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第二章 气体、固体和液体（综合复习与测试）（原卷版+解析版）-人教版高中物理选修三
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第二章 气体、固体和液体综 合 测 试单选题：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0D．气泡受到浮力2.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3.一根足够长的试管开口竖直向下，中间用水银封闭了一定质量的理想气体，如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处，则下列图像中可能正确的是（ ）A． B． C． D．4.石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则（ ）A．石墨是非晶体B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯C．单层石墨烯的厚度约3μmD．碳原子在六边形顶点附近不停地振动5.甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是( )A.乙分子在P点时加速度最大B.乙分子在Q点时分子势能最小C.乙分子在Q点时处于平衡状态D.乙分子在P点时动能最大6.如图所示，两端开口的T型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，被封闭的空气柱长度和试管内外的夜面高度差的变化分别是（ ） .A．变大；变小 B．变大；不变 C．不变；不变 D．不变；变大7.如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是A． B． C． D．8.关于图中实验及现象的说法，正确的是（ ）A. 图甲说明薄板是非晶体 B. 图乙说明气体速率分布随温度变化且T1>T2 C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关 D. 图丁说明水黾受到了浮力作用多选题：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 KB．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 cmHgB．两边汞柱高度相等时右侧管内气体的压强144 cmHgC．活塞向下移动的距离7.50 cmD．活塞向下移动的距离9.42 cm11.将分子a固定在x轴上的O点,另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动,其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是( )A.分子b在x=x2处时的速度最大B.分子b由x=x2处向x=x1处运动的过程中分子力减小C.分子b在x=x2处受到的分子力为零D.分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中,分子b的加速度先增大后减小12.晓燕和小松同学合作设计了一个简易的气温计，如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。大气压的变化可忽略不计，罐内气体视为理想气体。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为S，吸管的总有效长度为L（总有效长度为铝罐外部吸管量远端到接口的距离），铝罐水平放置条件下，当温度为时，油柱到接口的距离为L1.根据以上信息，在吸管上标上温度刻度值。以下说法中正确的有（ ）A．吸管上的温度刻度值左低右高B．吸管上的温度刻度分布不均匀C．吸管上的温度刻度分布均匀D．该简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L有关（若温度升高△T，油柱到接口的距离增加△x，定义为测温灵敏度）13．一汽缸竖直放于水平地面上，缸体质量，活塞质量，活塞横截面积。活塞上方的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下方通过气孔P与外界相通，大气压强。活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度。已知，取，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。现给封闭气体加热，则下列说法正确的是（ ）A．缸内气柱长度时，缸内气体压强为B．当缸内气柱长度时，缸内气体温度约为C．缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀D．缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀14.关于热现象,下列说法正确的是( )A.分析布朗运动会发现,悬浮的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈B.一定质量的气体,温度升高时,分子间的平均距离增大C.分子间的距离r存在某一值r0,当r大于r0时,分子间引力大于斥力,当r小于r0时,分子间斥力大于引力D.已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(mol-1), 1 m3铜所含的原子数为N=ρNAM15.如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的理想气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，活塞紧压小挡板，外界大气压强为p0，缸内气体体积为V0。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列能反映汽缸内气体的压强p或体积V随热力学温度T变化的图像是（ ） A．B．C．D．计算题：16.如图所示，两水平放置的导热汽缸底部由管道连通，轻质活塞a、b用刚性轻杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为和，且。缸内密封有一定质量的气体，系统处于平衡状态时，左右汽缸内气体的体积均为。已知大气压强为，环境温度为，忽略管道中的气体体积，两活塞始终未脱离汽缸。（1）若活塞在外力作用下，使右侧汽缸内的体积减小，求稳定后缸内气体的压强。（2）若大气压强不变，缓慢升高环境温度，使左侧汽缸内的气体体积恰好为零，求此时的环境温度。17．金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ=4560kg/m3碳原子的摩尔质量为1.2×10-2kg/mol，现有一块体积V=4×10-8m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1（计算结果保留2位有效数字）（1）金刚石中单个碳原子的质量是多少？（2）假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。18.神舟13号航天员从天和核心舱气闸舱出舱时身着我国新一代“飞天”舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为V1=2L，压强p1=1.0×105Pa，温度t1=27℃。（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低到p2=4.4×104Pa，此时密闭气体温度变为t2=-9℃，则航天服内气体体积V2变为多少？（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3=3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度保持为t3=-9℃不变，体积变为V3=2.2L，那么航天服放出的气体与原来气体的质量比为多少？
