2023-2024学年人教版选择性必修第3册 第二章 气体、固体和液体 质量检测

第二章  气体、固体和液体 质量标准检测

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间75分钟。

第Ⅰ卷(选择题　共40分)

一、选择题(共12小题，其中1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分，第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(2022·黑龙江哈尔滨九中高二下期中)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　D　)

A．凡是晶体都具有各向异性

B．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体

C．一定条件下晶体可以转化成非晶体，但非晶体不能转化成晶体

D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度

解析：单晶体具有各向异性，而多晶体具有各向同性，故A错误；黄金的延展性好，可以切割加工成任意形状；黄金有固定的熔点，是晶体，故B错误；在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体，故C错误；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，故D正确。

2．(2022·湖北省武汉市高二下学期期中)如图，一导热性良好的气缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高时，改变的量有(　B　)

A．活塞高度h B．气缸体高度H

C．气体压强p D．弹簧长度L

解析：气体做等压变化，温度升高时，体积变大，所以气缸距地面高度H减小。

3．(2022·江苏高考模拟)如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，则关于它的状态变化过程，下列说法正确的是(　B　)

A．气体的温度不变

B．气体的内能增加

C．气体分子的平均速率减小

D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变

解析：从p－V图像中的AB图线可知，气体由状态A变化到状态B为等容变化，压强增大，根据查理定律可知气体温度升高，A错误；一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，所以气体的温度升高，内能增加，B正确；气体的温度升高，分子的平均动能增大，平均速率增大，C错误；气体体积不变，压强增大，温度升高，分子热运动的平均速率增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，D错误。

4．(2022·山东省淄川中学高二下学期段考)用打气筒将压强为1  atm空气打进自行车胎内，如果打气筒容积ΔV＝500 cm3，轮胎容积V＝3  L，原来压强p＝1.5  atm。现要使轮胎内压强变为p′＝4  atm，问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)(　C　)

A．5次 B．10次

C．15次 D．20次

解析：打气N次后，空气压强达到4标准大气压，打入的气体在标准大气压下的体积为NΔV。根据玻意耳定律pV＋p0NΔV＝4p0V，解得N＝15次。故选C。

5．如图所示，两端封闭的等臂U形管中，两边的空气柱a和b被水银柱隔开，当U形管竖直放置时，两空气柱的长度差为H。现在将该U形管平放，使两臂处于同一个水平面上，稳定后两空气柱的长度差为L，若温度不变，下列关于L和H的大小关系正确的是(　A　)

A．L>H B．L<H

C．L＝H D．无法判断

解析：假设U形管平放后两部分气体的体积不变，即L和H的大小相等。在竖直状态时可以判断出左侧

空气柱a的压强应比右侧空气柱b的压强大，则如果水平放置时L和H相等的话，两端的空气柱体积不变，压强也不变。此时水银柱会在两个大小不等的压强作用下向右侧管中移动，即原来长的空气柱变长，原来短的空气柱变短，则可知L>H，故A正确。

6．(2022·天津市宁河区校级模拟)关于固体、液体和气体，下列说法中正确的是(　B　)

A．晶体一定具有各向异性的特征

B．一定质量的某种理想气体状态改变时，内能不一定改变

C．0 ℃的铁和0 ℃的铜，它们的分子平均速率相同

D．液体表面张力是液体内部分子间的相互作用

解析：单晶体有各向异性的特征，多晶体有各向同性的特征，故A错误；一定质量的理想气体的状态改变时，只要能保持温度不变，则其内能不变，故B正确；温度是分子热运动平均动能的标志，0 ℃的铁和0 ℃的铜，它们的分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，故C错误；液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，不是液体内部分子间的相互作用，故D错误。

7．(2022·江西湘东中学高二下期中)如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是(　A　)

A．从状态c到状态d，压强减小

B．从状态d到状态e，压强增大

C．从状态e到状态a，压强增大

D．从状态a到状态b，压强不变

解析：在V－T图像中等压线是过坐标原点的直线。由理想气体的状态方程知＝。可见当压强增大时，等压线的斜率k＝＝变小，由图可确定pa<pe<pd<pc<pb，故A正确。

