第二章气体、固体和液体 培优提升练（含答案）－2021年高中物理人教版（新教材）选择性必修第三册

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1、第二章气体、固体和液体第二章气体、固体和液体 培优提升练培优提升练 一、选择题 1关于固体、液体和气体，下列说法正确的是( ) A晶体一定具有各向异性的特征 B一定质量的某种理想气体状态改变时，内能不一定改变 C0 的铁和 0 的铜，它们的分子平均速率相同 D液体表面张力是液体内部分子间的相互作用 答案 B 解析 单晶体具有各向异性的特征，多晶体具有各向同性的特征，选项 A 错误；一定质量的某种理想气体 只有当温度改变时，内能才一定改变，选项 B 正确；0 的铁和 0 的铜，它们的分子平均动能相同，但 是分子的平均速率不相同，选项 C 错误；液体表面张力是液体表面层分子间的相互作用，选项 D

2、错误 2(多选)(2019 西安市高二下期末)下列说法正确的是( ) A处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果 B液体与固体接触处的附着层都有收缩的趋势 C液体与气体接触处的表面层都有收缩的趋势 D毛细管插入浸润液体中管内液面会上升 答案 ACD 解析 处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，故 A 正确液体与固体接触附着层内分 子间距离小于液体内部分子间距离时，液体表现出扩张的趋势，液体与固体间表现为浸润；附着层内分子 间的距离大于 r0时，液体表现出收缩的趋势，表现为不浸润，故 B 错误液体与气体接触表面层内液体分 子间距比液体内部分子间距大，分子间作用力表现为引力

3、，所以液体与气体接触处的表面层都有收缩的趋 势，故 C 正确毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，故 D 正确 3.如图 1 所示，活塞质量为 M，上表面横截面积为 S，上表面水平，下表面与水平面成 角，摩擦不计，外 界大气压为 p0，则被封闭气体的压强为(重力加速度为 g)( ) 图 1 A.p0Mgcos S B.p0cos Mg S Cp0Mg S D.p0Mgcos 2 S 答案 C 解析 以活塞为研究对象，对活塞受力分析如图所示 外界对活塞的压力为 Fp0 S cos ， 由平衡条件有 Fcos MgpS， 解得 pp0Mg S ，C 正确 4(多选)(2020 山东高二期中)

4、如图 2 所示是一定质量的理想气体的体积 V 和摄氏温度 t 变化关系的 Vt 图 像，气体由状态 A 变化到状态 B 的过程中，下列说法正确的是( ) 图 2 A气体的内能减小 B气体的内能增大 C气体的压强减小 D气体的压强增大 答案 BC 解析 从状态 A 到状态 B，气体的温度升高，则气体的内能增大，故 A 错误，B 正确；由理想气体的状态 方程式pV T C 可知，由状态 A 到状态 B，气体的压强减小，故 C 正确，D 错误 5(2019 黄冈市高二下期末)一横截面积为 S 的汽缸水平放置，固定不动，汽缸壁是导热的两个活塞 A 和 B 将汽缸分隔为 1、2 两气室，达到平衡时 1、

5、2 两气室体积之比为 54，如图 3 所示，在室温不变的条件 下，缓慢推动活塞 A，使之向右移动一段距离 d，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，则活塞 B 向右移动的距离 为( ) 图 3 A.5 4d B. 4 5d C. 9 4d D. 4 9d 答案 D 解析 以活塞 B 为研究对象：初状态 p1Sp2S，气室 1、2 的体积分别为 V1、V2，末状态 p1Sp2S，气 室 1、2 的体积分别为 V1、V2，在活塞 A 向右移动距离 d 的过程中设活塞 B 向右移动的距离为 x，因温 度不变，分别对气室 1 和气室 2 的气体运用玻意耳定律，得： p1V1p1(V1xSdS) p2V2p2(V