第二章 气体、固体和液体综 合 测 试单选题：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0D．气泡受到浮力2.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3.一根足够长的试管开口竖直向下，中间用水银封闭了一定质量的理想气体，如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处，则下列图像中可能正确的是（ ）A． B． C． D．4.石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则（ ）A．石墨是非晶体B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯C．单层石墨烯的厚度约3μmD．碳原子在六边形顶点附近不停地振动5.甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是( )A.乙分子在P点时加速度最大B.乙分子在Q点时分子势能最小C.乙分子在Q点时处于平衡状态D.乙分子在P点时动能最大6.如图所示，两端开口的T型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，被封闭的空气柱长度和试管内外的夜面高度差的变化分别是（ ） .A．变大；变小 B．变大；不变 C．不变；不变 D．不变；变大7.如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是A． B． C． D．8.关于图中实验及现象的说法，正确的是（ ）A. 图甲说明薄板是非晶体 B. 图乙说明气体速率分布随温度变化且T1>T2 C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关 D. 图丁说明水黾受到了浮力作用多选题：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 KB．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 cmHgB．两边汞柱高度相等时右侧管内气体的压强144 cmHgC．活塞向下移动的距离7.50 cmD．活塞向下移动的距离9.42 cm11.将分子a固定在x轴上的O点,另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动,其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是( )A.分子b在x=x2处时的速度最大B.分子b由x=x2处向x=x1处运动的过程中分子力减小C.分子b在x=x2处受到的分子力为零D.分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中,分子b的加速度先增大后减小12.晓燕和小松同学合作设计了一个简易的气温计，如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。大气压的变化可忽略不计，罐内气体视为理想气体。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为S，吸管的总有效长度为L（总有效长度为铝罐外部吸管量远端到接口的距离），铝罐水平放置条件下，当温度为时，油柱到接口的距离为L1.根据以上信息，在吸管上标上温度刻度值。以下说法中正确的有（ ）A．吸管上的温度刻度值左低右高B．吸管上的温度刻度分布不均匀C．吸管上的温度刻度分布均匀D．该简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L有关（若温度升高△T，油柱到接口的距离增加△x，定义为测温灵敏度）13．一汽缸竖直放于水平地面上，缸体质量，活塞质量，活塞横截面积。活塞上方的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下方通过气孔P与外界相通，大气压强。活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度。已知，取，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。现给封闭气体加热，则下列说法正确的是（ ）A．缸内气柱长度时，缸内气体压强为B．当缸内气柱长度时，缸内气体温度约为C．缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀D．缸内气体温度上升到以上，气体将做等压膨胀14.关于热现象,下列说法正确的是( )A.分析布朗运动会发现,悬浮的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈B.一定质量的气体,温度升高时,分子间的平均距离增大C.分子间的距离r存在某一值r0,当r大于r0时,分子间引力大于斥力,当r小于r0时,分子间斥力大于引力D.已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(mol-1), 1 m3铜所含的原子数为N=ρNAM15.如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的理想气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，活塞紧压小挡板，外界大气压强为p0，缸内气体体积为V0。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列能反映汽缸内气体的压强p或体积V随热力学温度T变化的图像是（ ） A．B．C．D．计算题：16.如图所示，两水平放置的导热汽缸底部由管道连通，轻质活塞a、b用刚性轻杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为和，且。缸内密封有一定质量的气体，系统处于平衡状态时，左右汽缸内气体的体积均为。已知大气压强为，环境温度为，忽略管道中的气体体积，两活塞始终未脱离汽缸。（1）若活塞在外力作用下，使右侧汽缸内的体积减小，求稳定后缸内气体的压强。（2）若大气压强不变，缓慢升高环境温度，使左侧汽缸内的气体体积恰好为零，求此时的环境温度。17．金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ=4560kg/m3碳原子的摩尔质量为1.2×10-2kg/mol，现有一块体积V=4×10-8m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1（计算结果保留2位有效数字）（1）金刚石中单个碳原子的质量是多少？（2）假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。18.神舟13号航天员从天和核心舱气闸舱出舱时身着我国新一代“飞天”舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为V1=2L，压强p1=1.0×105Pa，温度t1=27℃。（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低到p2=4.4×104Pa，此时密闭气体温度变为t2=-9℃，则航天服内气体体积V2变为多少？（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3=3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度保持为t3=-9℃不变，体积变为V3=2.2L，那么航天服放出的气体与原来气体的质量比为多少？
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