第二章 气体、固体和液体（单元测试 ）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

人教版新教材 物理选择性必修第三册 第二章《气体、固体和液体》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 1、 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） 1.家庭和饭店安全使用煤气罐很重要。将一定质量的天然气封闭在罐中，在使用过程中，罐内气体质量不断减少，气体可视为理想气体，假设气体温度不变。则（　　） A．罐内剩余气体的压强变大 B．单位时间内撞击在煤气罐单位面积上的分子数增多 C．气体对外界做功，罐内剩余气体从外界吸收热量 D．气体的平均速率增大，但不是每个分子的运动速率都增大 【答案】C 【详解】A．根据克拉伯龙方程有 罐内气体质量减小，式中n减小，温度不变，剩余气体体积一定，可知罐内剩余气体的压强减小，A错误； B．温度不变，气体分子运动的平均速率不变，剩余气体体积不变，气体质量减小，气体分子分布的密集程度减小，则单位时间内撞击在煤气罐单位面积上的分子数减少，B错误； C．漏气过程中，气体膨胀对外界做功，根据 温度不变，气体内能不变，可知，罐内剩余气体从外界吸收热量，C正确； D．罐内气体温度不变，气体分子的平均速率不变，D错误。 故选C。 2．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　） A．一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小 B．液晶像液体一样具有流动性，且其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C．固体和液体接触所形成的附着层有扩张趋势时，液体与固体之间表现为不浸润 D．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 【答案】B 【详解】A．一定质量的理想气体放出热量，若外界对气体做正功，则它的内能不一定减小，选项A错误； B．液晶像液体一样具有流动性，且其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项B正确； C．固体和液体接触所形成的附着层有扩张趋势时，液体与固体之间表现为浸润，选项C错误； D．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项D错误。 故选B。 3．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（　　） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．温度计示数先下降后上升 【答案】D 【详解】由于温度计上的酒精蒸发，带走热量，温度计的示数下降，然后再测量环境温度，升回25℃，所以温度计的示数先下降后上升。 故选D。 4．一个敞口的瓶子，放在空气中，气温为27℃。现对瓶子加热，由于瓶子中空气受热膨胀，一部分空气被排出。当瓶子中空气温度上升到87℃时，瓶中剩余空气的质量是原来的（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】假设被排出的空气体积为V，瓶内的空气体积为V0，以原来瓶内气体为研究对象，由盖吕萨克定律得 由于瓶中剩余空气的质量与总质量之间满足 所以 A正确。故选A。 5．将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入水银中，正确的现象是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】若液体不浸润玻璃时，玻璃细管与液面接触部分玻璃分子与液体分子间的吸引力小于液体分子之间的吸引力，所以在玻璃的细管内会下降，并形成向上凸起的球面；若液体浸润玻璃时，玻璃细管与液面接触部分玻璃分子与液体分子间的吸引力大于液体分子之间的吸引力，液体在玻璃的细管内会上升，并形成向下凹陷的球面，且玻璃管越细，液柱上升越高。 故选A。 6．如图所示，某兴趣小组，设计了一种“肥皂动力小船”，将小船静置在水中，用滴管在小船的尾部开口处滴入一滴肥皂水，小船即可快速向前运动。已知肥皂可以减小液体的表面张力，下列说法正确的是（    ） A．小船静置在水中时，不会受到液体表面张力的作用 B．表面层中分子密度大于液体内部分子密度 C．小船之所以会运动，是因为滴在小船尾部的肥皂水对小船施加了向前的推力 D．小船之所以会运动，是因为水的表面张力对船有向前的作用力 【答案】D 【详解】A. 水与空气接触的表面层存在表面张力，由于表面层水分子间距略大于平衡距离，所以表面层水分子间的引力大于斥力，对外表现为引力，即表面张力，小船静置在水中时，受到液体表面张力是平衡的，故A错误； B. 由于表面层水分子间距略大于平衡距离，表面层中分子密度小于液体内部分子密度，故B错误； CD. 小船之所以会运动，是因为滴在小船尾部的肥皂水破坏了该位置的液体表面张力，使之明显减小，导致小船所受的整体的液体表面张力不再平衡，小船受到向前的表面张力大于向后的表面张力，所以小船会向前运动，故C错误，D正确。 故选D。 7．如图所示粗细均匀的弯管，左侧a、b两处液面上方分别封闭一段气体，右侧开口处与大气相通。ab、cd两处液面高度差分别为、。现用一轻质活塞封住开口处一段气体。活塞不计重量且可在弯管内无摩擦滑动，大气压强为，装置气密性良好，右侧开口端与活塞足够远。下列说法正确的是（　　）    A．b、c液面之间气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体，d处液面位置会移动 C．若缓慢向上推动活塞，a处液面上升，a处上方气体压强增大 D．若加热a处上方的气体，b、c液面之间气体的体积不变 【答案】C 【详解】A．由于活塞是轻质的，对活塞分析可知。d处气体的压强为，对cd两处液面分析有 ，A错误； B．若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体，对轻质活塞分析可知，d处气体的压强始终为，气体发生的是等压变化，根据上述可知，d处液面位置不会移动，而活塞将下移，B错误； C．若缓慢向上推动活塞，d处气体的压强增大，则a处上方气体压强增大，a处液面上升，C正确； D．若加热a处上方的气体，该处体积增大，a处液面下降，b处液面上升，若b、c液面之间气体的体积不变，则c处液面上升，d处液面下降，可知，增大，由于 可知，b、c液面之间气体的压强减小，而其温度不变，则b、c液面之间气体的体积一定发生变化，D错误。 