第2章 气体、固体和液体 章末过关检测(二)(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

章末过关检测(二) (时间：75分钟　分值：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，只有一项符合题目要求。 1．下列说法正确的是(　　) A．液晶就是液态的晶体 B．在任何容器里，达到热平衡后，沿各个方向运动的气体分子数目基本相同 C．当一定质量的气体温度升高时，任意速率区间的分子数目均增多 D．晶体和非晶体间有严格的界限，相互不可转化 解析：选B。液晶既不是晶体也不是非晶体，它是处于晶体和非晶体的中间物质，故A错误；在任何容器里，达到热平衡后，根据分子动理论可知，各分子沿各个方向运动机会均等，则沿各个方向运动的气体分子数目基本相同，故B正确；当一定质量的气体温度升高时，分子的总数没有变化，根据分子动理论可知，分子的平均动能增大，分子的无规则热运动的平均速率增大，速率大的分子数目增多，并不是任意速率区间的分子数目均增多，故C错误；晶体和非晶体间没有严格的界限，在一定条件下是可以相互转化的，故D错误。 2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　) A．可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体 B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体 C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体 D．一块固体，若其各个方向的导热性相同，则这块固体一定是多晶体 解析：选C。物理性质表现为各向同性的可以是多晶体，也可以是非晶体，故不能根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体，故A错误；沿各个方向对一块均匀薄片施加拉力，发现其强度一样，表现出各向同性，可能是非晶体，也可能是多晶体，故B错误；一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，即具有各向异性，则该球一定是单晶体，故C正确；一块固体，若其各个方向的导热性能相同，表现出各向同性，则这块固体可能是多晶体或非晶体，故D错误。 3．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　) A．天上飘下的雪花是晶体 B．晶体和非晶体都有固定的熔点 C．金属没有规则外形，所以是非晶体 D．普通的玻璃可以划成正方形，所以玻璃是晶体 解析：选A。天上飘落的雪花是由水蒸气凝华形成，属于晶体，故A正确；晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B错误；判断物体是否是晶体，不是看物体的形态，而是看内部分子结构，金属没有规则外形，但有固定的熔点，属于晶体，玻璃可以划成正方形，但没有固定的熔点，属于非晶体，故C、D错误。 4．关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是(　　) A．图1中水黾停在水面上是因为浮力作用 B．图2中石英晶体像玻璃一样，没有固定的熔点 C．图3中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃 D．图4中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向同性 解析：选C。题图1中水黾停在水面上是因为水的表面张力作用，A错误；题图2中石英晶体有固定的熔点，而玻璃是非晶体没有固定的熔点，B错误；题图3中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃，C正确；题图4中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向异性，D错误。 5．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，左侧水银柱A有一部分在水平管中。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，则稳定后(　　) A.右侧水银柱高度差h1增大 B．空气柱B的长度减小 C．空气柱B的压强增大 D．左侧水银柱高度差h2减小 解析：选D。设水银密度为ρ，向右管注入少量水银，右侧的压强就增大，右侧的水银就会向左移动，从而左侧的水银A向上运动，h2就会变小，根据平衡条件知，空气柱B的压强pB＝p0＋ρgh2＝p0＋ρgh1，可知，右侧水银柱高度差h1减小，故A错误，D正确；h2变小，则空气柱B的压强减小，因为温度不变，根据玻意耳定律知pV为定值，则空气柱B的体积变大，长度将增大，故B、C错误。 6.如图甲所示，竖直放置的均匀细管上端封闭，下端开口，中间有两段水银柱分别封闭了两部分气体，用记号笔在玻璃管上A处做一标记(即图中虚线位置)。轻弹甲图中细管使两段水银柱及被封闭的两段气柱分别合在一起成图乙状，这一过程中封闭气体和水银均没有从试管中漏出，且温度不变，则合并后的水银柱下端处于玻璃管上(　　) A．A处的下方 B．A处的上方 C．位置不变，还处于A D．无法判断，以上都有可能 解析：选A。把之前封闭的气体分为上、下两部分，上部分变化后压强不变，温度不变，则体积保持不变，下部分气体压强变小，温度不变，由玻意耳定律知其体积变大，因此稳定后水银下端应在A处的下方，故A正确，B、C、D错误。 7.开口向上，导热性能良好的汽缸，用活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒上细沙，则下列关于密封气体的图像可能正确的是(　　) 解析：选D。