1、第二章气体、固体和液体第二章气体、固体和液体 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、单项选择题(本题 8 小题，每小题 3 分，共 24 分) 1如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，那么下述结论正确的是( ) A它一定不是单晶体 B它一定是多晶体 C它一定是非晶体 D它不一定是非晶体 答案 D 解析 多晶体和非晶体都表现出各向同性， 单晶体也只是在某些物理性质上表现出各向异性， 故正确答案为 D. 2下列说法正确的是( ) A把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到了浮力 B水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是因为水在玻璃上不浸润 C在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘
2、浮的水滴呈球形，这是表面张力的结果 D在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细 管的材料无关 答案 C 解析 把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，浮力很小，可以忽略不计，这是因为水表面 存在表面张力的缘故，故 A 错误；水对油脂表面是不浸润的，所以成水珠状，水对玻璃表面 是浸润的， 无法形成水珠， 故 B 错误； 宇宙飞船中的球形水滴是表面张力的缘故， 故 C 正确； 毛细现象中有的液面升高，有的液面降低，这与液体种类和毛细管的材料有关，故 D 错误 3同一种液体，滴在固体 A 的表面时，出现如图 1 甲所示的情况；当把毛细管 B 插入这种 液体时，液面又出
3、现如图乙所示的情况若固体 A 和毛细管 B 都很干净，则( ) 图 1 A固体 A 和毛细管 B 可能是同种材料 B固体 A 和毛细管 B 一定不是同种材料 C固体 A 的分子对液体附着层分子的引力比毛细管 B 的分子对液体附着层分子的引力大 D液体对毛细管 B 不浸润 答案 B 解析 由题图中给出的现象知，该液体对固体 A 不浸润，对毛细管 B 浸润，A、B 一定不是 同种材料，A、D 错误，B 正确；由液体不浸润固体 A 而浸润毛细管 B 可知，C 错误 4(2019 北京理工大学附属中学月考)用分子热运动的观点解释以下现象正确的是( ) A一定质量的理想气体，如果保持气体的温度不变，体积
4、越小，压强越小 B一定质量的理想气体，如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越大 C一定质量的理想气体，如果保持气体的体积不变，温度越低，压强越大 D一定质量的理想气体，只要温度升高，压强就一定增大 答案 B 解析 由理想气体状态方程pV T C(常数)可得，当保持气体的温度不变时，体积越小，压强越 大，A 错误，B 正确当保持气体的体积不变时，温度越低，压强越小，故 C 错误当气体 的温度升高，体积的变化不确定，压强不能确定，故 D 错误 5中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书五十二病方中就有 类似于后世的火罐疗法其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃
5、烧 完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血， 以达到通经活络、 行气活血、 消肿止痛、 祛风散寒等作用 在刚开始的很短的时间， 火罐“吸” 在皮肤上的主要原因是( ) A火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大 B火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小 C火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小 D火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大 答案 C 解析 在刚开始的很短的时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性能良好，所以火 罐内气体温度迅速降低， 根据pV T C 可知， 气体压强减小， 在外界大气压的作用下火罐“吸” 在皮肤上，A、B、D 错误