故选C。 二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 8.关于状态参量，下列说法正确的是（　　） A．体积是几何参量 B．压强是力学参量 C．温度是热学参量 D．压强是热学参量 【答案】ABC 【详解】热学中，为了描述系统所处的状态，所用到的物理量称为状态参量。确定系统空间范围用到的体积，是一个几何参量；确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用用到的压强，是一个力学参量；确定系统的冷热程度用到的温度，是一个热学参量。故ABC正确，D错误。故选ABC。 9．新材料的开发与应用极大地满足了社会的需求。以下关于新材料的说法中，正确的是（　　） A．半导体可用来制作LED灯的发光部件 B．半导体材料是具有优异特性的微电子材料 C．利用液晶的光学特性，制造的显示器能显示出各种颜色 D．采用研磨的方法可以获得细微的纳米粉末 【答案】ABC 【详解】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，A正确； B．半导体材料是具有优异特性的微电子和光电子材料，以硅、锗、砷和镓为代表的半导体材料目前被广泛应用于微电子和光电子领域，B正确； C．在液晶中掺入少量多色性染料，当液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色，C正确； D．纳米材料的空间尺度很小，不可能采用研磨的方法获得纳米粉末，D错误。 故选ABC。 10．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态状态状态状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为 B．气体在状态时的温度为 C．气体从状态过程中，外界对气体做的功为 D．气体从状态的过程中，气体对外做的功为 【答案】AD 【解析】A．对于理想气体：过程，由查理定律有 得，故A正确； B．过程，由盖—吕萨克定律有得，故B错误； C．由于状态A与状态C温度相同，气体内能相等，而过程是等容变化，气体对外不做功，故C错误； D．过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功 ，故D正确。故选AD。 三、非选择题:共5小题,共57分。 11.（6分）如图1为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系”实验装置： （1）图1中直接与注射器相连的方框所代表的实验器材是 。为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是 和 。 （2）由注射器的满刻度处开始推动活塞，记录刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p，用图像处理实验数据，得出图2所示的图线，如果实验操作规范正确，那么代表 。 （3）某同学实验时缓慢推动活塞，并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V。在实验中出现压强传感器软管脱落，他重新接上后继续实验，其余操作无误。若该同学用软管脱落前测得的实验数据在图3中画出了图线，则在图3中大致画出可能的、符合软管脱落后测得的实验数据的那部分图线 。 【答案】压强传感器 移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器的封闭气体部分 注射器与压强传感器连接部分气体的体积 【详解】（1）[1][2][3]为了通过计算机利用数据采集器，方框所代表的实验器材是压强传感器；为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢，不能用手握住注射器封闭气体部分，这样才能保证装置与外界温度一样。 （2）[4]根据 为定值，则 如果实验操作规范正确，那么代表注射器与压强传感器连接部分气体的体积。 （3）[5]根据 可知 当质量发生改变后（质量变大），与还是成正比，但此时斜率发生变化，即斜率比原来大，故画出脱落后测得的实验数据的那部分图线，如图所示 12.（9分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 (1)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，通过测算得到一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小 。（用已知量的符号表示） (2)某实验小组用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 ①关于实验过程，下列说法错误的是 。（填符合要求的选项） A．改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞 B．为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油 C．可以用手握紧针筒以方便推拉活塞 ②为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为 （填“<”“=”或“>”）。 ③为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （填“”或“”）图像。另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是 。（填符合要求的选项） A．连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入 B．实验过程中出现漏气现象 C．实验过程中气体温度降低 【答案】(1) (2) C A 【详解】（1）由于纯油酸体积不变，则油酸分子直径的大小 （2）[1] A．为了确保气体温度不变，实验中，改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞，故A正确； B．为了确保气体质量一定，实验中，为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油，故B正确； C．为了确保气体温度不变，实验中，不能够用手握紧针筒推拉活塞，故C错误。 