章末强化练(2) 气体、液体和固体（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

章末强化练(二)气体、液体和固体 (时间：90分钟　满分：100分) [对应学生用书P113] 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．对一定量的理想气体，下列说法正确的是(　　) A．气体体积是指所有气体分子的体积之和 B．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少 D．压强不变，温度降低时，气体分子的密度一定减小 B　[由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大，A错误；体积不变，压强增大时，温度上升，气体分子的平均动能一定增大，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只要气体的温度不变，则内能不变，C错误；压强不变时，温度降低，分子的平均动能减少，分子的密度一定增加，D错误．] 2．某长方体固体物质，其各方向的导热性能相同，则该物质(　　) A．一定是非晶体 B．可能具有确定的熔点 C．一定是单晶体，因为它有规则的几何形状 D．一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质 B　[导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，还可能是单晶体，所以A、D错误；晶体都有确定的熔点，B正确；单晶体所具有的规则的几何形状是天然的，该长方体物体规则的几何形状可能是人为加工的，C错误．] 3．假设高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p0＝1 atm，温度t0＝27 ℃，在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度大小g，仪器舱内水银气压计的示数为p＝0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内温度是(　　) A．16.2 ℃　　　　　　　　 B．32.4 ℃ C．360 K D．180 K C　[加速前后，仪器舱内气体是等容变化，可以用查理定律求加速时舱内温度．取舱内气体为研究对象，由查理定律得＝.取气压计内高出液面的水银柱为研究对象，起飞后0.6p0＝ρgh，由牛顿第二定律得p2S－ρShg＝ρSha，其中a＝g，由以上得p2＝1.2×105 Pa，T2＝360 K，则C项正确．] 4．下列说法不正确的是(　　) A．浸润液体会在毛细管里上升 B．在固体与液体接触的薄层内，液体分子受到固体的引力大于液体内部对附着层分子引力时发生浸润现象 C．在建筑房屋时，砌砖的地基上要铺上一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升 D．农田里如果要保持地下水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生 C　[浸润液体在毛细管内上升，是因表面张力向上的拉引作用，故A正确；在固体与液体接触的薄层内，液体分子受到固体的引力大于液体内部对薄层分子引力时发生浸润现象，故B正确；在建筑房屋时，砌砖的地基上要铺上一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了防止毛细现象，从而使地下水不容易上升，故C错误；农田里如果要保持地下水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生，故D正确．因本题选不正确的，故选C.] 5．容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强p＝30 atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′＝5 L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空．分装完成后，每个小瓶的压强p′＝2 atm.在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是(　　) A．4 B．50 C．56 D．60 C　[设最多可装的瓶数为n，由等温分态公式得pV＝p′V＋np′V′，解得n＝＝＝56.故C正确．] 6.两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管连通，如图所示，A、B所装气体的温度分别为37 ℃和57 ℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10 ℃，则水银柱将(　　) A．向左移动 B．向右移动 C．不动 D．条件不足，不能确定 B　[假设水银柱不动，A、B气体都做等容变化，根据查理定律可得Δp＝ΔT，A、B气体初状态的压强相同，压强的变化取决于初状态的温度，由于TA＜TB，则ΔpA＞ΔpB，所以水银柱向右移动，故选B.] 7.如图所示为一定质量的理想气体的p­图像，图中BC为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说法中正确的是(　　) A．TA＞TB＝TC B．TA＞TB＞TC C．TA＝TB＞TC D．TA＜TB＜TC A　[从图像可以看出，从A到B为等容变化，压强减小，温度降低，即TA＞TB，BC为等温线，从B到C为等温变化，即TB＝TC，所以A正确，B、C、D三项错误．] 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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 8．一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是(　　) A．A→B温度升高，压强不变 B．B→C体积不变，压强变大 C．C→D体积变小，压强变大 D．D点的压强比A点的压强小 ACD　[在V­T图像中，A→B为等压过程，A正确；B→C为等容过程，温度降低，压强减小，B错误；C→D为等温过程，体积减小，压强增大，C正确；再在题图中连接OD，比较OA和OD两条等压线，斜率越大，压强越小，则有PD＜PA，D正确．故选A、C、D.] 9．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气．则(　　) A.弯管左管内外水银面的高度差为h B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升 D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升 ACD　[由题意知，管内压强p＝p0＋ρgh，则弯管左管内外水银面的高度差为h，A正确；由于压强保持不变，无论向上还是向下移动玻璃管，气体体积保持不变，则C正确，B错误；在压强保持不变时，T变大，则V变大，则D正确．] 10．如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞．容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d.现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块)，下列说法中正确的是(　　) A．d和b都不变 B．只有b减小 C．