第二章 气体、固体和液体（举一反三单元测试）物理人教版选择性必修第三册

第二章 气体、固体和液体单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：人教版2019选择性必修三第2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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） 1.关于固体和液体，下列说法正确的是(    ) A. 非晶体具有固定的熔点 B. 液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势 C. 液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态 D. 在云母片上石蜡熔化区域呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能相同 2.某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体(    ) A. 内能变小 B. 压强变大 C. 分子的数密度变大 D. 每个分子动能都变大 3.将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体(    ) A. 分子热运动平均动能变小，压强变小 B. 分子热运动平均动能变小，压强变大 C. 分子热运动平均动能增大，压强变小 D. 分子热运动平均动能增大，压强变大 4. 如图所示，绝热气缸封住一定质量的理想气体，竖直倒放于水平地面，活塞质量不可忽略，不计摩擦．现把气缸稍微倾斜一点重新达到平衡，则(    )   A. 气体的密度变小 B. 气体的密度不变 C. 气体的压强增大 D. 气体的压强减小 5.活塞式抽气机汽缸容积为，用它给容积为的容器抽气，抽气机抽动两次抽气过程可视为等温变化，容器内剩余气体压强是原来的(    ) A. B. C. D. 6.如图是一定质量的理想气体由状态经过状态变为状态的图像。已知气体在状态时的压强是。下列说法正确的是(    ) A. 气体在状态的温度为 B. 气体在状态的压强为  C. 从状态到状态的过程中，气体的压强越来越大 D. 从状态到状态 的 过程中，气体的内能保持不变 7.一定质量的理想气体，经历如图过程，其中、分别为双曲线的一部分。下列对、、、四点温度大小比较正确的是(    ) A. B. C. D. 8.如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是(    ) A. B. C. D. 9.一定质量的理想气体从状态开始，经历过程到达状态，经历过程到达状态，经历过程到达状态，经历过程回到状态。其体积与热力学温度的关系图像如图所示，且与轴平行，的延长线过原点，与轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是 10.某探空气球充气前球内无气体，现用充气泵在地面处为其充入某种惰性气体可视为理想气体，每秒可将温度为、体积为、压强为的惰性气体充入气球，充气完成后球内气体压强为、体积为，忽略充气过程中气体温度的变化。气球释放后，最终到达某高度处时气球内气体温度变为气球上升过程中体积不变。下列说法正确的是(    ) A. 气球在地面充气所用时间为 B. 气球在地面充气所用时间为 C. 气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 D. 气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11.（8分）如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞，改变注射器内气体体积，根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，实验完成后，实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。    关于该实验下列说法正确的是          。 A.为方便推拉活塞，可以用手握住注射器 B.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 C.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 D.实验过程中要以较快的速度推拉活塞，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变 根据玻意耳定律，图线理论上是一条          “抛物线”、“双曲线”或“倾斜直线”，所以无法从输出的图线中直观地反映出与的关系，但是我们可以输出或图线，下面能正确反映它们之间关系的是          注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略    某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积，在连接器材时，他将小石块放进注射器针筒内，然后按规范的操作完成实验，输出的图线如图所示，已知注射器与压强传感器连接软管的体积为，则小石块的体积为          。 12.（8分）某实验小组用如图甲所示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。 关于该实验，下列说法正确的是           A.实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 B.空气柱体积变化应尽可能的快些 C.为保证气密性，实验前应在柱塞上涂润滑油 如橡胶套内的气体不可忽略，移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度和压力表读数，关于压强与体积的图像，正确的是           A.              ． C.             ． 另一实验小组想研究体积不变时，气体压强与温度的关系。小组在烧瓶中封闭一定质量的理想气体。如图乙，通过橡胶塞连接一细玻璃管，左右两侧的细玻璃管通过橡皮管连接，并在玻璃管内注入一定的水银，右侧玻璃管开口。上下移动右侧玻璃管，使左右两侧的水银面等高，开始烧瓶内的气压为，温度为。接着缓慢加热烧瓶并同时上下移动右侧玻璃管，使左侧玻璃管的液面始终与初始液面等高，记录不同温度与左右两管液面的高度差。然后作图如图丙所示，则该图应为          填图中序号；当瓶内气体加热至时，左右两管液面高度差应为          。 三、计算题：本题共3小题，共44分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.（14分）如图所示，粗细均匀的形玻璃管，左侧管开口向上，右侧管口封闭，管内用水银封闭了一段气体，右管中封闭气柱高，左、右液面高度差，右管中水银柱的长度大于，大气压等于，环境温度为。 若对封闭气体缓慢加热，使左管中水银液面与右管上端对齐，求气体应升高的温度； 若在左管中缓慢倒入水银，使右管中气柱高度变为，求倒入水银柱的长度。用分数表示 14.（14分）如图所示是一增压装置示意图，圆柱形汽缸内部高为，其底部和侧壁绝热，顶部导热。不计重力和厚度的绝热活塞将缸中空气可视为理想气体分隔成两部分。初始时，活塞位于汽缸正中间，上、下两部分气体的压强、温度均与大气压强和环境温度相同。现通过打气筒缓慢向汽缸上部充入一定量的空气后，活塞移动距离为，此时下部气体的温度为。环境温度始终保持不变，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，活塞不漏气。求： 充气后汽缸下部气体的压强； 充入空气的质量与汽缸中原有空气的总质量之比。 15.（16分）一竖直放置的导热良好的气缸内壁光滑，两个质量及厚度均不计的活塞、封闭两部分质量一样的同种理想气体。活塞横截面积，静止时、到气缸底部的距离分别为，，气缸内壁有一小固定卡口，卡口上端到气缸底部的距离为。重力加速度，大气压强。 在活塞上放置一质量为的重物，求稳定后到气缸底部的距离； 接第问，若再把环境温度从升高到，求再次稳定后到气缸底部的距离。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 气体、固体和液体单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：人教版2019选择性必修三第2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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） 1.关于固体和液体，下列说法正确的是(    ) A. 非晶体具有固定的熔点 B. 液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势 C. 液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态 D. 在云母片上石蜡熔化区域呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能相同 【答案】C  【解析】A.非晶体在熔化时温度持续变化，无固定熔点，故A错误。 B.表面张力使液体表面收缩如露珠呈球形，而非扩张，故B错误。 C.液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的部分有序排列特性，属于中间态，故C正确。 D.云母为晶体，导热性能各向异性，椭圆形熔化区域说明不同方向导热能力不同，故D错误。 故选C。 2.某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体(    ) A. 内能变小 B. 压强变大 C. 分子的数密度变大 D. 每个分子动能都变大 【答案】B  【解析】A. 将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，理想气体内能只与温度有关，则内能变大，故A错误； B.将糖果瓶带入温暖的车厢内，气体做等容变化，根据，温度升高，气体压强增大，故B正确； C.气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误； D.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大，故D错误； 故选：。 3.将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体(    ) A. 分子热运动平均动能变小，压强变小 B. 分子热运动平均动能变小，压强变大 C. 分子热运动平均动能增大，压强变小 D. 分子热运动平均动能增大，压强变大 【答案】D  【解析】解：温度是分子平均动能大小的标志，温度越高，分子的平均动能增大；水温不会太高，压强不会太大，所以球内气体可以看成理想气体，乒乓球不漏气，则气体质量不变，在气体体积不变时，温度升高，压强变大，故ABC错误，D正确。 故选：。 温度是分子平均动能大小的标志，温度越高运动越激烈，但每个分子的运动情况不同，由于分子之间的碰撞等原因，某些分子的动能可能很小，从统计规律来看，温度越高，分子平均动能越大；忽略乒乓球的体积变化，将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体属于等容变化，温度升高，气体压强越大。 本题主要考查了分子的平均动能与温度的关系及理想气体的等容变化等知识。 4. 如图所示，绝热气缸封住一定质量的理想气体，竖直倒放于水平地面，活塞质量不可忽略，不计摩擦．现把气缸稍微倾斜一点重新达到平衡，则(    )   A. 气体的密度变小 B. 气体的密度不变 C. 气体的压强增大 D. 