8．(2022·吉林省吉化一中高二下学期期中)如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中(　A　)

A．A瓶中的药液先用完

B．B瓶中的药液先用完

C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐减小

D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变

解析：药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，使B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全部流入B瓶，所以A瓶液体先用完，故A正确，B错误；A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，因此封闭气体压强增大，故C错误，D错误。

9．(2022·上海浦东新区阶段性检测)如图所示是一定质量的某种气体的等压线，比较等压线上的a、b两个状态，下列说法正确的是(　BCD　)

A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多

B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多

C．a状态对应的分子平均动能小

D．单位体积的分子数a状态较多

解析：由题图可知一定质量的气体a、b两个状态的压强相等，而a状态温度低，分子平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强相等，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A错误，B、C正确；一定质量的气体，分子总数不变，Vb>Va，单位体积的分子数a状态较多，故D正确。

10．(2022·山东潍坊二模改编)关于固体、液体的性质，下列说法正确的是(　ACD　)

A．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润

B．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点

C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点

D．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用

解析：诗中荷叶和露水表现为不浸润，选项A正确；单晶体和多晶体都有确定的熔点，选项B错误；彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点，选项C正确；把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，选项D正确。

11．(2022·四川泸县二中高三期末节选)下列说法正确的是(　BC　)

A．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

B．荷叶上的露珠呈球形是表面张力作用的结果

C．浸润和不浸润现象都是分子间作用力作用的表现

D．晶体具有各向异性，具有各向同性的都是非晶体

解析：PM2.5在空气中的运动是布朗运动不属于分子热运动，故A错误；表面张力形成的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫作表面层，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，分子间的作用力表现为引力，即表面张力，它具有使液体表面收缩的趋势，故B正确；浸润和不浸润现象都是分子间作用力作用的表现，故C正确；多晶体和非晶体都是各向同性的，故D错误。

12．如图所示为A、B两部分理想气体V－t图像，已知两部分气体是质量相同的同种气体，则下列说法正确的是(　BD　)

A．当t＝273 ℃时，气体的体积A比B大0.2 m3

B．当tA＝tB时，VA∶VB＝3∶1

C．当tA＝tB时，A气体的分子密集程度大于B气体分子的密集程度

D．A、B两部分气体都做等压变化，它们的压强之比pA∶pB＝1∶3

解析：根据V－t图像可知，Va＝kATA＝TA；VB＝kBTB＝TB，当t＝273 ℃时，即T＝(273＋273)K＝546 K，代入上式可得气体的体积A比B大0.4 m3，A错误；当tA＝tB时，＝＝，B正确；当tA＝tB时，VA∶VB＝3∶1，又两部分气体是质量相同的，因此B气体的分子密集程度比A大，C错误；根据理想气体的状态方程有＝，代入数据解得pA∶pB＝1∶3，D正确；故选BD。

第Ⅱ卷(非选择题　共60分)

二、填空题(2小题，共14分。把答案直接填在横线上)

13．(6分)如图所示是医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，其c端则通过针头接人体静脉。

(1)若气室A、B中的压强分别为pA、pB，则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为__pB>p0>pA__；

(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是__恒定__(选填“越滴越快”“越滴越慢”或“恒定”)的。

解析：(1)因a管与大气相通，故可以认为a管上端处压强等于大气压强，这样易得pA<p0，而pB>p0，即有pB>p0>pA。

(2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时，由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故B中气体的压强不变，所以药液滴注的速度是恒定的。

14．(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。

(1)关于该实验，下列说法正确的是__D__。

A．实验前应将注射器的空气完全排出

B．空气柱体积变化应尽可能的快些

C．空气柱的压强随体积的减小而减小

D．作出p－的图像可以直观反映出p与V的关系

(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p－V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T1__>__T2(选填“<”“＝”或“>”)。