6、，C 正确 6.(2020 上海市崇明区模拟)如图 2 所示，表示一定质量的气体的状态 ABCA 的图像， 其中AB的延长线通过坐标原点， BC和AC分别与T轴和V轴平行 则下列说法正确的是( ) 图 2 AAB 过程气体压强增加 BBC 过程气体压强不变 CCA 过程气体单位体积内的分子数减少 DAB 过程气体分子平均动能增大 答案 D 解析 过各点的等压线如图所示，从状态 A 到状态 B，在同一条过原点的倾斜直线上，所以 AB 过程气体压强不变， A 错误； 从状态 B 到状态 C， 图线斜率变大， 则压强变小， B 错误； 从状态 C 到状态 A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数
7、增多，C 错误；从状态 A 到状态 B，温度升高，则气体分子平均动能增大，D 正确 7 (2020 上海市南洋模范中学月考)如图 3 所示， 某人用托里拆利管做测定大气压强的实验时， 由于管内漏进了空气，测得管内汞柱的高度仅为 70 cm，但当时的实际大气压强为一个标准 大气压(相当于 76 厘米高的汞柱产生的压强)今采用下述哪种方法，可使管内、外汞面的高 度差大于 70 cm( ) 图 3 A把托里拆利管逐渐倾斜(管子露出部分长度不变) B把托里拆利管慢慢向上提，但下端不离开汞槽 C保持装置不动，往汞槽内加汞，以增大压强 D整个装置竖直向上做加速运动 答案 B 解析 将托里拆利管逐渐倾斜，假
8、设气体压强不变，由于体积减小，温度不变，所以气体压 强变大，所以内外汞面的高度差变小，故 A 错误把托里拆利管慢慢向上提，假设气体压强 不变， 则气体体积会增大， 但温度不变， 所以气体压强会减小， 所以内外汞面的高度差变大， 故 B 正确保持装置不动，往汞槽内加汞，假设气体压强不变，则气体体积会减小，但温度 不变，气体压强变大，内外汞面的高度差变小，故 C 错误整个装置竖直向上做加速运动， 水银柱超重，内外汞面的高度差减小，故 D 错误 8.(2019 大庆实验中学高二下期中)如图 4， 竖直导热圆筒是固定不动的， 粗筒横截面积是细筒 的 3 倍，细筒足够长，粗筒中 A、B 两轻质活塞间封有
9、气体，气柱长 L19 cm，活塞 A 上方 的水银深 H10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞 B，使之处于平衡状 态，水银面与粗筒上端相平现使活塞 B 缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气 压强 p075 cmHg，则此时气柱的长为( ) 图 4 A16 cm B17 cm C18 cm D19 cm 答案 B 解析 使活塞 B 缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗筒内的水银柱高 5 cm，因粗筒 横截面积是细筒的 3 倍，所以进入细筒内的水银柱高为 15 cm，水银柱的总高度为 H 20 cm，所以此时气体的压强为 p2p0gH95 cmHg，设粗筒的横截面积
10、为 S，水银的 一半被推入细筒中时气柱的长为 l，根据玻意耳定律：p1V1p2V2，V1LS，V2lS，可得： 8519S95lS，解得 l17 cm，故 B 正确，A、C、D 错误 二、多项选择题(本题 4 小题，每小题 4 分，共 16 分) 9甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组，对晶体和液晶的特点展开了讨论他们的说 法正确的是( ) A甲说，晶体有单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何外形 B乙说，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的熔点 C丙说，液晶就是液态的晶体，其光学性质与多晶体相似，具有各向同性 D丁说，液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间
11、态，它具有液体的流动性， 又像某些晶体那样具有光学各向异性 答案 AD 解析 单晶体具有规则的几何形状，而多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，无论 是多晶体还是单晶体都有确定的熔点，故 A 对，B 错；液晶像液体一样具有流动性，但不能 说它是液态的晶体，它的光学性质具有各向异性，故 C 错，D 对 10对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A温度不变时，压强增大 n 倍，单位体积内的分子数一定也增大 n 倍 B体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大 C压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定增大 D气体体积增大时，气体分子的内能可能