由于汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内的气体温度不变，缓缓向活塞上倒上细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得知，气体体积与压强成反比，A、B、C错误，D正确。 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，有多个选项符合题目要求。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．下列说法正确的是(　　) A．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果 B．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动 C.液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的 D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝ 解析：选AC。太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果，A正确；布朗运动的剧烈程度与温度有关，但是布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是分子热运动，B错误；液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的，C正确；某气体的摩尔体积为V，若每个分子运动占据的空间的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝，D错误。 9．下列说法正确的是(　　) A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 B．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于高温会加剧分子的无规则运动 C．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 D．两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大 解析：选ACD。彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，A正确；玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于熔化的玻璃在表面张力的作用下使表面收缩为弧面，B错误；雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，C正确；两分子间距离大于r0时，分子力为引力，分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，D正确。 10．一定质量的理想气体，从如图所示的A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断正确的是(BC与横轴平行，CD与纵轴平行)(　　) A.A→B过程气体温度升高，压强不变 B．B→C过程气体体积不变，压强变大 C．C→D过程气体体积变小，压强变大 D．D状态气体的压强比A状态气体的压强小 解析：选ACD。A→B过程中V与T成正比，是等压变化过程，A正确；B→C是等容过程，气体温度降低，压强减小，B错误；C→D是等温过程，气体体积变小，压强变大，C正确；D点与坐标原点连线的斜率大于OA的斜率，由理想气体状态方程＝C(常量)，得＝，可知在V－T图像中斜率越大，压强越小，所以D状态气体的压强比A状态气体的压强小，D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。 11．(6分)在“用传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中，某组同学使用如图1所示的实验装置，正确操作实验获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到p－V图像，如图2所示。 (1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制注射器内封闭的气体的____________(选填“温度”“压强”或“体积”)不发生变化。 (2)在压缩气体过程中，另一组同学不慎用手握住注射器含空气柱的部分，在图2图线(如实线)的基础上，作出该同学应该得到的图线(如虚线)，下图中大致正确的是_________________。 (3)实验中，在判断气体压强与体积的关系时不需要测出空气柱的横截面积，推导并说明原因______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制注射器内封闭的气体的温度不发生变化。 (2)实验时用手长时间握住注射器气体部分，温度升高，由理想气体状态方程pV＝CT，可知pV会变大，但p与V不成线性关系，图中大致正确的是图A。 (3)横截面积相同，每一次体积的改变，只需要比较空气柱长度的变化即可，故不需要测量空气柱的横截面积。 答案：(1)温度　(2)A　(3)见解析 12．(8分)两名同学“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”，实验示意图如图甲所示，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上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，两名同学在计算机屏幕上显示出如图乙所示的①②两条p－V图线。 (1)两组图线经检验均符合反比例关系，由题图乙判断导致①②两组数据差异的原因可能是____________。