章末综合检测(2) 气体、固体和液体（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

章末综合检测(二)　气体、固体和液体 (满分：100分) 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．下列说法正确的是(　　) A．若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体可能为多晶体 B．液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为斥力 C．若液体P滴在固体Q上很难擦去，则说明液体P浸润固体Q D．只有浸润液体在细管中才能发生毛细现象 C　解析：若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体应为单晶体，A错误；液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为引力，B错误；若液体P滴在固体Q上很难擦去，根据浸润的定义，说明液体P浸润固体Q，C正确；不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象，毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外液面；毛细管插入不浸润液体中，管内液面下降，低于管外液面，D错误。 2．(2024·江苏苏州高二期末)下列说法正确的是(　　) A．用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明石蜡具有各向同性 B．液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性 C．随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象 D．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 C　解析：用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，这是多晶体金属导热具有各向同性的表现，无法说明石蜡具有各向同性，A错误；液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，B错误；随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象，C正确；液体表面张力的方向与液面相切，且与分界线垂直，D错误。 3．关于气体压强，下列说法中正确的是(　　) A．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 B．气体分子热运动的平均动能增加，气体的压强一定增大 C．一定质量的理想气体，温度降低且体积增大，压强一定增大 D．一定质量的理想气体，温度升高且体积减小，压强一定增大 D　解析：气体压强取决于气体分子的数密度(单位体积内的分子数)和分子的平均动能两个因素，故单位体积的气体分子数增加，气体的压强不一定增大，气体分子热运动的平均动能增加，气体的压强不一定增大，A、B错误；由理想气体状态方程＝C知，一定质量的理想气体，温度降低且体积增大，压强减小，温度升高且体积减小，压强一定增大，C错误，D正确。 4．对四幅图中现象的分析，下列说法正确的是(　　) A．图甲中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．图乙中将棉线圈中肥皂膜刺破后，由于棉线的张力，棉线圈会变成圆形 C．图丙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D．图丁中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润 D　解析：因为液体表面张力的存在，水黾才能在水面上不下沉，A错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，B错误；液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，C错误；从题图丁中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润(不浸润液滴会因为表面张力呈球形)，D正确。 5．(2024·江苏盐城期末)如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则下列p－T图像能正确反映缸内气体压强变化情况的是(　　) B　解析：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，A、C、D错误，B正确。 6．两端封闭的U形管中有一些水银将空气隔为两部分，环境温度为10 ℃。U形管竖直放置，左、右两气柱的长度分别为L1和L2，如图所示。现将环境温度逐渐升高，则(　　) A．L1变长，L2变短 B．L2变长，L1变短 C．L1和L2不变化 D．条件不足，无法判定 B　解析：假设左、右两气柱的长度不变，由题图可知，原来两气柱的压强关系p2>p1，由等容变化可得＝＝，由于温度升高，则压强增大，且得Δp1＝；同理可知Δp2＝。由题意可知，温度变化相同，起始温度也相同，且p2>p1，则Δp2>Δp1，则L2变长，L1变短，B正确。 7．如图所示，导热性能良好的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200 kg，活塞质量m＝10 kg。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27 ℃，活塞位于汽缸正中间，整个装置都静止。