得n≈0.72。(1分) 15．(15分)如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的气缸水平放置，一面积为S的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细绳与一质量为m的重物相连，气缸右侧封闭且留有抽气孔，活塞右侧气体的压强为p0。活塞左侧气体的体积为V0，温度为T0。将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变。然后将密封的气体缓慢加热。已知重物的质量满足关系式mg＝p0S，重力加速度为g。求： (1)活塞刚碰到气缸右侧时气体的温度； (2)当气体温度达到2T0时气体的压强。 答案　(1)1.5T0　(2)p0 解析　(1)设当活塞右侧气体的压强为p0时，左侧气体压强为p1 则p1＝＋p0＝2p0(2分) 右侧抽成真空时，左侧气体压强为 p2＝＝p0(1分) 对左侧气体由气体等温变化规律得 p1V0＝p2V2(2分) 解得：V2＝2V0(1分) 缓慢加热密封气体，气体发生等压变化，活塞与气缸右侧接触时，体积V3＝3V0，气体的温度为T3(1分) 则由等压变化规律得： ＝(2分) 解得：T3＝1.5T0(2分) (2)气体温度由T3升高到2T0的过程，气体发生等容变化，由等容变化规律得 ＝(2分) 解得：p4＝p0。(2分) 学科网（北京）股份有限公司 $$