(填序号) A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同 C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快 (2)在实验操作过程中，采取下列哪些做法可以保证实验的恒温条件____________。(填序号) A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 D．在注射器活塞一周涂润滑油 (3)为验证气体的压强p与体积V成反比例关系，还可将图线转化为________(选填“V－p”或“V－”)图线而得到如图丙所示的一条直线；图线不过坐标原点，则截距中的b代表的是______________________________________。 解析：(1)根据理想气体状态方程＝C，整理可得pV＝CT，由曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的p与V的乘积不相等，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，pV乘积不等，常数C与气体的质量有关，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，故A、B正确；器材的气密性不佳，实验过程中气体质量改变，活塞移动太快，封闭气体内能改变，温度改变，图线不符合反比例关系，故C、D错误。 (2)本实验需要研究的问题是“一定质量气体在温度不变时，压强与体积的关系”，实验中为保证气体的质量不变，用橡皮帽堵住注射器的小孔，并在注射器光滑活塞一周涂润滑油，防止漏气，这些都是为了保证封闭气体的容器密封良好，故A、D错误；为保证气体的温度不变，实验时，移动活塞一定要缓慢，同时不要用手握注射器，否则不能保证实验条件，故B、C正确。 (3)根据玻意耳定律pV＝C，整理可得V＝C，则V－图线为一条直线，根据实验数据画出的V－图线不过坐标原点，该图线的方程为V＝k－b，说明注射器中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，截距b代表注射器与压强传感器连接处软管中的气体体积。 答案：(1)AB　(2)BC　(3)V－　注射器与压强传感器连接处软管中的气体体积 13．(12分)如图所示，一根一端封闭粗细均匀细玻璃管AB开口向上竖直放置，管内用高h＝24 cm的水银柱封闭了一段长L＝45 cm的空气柱。已知外界大气压强p0＝76 cmHg，封闭气体的温度t1＝27 ℃，g取10 m/s2，则： (1)若玻璃管AB长度L0＝75 cm，现对封闭气体缓慢加热，则温度升高到多少摄氏度时，水银刚好不溢出？ (2)若玻璃管AB足够长，缓慢转动玻璃管至管口向下后竖直固定，同时使封闭气体的温度缓慢降到t3＝－13 ℃，求此时试管内空气柱的长度。 解析：(1)若对封闭气体缓慢加热，直到水银刚好不溢出，封闭气体发生等压变化，设玻璃管的横截面积为S，则初状态V1＝LS T1＝(273＋27) K＝300 K 末状态V2＝(L0－h)S 封闭气体发生等压变化， 则＝ 解得T2＝340 K 此时的温度t2＝(340－273) ℃＝67 ℃。 (2)初始时刻，气体的压强 p1＝p0＋ρgh＝100 cmHg 玻璃管倒过来后气体的压强 p3＝p0－ρgh＝52 cmHg 且T3＝(273－13)K＝260 K 由理想气体状态方程得＝ 解得L3＝75 cm。 答案：(1)67 ℃　(2)75 cm 14．(14分)两端封闭、粗细均匀的细玻璃管，内部有长度为20 cm的水银柱，水银柱到玻璃管AB两端分别封闭一定质量的理想气体。初始时，A端在上，B端在下竖直放置，如图甲所示，A、B两端的气柱长度均为20 cm。若将玻璃管缓慢翻转180°，变为A端在下，B端在上竖直放置，如图乙所示，A端的气柱长度变为10 cm，B端的气柱长度变为30 cm。翻转过程中管内气体温度不变，求初始时管A、B两端的气体压强分别是多少(以cmHg作为压强单位)? 解析：初始状态pB＝pA＋20 cmHg lB＝lA＝20 cm 翻转后pB1＝pA1－20 cmHg lB1＝30 cm lA1＝10 cm 气体发生等温变化，根据玻意耳定律pAlA＝pA1lA1 pBlB＝pB1lB1 联立解得pA＝25 cmHg pB＝45 cmHg。 答案：25 cmHg　45 cmHg 15．(14分)2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。如图所示，气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B。核心舱气体体积V1＝100 m3，气闸舱气体体积V2＝16 m3，核心舱和气闸舱的气压都为p0＝1.0×105 Pa。核心舱内的航天员要到舱外太空行走，先进入气闸舱，用一台抽气机抽取气闸舱中的气体，并立刻充入核心舱内，每次抽取气体体积V0＝2 m3，当气闸舱气压不高于p0才能打开气闸门B。抽气、充气过程中两舱温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响，已知lg 2＝0.301，lg 3＝0.477。求： (1)换气结束后，核心舱中的气压(结果均保留3位有效数字)； (2)至少抽气多少次，才能打开闸门B。 解析：(1)当气闸舱气压等于p0时，剩余的气体在原来压强p0时占据的体积为V3，则由玻意耳定律得p0V2＝p0V3 解得V3＝0.25 m3 则打入核心舱内的气体压强为p0 体积ΔV＝V2－V3＝(16－0.25)m3＝15.75 m3 设换气结束后，核心舱中的气压为p′ 则p0(V1＋ΔV)＝p′V1 解得p′≈1.16×105 Pa。 (2)第一次抽气后p0V2＝p1(V2＋V0) 解得p1＝p0＝p0 第二次抽气后p1V2＝p2(V2＋V0) 解得p2＝p1＝p0…… 第n次抽气后pn＝p0 即p0＝p0 即lg ＝lg 解得n≈35.4 则至少抽气36次，才能打开闸门B。 答案：(1)1.16×105 Pa　(2)36次 学科网（北京）股份有限公司 $