高中物理人教版(2019)选择性必修第三册第二章气体、固体和液体测试卷（Word版附解析）

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第二章　气体、固体和液体一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.玻璃吹制术是一种有着悠久历史的技术。在吹制工艺品时,吹制工手持一条空心铁管,一端从熔炉中蘸取熔化的玻璃液,再从另一端的吹嘴向里吹气,形成料泡。下列说法正确的是(　　)A.玻璃熔化时有固定的熔点B.玻璃液对铁管是浸润的C.玻璃沿不同方向的导热性能不同D.料泡表面张力的方向指向料泡的中心2.石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加,得到了一种结构规则的新材料,其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则(　　)A.新材料属于非晶体B.新材料没有固定的熔点C.低温下新材料中碳原子停止运动D.层间相邻碳原子间作用力表现为引力3.对气体压强的微观解释的理解,下列说法正确的是(　　)A.如果气体的体积保持不变,当封闭气体的温度升高时,气体分子对器壁的平均冲力增大,碰撞次数增多,压强增大B.如果气体的温度保持不变,当气体的体积增大时,分子每次与器壁碰撞时平均冲力减小,气体压强减小C.如果气体的温度保持不变,当气体的压强增大时,气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大D.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁上的作用力4.如图为一定质量的理想气体的V-T图像,该气体经历了从a→b→c→a的状态变化,图中ab连线平行于V轴,ac是双曲线的一部分,bc连线的延长线通过坐标原点O,则三个状态下的压强满足(　　)A.pbpb=pc5.如图所示,A、B是两个面积不等的活塞,可以在水平固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动,缸内气体为理想气体。随着温度降低,描述气体状态变化的图像可能正确的是(　　)　　　　　　　　6.如图所示,两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内,两段水银柱A和C将空气柱B封闭在左侧竖直段玻璃管中,平衡时A段水银有一部分在水平管中,竖直部分高度为h2,C段水银两侧液面高度差为h1。若保持温度不变,向右管缓缓注入少量水银,则再次平衡后(　　)A.空气柱B的长度减小 B.左侧水银面高度差h2减小C.空气柱B的压强增大 D.右侧水银面高度差h1增大7.一导热性能良好、两端封闭的U形管中有一些水银将空气隔为两部分,U形管竖直放置,左、右两气柱的长度分别为L1和L2,如图所示。现将环境温度逐渐升高,则(　　)A.L1变大,L2变小B.L2变大,L1变小C.L1和L2不变化D.条件不足,无法判定L1、L2变化8.如图所示,容积为2V的汽缸固定在水平地面上,汽缸壁及活塞导热性能良好,活塞面积为S,厚度不计。汽缸两侧的单向阀门(气体只进不出)均与打气筒相连,开始活塞两侧封闭空气的体积均为V,压强均为p0。现用打气筒向活塞左侧打气15次,向活塞右侧打气10次。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为15V的空气,外界温度恒定,空气视为理想气体,不计活塞与汽缸间的摩擦。则稳定后汽缸内空气的压强为(　　)A.5p02　　　　　B.3p0　　　　　C.7p02　　　　　D.4p0二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全选对得4分,选对但不全的得2分,选错或不选得0分)9.关于热力学温度和摄氏温度,以下说法正确的是(　　)A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B.某物体的摄氏温度为1 ℃,则其热力学温度为1 KC.0 ℃可用热力学温度粗略地表示为273 KD.热力学温度和摄氏温度的温标不同,两者表示的温度无法比较10.竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管,管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b,各段水银柱高度如图所示,大气压强为p0=76 cmHg,h1=12 cm,h2=16 cm,h3=5 cm,下列说法正确的是(　　)A.空气柱b的压强为pb=60 cmHgB.空气柱b的压强为pb=80 cmHgC.空气柱a的压强为pa=75 cmHgD.空气柱a的压强为pa=85 cmHg11.如图所示,一导热性能良好的汽缸内用活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁间的摩擦),温度升高时,没有改变的量有(　　)A.活塞高度h　　　　B.汽缸高度HC.气体压强p　　　　D.弹簧长度L12.如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔。管内下部被活塞封住一定质量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1。开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为2.6V1,活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封,且整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变,最后将密封的气体缓慢加热。下列说法正确的是(　　)A.活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度为1.2T1B.活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度为1.5T1C.当气体温度达到1.8T1时,气体的压强为0.75p0D.