气体的压强减小 【答案】C  【解析】当气缸竖直放置时，对活塞受力分析如图： 所以， 即外界大气压力等于重力与内部气体产生的压力之和． 当气缸倾斜时活塞受力如图， 此时： 由可知，，即末状态压强大于初状态，故C正确，D错误； 整个过程是等温变化，由可知，压强增大时，体积减小，故密度变大，故AB错误。 故选C． 5.活塞式抽气机汽缸容积为，用它给容积为的容器抽气，抽气机抽动两次抽气过程可视为等温变化，容器内剩余气体压强是原来的(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】设容器内气体压强为，则气体状态参量为，，， 第一次抽气过程，由玻意耳定律得， 即，解得， 第二次抽气过程，气体状态参量，，， 由玻意耳定律得， 即，解得。 故选C。 6.如图是一定质量的理想气体由状态经过状态变为状态的图像。已知气体在状态时的压强是。下列说法正确的是(    ) A. 气体在状态的温度为 B. 气体在状态的压强为  C. 从状态到状态的过程中，气体的压强越来越大 D. 从状态到状态 的 过程中，气体的内能保持不变 【答案】A  【解析】从到过程中，气体的体积与热力学温度成正比，所以气体发生等压变化，压强保持不变，即 根据盖吕萨克定律 代入数据解得 故A正确，C错误； B.从到过程中，气体发生等容变化，根据查理定律 代入数据解得 故B错误； D.从状态到状态的过程中，气体温度升高，内能增加，故D错误。 故选A。 7.一定质量的理想气体，经历如图过程，其中、分别为双曲线的一部分。下列对、、、四点温度大小比较正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】由题可知一定质量的理想气体， 、 分别为双曲线的一部分，故 、 分别为该气体的两段等温变化的过程。则 、 ，故AC错误； 、两过程都是等容变化，由图可知 ， ，根据查理定律可知，，可得 、，故B正确，D错误。 故选B。 8.如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是(    ) A. B. C. D. 【答案】CD  【解析】假设升温后，水银柱不动，则两边空气的压强都要增大，由查理定律可知，压强的增大量，而各管中原气体压强相同，相同，所以，即越高，越小，所以、两项中水银柱向左移动，故CD正确，AB错误。 故选CD。 9.一定质量的理想气体从状态开始，经历过程到达状态，经历过程到达状态，经历过程到达状态，经历过程回到状态。其体积与热力学温度的关系图像如图所示，且与轴平行，的延长线过原点，与轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是 A. 在过程中，理想气体的压强不变 B. 在过程中，理想气体内能不变 C. 在过程中，气体对外做功，气体分子平均动能不变 D. 气体在四个状态时，在状态时的压强最大 【答案】AC  【解析】解：根据可知，由于过程中的延长线经过坐标原点，则过程是等压变化，故A正确； B.由图可知，在过程中温度升高，气体内能增大，故B错误； C.在过程中，体积增大，气体对外做功，温度不变，气体分子平均动能不变，故C正确； D.根据可知，坐标原点与上各点连线的斜率与压强成反比，如图： ； 由图可知，与的连线的斜率最小，压强最大，即状态压强最大，故D错误。 10.某探空气球充气前球内无气体，现用充气泵在地面处为其充入某种惰性气体可视为理想气体，每秒可将温度为、体积为、压强为的惰性气体充入气球，充气完成后球内气体压强为、体积为，忽略充气过程中气体温度的变化。气球释放后，最终到达某高度处时气球内气体温度变为气球上升过程中体积不变。下列说法正确的是(    ) A. 气球在地面充气所用时间为 B. 气球在地面充气所用时间为 C. 气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 D. 气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 【答案】BD  【解析】设充气时间为秒，已知每秒充入气体体积，压强，温度，充气后气球内气体压强，体积。因为充气过程温度不变，根据玻意耳定律是充入气体总体积，可得。又因为每秒充入，所以充气时间，故A错误，B正确； ．已知气球上升过程体积不变，即，在地面时，，到达最终高度处，根据查理定律，可得，故C错误，D正确。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11.（8分）如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞，改变注射器内气体体积，根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，实验完成后，实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。    关于该实验下列说法正确的是          。 A.为方便推拉活塞，可以用手握住注射器 B.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 C.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 D.实验过程中要以较快的速度推拉活塞，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变 根据玻意耳定律，图线理论上是一条          “抛物线”、“双曲线”或“倾斜直线”，所以无法从输出的图线中直观地反映出与的关系，但是我们可以输出或图线，下面能正确反映它们之间关系的是          注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略    某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积，在连接器材时，他将小石块放进注射器针筒内，然后按规范的操作完成实验，输出的图线如图所示，已知注射器与压强传感器连接软管的体积为，则小石块的体积为          。 