(3)另一小组根据实验数据作出的V－图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是__实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体__。

解析：(1)注射器内应封闭一定质量的气体，故A错误；实验操作时应缓慢移动活塞，保持注射器内的气体温度不变，空气柱的压强随体积的减小而增大，B、C错误；p－的图像是直线，能直观反映出p与V的关系，D正确。

(2)由图线乙可看出T1>T2。

(3)图线不过原点的原因是：实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体体积。

三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答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)

15．(8分)[2022·广东卷，T15(2)]玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将80 mL水装入容积为380 mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230 mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ取1.0×103 kg/m3。求水底的压强p和水的深度h。

答案：2.0×105 Pa　10 m

解析：在水面上方时，封闭气体的压强为p0，气体的体积V1＝(380－80)mL＝300 mL，

潜入水底后，封闭气体的压强等于水底的压强，即p＝p0＋ρgh，

封闭气体的体积为V2＝(380－230) mL＝150 mL，

由玻意耳定律得p0V1＝pV2，

代入数据解得p＝2.0 ×105 Pa，

h＝10 m。

16．(8分)(2022·广东省六校联盟高三联考)如图所示，在大气中有一水平放置的固定刚性圆筒，它由圆心共轴的圆筒a、b连接而成，其横截面积分别为3S和S。已知大气压强为p0，温度为T0。两活塞A、B圆心处用一根长为3l的不可伸长的轻杆相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。两圆筒连接处有固定卡口，若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，现对被密封的气体缓慢加热，求：

(1)当B活塞刚好碰到b部分圆筒的左侧时，气体温度为多少？

(2)当气体温度为3T0时，气体的压强为多少？

答案：(1)T0　(2)p0

解析：(1)从开始加热气体到B活塞刚好碰到b左侧时，气体做等压变化，由＝，可得T＝T0。

(2)当气体温度为3T0时，B活塞已经卡在b左侧，气体在(1)问的基础上进行等容变化，由＝，可得p＝p0。

17．(14分)(2022·山西省临汾市高三下学期3月模拟三)如图甲所示，绝热气缸平放在水平面上，气缸底部是边长为d＝10 cm的正方形，气缸长为L＝20 cm。用绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，稳定时活塞恰好位于气缸的正中间，封闭气体的温度为T0。可通过电阻丝给气体缓慢加热，活塞可沿气缸壁无摩擦的缓慢滑动，当活塞移动到气缸口时停止加热，此时气体的温度为T。假设在最初状态时，用一根原长为L，劲度系数为k＝1 000 N/m的轻弹簧连接气缸底部和活塞，如图乙所示。再用电阻丝给气体缓慢加热，当气体温度又为T时，求活塞移动的距离及气体的压强为多少？(大气压强p0＝1.0×105 Pa，结果保留两位有效数字)

答案：8.5 cm　1.1×105 Pa

解析：甲图情景中，活塞缓慢移动，气体压强始终等于大气压强，气体做等压变化，有＝得：T＝2T0。

乙图情景中，设温度为T时，气体压强为p，活塞向右移动x距离，由理想气体状态方程有＝

对活塞由平衡条件有pd2＝p0d2＋kx，联立解得x＝8.5 cm，p＝1.1×105 Pa。

18．(16分)[2021·河北卷，15(2)]某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27 ℃时，压强为3.0×103 Pa。

(1)当夹层中空气的温度升至37 ℃，求此时夹层中空气的压强；

(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。

答案：(1)3.1×103Pa　(2)

解析：(1)由题意可知夹层中的气体发生等容变化，根据理想气体状态方程可知

＝，

代入数据解得

p2＝3.1×103 Pa。

(2)当保温杯外层出现裂缝后，静置足够长时间，则夹层压强和大气压强相等，设夹层体积为V，以静置后的所有气体为研究对象有

p0V＝p1V1，

解得V1＝V，

则增加空气的体积为

ΔV＝V1－V＝V，

所以增加的空气质量与原有空气质量之比为

＝＝。