本题选错误的，故选C。 [2]根据理想气体状态方程有 则有 当温度一定时，图像为一条双曲线，温度越高，对应双曲线越远离坐标原点，根据图乙可知 [3]根据玻意耳定律有 变形得 可知，为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像。 [4]图线不过原点，图线与横坐标截距为正值，表明当V等于0时，气体压强不等于0，可知，图线不过原点的原因是连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入。故选A。 13.（12分）如图所示，导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置，管内用一段高度h=8cm的水银柱，封闭了长度L1=24cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。 (1)缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=350K，求此时空气柱的长度L2； (2)保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动60°，稳定时求空气柱的长度L3。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）温度从升高到的过程，封闭气体做等压变化，设玻璃管的横截面积为，则 代入数据，解得 （2）保持温度不变，将玻璃管顺时针旋转，管内气体的压强为 初始状态，管内气体的压强为 根据理想气体状态方程 代入数据，解得 14．（12分）图中甲为气压式升降椅，它通过汽缸上下运动来支配椅子升降，图乙为其核心部件模型简图，圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置在水平平台上，活塞与椅面的总质量为m=1kg，活塞横截面积为，汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，活塞上放有一个质量M=2kg的物块，气柱高度h=0.5m。已知大气压强，重力加速度大小。求： （1）汽缸内封闭气体的压强； （2）若拿掉物块后活塞上升到如图虚线所示位置，求此时气柱的高度。 【答案】（1）；（2）1m 【详解】（1）汽缸内封闭气体的压强 代入数据解得 （2）拿掉活塞上的物块，气体做等温变化，初态为， 末态为， 由气体状态方程得 整理得 15．（18分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门、，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部：关闭、，通过给汽缸充气，每次可以打进气压为、体积为0.2V的空气，使A中气体的压强达到大气的5倍后关闭。已知室温为27℃，汽缸导热。 （1）求向A中打气的次数： （2）打开，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； （3）接着打开，活塞稳定后，再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高60℃，求此时A中气体的压强。 【答案】（1）20次；（2），；（3） 【详解】（1）将A缸内气体与打气进入的气体整体为研究对象，设共打气n次，开始时的压强是，末状态的压强是，温度不变，由玻意耳定律则有 可得次 （2）打开后，B缸内气体活塞上方等温压缩，压缩后体积为，A缸内气体活塞下方等温膨胀，膨胀后体积为，活塞上下方压强相等均为，则：对A缸内活塞下方气体 对B缸内活塞上方气体 联立以上两式得， 即稳定时活塞上方体积为，压强为； （3）接着打开，活塞受下边的气体的压强作用，使得活塞移动到顶端，故A气体的体积为2V，则，，由理想气体状态方程可得：对活塞上边有 联立得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 人教版新教材 物理选择性必修第三册 第二章《气体、固体和液体》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 1、 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） 1.家庭和饭店安全使用煤气罐很重要。将一定质量的天然气封闭在罐中，在使用过程中，罐内气体质量不断减少，气体可视为理想气体，假设气体温度不变。则（　　） A．罐内剩余气体的压强变大 B．单位时间内撞击在煤气罐单位面积上的分子数增多 C．气体对外界做功，罐内剩余气体从外界吸收热量 D．气体的平均速率增大，但不是每个分子的运动速率都增大 2．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　） A．一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小 B．液晶像液体一样具有流动性，且其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C．固体和液体接触所形成的附着层有扩张趋势时，液体与固体之间表现为不浸润 D．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 3．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（　　） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．温度计示数先下降后上升 4．一个敞口的瓶子，放在空气中，气温为27℃。现对瓶子加热，由于瓶子中空气受热膨胀，一部分空气被排出。当瓶子中空气温度上升到87℃时，瓶中剩余空气的质量是原来的（　　） A． B． C． D． 5．将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入水银中，正确的现象是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，某兴趣小组，设计了一种“肥皂动力小船”，将小船静置在水中，用滴管在小船的尾部开口处滴入一滴肥皂水，小船即可快速向前运动。已知肥皂可以减小液体的表面张力，下列说法正确的是（    ） A．小船静置在水中时，不会受到液体表面张力的作用 B．表面层中分子密度大于液体内部分子密度 C．小船之所以会运动，是因为滴在小船尾部的肥皂水对小船施加了向前的推力 D．