6、2xS) 代入数据解得：x4 9d，故 A、B、C 错误，D 正确 二、非选择题 6(2019 镇原县第二中学月考)如图 4 甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在 A、B 两处 设有限制装置，使活塞只能在 A、B 之间运动，A 左侧汽缸的容积为 V0，A、B 之间容积为 0.1V0，开始时活 塞在 A 处，缸内气体压强为 0.9p0(p0为大气压强)，温度为 297 K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到 B.求： 图 4 (1)活塞移动到 B 时，缸内气体温度 TB； (2)在图乙中画出整个过程的 pV 图线 答案 (1)363 K (2)见解析图 解析 (1)活塞离开 A

7、处前缸内气体发生等容变化 初态：p10.9p0 T1297 K 末态：p2p0 根据查理定律得：0.9p0 T1 p0 T2 解得活塞刚离开 A 处时缸内气体的温度： T2 T1 0.9 297 0.9 K330 K 活塞由 A 移动到 B 的过程中，缸内气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：V0 T2 1.1V0 TB 解得：TB1.1T21.1330 K363 K (2)pV 图线如图 7(2020 全国卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)甲罐的容积为 V，罐中气体的压 强为 p；乙罐的容积为 2V，罐中气体的压强为1 2p.现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中

8、 去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等求调配后 (1)两罐中气体的压强； (2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比 答案 (1)2 3p (2) 2 3 解析 (1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为 p，其体积变为 V1，由玻意耳定律有 1 2p(2V)pV1 两罐气体压强均为 p 时，总体积为(VV1) 设调配后两罐中气体的压强为 p，由玻意耳定律有 p(VV1)p(V2V) 联立式可得 p2 3p (2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强 p 时，体积为 V2，由玻意耳定律有 pVpV2 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为

9、k，由密度的定义有 kV2 V 联立式可得 k2 3. 8.新冠肺炎疫情发生以来， 各医院都特别加强了内部环境消毒工作， 如图 5 所示是某医院消毒喷雾器设备 喷 雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为 10 L，打气筒每次打次气能向储液桶内压入 p0 1.0105 Pa 的空气 V0200 mL，现往储液桶内装入 8 L 药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶内压强为 p1.0105 Pa，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，不计储液桶两端连接管以及软 细管的容积 图 5 (1)若打气使储液桶内消毒液上方的气体压强达到 3.0105 Pa 后，求打气筒打气次数至少是多

10、少？ (2)当储液桶内消毒液上方的气体压强达到 3.0105 Pa 后， 打开喷雾器开关 K 直至储液桶消毒液上方的气压 为 2.0105 Pa，求在这个过程中储液桶喷出药液的体积是多少？ 答案 (1)20 次 (2)1 L 解析 (1)对储液桶内药液上方的气体 初状态：压强 p11.0105 Pa，体积 V1 末状态：压强 p23.0105 Pa，体积 V22 L 由玻意耳定律得 p1V1p2V2 解得：V16 L 因为原来气体体积为 V02 L，所以打气筒打气次数 nV1V0 V0 62 0.2 次20 次 (2)对储液桶内药液上方的气体 初状态：压强 p13.0105 Pa，体积 V12

11、 L 末状态：压强 p22.0105 Pa，体积 V2 由玻意耳定律得 p1V1p2V2 解得：V23 L 所以储液桶喷出药液的体积 V(32) L1 L 9.如图 6 所示，用两个质量均为 m、横截面积均为 S 的密闭活塞将开口向下竖直悬挂的导热汽缸内的理想气 体分成、两部分，当在活塞 A 下方悬挂重物后，整个装置处于静止状态，此时、两部分气体的高 度均为 l0.已知环境温度、大气压强 p0均保持不变，且满足 5mgp0S，不计一切摩擦当取走物体后，两活 塞重新恢复平衡，活塞 A 上升的高度为7 6l0，求悬挂重物的质量 图 6 答案 2m 解析 对气体分析，初状态的压强为 p1p0mmg S 末状态的压强为 p1p0mg S 4 5p0 由玻意耳定律有 p1l0Sp1l1S 对气体分析，初状态 p2p1mg S 末状态 p2p1mg S 3 5p0 由玻意耳定律有 p2l0Sp2l2S 活塞 A 上升的高度 l(l0l1)(l0l2)7 6l0 联立解得 m2m.