新教材2023_2024学年高中物理第2章气体固体和液体章末综合训练新人教版选择性必修第三册

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第二章章末综合训练(二)一、选择题1.(2023广东广州华南师大附中阶段练习)关于固体、液体,下列说法正确的是(　　)A.单晶体所有的物理性质都表现为各向异性B.液晶只有晶体的各向异性,没有液体的流动性C.液体表面层内分子势能小于液体内部分子势能D.毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力现象共同作用的结果2.(2023江苏淮安淮阴中学阶段练习)喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂,如图所示。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰。下列说法正确的是(　　)A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果,与重力无关B.喷防水剂后的玻璃和水滴发生浸润现象C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大D.水滴表面分子比水滴的内部密集3.(多选)(2023河南新乡高二阶段练习)如图甲所示,一端封闭且粗细均匀的足够长的直玻璃管水平放置,用长20 cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体,封闭气柱长度为32 cm,大气压强相当于76 cm水银柱产生的压强。现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°,如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°,如图丙所示。已知气体温度和大气压强始终不变,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,下列说法正确的是(　　)A.图乙状态的气体压强大于图丙状态的气体压强B.若玻璃管从图乙状态自由下落,气柱长度将减小C.图乙气柱长度为40 cmD.图丙气柱长度为38 cm4.(2023辽宁卷)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是(　　)5.(2023山东滨州高二阶段练习)如图所示,容积为2V的汽缸固定在水平地面上,汽缸壁及活塞导热性能良好,活塞面积为S,厚度不计。汽缸两侧的单向阀门(气体只进不出)均与打气筒相连,开始时活塞两侧封闭空气的体积均为V,压强均为p0。现用打气筒向活塞左侧打气25次后固定活塞,再向活塞右侧打气5次。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为V的空气,外界温度恒定,空气视为理想气体,不计活塞与汽缸间的摩擦。则稳定后活塞右侧空气的压强为(　　)A.7p0 B.4p0C.2p0 D.p06.(2023江苏连云港高二阶段练习)如图所示,A、B两个容器中装有同种气体,容器间用一根细玻璃管连接,管中有一水银滴D作为活塞。当A容器的温度为-10 ℃,B容器的温度为10 ℃时,水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡。两个容器的温度都降低10 ℃时,下列判断正确的是(　　)A.水银滴将不移动B.水银滴将向A移动C.水银滴将向B移动D.无法判断水银滴将向哪个方向移动7.(2023河南新乡高二阶段练习)一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A,其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示,BA和CD的延长线均过原点O,气体在状态A时的压强为p0,下列说法正确的是(　　)A.气体在状态D时的压强大于p0B.B→C过程中气体的内能减小C.D→A过程中气体的温度升高了D.C→D过程中气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数减少8.(多选)(2023山东聊城一中阶段练习)如图所示,容积相同的可导热容器a、b内充满同种理想气体,之间用带阀门的细导管相连,置于温度恒定的环境中。开始时阀门K关闭,a内气体的压强为p0,打开阀门经足够长时间后,原容器b中的气体有进入容器a,不计导管内气体的体积,下列说法正确的是(　　)A.容器b中原来气体的压强为2p0B.容器b中原来气体的压强为3p0C.最终容器内气体的压强为p0D.最终容器内气体的压强为2p0二、实验题9.(2023广东广州华南师大附中阶段练习)在用DIS研究一定质量的气体在体积不变时,其压强与温度的关系的实验中,实验装置如图甲所示。甲 (1)图甲中　　　　(选填“A”或“B”)为压强传感器。 (2)实验中,下列做法正确的是　　　。 A.无需测量被封闭气体的体积B.密封气体的试管大部分在水面之上C.每次加入热水后,用玻璃棒搅拌使水温均匀D.每次加入热水后,立即读数(3)某同学测得多组压强p与摄氏温度t的数据,获得如图乙所示的p-t图像。由图可得:压强p 与摄氏温度t成　　　关系,图线与横轴交点的温度为　　　℃,此温度被开尔文称为　　　。 乙(4)另一同学记录下了初始时封闭气体的压强p0和摄氏温度t0,随后逐渐加热水升高温度,并记录下每次测量结果与初始值的差值Δp和Δt。在实验中压强传感器软管突然脱落,他立即重新接上后继续实验,其余操作无误。则Δp-Δt的关系图可能是　　　。 三、计算题10.(2023广东广州执信中学阶段练习)气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置,其简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好,横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接,初始时汽缸内密闭一段长度为L0、压强为p1的理想气体,汽缸与活塞间的摩擦忽略不计,车辆载重时相当于在汽缸顶部增加一个物体A,稳定时汽缸下降了0.75L0,气体温度保持不变,求: (1)物体A的重力大小;(2)如果大气压强为p0,为使汽缸升到原位置,需向汽缸内充入与汽缸温度相同的大气的体积。