12、增大 答案 ABD 解析 对于一定质量的理想气体，其压强与气体分子的数密度有关，与气体分子热运动的平 均速率有关因此，根据气体实验定律可知选项 A、B 正确，C 错误；一定质量的理想气体 的内能由温度决定，气体的体积增大时，由pV T C，知温度有可能增大，因此选项 D 正确 11.如图 5 所示，一定质量的理想气体，从图示 A 状态开始，经历了 B、C 状态，最后到 D 状 态，下列判断正确的是( ) 图 5 AAB 温度升高，压强不变 BBC 体积不变，压强变大 CBC 体积不变，压强不变 DCD 体积变小，压强变大 答案 AD 解析 由题图知，在 AB 的过程中，气体温度升高、体积变大，
13、且体积与温度成正比，由pV T C，气体压强不变，是等压过程，故选项 A 正确；BC 是等容过程，体积不变，而热力学 温度降低，由pV T C 可知，压强 p 减小，故选项 B、C 错误；CD 是等温过程，体积减小， 由pV T C 可知，压强 p 增大，故选项 D 正确 12.(2020 张家口市一中高二期中)如图 6 所示，足够长 U 形管内分别由水银封有 L1、L2两部 分气体，则下列说法正确的是( ) 图 6 A只对 L1加热，则 h 减小，气柱 L2长度不变 B只对 L1加热，则 h 减小，气柱 L2长度减小 C若在右管中注入一些水银，L1将增大 D使 L1、L2同时升高相同的温度，
14、则 L1增大、h 减小 答案 AD 解析 只对 L1加热，假设体积不变，则压强增大，所以 L1增大、h 减小，气柱 L2长度不变， 因为此部分气体做等温变化，故 A 正确，B 错误；若在右管中注入一些水银，L2压强增大， 假设 L1的体积不变，L1的压强与 h 长度的水银柱产生的压强之和随之增大，L1的压强增大， 根据玻意耳定律得 L1将减小，故 C 错误；使 L1、L2同时升高相同的温度，假设气体体积不 变，L1的压强增大，L2压强不变，则 L1增大、h 减小，故 D 正确 三、实验题(本题 2 小题，共 12 分) 13 (4 分)(2019 江苏卷)由于水的表面张力， 荷叶上的小水滴总是
15、球形的 在小水滴表面层中， 水分子之间的相互作用总体上表现为_(选填“引力”或“斥力”)分子势能 Ep和分 子间距离 r 的关系图像如图 7 所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子 Ep的是图中 _(选填“A”“B”或“C”)的位置 图 7 答案 引力(2 分) C(2 分) 解析 在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力由于平 衡位置对应的分子势能最小，在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，所以能够总体上反 映小水滴表面层中水分子势能 Ep的是题图中 C 位置 14 (8 分)(2019 扬州中学高二月考)某小组利用图 8 所示装置研究“一定质量气体温度不变时， 压
16、强与体积的关系”，图中装置 1 为压强传感器，装置 2 为数据采集器带刻度的注射器内 封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积 V，实验所用测量压强的装置较特殊， 测量的是注射器内部气体和外部大气(压强为 p0)的压强差 p，在多次改变体积后，得到如下 数据： p/ (105 Pa) 0 0.11 0.25 0.43 0.67 V/mL 10 9 8 7 6 图 8 (1)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了_ (2)研究小组基于数据，以 p 为 y 轴，作出的函数图线为直线，则 x 轴是_ (3)若图像斜率为 k，该直线的函数表达式是_，图像纵轴截距的绝对值的物理含义
17、是 _ 答案 (1)充分的热交换，保持封闭气体的温度不变(2 分) (2)1 V(2 分) (3)p k Vp0(2 分) 大气压强(2 分) 解析 (1)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了充分的热交换，保持 封闭气体的温度不变 (2)封闭气体的压强 pp0p，根据 pVC 得(p0p)VC.变形得 pC 1 Vp0，则以 p 为 y 轴，作出的函数图线为直线，则 x 轴是1 V； (3)据题知，Ck，整理得 pk 1 Vp0，可知图像纵轴截距的绝对值的物理含义是大气压强 p0. 四、计算题(本题 4 小题，共 48 分) 15(10 分)一定质量的理想气体由状态 A 变为
18、状态 D，其有关数据如图 9 甲所示，若气体在 状态 D 的压强是 2104 Pa. 图 9 (1)求状态 A 的压强； (2)请在图乙中画出该状态变化过程的 pT 图像，并分别标出 A、B、C、D 各个状态 答案 (1)4104 Pa (2)见解析图 解析 (1)根据理想气体状态方程：pAVA TA pDVD TD 则 pApDVDTA VATD 210 442102 14102 Pa4104 Pa.(2 分) (2)AB 是等容变化 由查理定律得pA TA pB TB， pBTB TApA 8102 2102410 4 Pa1.6105 Pa(2 分) BC 是等温变化 由玻意耳定律得 p