当气体温度达到1.8T1时,气体的压强为0.6p0三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与热力学温度的关系,图(a)选用了如图(a)所示的实验装置,图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强,气柱的长度可以通过刻度尺读取,气柱的长度与横截面积的乘积就是气柱的体积,整个装置安装在固定架上,实验中气柱质量不变。(1)将下列实验步骤补充完整。①在烧杯中放入冰水混合物,使其浸没气柱,压强计示数稳定后,记下冰水混合物的热力学温度T、气柱的体积V和压强p0;②改变烧杯内的水温,使水浸没气柱,经过一段时间后,缓慢调节柱塞位置改变气柱的体积,使压强计的示数为　　　　,记下气柱体积和水的热力学温度; ③多次改变水温,重复步骤②。(2)下表为某次实验记录的数据:(3)根据表格中的数据在图(b)给出的坐标系中补齐数据点,并作出V-T图线。(4)根据作出的V-T图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成　　　　关系。 14.(8分)用如图(a)所示的装置做“探究气体等温变化的规律”的实验,操作步骤如下:　　①在活塞上均匀涂抹润滑油,把活塞移至注射器适当刻度处;②逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机;③推动活塞,记录多组注射器内气体的体积V,以及相应的压强传感器示数p。(1)实验完成后,计算机屏幕上显示出如图(b)所示的p-V图线(其中实线是实验所得图线,虚线为一支参考双曲线)。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:　　　　　　　　　　　　。 (2)实验中,连接注射器与压强传感器的软管内的气体不可忽略,作出的p-1V图像可能为　　　　。 　　　(3)用获得的数据绘制1p-V图像,如图(c)所示,则连接注射器与压强传感器的软管内气体的体积为　　　　。 15.(8分)某同学的自行车轮胎的参数如表所示,轮胎容积V=3 L。由于轮胎气门芯漏气,使胎内外气压相同。该同学换了气门芯后给轮胎充气,打气筒每次能将V0=1 L的空气打入轮胎中,早晨打气时气温为27 ℃,不计充气过程中轮胎容积和气体温度的变化,空气可看成理想气体,大气压p0=1.0×105 Pa。若中午室外气温升到37 ℃,要保证自行车中午放置在室外时不爆胎(即轮胎内气体压强不超过胎内气压允许的最大值),该同学早上最多能给轮胎充气多少次。16.(8分)工人浇筑混凝土墙壁时,内部形成了一块气密性良好、充满空气的空腔,墙壁导热性能良好。(1)空腔内气体的温度变化范围为-33 ℃~47 ℃,问空腔内气体的最小压强与最大压强之比;(2)填充空腔前,需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔,用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通,形成密闭空间。当汽缸内气体体积为1 L时,传感器的示数为1.0 atm。将活塞缓慢下压,汽缸内气体体积为0.7 L时,传感器的示数为1.2 atm。求该空腔的容积。17.(14分)如图所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中粗、细管横截面面积分别为S1=2 cm2、S2=1 cm2,粗、细管内水银柱长度h1=h2=2 cm,封闭气体长度L=10 cm。大气压强p0=76 cmHg,气体初始温度为27 ℃。现缓慢降低气体温度,直到水银全部进入粗管内。(计算结果均保留1位小数)(1)求水银全部进入粗管时,气体的温度。(2)水银全部进入粗管后,保持气体温度不变,把玻璃管水平横放,求稳定时封闭气体的长度。18.(16分)一个体积为V的简易潜水艇模型如图所示。当储水舱里的气体(可视为理想气体)体积为V0、压强为p0时,潜水艇有34浸没在海水中。当地大气压强为p0,重力加速度为g,海水的密度为ρ,假设各深度处海水温度相同,潜水艇在吸入或排出海水过程中,海水深度对潜水艇的压强变化忽略不计。(1)当潜水艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时,可以吸入一定量的海水,使潜水艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态。此时,储水舱上方气体的压强为p1,求储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比。(2)当潜水艇静止潜在深度为h处时(潜水艇全部浸入海水后,储水舱内气体体积的变化忽略不计),用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为p0的气体后,打开阀门排出部分海水使潜水艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积为16V,求打开阀门前,储水舱内气体的压强。答案与解析第二章　气体、固体和液体1.B　玻璃是非晶体,没有确定的熔化温度,A错误;由题意知,在吹制工艺品时,吹制工用一条空心铁管从熔炉中蘸取熔化的玻璃液,可以判断,玻璃液能浸润铁管,B正确;玻璃是非晶体,具有各向同性,所以玻璃沿不同方向的导热性能相同,C错误;料泡表面张力的方向沿着表面的切线方向,D错误。2.D　新材料由多层石墨烯叠加而成,可知结构规则的新材料为晶体,晶体有固定的熔点,选项A、B错误;由分子动理论可知,分子永不停息地做无规则运动,选项C错误;层与层间距约为六边形边长的两倍,间距较大,由分子间作用力的特点可知,层间相邻碳原子间作用力表现为引力,选项D正确。3.A　气体体积不变时,温度升高,每个气体分子对器壁产生的平均冲力增大,同时在单位时间内的碰撞次数增多,压强增大,选项A正确;温度不变时,气体分子每次与器壁碰撞时的平均冲力不变,体积增大时,单位体积内气体分子数目减少,单位时间内、单位面积器壁上受到碰撞的次数减少,导致压强减小,选项B错误;气体经等温压缩,压强增大,体积减小,分子密集程度增大,由于温度不变,气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变,选项C错误;气体对器壁的压强为气体分子对器壁单位面积的作用力,选项D错误。4.B　由pVT=C可知V=CpT,故V-T图像中的等压线为过原点的倾斜直线,斜率越大压强越小,故pa