人教版2019高中物理选择性必修3【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷气体固体和液体B含解析答案

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气体�固体和液体B学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（　　）A．图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能变大B．图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力C．图丙是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象2．高空火箭的仪器舱内，起飞前舱内气体压强相当于1个大气压，温度。仪器舱是密封的，重力加速度为g，如果火箭以加速度竖直起飞，当火箭起飞时，仪器舱内水银气压计的示数为，如图，忽略槽内水银面的高度变化，则此时舱内气体的压强和气体温度分别为（　　）A．， B．，C．， D．，3．试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L0，大气压强为p0，其他尺寸如图所示，当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为L，设温度不变，管横截面积为S，水银密度为ρ，则转动时管内被封气体的压强为（　　）A． B．C． D． 4．如图所示，水平放置的导热汽缸内A、B两部分气体由横截面积为S的活塞（厚度不计）隔开，活塞与汽缸光滑接触且不漏气。初始时两侧气体的温度与环境温度相同，压强均为p，体积之比为。现将汽缸缓慢转动，当转到竖直位置放置时，A、B两部分气体体积相同。已知重力加速度大小为g，则活塞的质量m为（　　）  A． B． C． D．5．某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封．将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示．当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为．设红墨水的密度为，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上．下列说法正确的是（    ）．A．若室温升高，玻璃瓶中的气体将发生等压变化B．若室温降低，管内外水面的高度差将减小C．将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大D．当管内外水面的高度差为时，室温为6．某物理学习兴趣小组设计了一个测定水深的深度计，如图，导热性能良好的圆柱形气缸I、II内径分别为S和2S，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸I左端开口。外界大气压强为p0，气缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，气缸II内通过B封有压强为3p0的气体，一细管连通两气缸，初始状态A、B均位于气缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知p0相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，下列说法错误的是（    ）  A．当活塞A向右移动时，水的深度h=10mB．气缸II内通过B封有压强为3p0的气体时，此深度计能测的最大深度h=20mC．当活塞A向右移动时，水的深度h=20mD．若要测量的最大水深h=30m，气缸II内通过B所封有气体的压强p=3.5p07．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，那么水银柱将（　　）  A．向A移动 B．向B移动C．不动 D．不能确定8．如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中不正确的是（  ）A．B管内水银面比管外水银面高hB．B管内水银面比管外水银面高hcosθC．B管内水银面比管外水银面低hcosθD．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高汞柱E．管内封闭气体的压强比大气压强大hcosθ高汞柱二、多选题9．托里拆利实验装置如图所示，导热良好的玻璃管上端封闭，下端插入水银槽中，实验过程中，玻璃管内不小心混入少量气体。下列判断正确的是（　　）A．外界压强恒定，玻璃管内外水银面的高度差与温度成线性关系B．外界温度恒定，测得的大气压强小于实际值C．外界温度恒定，大气压强增大时，玻璃管内水银面上升D．若缓慢向下按玻璃管，玻璃管内水银面下降，封闭气体压强减小10．如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　）A．初始时，汽缸内封闭气体的压强为B．初始时，细杆对活塞B的作用力大小为C．若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为D．若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为三、实验题11．某同学设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。该同学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示：该同学将上表中环境温度（℃）和汞柱高（cm）的数据输入图形计算器，绘制出图像，如图所示。（1）根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值 ，玻璃泡A内气体压强和气体温度的比例常量 。（假设实验过程中值是不变的）（2）由于大气压要随季节和天气变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压强比上述大气压低了，那么此次测量的温度测量值与其实际的真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。12．做“用DIS 研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验压强时，缓慢推动活塞。 