2020-2021学年第二章 气体、固体和液体综合与测试课时作业

第二章章末检测卷

考试时间：90分钟；试卷分数：100分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

一、单选题（共8题；共24分）

1.如图所示，p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时做功300J。当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，做功200J，求此过程中气体吸收或放出的热量是（    ） 

A. 吸热80J                           B. 吸热220J                           C. 放热520J                    D. 放热320J

2.关于温度下列说法中正确的是（   ）           

A. 0K即0℃                                                             B. 分子运动越剧烈，每个分子的温度越高
C. 温度是分子热运动剧烈程度的宏观反映               D. 温度越高的物体的内能一定越多

3.一定质量的理想气体温度不变，体积为V时，压强为P，当体积变成2V时，压强为（   ）           

A. 2P                                        B.                                         C. 4P                                        D. 

4.一定质量的理想气体，温度为0ºC时压强为p0。经过等容变化后，温度变为T=（t+273）K时压强为p，在此过程中气体温度每升高1ºC，对应压强的增量Δp不能表达为（   ）           

A.                                       B.                                       C.                                       D. 

5.一定质量的理想气体分别经历 和 两个变化过程，如图所示。 过程，气体对外做功为 ，与外界变换的热量为 ； 过程，气体对外做功为 ，与外界变换的热量为 。两过程中（   ） 

A. 气体吸热，                                            B. 气体吸热，
C. 气体放热，                                            D. 气体放热，

6.以下关于热学的说法正确的是（   ）           

A. 物体温度升高时，物体内所有分子的动能都增大
B. 水表面层的分子间的作用表现为相互吸引
C. 气体产生压强是由于分子间相互排斥
D. 符合能量守恒定律的过程都能自发进行

7.对于一定质量气体的体积、温度、压强的说法中不正确的是(   )           

A. 保持温度不变，气体体积增大，分子密度减小，使气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，导致压强减小
B. 保持压强不变，气体的体积增大，气体的密度减小，对器壁碰撞的次数有减小的趋势，但温度的升高，使每个分子对器壁的平均冲力增大而导致压强有增大的趋势，两种趋势的作用可相抵消，所以，压强不变时，温度升高，体积必增大
C. 保持体积不变，气体的分子密度不变，当温度升高时，平均每个气体分子对器壁的冲力增大，单位时间内对单位面积碰撞次数增多，致使气体压强增大
D. 气体温度、体积不变，气体压强可以改变

8.如图所示，用细绳将一个导热良好且开口向下的气缸悬挂在天花板上，气缸内有一定质量的气体 不计气体分子之间的相互作用力 ，气缸内活塞可以自由滑动且不漏气，活塞下挂个沙桶，当沙桶装满细沙时，活塞恰好静止，外部环境温度恒定 给沙桶底部开一小孔，细沙缓慢漏出，则在此过程中  

A. 气缸内气体体积减小，温度降低                B. 气缸内气体压强增加，内能不变
C. 外界对气体做功，气体温度升高                D. 气体向外界放热，气体内能减少

二、多选题（共4题；共16分）

9.下列说法正确的是（   ）           

A. 物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小
B. 分子间的引力和斥力，当r<r0时（r0为引力与斥力大小相等时分子间距离），都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化快
C. 水黾（一种小型水生昆虫）能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故
D. 第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
E. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大

10.下列说法正确的是（  ）           

A. 若分子势能随着分子距离增大而增大，则分子间作用力的合力表现为引力
B. 随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也随着减小
C. 一定质量的理想气体若压强和体积都不变，其内能也一定不变
D. 一定质量的理想气体的压强和体积都不变，其内能可能减小
E. 一定质量的理想气体温度升高时，气体的内能一定增大

11.一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。对该气体，下列说法正确的是（  ） 

A. 在状态B时的温度为173℃                                   B. 在状态C时的温度为27℃
C. 状态A与状态C相比，气体的内能相等                 D. 从状态A到状态C的过程中放出热量
E. 从状态A到状态C的过程中传递的热量是200J

