高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、液体和固态本章综合与测试学案设计

章末检测试卷(二)

(时间：75分钟　满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)

1．如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，那么下述结论正确的是(　　)

A．它一定不是单晶体

B．它一定是多晶体

C．它一定是非晶体

D．它不一定是非晶体

答案　D

解析　多晶体和非晶体都表现出各向同性，单晶体也只是在某些物理性质上表现出各向异性，故正确答案为D.

2．(2020·广州市培正中学高二月考)关于图1四幅图中现象的分析，下列说法正确的是(　　)

图1

A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果

B．乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果

C．丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象

D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象

答案　B

解析　因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；毛细管中，浸润液体呈凹液面且高于管外液面，不浸润液体呈凸液面且低于管外液面，都属于毛细现象，故C错误；玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误．

3．(2020·天津高三学考)一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则(　　)

A．气体分子的平均动能增大

B．气体的密度变为原来的2倍

C．气体的体积变为原来的2倍

D．气体的分子总数变为原来的2倍

答案　B

解析　气体温度不变，则气体分子的平均动能不变，A错误；在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，根据＝c可知，体积变为原来的一半，则气体的密度变为原来的2倍，B正确，C错误；气体的质量一定，则分子总数不变，D错误．

4.(2020·上海市崇明区模拟)如图2所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图像，其中BA的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是(　　)

图2

A．A→B过程气体压强增加

B．B→C过程气体压强不变

C．C→A过程气体单位体积内的分子数减少

D．A→B过程气体分子平均动能增大

答案　D

解析　过各点的等压线如图所示，从状态A到状态B，在同一条过原点的倾斜直线上，所以A→B过程气体压强不变，A错误；从状态B到状态C，图线斜率变大，则压强变小，B错误；从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增多，C错误；从状态A到状态B，温度升高，则气体分子平均动能增大，D正确．

5.(2020·上海市南洋模范中学月考)如图3所示，某人用托里拆利管做测定大气压强的实验时，由于管内漏进了空气，测得管内汞柱的高度仅为70 cm，但当时的实际大气压强为一个标准大气压(相当于76厘米高的汞柱产生的压强)．今采用下述哪种方法，可使管内、外汞面的高度差大于70 cm(　　)

图3

A．把托里拆利管逐渐倾斜(管子露出部分长度不变)

B．把托里拆利管慢慢向上提，但下端不离开汞槽

C．保持装置不动，往汞槽内加汞，以增大压强

D．整个装置竖直向上做加速运动

答案　B

解析　将托里拆利管逐渐倾斜，假设气体压强不变，由于体积减小，温度不变，所以气体压强变大，所以内外汞面的高度差变小，故A错误．把托里拆利管慢慢向上提，假设气体压强不变，则气体体积会增大，但温度不变，所以气体压强会减小，所以内外汞面的高度差变大，故B正确．保持装置不动，往汞槽内加汞，假设气体压强不变，则气体体积会减小，但温度不变，气体压强变大，内外汞面的高度差变小，故C错误．整个装置竖直向上做加速运动，水银柱超重，内外汞面的高度差减小，故D错误．

6．(2020·山东月考)大气压强为1.0×105 Pa.某容器的容积为10 L，装有压强为1.0×106 Pa的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为(　　)

A．1∶9   B．1∶10

C．1∶11   D．1∶20

答案　B

解析　以原来所有气体为研究对象，初状态：p1＝1.0×106 Pa，V1＝10 L，把容器的开关打开，气体等温膨胀，末状态：p2＝1.0×105 Pa，设体积为V2，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入数据得V2＝100 L，即容器中剩余10 L压强为p0的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100 L，故＝＝＝，故A、C、D错误，B正确．

7.如图4，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(　　)

图4

A．16 cm  B．17 cm  C．18 cm  D．19 cm

答案　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，故B正确，A、C、D错误．

二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)

8．(2020·上海金山高二期中)以下关于液晶的说法中正确的是(　　)

A．液晶态的存在只与温度有关

B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来制作显示器

C．人体的某些组织中存在液晶

D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，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

答案　CD

解析　液晶态可以在一定的温度范围或一定的浓度范围内存在，故A错误；因为液晶的多种光学效应，所以被用来制作显示器，但液晶本身不能发光，故B错误；人体的某些组织中存在液晶，故C正确；笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，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，故D正确．

9.一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上的表示如图5所示，则(　　)

图5

A．在A→C过程中，气体的压强不断变大

B．在C→B过程中，气体的压强不断变小

C．在状态A时，气体的压强最大

D．在状态B时，气体的压强最大

答案　AD

解析　气体由A→C的变化过程是等温变化，由pV＝c(c是常量)可知，体积减小，压强增大，故A正确．由C→B的变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由＝c(c是常量)可知，温度升高，压强增大，故B错误．综上所述，由A→C→B的过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确．

10.(2020·张家口市一中高二期中)如图6所示，足够长U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列说法正确的是(　　)

图6

A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变

B．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度减小

C．若在右管中注入一些水银，L1将增大

D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小

答案　AD

解析　只对L1加热，假设体积不变，则压强增大，所以L1增大、h减小，气柱L2长度不变，因为此部分气体做等温变化，故A正确，B错误；若在右管中注入一些水银，气柱L2压强增大，假设L1的体积不变，L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大，L1的压强增大，根据玻意耳定律得L1将减小，故C错误；使L1、L2同时升高相同的温度，假设气体体积不变，L1的压强增大，L2压强不变，则L1增大、h减小，故D正确．

三、非选择题(本题共5小题，共54分)

11.(4分)(2020·四川成都高二期中)如图7所示，注射器内封闭有一定质量的气体，已知活塞的横截面积为20 cm2，大气压强为1.0×105 Pa，不计活塞与器壁间的摩擦．初始时气体体积为5 cm3，压强为1.0×105 Pa，现用水平向右的力F缓慢拉动活塞直至气体体积变为10 cm3，此时封闭气体压强为________ Pa，F的大小为________ N.