只有a减小 D．a和c都减小 AC　[活塞下降一小段距离，则容器中的气体体积减小，压强增大，对于木块露出的部分决定于上、下压强差，故c、d不变；对于玻璃管，浮力等于重力，排开水的体积不变，b不变，玻璃管内气体压强增大，又b不变，故a减小，A、C正确．] 三、非选择题(本题共5小题，共54分．) 11．(7分)如图是探究气体等温变化规律的简易装置图，表中是某小组的数据． 序号 V/mL p/(105Pa) pV/(105Pa·mL) 1 20 1.001 0 20.020 2 18 1.095 2 19.714 3 16 1.231 3 19.701 4 14 1.403 0 19.642 5 12 1.635 1 19.621 (1)若要研究p、V之间的关系，绘制图像时应选用______(选填“p­V”或“p­”)作为坐标系． (2)分析数据发现，pV的值越来越小，可能的原因是____________________________ ________________________________________________________________________. 解析　(1)由理想气体的状态方程＝C，可知，若是选p­V作为坐标系，得到的是等温曲线；若是选p­作为坐标系，将会得到一条延长线过坐标原点的直线．后者更方便且直观，便于分析问题，所以选p­作为坐标系． (2)因研究的过程是等温变化，由方程pV＝nRT(n表示物质的量，T表示绝对温度，R是常数)可知，pV值越来越小，说明n减小，即物质的量在减小，说明有气体漏出． 答案　(1)p－　(2)有气体漏出 12．(9分)现用“验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强p.注射器针筒已被固定在竖直方向上，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度Vm＝10 mL.注射器活塞已装上钩码框架，如图所示．此外，还有一个托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油． (1)下面是实验步骤，试填写所缺的②和⑤. ①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L. ②________________________________________________________________________. ③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油． ④将活塞插到适当的位置． ⑤________________________________________________________________________. ⑥在钩码框架两侧挂上钩码，记下所挂的钩码的质量m1.在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体积V1.在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变． ⑦增加钩码的个数，使钩码的质量增大为m2，达到平衡后，记下空气柱的体积V2. (2)计算大气压强p的公式是________．(用已给的和测得的物理量表示，重力加速度大小为g) 解析　(1)实验步骤：①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L. ②称出活塞和钩码框架的总质量M. ③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外简中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油． ④将活塞插到适当的位置． ⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住． ⑥在钩码框架两侧挂上钩码，记下所挂的钩码的质量m1.在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体积V1，在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变． ⑦增加钩码的个数，使钩码的质量增大为m2，达到平衡后，记下空气柱的体积V2. (2)活塞的横截面积为S＝ 由力学平衡条件得p1＝p＋g p2＝p＋g 由玻意耳定律得p1V1＝p2V2 联立解得大气压强 p＝ 答案　(1)②称出活塞和钩码框架的总质量M　 ⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住 (2)p＝ 13．(11分)在如图所示的p­T图像中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化：第一次变化是从状态A到状态B，第二次变化是从状态B到状态C，且AC连线的反向延长线过坐标原点O，已知气体在A状态时的体积为VA＝3 L，求： (1)气体在状态B时的体积VB和状态C时的压强pC； (2)该气体在标准状态下(指温度t＝0 ℃，压强p＝1 atm＝1×105 Pa)的体积是多少(结果保留两位有效数字)? 解析　(1)由题意可知：A到C为等容变化，因此VA＝VC＝3 L，由查理定律得：＝， 代入数据解得pC＝2×105 Pa，状态B到状态C的过程为等温变化，由玻意耳定律得： pBVB＝pCVC， 代入数据解得VB＝1.5 L. (2)设气体在标准状态下的体积为V0，由盖­吕萨克定律得＝， 代入数据解得V0＝2.7 L. 答案　(1)1.5 L　2×105 Pa　(2)2.7 L 14．(12分)如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有一缸体质量为M的汽缸，用活塞密封一定质量的气体，活塞的质量不能忽略．当对活塞加一个沿斜面向上的作用力F时，能使整个装置静止在斜面上，设此时汽缸内气体的体积为V1，若将所加的沿斜面向上的力撤去，则缸体连同活塞将沿斜面下滑，下滑过程中当活塞相对于缸体静止时，设此时汽缸内气体的体积为V2.已知活塞面积为S，大气压强为p0.求V2和V1的比值． 解析　汽缸静止时，以缸体为研究对象，由平衡条件得p1S＋Mg sin θ＝p0S 即p1＝p0－① 去掉F后，当缸体和活塞相对静止时，取缸体为研究对象，由平衡条件得 p2S＋Mg sin θ－p0S＝Ma② 又对整体研究，由牛顿运动定律得 (M＋m)g sin θ＝(M＋m)a，a＝g sin θ③ 由②③式得p2＝p0 以汽缸内气体为研究对象，由玻意耳定律 p1V1＝p2V2 得＝＝1－. 答案　1－ 15．(15分)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K. (1)求细管的长度； (2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度． 解析　(1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1.由玻意耳定律有 pV＝p1V1① 由力的平衡条件有 p＝p0＋ρgh② p1＝p0－ρgh③ 式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强．由题意有 V＝S(L－h1－h)④ V1＝S(L－h)⑤ 由①②③④⑤式和题给条件得 L＝41 cm⑥ (2)设气体被加热前、后的温度分别为T0和T，由盖­吕萨克定律有 ＝⑦ 由④⑤⑥⑦式和题给数据得T＝312 K 答案　(1)41 cm　(2)312 K 学科网（北京）股份有限公司 $$