12.下列说法正确的是（   ）           

A. 悬浮在水中的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动越明显
B. 液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性
C. 晶体熔化过程中吸收热量，分子平均动能一定增大
D. 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
E. 零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大

三、填空题（共2题；共21分）

13.一定量的理想气体的p－V图像如图所示，气体状态经历了A→B→C变化过程，A、B、C三个状态的有关参量如图所示，则气体在状态C的内能________气体在状态A的内能（填“>”、“<”或“＝”），在A→B→C过程中，气体需________（填“吸热”或“放热”），它与外界交换的热量的绝对值为________J。 

14.严寒的冬天，“泼水成冰”。洒向空中的热水迅速降温并结冰。热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能________（填“增大”或“减小”）：一定质量的   水变成 冰的过程中，内能________（“增大”或“减小”），分子平均间距________（填“增大”或“减小”），请结合自然现象或所学知识，简要说出分子平均间距变化的判断依据________。   

四、计算题（共2题；共19分）

15.如图所示，将横截面积S=100cm2、容积为V=5L，开口向上的导热良好的气缸，置于t1=－13 的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为V1=4L的理想气体封闭在气缸中，气缸底部有一个单向阀门N。外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速g=10m/s2  ， 不计一切摩擦。求：

 (i)将活塞用卡销Q锁定，用打气筒通过阀门N给气缸充气，每次可将体积V0=100mL，压强为p0的理想气体全部打入气缸中，则打气多少次，才能使其内部压强达到1.2p0；

(ii)当气缸内气体压强达到1.2p0时，停止打气，关闭阀门N，将质量为m=20kg的物体放在活塞上，然后拔掉卡销Q，则环境温度为多少摄氏度时，活塞恰好不脱离气缸。

16.如图所示，一竖直放置的导热性能良好的汽缸上端开口，汽缸壁内设有卡口，卡口到缸底间距离为10cm，口下方由活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞质量为4kg，横截面积为2cm2  ， 厚度可忽略，不计汽缸壁与活塞之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态活塞与卡口之间的作用力为20N，现利用抽气机抽出汽缸内一部分气体，使活塞刚好与卡口间无作用力，抽出的气体充入到一导热性能良好的真空容器内，容器横截面积为1cm2  ， 高度为20cm。已知大气压强为p0=105Pa，环境温度保持不变，重力加速度g取10m/s2  ， 求此时充入气体的容器中气体压强。

五、解答题（共1题；共11分）

17.有人设计了一种测温装置，结构如图所示，玻璃泡A内有一定质量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内外水银面的高度差x可反映泡内气体的温度，环境温度t，并可由B管上的刻度直接读出，当x1=18cm时，对应的温度t1=17℃，设B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计，大气压强P0=76cmHg，求当x2=20cm所对应的温度。 

六、实验探究题（共1题；共9分）

18.在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于中间刻度20ml处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每减小2ml测一次压强p，实验数据记录在下表中最后得到p和V的乘积逐渐减小．

（1）（单选题）造成上述实验结果的可能原因是在实验过程中________

（A）注射器中有异物

（B）实验时环境温度增大了．

（C）实验时外界大气压强发生了变化．

（D）实验时注射器内的空气向外发生了泄漏．

（2）由此可推断，该同学的实验结果可能为上图________（选填“a”或“b”）．   

（3）若另一同学用较大的注射器在同一实验室里（温度不变）做同一个实验，实验仪器完好，操作规范，也从中间刻度开始实验，则得出的V﹣ 图象的斜率比上一同学直线部分的斜率相比________（选填“增大”、“减小”或“相同”）．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】 D  

【解析】由题意知一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时， 为负功， 为正（吸收的热量），根据热力学第一定律则有

内能增加120J；

当气体从状态B经过程II回到状态A时， 为正，内能减小120J，根据热力学第一定律则有

所以放出热量320J，A、B、C不符合题意，D符合题意；

故答案为：D。

 2.【答案】 C  

【解析】A．0K是绝对零度，是一切低温的极限，为－273.15 ，A不符合题意；

B．气体分子的热运动的剧烈程度是由气体温度来决定的，他们存在因果关系，不能说气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高，先发生温度的改变，再发生热运动程度的改变，B不符合题意；