小船之所以会运动，是因为水的表面张力对船有向前的作用力 7．如图所示粗细均匀的弯管，左侧a、b两处液面上方分别封闭一段气体，右侧开口处与大气相通。ab、cd两处液面高度差分别为、。现用一轻质活塞封住开口处一段气体。活塞不计重量且可在弯管内无摩擦滑动，大气压强为，装置气密性良好，右侧开口端与活塞足够远。下列说法正确的是（　　）    A．b、c液面之间气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体，d处液面位置会移动 C．若缓慢向上推动活塞，a处液面上升，a处上方气体压强增大 D．若加热a处上方的气体，b、c液面之间气体的体积不变 二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 8.关于状态参量，下列说法正确的是（　　） A．体积是几何参量 B．压强是力学参量 C．温度是热学参量 D．压强是热学参量 9．新材料的开发与应用极大地满足了社会的需求。以下关于新材料的说法中，正确的是（　　） A．半导体可用来制作LED灯的发光部件 B．半导体材料是具有优异特性的微电子材料 C．利用液晶的光学特性，制造的显示器能显示出各种颜色 D．采用研磨的方法可以获得细微的纳米粉末 10．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态状态状态状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为 B．气体在状态时的温度为 C．气体从状态过程中，外界对气体做的功为 D．气体从状态的过程中，气体对外做的功为 三、非选择题:共5小题,共57分。 11.（6分）如图1为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系”实验装置： （1）图1中直接与注射器相连的方框所代表的实验器材是 。为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是 和 。 （2）由注射器的满刻度处开始推动活塞，记录刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p，用图像处理实验数据，得出图2所示的图线，如果实验操作规范正确，那么代表 。 （3）某同学实验时缓慢推动活塞，并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V。在实验中出现压强传感器软管脱落，他重新接上后继续实验，其余操作无误。若该同学用软管脱落前测得的实验数据在图3中画出了图线，则在图3中大致画出可能的、符合软管脱落后测得的实验数据的那部分图线 。 12.（9分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 (1)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，通过测算得到一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小 。（用已知量的符号表示） (2)某实验小组用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 ①关于实验过程，下列说法错误的是 。（填符合要求的选项） A．改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞 B．为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油 C．可以用手握紧针筒以方便推拉活塞 ②为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为 （填“<”“=”或“>”）。 ③为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （填“”或“”）图像。另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是 。（填符合要求的选项） A．连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入 B．实验过程中出现漏气现象 C．实验过程中气体温度降低 13.（12分）如图所示，导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置，管内用一段高度h=8cm的水银柱，封闭了长度L1=24cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。 (1)缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=350K，求此时空气柱的长度L2； (2)保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动60°，稳定时求空气柱的长度L3。 14．（12分）图中甲为气压式升降椅，它通过汽缸上下运动来支配椅子升降，图乙为其核心部件模型简图，圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置在水平平台上，活塞与椅面的总质量为m=1kg，活塞横截面积为，汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，活塞上放有一个质量M=2kg的物块，气柱高度h=0.5m。已知大气压强，重力加速度大小。求： （1）汽缸内封闭气体的压强； （2）若拿掉物块后活塞上升到如图虚线所示位置，求此时气柱的高度。 15．（18分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门、，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部：关闭、，通过给汽缸充气，每次可以打进气压为、体积为0.2V的空气，使A中气体的压强达到大气的5倍后关闭。已知室温为27℃，汽缸导热。 （1）求向A中打气的次数： （2）打开，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； （3）接着打开，活塞稳定后，再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高60℃，求此时A中气体的压强。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$