已知外界大气压恒定，重力加速度g取10 m/s2。则当活塞恰好能静止在汽缸缸口AB处时(　　) A．弹簧长度变短 B．缸内气体温度为620 K C．缸内气体温度为600 K D．缸内气体温度为74 ℃ C　解析：对活塞与汽缸整体分析有kΔx＝(M＋m)g，所以弹簧的弹力保持不变，则弹簧长度不变，A错误；对汽缸受力分析有p0S＋Mg＝pS，则有p＝p0＋，所以缸内气体压强不变，则为等压变化，根据盖－吕萨克定律可得＝，代入数据可得＝，解得T2＝600 K＝327 ℃，C正确，B、D错误。 8．如图所示，竖直导热圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19 cm，活塞A上方的水银深H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0＝75 cmHg，则此时气柱的长为(　　) A．16 cm B．17 cm C．18 cm D．19 cm B　解析：使活塞B缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗筒内的水银柱高5 cm，因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细筒内的水银柱高为15 cm，水银柱的总高度为H′＝20 cm，所以此时气体的压强为p2＝p0＋ρgH′＝95 cmHg，设粗筒的横截面积为S，水银的一半被推入细筒中时气柱的长为l，根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2，V1＝LS，V2＝lS，可得：85×19S＝95lS，解得l＝17 cm，B正确，A、C、D错误。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．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 C．喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水球是表面张力的结果 D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 ABC　解析：雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，A正确；荷叶上小水珠与喷泉喷到空中的水形成一个个小水珠均呈球状，是液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，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，D错误。 10．(2024·河北邢台高二期末)一定质量的理想气体状态变化的p－T图像如图所示，由图像可知(　　) A．在a→b的过程中，气体的内能增加 B．气体在a、b、c三个状态的密度ρa>ρc>ρb C．在b→c的过程中，气体分子的平均动能增大 D．在c→a的过程中，气体的体积逐渐增大 AB　解析：在a→b的过程中，温度升高，内能增加，A正确；将a、b、c三点与原点O连起来，由Oa、Ob、Oc均表示等容变化，三条直线的斜率等于，斜率越大，体积越小，故气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为Va<Vc<Vb，气体的质量一定，则有ρa>ρc>ρb，B正确，D错误；在b→c的过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小，C错误。 11．如图所示，用汽缸容积为的活塞式抽气机对容积为V0的容器抽气，设容器中原来气体的压强为p0，抽气过程中气体温度不变，则(　　) A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完 B．第一次抽气后容器内压强为p0 C．第一次抽气后容器内压强为p0 D．连续抽3次后容器内压强为p0 CD　解析：气体初始状态参量为p0和V0，第一次抽气过程，由玻意耳定律得p0V0＝p1(V0＋V0)，解得p1＝p0，C正确，B错误；同理，第二次抽气过程有p1V0＝p2(V0＋V0)，第三次抽气过程有p2V0＝p3(V0＋V0)，解得p3＝p0，A错误，D正确。 12．如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管(容积不能忽略)的A管插入烧瓶，B管与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面(橡胶管内充满水银)等高，外界大气压恒定，下列说法正确的是(　　) A．保持B、C两管不动，若烧瓶内气体温度降低，则瓶内气体密度增大 B．保持B、C两管不动，若烧瓶内气体温度降低，则C管中水银柱将升高 C．若烧瓶内气体温度升高，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管向上移动 D．若烧瓶内气体温度升高，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管向下移动 AD　解析：保持B、C两管不移动，由等容变化可知，气体温度降低，压强变小，B管水银面上升，C管中水银柱将下降，气体体积减小，则瓶内气体密度增大，A正确，B错误；若烧瓶内气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，由等压变化可知，应该使气体的体积增大，应将C管向下移动，C错误，D正确。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．