C．温度是分子热运动剧烈程度的反映，是分子平均动能的标志，即温度是分子热运动剧烈程度的宏观反映，C符合题意；

D．温度越高的物体的内能不一定越多，还与质量多少有关，D不符合题意。

故答案为：C。

 3.【答案】 B  

【解析】由波意耳定律可得

解得

故答案为：B。

 4.【答案】 A  

【解析】气体状态参量为p1=p0  ， T1=273K，p2=p，T2=(273+t)K

气体发生等容变化，由查理定律得

即

气体温度每升高1℃，压强的增量 、

故答案为：A。

5.【答案】 A  

【解析】p−V图象中，图线所包围的面积为气体对外所做的功，所以 ，根据热力学第一定律，由于两过程的初末状态pV乘积相同由理想气体方程可得初末状态温度相同，则气体内能相同，故两过程气体吸热，且 。

故答案为：A。
6.【答案】 B  

【解析】A．温度是表征物体内所有分子平均动能的物理量，物体温度升高，说明物体内所有分子的平均动能增大了，并不是所有分子的动能都增大了，A不符合题意；

B．水面表层分子很容易脱离水而进入空气中，所以水面表层的分子相对于水面以下较为稀疏，分子间距较大，分子间表现出相互吸引力，B符合题意；

C．气体产生压强是由于气体分子不停息的运动而对接触物表面产生了持续的作用力，而不是由于分子间相互排斥的原因，C不符合题意；

D．电冰箱能将热量从低温物体转移到高温物体，其工作过程符合能量守恒定律，但不能自发的进行，需要消耗电能才能进行，D不符合题意。

故答案为：B。

7.【答案】 D  

【解析】保持温度不变，则分子的平均速率不变，对器壁的碰撞力不变，气体体积增大，分子密度减小，使气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，导致压强减小，A不符合题意；保持压强不变，气体的体积增大，气体的密度减小，对器壁碰撞的次数有减小的趋势，但温度的升高，使每个分子对器壁的平均冲力增大而导致压强有增大的趋势，两种趋势的作用可相抵消，所以，压强不变时，温度升高，体积必增大，B不符合题意；保持体积不变，气体的分子密度不变，当温度升高时，平均每个气体分子对器壁的冲力增大，单位时间内对单位面积碰撞次数增多，致使气体压强增大，C不符合题意；根据PV/T=C可知气体温度、体积不变，气体压强一定不变，D错误，符合题意；

故答案为：D.

 8.【答案】 B  

【解析】以活塞为研究对象，根据平衡条件有：PS+mg=P0S，解得： ，细沙漏出，mg减小，可知P增大；气缸导热良好，则温度不变，根据理想气体状态方程 ，则V减小；体积减小，外界对气体做功，不计气体分子之间的相互作用力则忽略分子势能，分子内能只与温度有关，温度不变则分子内能不变，根据热力学第一定律知气体放热，B符合题意，ACD不符合题意。

二、多选题

9.【答案】 A，B，C  

【解析】A项：改变内能的方式有做功和热传递，由公式U=Q+W知，若物体对外界做功的同时还吸收了热量，如果对外做功大于吸收的热量，物体的内能减小，A符合题意；

B项：当分子间的距离小于r0时，都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化快

， 分子间相互作用力的合力表现为斥力，B符合题意；

C项：液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．这个引力即为表面张力，正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，C符合题意；

D项：机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化，D不符合题意；

E项：一定质量的理想气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，由于不清楚体积的变化，根据气体状态方程知道气体的压强变化无法确定，E不符合题意。

故答案为：ABC

10.【答案】 A，C，E  

【解析】A．分子力做负功，分子势能增大，如果分子势能随着分子距离的增大而增大，则分子力做负功，分子间的作用力一定表现为引力，A符合题意；

B．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小；若分子力表现为引力，则分子距离变大时分子力做负功，则分子势能增加，B不符合题意；

