第二章《气体、固体和液体》单元测试（原卷版+解析版）

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第二章《气体、固体和液体》单元测试班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）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，只有一项是符合题目要求的）1．南极的最低气温可达到，科考队员要测量南极的气温，应选用（   ）A．水银温度计B．酒精温度计C．煤油温度计D．体温计【答案】B【详解】水银温度计的测温范围约为；酒精温度计的测温范围约为；煤油温度计的测温范围约为；体温计的测温范围约为，所以适宜用酒精温度计测量，B选项符合题意。故选B。2．下列关于晶体以及非晶体的理解正确的是（　　）A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点B．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布D．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的【答案】C【详解】A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，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，故A项错误；B．单晶体和多晶体都具有固定的熔点，故B项错误；C．有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如石墨和金刚石，故C项正确；D．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的；例如天然石英是晶体，熔融过的石英是非晶体；把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再加入冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故D项错误。故选C。3．下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是（　　）A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化B．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态C．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，只需要确定温度【答案】C【详解】A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量会发生变化，选项A错误；B．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为热能，不是平衡态，B错误。C．两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，C正确；D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，需要力学、几何、热学角度描述气体，即从压强、体积、温度描述，选项D错误。故选C。4．关于下列各图说法正确的是（　　）A．图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体B．图乙中液体和管壁表现为不浸润C．图丙中，T2对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显【答案】C【详解】A．图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故A错误；B．图乙中液体和管壁接触面中的附着层中的液体分子间表现为斥力效果，可知液体和管壁表现为浸润，故B错误；C．图丙中，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知T2对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，故C正确；D．图丁中，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故D错误。故选C。5．某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为-23℃，到达广州时的环境温度为27℃。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（　　）A．B．C．D．【答案】C【详解】由于轮胎体积不变且没有漏气，气体放出前后体积不变。根据理想气体等压方程解得初态气体在末态压强下的体积故放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为故选C。6．如图所示，A、B是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的坐标所围成的三角形面积分别为，对应温度分别为和，则（    ）A．，B．，C．，D．，【答案】C【详解】根据等温线特征可知，由于面积反映的就是公式中的常数的一半，而A状态的常数比B状态的常数小，所以。故选C。7．珠宝鉴定师经常会用到宝石折光仪（甲图）来测量宝石的折射率。折光仪的基本原理图如图乙所示，把待测宝石放到半球形棱镜上。标准光源发出黄光，射向半球形棱镜，通过棱镜射向被测宝石的光，入射角小于全反射临界角的光线会折射进宝石，目镜上见不到这些光，表现为一个暗域；入射角大于临界角的光线全反射回棱镜，在目镜上表现出一个亮域；明暗域的分界线相当于该临界角的位置。目镜下安装有一个标尺，刻有与此临界角相对应的折射率值，明暗域分界线指示的数值即被测物质的折射率。以下说法正确的是（　　）A．半球形棱镜对黄光的折射率大于宝石对黄光的折射率B．把宝石翻转一定的角度，使宝石的另一个侧面与棱镜接触，所测得的宝石的折射率与之前不同，说明宝石是非晶体C．换用红光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的下方D．换用白光光源，测量宝石折射率的准确度会更高【答案】A【详解】A．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，光从棱镜射向宝石，要发生全反射，需满足棱镜对黄光折射率大于宝石对黄光折射率，故A正确；B．宝石不同的侧面具有不同的折射率，说明宝石具有各向异性的特点，所以宝石是晶体，故B错误；C．针对同一种介质，红光折射率小于黄光折射率，则红光全反射临界角更大，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的上方，故C错误；D．换用白光，而白光色散明显，会导致明暗域分界线模糊，折射率测量不准确，故D错误。故选A。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，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8．如图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至55℃左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是（　　）A．该晶体材料的熔点为55℃B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变C．在BC段，该晶体材料的平均动能保持不变D．在AB段，该晶体材料的分子热运动变剧烈【答案】CD【详解】A． 该晶体常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换，熔化过程温度不变，不变的温度即是熔点，由图丙可知，在 BC段温度保持不变，则该晶体熔点为50℃，故A 错误；BC．由图丙可知，BC段是晶体的熔化过程，晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，该晶体材料的平均动能保持不变，物体吸收了热量，内能一定增加，则该晶体材料的内能增大，故B错误，C正确；D．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈；在 AB段温度升高，所以该晶体材料的分子热运动变剧烈，故D正确。故选CD。9．遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，塑料盆可近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在水面上，如图甲所示；用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平，盆内封闭气体（视为理想气体）被压缩，简化模型如图乙所示，忽略此过程中封闭气体与外界的热交换，下列说法正确的是（　　）A．封闭气体的压强变大B．封闭气体的内能不变C．封闭气体分子的平均动能变大D．封闭气体每个分子的动能均变大【答案】AC【详解】A．当塑料盆口向下竖直轻放在水面上时，封闭气体的压强等于大气压强，即当用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平时有所以即封闭气体的压强变大，故A正确；BC．由于竖直向下压盆过程中，外界对气体做功，忽略此过程中封闭气体与外界的热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能变大，故B错误，C正确；D．气体分子的平均动能变大，但每个分子的动能不一定均变大，故D错误。故选AC。10．如图所示，均匀U形管内盛有液体，左右液面相平。左管用活塞封闭了一定量的气体A，右管封闭气体B，开始A、B两部分气体压强均为，气柱的长度均为h，现将活塞缓慢上提，提升的高度为，则此过程中（　　）A．气柱A的长度增加量等于dB．气柱B的长度增加量小于dC．气体A的最终压强等于D．气体A的最终压强大于【答案】BD【详解】A．假设水银柱不动则气柱A的长度增加量等于d，即B管内气柱长没变，根据玻意耳定律则A内压强减小B内压强不变，即A内压强小于B内压强，水银一定在左管内上升，故气柱A的长度增加量小于d，故A错误；B．假设气柱B的长度增加量等于d，则相当于A内气体长度没变，根据玻意耳定律可知，A内压强不变，B内压强减小，即A内压强大于B内压强，水银一定在右管内上升，故气柱B的长度增加量小于d，故B正确；CD．假设气柱A的长度增加量等于d，则所以而实际气柱A的长度增加量小于d，故气体A的最终压强大于p′，故C错误，D正确。故选BD。非选择题（本题共5小题，共54分。请按题目要求作答）12．（6分）某同学在实验室利用如图甲所示的仪器，运用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的小物件的体积，实验过程如下：(1)将小物件装入注射器主管内，通过拉活塞的方式改变封闭气体的体积和压强，操作过程中，下列说法正确的是_______A．不能用手握住注射器的主管B．要用手握住注射器主管以保持其稳定C．若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后即可继续实验D．若实验过程中不慎将活寒拉出针筒．必须清除之前获得的数据．重做实验(2)实验中通过针筒上的刻度读取了多组气体体积V和压强传感器采集的压强p，作出图线，如图乙所示。若作出的图线为图乙中的直线①，与横、纵轴的交点坐标值分别是a、b，已知传感器和注射器连接处的塑料管容积为，则小物件的体积为 。(3)若作出的图线为图乙中的曲线②，造成该现象的原因可能是 。【答案】(1)AD(2)(3)室温升高【详解】（1）AB．操作中，不能用手握住注射器的主管，是为了保持封闭气体的温度不变，故A正确，B错误；CD．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，气体的量发生变化，因此以上数据全部作废，应重新做实验，故C错误，D正确。故选AD。（2）设物件体积为，对一定量的气体发生等温变化，根据玻意耳定律可得变形得可知体积为（3）图像的斜率为由图乙可知曲线②的斜率增大，故造成该现象的原因可能是室温升高。12．（8分）“梦天”学习小组探究一定质量的气体在体积不变的条件下，气体压强与热力学温度之间的变化关系。所用器材有：装有水的水槽，注射器，压强传感器，温度传感器，热水等。探究步骤如下：①把注射器的活塞推到“30”刻度处，固定活塞使注射器中封闭一部分空气，注射器底部出口处连上压强传感器；②如图甲，把注射器放入装有水的水槽中，注射器中封闭气体全部没入水中，再把温度传感器金属针放入水中，稳定后读出压强传感器示数和温度传感器示数；③再向水槽中加入一定量的热水，待稳定后读出两传感器的示数和；④重复步骤③，得到多组压强p及对应温度T的数据；⑤根据得到的数据在图乙坐标系中描点，作出p-T图像。请回答下列问题：(1)步骤①中固定活塞的目的是 ；步骤①还缺少一些必要的操作内容，如 （写出一项即可）。(2)根据图像分析可得实验结论：质量一定的某种气体，在体积不变的条件下，气体压强与热力学温度成 。(3)步骤①中，把注射器的活塞推到“30”刻度处，封闭一定质量的气体，拉动活塞至“40”刻度处，再固定活塞，则得出的p-T图像斜率与图乙中所作图线的斜率相比， （选填“＞”“＝”或“＜”）。【答案】(1) 保证气体的体积不变 在活塞上涂上凡士林密封气体(2)正比(3)＜【详解】（1）[1]固定活塞的目的是保证气体的体积不变；[2]为保证气密性良好，应在活塞上涂上凡士林密封气体。（2）由图像可知，质量一定的某种气体，在体积不变的条件下，气体压强与热力学温度成正比。（3）步骤①中，把注射器的活塞推到“30”刻度处，封闭一定质量的气体，拉动活塞至“40”刻度处，再固定活塞，根据，体积变大，可得图像斜率变小。13．（10分）小华同学想通过如图所示的装置来测量化学药品氧化钙的体积，在水平放置的导热性良好的圆柱形汽缸内用质量为的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为，能无摩擦地滑动。缸内放有一形状不规则化学药品氧化钙，初始时气柱的长度为。现顺时针缓慢旋转汽缸到开口竖直向上，待活塞重新稳定后，气柱长度为，环境温度保持不变，大气压强大小恒为，重力加速度大小为g，忽略化学药品热胀冷缩的影响，求：(1)待活塞重新稳定后，汽缸内气体压强；(2)汽缸内放置的化学药品的体积。【答案】(1)(2)【详解】（1）待活塞重新稳定后，对活塞受力分析解得（2）设汽缸内放置的化学药品体积为V，有，气体做等温变化有解得化学药品的体积14．（12分）如图为某潜艇模型的截面示意图，容积为的贮气舱通过细管与储水舱连接，储水舱中有一厚度忽略不计的轻活塞，储水舱通过通海口与海水连通。某次下潜前，在海面上保持阀门关闭，贮气舱内有压强为、体积为的空气，现将与贮气舱内气体等温度的、压强为、体积为的空气缓慢充入贮气舱。当潜艇静止潜在某深度处时，活塞位于最右端，储水舱内充满水。现打开阀门向储水舱压入一定量的气体后，活塞左移，排出水的体积为，此时关闭阀门，贮气舱内剩余气体的压强变为，排水过程中气体温度不变，潜水艇深度不变。已知大气压强为，重力加速度为g，海水密度为，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。求：(1)潜艇下潜前，充气完成后贮气舱内空气的压强p(2)潜艇所在的深度。【答案】(1)(2)【详解】（1）对贮气舱内原有气体和新压入的气体，由玻意耳定律得解得（2）潜水艇在深度处的压强为对贮气舱内的气体，由玻意耳定律得对排入储水舱内的气体，由玻意耳定律得解得15．（18分）如图所示，开口向右且足够长的水平固定气缸内，用活塞封闭有一定质量的理想气体，缸内横截面积为，活塞通过绕过固定小滑轮的细线与一个总质量为的沙桶相连，沙桶距地面足够高。活塞与气缸无摩擦且不漏气，缸内气体温度为时，活塞距缸底，整个装置静止。现使缸内气体缓慢升温，活塞缓慢向右移动时，停止加热。已知大气压强恒为，重力加速度为。(1)求停止加热时缸内气体的温度；(2)停止加热后，一次性增加沙桶中沙子的质量，经过一段时间后，缸内气体温度恢复至，此时活塞距缸底，求沙桶中增加的沙子质量。【答案】(1)(2)40kg【详解】（1）初始状态下，气体体积为温度为，缓慢升温，活塞向右移动5cm时，气体体积为设此时温度为，气体从开始到此状态发生等压变化，由盖-吕萨克定律有代入数据解得停止加热时缸内气体的温度为（2）初始状态下，设气体的压强为，对活塞受力分析，有代入数据解得加入沙子稳定后，气体的体积为设此时气体的压强为，初始状态到此状态气体发生等温变化，根据玻意耳定律有代入数据解得设沙桶中增加的沙子质量为，对活塞受力分析，有代入数据解得