注射器内空传感器气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变）。  （1）在此实验操作过程中注射器内的气体分子平均动能如何变化？ ，因为 （请简述理由）。（2）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合， 造成这一现象的可能原因是 。为了避免这种情况的发生，主要措施是 。（3）（单选题） 把图像改为图像， 则图像应是( )  四、解答题13．如图所示，在水平地面上竖直放置一个汽缸，上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为，活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为（可增加配重），横截面积为S，厚度忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计一切摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为，温度均为。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度。（已知重力加速度为g，活塞质量和大气压强的关系为）  14．小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在热力学温度恒为300K的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体热力学温度均为367. 2K，测得杯体水面与吸管顶端的高度差，吸管总长。已知水面上方气体的压强始终与外界大气压强相同，外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度，水的密度，求：（1）吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体的压强；（2）从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值。  15．如图所示，开口向左的汽缸固定在水平桌面上，用一横截面积为S的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过定滑轮连着放于水平地面的质量为M的物块。滑轮两侧的轻绳分别处于水平和竖直状态，开始时，细绳恰好没有作用力，活塞与汽缸底部的间距为d，缸内气体的热力学温度为，已知外界大气压强恒为，g为重力加速度大小，不计一切摩擦，水平桌面足够高，现使缸内气体缓慢冷却，则：（1）放在地面的物块对地面恰好没有作用力时，气体温度降为多大？（2）当活塞到汽缸底部的距离为时，气体温度降为多大？环境温度（℃）0275481100汞柱高（cm）25.820.4159.64.20.4温度刻度（℃）0275481100参考答案：1．D【详解】A．晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故A错误；B．水黾可以在水面自由活动，是因为水的表面张力，故B错误；C．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故C错误；D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象，故D正确。故选D。2．B【详解】以的加速度匀加速上升时，设气压计内的水银柱质量为m，气压计横截面积为S，根据牛顿第二定律有即以舱内气体为研究对象，初态有，末态有又所以根据理想气体等容变化有解得故选B。3．A【详解】以水银柱为研究对象，其两端的压力差为向心力，水平方向受力为向右的p0S，向左的pS，由牛顿第二定律，知则有若以被封闭气体为研究对象，由等温变化可知解得故BCD错误，A正确。故选A。4．C【详解】设A、B两部分气体的总体积为V，对A气体，初状态末状态根据玻意耳定律可得对B气体，初状态末状态根据玻意耳定律可得联合解得故选C。5．D【详解】A．管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室温升高，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，故A错误；B．玻璃管内水面一直在水槽水面之上，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，室温降低，玻璃瓶中的气体压强减小，管内外水面的高度差将增大，故B错误；C．根据玻璃瓶内压强为可得玻璃管内水面一直在水槽水面之上，将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越小，故C错误；D．室温时，玻璃瓶中的气体压强当管内外水面的高度差为时，玻璃瓶中的气体压强玻璃瓶中的气体将发生等容变化当管内外水面的高度差为时，室温为故D正确；故选D。6．B【详解】A．当A向右移动时，设B不移动，对I内气体，由玻意耳定律得解得而此时B中气体的压强为故B不动，对A有可得又p0相当于10m高的水产生的压强，故可得水的深度为h=10m故A不符合题意；C．当活塞A向右移动时，由玻意耳定律得解得又有可得h=20m故C不符合题意；B．该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，I内气体压强逐渐增大，当压强增大到气缸II的压强后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，此时原I内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动距离，对I内气体，有对Ⅱ内气体，有联立解得又有此深度计能测的最大深度故B符合题意；D．若要测量的最大水深，设B向右移动x距离，两部分气体压强均为p2对原I内气体，由玻意耳定律得对原II内气体，由玻意耳定律得又此时A有联立解得故D不符合题意。故选B。7．A【详解】假定两个容器的体积不变，即各自的体积V1，V2不变，所装气体温度分别为T1=0+273K=273K，T2=20+273K=293K当温度均降低时，左边的压强由p1降至，即压强减小量为，右边的压强由p2降至，即压强减小量为，根据查理定律有，解得，由于p2=p1，则有解得可知，假设不成立，水银柱将应向A容器移动。故选A。8．ACE【详解】ABC．以A管中的水银为研究对象，则有pS＋hcosθ·S＝p0SB管内压强p＝p0－hcosθ显然p