CD．由气态方程

知

故一定质量的理想气体，若气体的压强、体积不变， 一定不变，则T一定不变，故内能一定不变，C符合题意，D不符合题意；

E．理想气体内能由温度决定，当气体温度升高时，气体的内能一定增大，E符合题意。

故答案为：ACE。

11.【答案】 B，C，E  

【解析】A．该气体从状态A到状态B为等容变化过程，根据

代入数据解得

A不符合题意；

B．气体从状态B到状态C为等压变化过程，根据

代入数据解得

B符合题意；

C．气体在A状态和C状态温度相等，所以状态A与状态C相比，气体的内能相等，C符合题意；

D．从状态A到状态C的过程中，气体体积增大，对外做功，温度不变，内能必变，根据热力学第一定律可知，气体从状态A到状态C的过程中吸热，D不符合题意；

E．根据热力学第一定律

在整个过程中，从状态B到状态C的过程，气体对外做功，则

所以

E符合题意。

故答案为：BCE。

12.【答案】 B，D，E  

【解析】A．悬浮在水中的花粉颗粒越小，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动越明显，A不符合题意；

B．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，B符合题意；

C．晶体熔化过程中吸收热量，但温度不变，故分子平均动能不变，C不符合题意；

D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，D符合题意；

E．零摄氏度的水结成等质量的零摄氏度的冰，会放出热量，内能减少，由于温度不变，平均动能不变，故分子势减小，E正确。

故答案为：BDE。

三、填空题

13.【答案】 ＝；放热；300  

【解析】由图示图象可知，在A、C两状态，气体的pV相等，由理想气体状态方程可知，A、C两状态的温度相等，则气体在两状态的内能相等；由图示图象可知，A→B过程为等压过程，气体体积减小，外界对气体做功W=FL=pSL=p△V=1×105×（4-1）×10-3=300J

B→C过程是等容变化，气体不做功，在整个过程中，由热力学第一定律△U=W+Q，可知Q=△U-W=0-300=-300J

由此可知，在整个过程气体对外放热，放出的热量为300J．

14.【答案】 减小；减小；增大；冰可以漂浮在水中，说明冰的密度比水要小，分子间距比水大  

【解析】温度是分子平均动能的标志，热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能减小。 的水变成 的冰的过程是凝固过程，凝固放热，所以水放出热量，温度不变，内能减小。 的水变成 冰的过程中，体积要变大，则分子平均间距增大。冰可以漂浮在水中，说明冰的密度比水要小，质量不变，体积变大，分子间距比水大。

四、计算题

15.【答案】 解：(1)由玻意耳定律得

其中 ， ，n为打气次数，代入数值解得：

(ii)初态气体温度为 ，最终稳定时，体积为 ，内部气体压强为

即拔掉卡销后，缸内气体压强不变，由盖·吕萨克定律得： ，解得

则气缸内气体的温度为

16.【答案】 解：汽缸内气体为等温变化，活塞与卡口间无作用力时，设气体的压强为 ，若无卡口，气柱的长度为 ，由题意可知

由玻意耳定律可得

由题意可知，抽出部分气体的压强为 ，则体积为

设充入真空容器后的压强为 ，由玻意耳定律可知

解得

五、解答题

17.【答案】 解：设温度 时玻璃泡内气体的压强为 ，管内水银面的高度差为 时玻璃泡内气体的压强为 ，有    

由查理定律有

代入数据解得

六、实验探究题

18.【答案】 （1）D
（2）b
（3）增大  

【解析】解：（1）根据pV=nRT，pV的乘积减小，说明气体物质的量减小，气体在漏气，D符合题意；
（2） 图线上切线的斜率为pV，根据表格数据可知随着体积的增大pV值增大，则斜率增大，a符合题意；
（3）另一同学用较大的注射器在同一实验室里（温度不变）做同一个实验，初始状态pV是大试管大，得出的V﹣ 图象的斜率比上一同学直线部分的斜率增大

故答案为：（1）D；        （2）a          （3）增大