图7

答案　5×104(2分)　100(2分)

解析　以封闭气体为研究对象，初态：p1＝1.0×105 Pa，V1＝5 cm3；末态：V2＝10 cm3；根据p1V1＝p2V2可得：p2＝＝ Pa＝5×104 Pa，对活塞：由平衡条件得p2S＋F＝p0S，解得F＝100 N.

12．(8分)某小组利用图8所示装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”，图中装置1为压强传感器，装置2为数据采集器．带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积V，实验所用测量压强的装置较特殊，测量的是注射器内部气体和外部大气(压强为p0)的压强差Δp，在多次改变体积后，得到如下数据：

图8

(1)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了________．

(2)研究小组基于数据，以Δp为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是________．

(3)若图像斜率为k，该直线的函数表达式是________，图像纵轴截距的绝对值的物理含义是________．

答案　(1)充分的热交换，保持封闭气体的温度不变(2分)　(2)(2分)　(3)Δp＝－p0(2分)　大气压强(2分)

解析　(1)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了充分的热交换，保持封闭气体的温度不变．

(2)封闭气体的压强p＝p0＋Δp，根据pV＝c得(p0＋Δp)V＝c.变形得Δp＝c·－p0，则以Δp为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是；

(3)据题知，c＝k，整理得Δp＝k·－p0，可知图像纵轴截距的绝对值的物理含义是大气压强p0.

13．(12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9甲所示，若气体在状态D的压强是2×104 Pa.

图9

(1)求状态A的压强；

(2)请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　(2)见解析图

解析　(1)根据理想气体状态方程：＝

则pA＝＝ Pa＝4×104 Pa.(3分)

(2)A→B是等容变化

由查理定律得＝，

pB＝pA＝×4×104 Pa＝1.6×105 Pa(2分)

B→C是等温变化

由玻意耳定律得pBVB＝pCVC，

pC＝＝ Pa＝4×104 Pa(2分)

C→D是等容变化

pD＝2×104 Pa，TD＝4×102 K(2分)

p－T图像及A、B、C、D各个状态如图所示．

(3分)

14．(14分)如图10所示，总容积为3V0、内壁光滑的气缸水平放置，一横截面积为S的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的水平细绳与一质量为m的重物相连，气缸右侧封闭且留有抽气孔．活塞右侧气体的压强为p0.活塞左侧气体的体积为V0，温度为T0.将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．已知重物的质量满足关系式mg＝p0S，重力加速度为g.求：

图10

(1)活塞刚碰到气缸右侧时气体的温度；

(2)当气体温度达到2T0时气体的压强．

答案　(1)1.5T0　(2)p0

解析　(1)设当活塞右侧气体的压强为p0时，左侧气体压强为p1

则p1＝＋p0＝2p0(2分)

右侧抽成真空时，左侧气体压强为p2＝＝p0，(1分)

对左侧气体由玻意耳定律得

p1V0＝p2V2(2分)

解得：V2＝2V0(1分)

缓慢加热密封气体，气体发生等压变化，活塞与气缸右侧接触时，体积V3＝3V0，气体的温度为T3

则由盖－吕萨克定律得：

＝(2分)

解得：T3＝1.5T0(2分)

(2)气体温度由T3升高到2T0的过程，气体发生等容变化，由查理定律得

＝(2分)

解得：p4＝p0.(2分)

15．(16分)新冠肺炎疫情发生以来，各医院都特别加强了内部环境消毒工作，如图11所示是某医院消毒喷雾器设备．喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为10 L，打气筒每次打气能向储液桶内压入p0＝1.0×105 Pa的空气V0′＝200 mL，现往储液桶内装入8 L药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶内压强为p＝1.0×105 Pa，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，不计储液桶两端连接管以及软细管的容积．

图11

(1)若打气使储液桶内药液上方的气体压强达到3.0×105 Pa后，求打气筒打气次数至少是多少？

(2)当储液桶内药液上方的气体压强达到3.0×105 Pa后，打开喷雾头开关K直至储液桶药液上方的气压为2.0×105 Pa，求在这个过程中储液桶喷出药液的体积是多少？

答案　(1)20次　(2)1 L

解析　(1)对储液桶内药液上方的气体

初状态：压强p1＝1.0×105 Pa，体积V1

末状态：压强p2＝3.0×105 Pa，体积V2＝2 L(2分)

由玻意耳定律得

p1V1＝p2V2(2分)

解得：V1＝6 L(2分)

因为原来气体体积为V0＝2 L，所以打气筒打气次数

n＝＝次＝20次(2分)

(2)对储液桶内药液上方的气体

初状态：压强p1′＝3.0×105 Pa，体积V1′＝2 L

末状态：压强p2′＝2.0×105 Pa，体积V2′(2分)

由玻意耳定律得

p1′V1′＝p2′V2′(2分)

解得：V2′＝3 L(2分)

所以储液桶喷出药液的体积

ΔV＝(3－2) L＝1 L．(2分)