19、BVBpCVC， pCpBVB VC 1.610 51 4 Pa4104 Pa(2 分) CD 是等容变化 pD2104 Pa，TD4102 K(2 分) pT 图像及 A、B、C、D 各个状态如图所示 (2 分) 16(12 分)(2020 全国卷)如图 10，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为 H18 cm 的 U 形管，左管上端封闭，右管上端开口右管中有高 h0 4 cm 的水银柱，水银柱上表面离 管口的距离 l12 cm.管底水平段的体积可忽略环境温度为 T1283 K大气压强 p0 76 cmHg. 图 10 (1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)， 恰好使水银柱下
20、端到达右管底部 此 时水银柱的高度为多少？ (2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为 多少？ 答案 见解析 解析 (1)设密封气体初始体积为 V1，压强为 p1，左、右管的横截面积均为 S，密封气体先经 等温压缩过程体积变为 V2，压强变为 p2，由玻意耳定律有 p1V1p2V2(2 分) 设注入水银后水银柱高度为 h，水银的密度为 ，根据题设条件有 p1p0gh0(1 分) p2p0gh(1 分) V1(2Hlh0)S，V2HS(1 分) 联立式并代入题给数据得 h12.9 cm(1 分) (2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为 V3，温度变为 T
21、2，由盖吕萨克定律有 V2 T1 V3 T2(2 分) 按题设条件有 V3(2Hh)S(2 分) 联立式并代入题给数据得 T2363 K(2 分) 17(12 分)(2019 武汉市联考)如图 11 所示，总容积为 3V0、内壁光滑的汽缸水平放置，一面 积为 S 的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细 绳与一质量为 m 的重物相连，汽缸右侧封闭且留有抽气孔活塞右侧气体的压强为 p0.活塞 左侧气体的体积为 V0，温度为 T0.将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温 度始终保持不变然后将密封的气体缓慢加热已知重物的质量满足关系式 mgp0S，重力
22、加速度为 g.求： 图 11 (1)活塞刚碰到汽缸右侧时气体的温度； (2)当气体温度达到 2T0时气体的压强 答案 (1)1.5T0 (2)4 3p0 解析 (1)设当活塞右侧气体的压强为 p0时，左侧气体压强为 p1 则 p1mg S p02p0(2 分) 右侧抽成真空时，左侧气体压强为 p2mg S p0， 对左侧气体由玻意耳定律得 p1V0p2V2(2 分) 解得：V22V0 缓慢加热密封气体，气体发生等压变化，活塞与汽缸右侧接触时，体积 V33V0，气体的温 度为 T3 则由盖吕萨克定律得： V2 T0 V3 T3(2 分) 解得：T31.5T0(2 分) (2)气体温度由 T3升高
23、到 2T0的过程，气体发生等容变化，由查理定律得 p0 T3 p4 2T0(2 分) 解得：p44 3p0.(2 分) 18(14 分)如图 12 所示，用 U 形管和细管连接的玻璃烧瓶 A 和橡胶气囊 B 内都充有理想气 体，A 浸泡在温度为 27 的水槽中，U 形管右侧水银柱比左侧高 h40 cm.现挤压气囊 B， 使其体积变为原来的2 3，此时 U 形管两侧的水银柱等高已知挤压过程中气囊 B 温度保持不 变， U 形管和细管的体积远小于 A、 B 的容积， 变化过程中烧瓶 A 中气体体积可认为不变 (大 气压强相当于 75 cm 高水银柱产生的压强，即 100 kPa)求： 图 12 (
24、1)烧瓶 A 中气体压强； (2)将橡胶气囊 B 恢复原状，再将水槽缓慢加热至 47 ，此时 U 形管两侧水银柱的高度差 答案 (1)160 kPa (2)48 cm 解析 (1)由题意知： A 中气体压强 pA不变， 且与 B 中气体末态压强 pB相等， 即 pApB， 初态压强满足 pBpAph，对 B 中气体由玻意耳定律可知 pBVBpB 2 3VB，(2 分) 代入数据解得烧瓶 A 中气体的压强 pA120 cmHg160 kPa.(2 分) (2)A 中的气体发生等容变化，由查理定律得pA T1 pA T2 ，(2 分) 代入数据解得 pA512 3 kPa，(2 分) 橡胶气囊 B 恢复原状，其压强为 pBpAph320 3 kPa，(2 分) 设水槽缓慢加热至 47 时 U 形管两侧水银柱的高度差为 ph， 则 pAphpB，解得 ph64 kPa(2 分) 解得 h 64 10075 cm48 cm.(2 分)
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