(4分)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　C 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。 14．(8分)(2024·河北石家庄模拟)某同学利用如图甲所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。 甲 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，用手握住烧瓶，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (1)该同学错误的操作步骤为________。 (2)正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图乙所示，其中的纵坐标为______(选填“V”或“”)，烧瓶的容积V0为________。(用图中字母表示) 乙 (3)另一同学重复实验，计算了多组p与(V0－V)乘积，发现p(V0－V)随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为________。(写出一个原因即可) 答案：(1)③　(2)V　n　(3)见解析 解析：(1)探究理想气体温度不变时压强与体积关系，实验过程，用手握住烧瓶(步骤③)会导致容器的温度发生变化，会影响实验，所以是错误的操作。 (2)设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律有 p(V0－V)＝C 得V＝V0－C 所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，有V0＝n。 (3)p(V0－V)这个乘积与物质的量有关，与气体温度有关，实验中发现p(V0－V)乘积变小，有可能是实验过程中温度降低导致的。 15．(10分)一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa。 (1)求状态A、B、C的压强； (2)在图乙中画出该状态变化过程的p－T图像，并分别标出A、B、C、D各个状态。 答案：(1)4×104 Pa　1.6×105 Pa　4×104 Pa (2)图见解析 解析：(1)由题图甲可知，A→B过程是等容升温过程，有＝ B→C是等温膨胀过程，有pBVB＝pCVC C→D是等容降温过程，有＝ 联立解得pA＝4×104 Pa，pB＝1.6×105 Pa，pC＝4×104 Pa。 (2)该状态变化过程的p－T图像如图所示。 16．(10分)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，求此时药瓶内气体的压强。 答案：1.3×105 Pa 解析：未向药瓶内注入气体前，药瓶内气体的压强p1＝1.0×105 Pa 体积V1＝(0.9－0.5) mL＝0.4 mL 注射器内气体的压强p0＝1.0×105 Pa 体积V0＝0.3×0.4 mL＝0.12 mL 将注射器内气体注入药瓶后，药瓶内气体的体积V2＝V1＝0.4 mL，设压强为p2 根据玻意耳定律有p1V1＋p0V0＝p2V2 解得p2＝1.3×105 Pa。 17．(12分)(2024·湖北武汉模拟)在五四青年节“放飞梦想”的庆典活动上，五颜六色的氦气球飞向广阔天空。用一个容积为50 L、压强为1.0×107 Pa的氦气罐给气球充气(充气前球内气体忽略不计)，充气后每个气球体积为10 L，球内气体压强为1.5×105 Pa，设充气过程中罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同，则 ： (1)用一个氦气罐充了20个气球后，罐内剩余气体的压强为多少？ (2)氦气球释放后飘向高空，当气球内外压强差达2.7×104 Pa时发生爆裂，此时气球上升了3 km。已知气球释放处大气温度为300 K，大气压强为1.0×105 Pa，高度每升高1 km，大气温度下降6 ℃，大气压强减小1.1×104 Pa，则氦气球爆裂时体积为多少？ 答案：(1)9.4×106 Pa　(2)15 L 解析：(1)已知 p1＝1.0×107 Pa，V1＝50 L，p2＝1.5×105 Pa，V2＝10 L，p0＝1.0×105 Pa 设充气后罐内剩余气体压强为p3，则 p1V1＝20p2V2＋p3V1 解得p3＝9.4×106 Pa。 (2)升至3 000 m高空时，气球内气体温度 T＝300 K－18 K＝282 K 此处大气压强 p0′＝p0－0.33p0＝6.7×104 Pa 气球胀裂时内外压强差 Δp＝p－p0′＝2.7×104 Pa 可得球内气体压强p＝9.4×104 Pa 对气球内气体研究，根据理想气体状态方程 ＝ 解得气球爆裂时体积V3＝15 L。 18．(16分)(2024·江西南昌模拟)如图所示，倒立汽缸的活塞压在劲度系数为k的竖直轻弹簧上，汽缸在两个固定的竖直光滑挡板之间悬空而静止，活塞与汽缸之间封闭有理想气体，气体高度为h。不计活塞的质量和厚度，汽缸的质量为m，活塞和汽缸壁导热性能良好。重力加速度为g，环境温度为T0，大气压强为p0，活塞面积为S，活塞与汽缸间的摩擦不计。现在汽缸顶部缓慢加细沙，当细沙的质量为0.5m时，回答下列问题。 (1)求汽缸内气体的高度h′； (2)为使汽缸恢复到原来的位置，应使周围环境的温度上升至多少？ 答案：(1)h (2)T0 解析：(1)对汽缸，加上细沙前，对汽缸受力分析，由平衡条件得pS＝p0S＋mg 加上细沙后，对汽缸受力分析，由平衡条件得 p′S＝p0S＋1.5mg 对气体，由玻意耳定律得phS＝p′h′S 解得h′＝h。 (2)开始时弹簧弹力kx1＝mg 加上细沙后弹簧弹力kx2＝1.5mg 气体做等压变化使汽缸恢复到原来的位置有 ＝ 解得T＝T0。 学科网（北京）股份有限公司 $$