章末综合训练(二)1.D　单晶体的各向异性是针对某些物理性质而言的,并不是所有的物理性质都表现为各向异性,A错误;液晶的名称就是由于它具有流动性和各向异性,B错误;液体表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的作用力表现为引力,分子势能随着分子距离的增大而增大,则液体表面层内的分子势能大于液体内部的分子势能,C错误;毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力现象共同作用的结果,D正确。2.C　液体表面张力的作用使水滴呈球形,又由于重力的作用使得水滴呈椭球形,选项A错误;喷防水剂后的玻璃和水滴不浸润,选项B错误;水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大,选项C正确;水滴表面分子比水滴的内部稀疏,选项D错误。3.BD　图乙中封闭气体的压强p2=p0-ρgh=56cm·ρg,图丙中封闭气体的压强p3=p0-ρghcos53°=64cm·ρg,则图乙状态的气体压强小于图丙状态的气体压强,A错误;若玻璃管从图乙状态自由下落,处于完全失重状态,则封闭气体的压强等于大气压强,大于图乙原来状态的气体压强,由玻意耳定律pV=C可知,压强增大,体积减小,即气柱长度将减小,B正确;设图乙、丙中的气体长度分别为L2、L3,根据玻意耳定律有p1L1S=p2L2S=p3L3S,其中p1=p0,L1=32cm,解得L2=43.4cm,L3=38cm,C错误,D正确。4.B　从a到b气体发生等压变化,温度升高,气体体积增大,选项C、D错误;从b到c气体压强减小,p-T图线的斜率减小,故气体体积增大,选项A错误,B正确。5.A　设向活塞左侧打气25次后汽缸内空气的压强为p,左侧气体体积为V1,则右侧气体体积为2V-V1,由玻意耳定律,对左侧气体有p0=pV1,对右侧气体有p0V=p(2V-V1),联立解得V1=V,p=p0,活塞固定后再向活塞右侧打气5次,则p(2V-V1)+p0V=p'(2V-V1),解得p'=7p0,故选A。6.B　假定两个容器的体积不变,A、B中所装气体温度分别为T1=263K、T2=283K,当温度降低ΔT时,容器A的压强由p1降至p1',即Δp1=p1-p1',容器B的压强由p2降至p2',即Δp2=p2-p2',由查理定律可得,解得Δp1=·ΔT,Δp2=·ΔT,因为p2<p1,所以压强减少量Δp1>Δp2,即水银柱应向A移动。故选B。7.C　根据=C(常数)可知A→B、C→D过程中气体压强均不变,B→C过程中气体的压强减小,根据等温变化规律可得pBVB=pCVC,解得pC=p0,则气体在状态D时的压强为p0,故A错误;B→C过程中气体的温度不变,内能不变,故B错误;A→B过程为等压变化,根据等压变化规律可知TA=,D→A过程为等容变化,根据等容变化规律可知TD=TA=,则D→A过程中气体的温度升高了,故C正确;C→D过程中气体的压强不变且气体的温度降低,分子平均动能减小,所以气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数增加,故D错误。8.BD　设每个容器的容积为V,原容器b中的气体有进入容器a,可知b中气体的体积变为1.5V,a中气体的体积变为0.5V,气体最终压强变为p1,则对a内气体有p0V=p1·0.5V,对b内气体有p2V=p1·1.5V,解得p1=2p0,p2=3p0,故B、D正确。9.答案 (1)B(2)AC(3)线性　-273(或-273.15)　绝对零度(4)C解析 (1)由于实验要测的是气体压强,故压强传感器应直接与气体内部相连,而温度可通过玻璃管传导到内部气体,因此温度传感器插在水里即可。即A为温度传感器,B为压强传感器。(2)研究的是一定质量的气体在体积不变时的情况,故体积不变即可,无需测量,A正确;实验应保证各处气体的温度一致,故密封气体的试管应全部在水中,故B错误;每次加入热水后,要保证被封闭气体各处温度与水温相同,故不能立即读数,可用玻璃棒进行适当搅拌,等待气体状态稳定后再读数,故C正确,D错误。(3)对一定质量的理想气体来说,在体积不变时,根据气体状态方程=C,可知其压强与热力学温度成正比例关系,图线应该是一条过原点的倾斜直线,所以若是压强对应摄氏温度的情况,其压强p与摄氏温度t成线性关系,其图线的延长线与横轴的交点坐标应该是0K,即-273.15℃,此温度被开尔文称为绝对零度。(4)根据=C可知,当温度变化时有Δp=C·Δt,压强变化量与温度变化量成正比。当压强传感器软管突然脱落时,试管将会漏气,使得内外气体再次等压,而温度维持不变。随后的压强变化量与温度变化量仍应是线性变化,但常数C已经不同(气体的质量变少了),斜率应变得更小一些。故选C。10.答案 (1)3p1S(2)解析 (1)设汽缸下降0.75L后,气体压强为p2,由玻意耳定律有p1SL0=p2·SL0解得p2=4p1气体对汽缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小,即G=p2S-p1S解得G=3p1S。(2)要使汽缸恢复到原位置,需向汽缸内充入压强为p2、体积为SL0的气体,设这些气体在大气压强下的体积为V2,由玻意耳定律有p2·SL0=p0V2解得V2=。