【答案】 双曲线  【解析】 为避免温度发生变化，不能用手握住注射器，故A错误； B.实验中气体体积不是通过数据采集器获得的，故B错误 C.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，故C正确； D.为避免温度发生变化，实验过程中不能以较快的速度推拉活塞，故D错误 故选C。 根据玻意耳定律  ，可知图线理论上是一条双曲线；根据，可得，由于在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，压强增加，但实际增加的偏小所以  图像的图形向下弯曲，所以画出的  图像应当是；注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略，根据，所以  的图像应为； 根据玻意耳定律有，变形可得，根据图像可知石头的体积为 12.（8分）某实验小组用如图甲所示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。 关于该实验，下列说法正确的是           A.实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 B.空气柱体积变化应尽可能的快些 C.为保证气密性，实验前应在柱塞上涂润滑油 如橡胶套内的气体不可忽略，移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度和压力表读数，关于压强与体积的图像，正确的是           A.              ． C.             ． 另一实验小组想研究体积不变时，气体压强与温度的关系。小组在烧瓶中封闭一定质量的理想气体。如图乙，通过橡胶塞连接一细玻璃管，左右两侧的细玻璃管通过橡皮管连接，并在玻璃管内注入一定的水银，右侧玻璃管开口。上下移动右侧玻璃管，使左右两侧的水银面等高，开始烧瓶内的气压为，温度为。接着缓慢加热烧瓶并同时上下移动右侧玻璃管，使左侧玻璃管的液面始终与初始液面等高，记录不同温度与左右两管液面的高度差。然后作图如图丙所示，则该图应为          填图中序号；当瓶内气体加热至时，左右两管液面高度差应为          。 【答案】 【解析】由于空气柱的横截面积不变，故气体的体积与空气柱长度成正比，所以只需要测量空气柱长度，就能找到压强与体积的关系，故A错误； B.空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动柱塞以保证气体温度不变，故B错误； C.为了保证气体质量不变，实验前应在柱塞上涂适量润滑油以保证气密性，故C正确。 故选C。 如果橡胶套内的气体不可忽略，设橡胶套内的气体体积为  ，则有 可得 故A错误，B正确； 由上述可得 可知图像不是直线，故CD错误。 故选B。 根据，可得 故符合题意，故选。 当瓶内气体加热至时，则 则 故左右两管液面高度差应为。 三、计算题：本题共3小题，共44分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.（14分）如图所示，粗细均匀的形玻璃管，左侧管开口向上，右侧管口封闭，管内用水银封闭了一段气体，右管中封闭气柱高，左、右液面高度差，右管中水银柱的长度大于，大气压等于，环境温度为。 若对封闭气体缓慢加热，使左管中水银液面与右管上端对齐，求气体应升高的温度； 若在左管中缓慢倒入水银，使右管中气柱高度变为，求倒入水银柱的长度。用分数表示 【答案】解：开始时，封闭气体压强为，， 设封闭气体加热至温度为时，左管中水银液面与右管上端对齐，这时右管中气柱高为， 此时封闭气体的压强， 设玻璃管的横截面积为， 根据理想气体状态方程有， 解得， 即气体的温度升高了； 设倒入水银柱的长为 ， 封闭气体的压强为， 气体发生等温变化，则， 解得， 即倒入的水银柱的长为。  14.（14分）如图所示是一增压装置示意图，圆柱形汽缸内部高为，其底部和侧壁绝热，顶部导热。不计重力和厚度的绝热活塞将缸中空气可视为理想气体分隔成两部分。初始时，活塞位于汽缸正中间，上、下两部分气体的压强、温度均与大气压强和环境温度相同。现通过打气筒缓慢向汽缸上部充入一定量的空气后，活塞移动距离为，此时下部气体的温度为。环境温度始终保持不变，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，活塞不漏气。求： 充气后汽缸下部气体的压强； 充入空气的质量与汽缸中原有空气的总质量之比。 【答案】解：设汽缸内部横截面积为，对汽缸下部封闭气体， 由，，，，解得 设充入气体在压强为时的体积为，对汽缸上部气体， 由，． 解得， 所以  15.（16分）一竖直放置的导热良好的气缸内壁光滑，两个质量及厚度均不计的活塞、封闭两部分质量一样的同种理想气体。活塞横截面积，静止时、到气缸底部的距离分别为，，气缸内壁有一小固定卡口，卡口上端到气缸底部的距离为。重力加速度，大气压强。 在活塞上放置一质量为的重物，求稳定后到气缸底部的距离； 接第问，若再把环境温度从升高到，求再次稳定后到气缸底部的距离。 【答案】先讨论活塞是否到达卡口。设重物质量为时，活塞恰与卡口接触。对下部气体，初状态压强为，体积为，末状态压强为，体积为，由玻意耳定律有 解得 由于，则活塞到达卡口且与卡口有作用力。 对上部气体，初状态压强为，体积为，稳定后末状态压强为，体积为 ，由玻意耳定律有 得； 先分析温度从升高到后，活塞是否离开卡口。设温度升高到时，活塞与卡口接触但无作用力。对下部气体，初状态压强为，体积为，温度为 末状态压强为，体积为，温度为 由理想气体状态方程有 得 由于，则环境温度为时，活塞未离开卡口，对上部气体，初状态压强为，体积为，温度为 稳定后末状态压强为，体积为，温度为 由理想气体状态方程有 得。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $