新教材高二物理下学期暑假巩固练习2气体、固体和液体含答案

2 气体、固体和液体

一、选择题：第1～5题为单选题，第6～10题为多选题。

1．2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时（　　）

A．水球呈球状

B．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力

C．气泡中分子的平均动能为0

D．气泡受到浮力

2．对下列几种固体物质的认识，正确的是（　　）

A．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体

B．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

C．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块是多晶体，多晶体没有固定的熔点

D．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是非晶体

3．如图，一定质量的理想气体由状态a开始，经等压变化到状态b、再由等容变化到c，则下列说法正确的是（　　）

A．气体在a状态的分子平均动能大于b状态的分子平均动能

B．气体在a状态的分子平均动能小于c状态的分子平均动能

C．若气体由a状态沿直线变化至c状态，其过程为等温变化

D．若气体由a状态沿直线变化至c状态，温度先升高后降低

4．如图所示为一定质量的理想气体状态变化的V－T图像。已知在状态A时的压强为p0，则（　　）

A．状态C时的压强为2p0

B．B→C过程中气体从外界吸热

C．A→B过程中外界对气体做功p0V0

D．A→B过程中单个分子对容器壁的平均撞击力不变

5．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　）

A．使玻璃管沿B→A方向加速上升

B．在竖直面内以过B点垂直纸面的直线为轴顺时针缓慢转动玻璃管

C．在竖直面内以过B点垂直纸面的直线为轴逆时针缓慢转动玻璃管

D．降低环境温度

6．关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（　　）

A．具有相同内能的两物体达到热平衡

B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡

C．1 K就是1℃

D．冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡

7．下列说法正确的是（　　）

A．上午十时，教室内空气中的氮气和氧气的分子平均动能相同

B．空气的绝对湿度大，相对湿度一定大

C．水对玻璃是浸润的，而水银对玻璃是不浸润的

D．有一分子a从无穷远处靠近固定不动的分子b，当a、b间分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小

8．固体与液体的诸多性质与气体不同，下列关于固、液体的各类说法中正确的是（　　）

A．浸润液体在毛细管中上升是由于附着层分子间斥力以及液体表面张力的作用

B．当有外加电场时，液晶的旋光性消失，液晶不再发光

C．表面张力总是垂直液面且指向液面内部

D．无法通过是否具有各向异性来区别多晶体和非晶体

9．已知某轿车四个轮胎为同一种型号的轮胎，汽车刚启动时四个轮胎的压强都为2.0 atm（标准大气压），环境温度为27℃。汽车行驶一段时间后，胎压检测系统显示其中三个轮胎压强为2.4 atm，一个轮胎的压强仍为2.0 atm（漏气）。四个轮胎此时温度相等，假设轮胎体积均不变，密闭气体可视为理想气体，则（　　）

A．轮胎此时的温度为360 K

B．轮胎此时的温度为360℃

C．漏气轮胎内气体吸收的热量等于内能的增加量

D．完好轮胎内气体吸收的热量等于内能的增加量

10．一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。已知玻璃管的横截面积处处相同。在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏，大气压强p0＝75.0 cmHg，环境温度不变。下列说法正确的是（       ）

A．两边汞柱高度相等时右侧管内气体的压强90 cmHg

B．两边汞柱高度相等时右侧管内气体的压强144 cmHg

C．活塞向下移动的距离7.50 cm

D．活塞向下移动的距离9.42 cm

二、非选择题

11．如图所示，在培养皿内注入清水，让两根细木杆相互平行地浮在水面上，再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精，两根细木杆会“自动”分离。请你解释这一现象。

12．如图所示，一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D的变化过程用如图所示的V－T关系图像来描述，气体在状态B时的压强pB＝2×105 Pa，气体从状态D到状态A是等温变化，结合图像的数据，求：

(1)气体在状态D时的压强与体积；

(2)气体在状态A的体积，以及气体从状态C到状态D外界对气体做的功。

13．如图(a)所示，两端开口的导热汽缸水平固定，A、B是两个厚度不计的轻质活塞，可在汽缸内无摩擦滑动，面积分别为S1＝2S2＝2S。静止时汽缸中的气体温度T1＝600 K，汽缸两部分的气柱长分别为L、。劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞A、一端固定在位于活塞A左侧的O点，且为原长。已知大气压强为p0，缸内气体可看作理想气体且不漏气，气缸两侧均足够长。现将连接B的水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量的重物C连接，如图(b)所示。求：

(1)活塞重新静止时（过程中温度不变），缸内气体压强以及弹簧的形变量；

(2)活塞重新静止时（过程中温度不变），活塞B移动的距离；

(3)缓慢降低缸内温度至T，使活塞B回到初位置并静止，求温度T的大小。（温度以热力学温标表示）

1.【答案】A

【解析】由于在失重状态下，水球呈球状而不是扁球状，故A正确；水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，故B错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，平均动能不为零，故C错误。“天宫课堂”中物体在失重状态下，气泡不会受到浮力，故D错误。

2.【答案】B

【解析】石英具有规则的几何外形，物理性质表现为各项异性，为晶体，而玻璃没有固定的熔点，为非晶体，A错误；食盐熔化过程中，温度保持不变，说明其有固定的熔点，为晶体，B正确；蔗糖受潮后粘在一起是多晶体，仍然具有固定的熔点，C错误；用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片在导热性能方面具有各项异性，是晶体，D错误。

3.【答案】D

【解析】气体从a状态到b状态压强不变，体积增大，由气体状态方程知温度升高，所以平均动能增大，即气体在a状态的分子平均动能小于b状态的分子平均动能，故A错误；气体在a状态和c状态的pV乘积相等，则温度相等，即分子平均动能相等，故B错误；若气体由a状态沿直线变化至c状态，图线与坐标轴所围面积先增大后减小，即pV乘积先增大后减小，则温度先升高后降低，故C错误，D正确。

4.【答案】D

【解析】从A到B温度不变有，从B到C体积不变，则状态C时的压强，故A错误；B→C过程气体体积不变，则W＝0，温度降低，内能减小，即，根据热力学第一定律可知，即气体向外界放热，故B错误；A→B过程中体积减小，则外界对气体做功，由于压强变大，所以外界对气体做功大于，所以C错误；A→B过程中温度不变，所以单个分子对容器壁的平均撞击力不变，故D正确。

5.【答案】B

【解析】当玻璃管沿B→A方向加速上升时，水银柱有一个斜向上的加速度，根据牛顿第二定律得下部气体对水银柱的压力要增大，即压强增大，所以水银柱向B端移动，A错误；在竖直面内以过B点垂直纸面的直线为轴顺时针缓慢转动玻璃管，使θ角变小，如果将玻璃管放平的时候，即减小了对下部气体的压力，水银柱向A端移动；同理可知逆时针转动时水银柱向B端移动，B正确，C错误；假定两段空气柱的体积不变，即V1、V2不变，初始温度为T，当温度降低时，A端空气柱的压强由p1减至p1'，则，B端空气柱的压强由p2减至p2'，则，由查理定律得，，因为，所以，即水银柱应向B端移动，D错误。

6.【答案】BD

【解析】两物体达到热平衡的标志是它们的温度相同，温度相同的物体不一定有相同的内能，A错误；体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡，从而显示温度，B正确；约等于，C错误；两物体达到热平衡的标志是他们的温度相同，或者是它们的冷热程度相同，D正确。

7.【答案】ACD

【解析】温度是分子平均动能的标志，上午十时，教室内空气中的氮气和氧气的温度相同，所以分子平均动能相同，故A正确；空气的相对湿度等于空气的绝对湿度与同温度下水的饱和汽压的比值，绝对湿度大，如果饱和汽压也大，相对湿度不一定大，故B错误；当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面收缩，这是不浸润，例如水银对玻璃是不浸润的；当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延伸，这是浸润现象，例如水对玻璃是浸润的，故C正确；分子a从无穷远处靠近固定不动的分子b，在达到平衡位置前，分子力做正功，分子势能减少，经过平衡位置后，分子力做负功，分子势能增加，所以当a、b间分子力为零时，即分子在平衡位置时，它们具有的分子势能一定最小，故D正确。

8.【答案】ABD

【解析】浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于r0），分子相互作用表现为斥力，即产生表面张力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，故浸润液体在毛细管内上升主要是附着层分子间斥力产生表面张力作用而造成的，A正确；液晶在外加电压的影响下排列变得有秩序，使光线容易通过，此时液晶的旋光性消失，液晶不再发光，B正确；表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面平行，使液面收缩，故C错误；多晶体和非晶体都具有各向同性，则无法通过是否具有各向异性来区别多晶体和非晶体，D正确。

9.【答案】AD

【解析】对三个完好轮胎之一，由查理定律可得，其中，代入数据解得，A正确，B错误；完好轮胎体积不变，外界没有对气体做功，即W＝0，由于温度升高内能增大，由热力学第一定律可得，故气体吸收的热量等于内能的增加量，D正确；假设漏气轮胎漏出的气体没有散开，发生等压膨胀，对外做功，即W<0，温度升高内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于内能的增加量，C错误。

10.【答案】BD

【解析】设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2，活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′。以cmHg为压强单位，由题给条件可得，，，由玻意耳定律得，解得，A错误，B正确；依题意，，由玻意耳定律得，解得活塞向下移动的距离为，C错误，D正确。

11.【答案】漂浮在水面上的细木杆，原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态。滴入酒精后，细木杆之间液体的表面张力减小，使得内侧的表面张力比外侧的小，细木杆就散开了。

12.【解析】(1)结合图像可知，为等容过程，根据查理定律得

代入数据可得

结合图像可知，为等压过程，即

由盖－吕萨克定律可得

代入数据可得。

(2)结合图像可知，为等压过程，即

为等温过程，根据玻意耳定律可得

代入数据可得

为等压过程，该过程中气体被压缩，外界对气体做功表示为

。

13.【解析】(1)活塞重新静止时，对活塞B分析可知

解得

对活塞A分析可知

解得。

(2)活塞重新静止时，设活塞B移动∆L，则对气体由玻意耳定律

解得。

(3)缓慢降低缸内温度至T，使活塞B回到初位置并静止，则气体经过等压变化，则此过程中，活塞A受力不变，则弹簧形变量不变，则活塞A不动，则由盖吕萨克定律可得

解得T＝390 K。