2022-2023学年粤教版选择性必修第三册 第二章 气体、液体和固体 单元测试

第二章   气体、液体和固体

(时间：75分钟　分值：100分)

一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得4分，错选、不选或多选不得分．)

1．(2021·合肥六中期中)下列说法中正确的是(　　)

A．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关

B．温度升高了1 ℃就等于升高了1 K

C．摄氏温度与热力学温度都可以取负值

D．－33 ℃与240.15 K表示不同的温度

B　解析：同一温度，在不同的温标下，数值不同，故A错误；根据热力学温度T与摄氏温度t的关系T＝273.15 K＋t，摄氏温度变化1 ℃，则热力学温度变化1 K，故B正确；热力学温度只能取正值，故C错误；热力学温度T与摄氏温度t的关系是T＝273.15 K＋t，当t＝－33 ℃时，T＝240.15 K，故D错误．

2．(2021·湖南浏阳五中月考)液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象如图甲和图乙所示，对此有下列几种解释，其中正确的是(　　)

①图甲中表面层分子的分布比液体内部疏

②图乙中表面层分子的分布比液体内部密

③图甲中附着层内分子的分布比液体内部密

④图乙中附着层内分子的分布比液体内部疏

A．只有① 　　　　　　　 B．①③④

C．③④   D．①②③④

B　解析：浸润的情况下，液体会沿着管壁上升，这是附着层内分子相互排斥，同时表面层分子相互吸引的结果；不浸润的情况下，液体会沿着管壁下降，这是附着层内分子和表面层分子均相互吸引的结果．由于液体内部分子力约为零，因此当附着层内分子比内部疏时，分子力表现为引力，当附着层内分子比内部密时，分子力表现为斥力．故选B.

3．(2021·长沙一中质检)如图所示，一开口向下、导热均匀的直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，管内封闭有一定量气体，且管内、外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是  (　　)

A．大气压强增加

B．环境温度升高

C．向水银槽内注入水银

D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移

A　解析：根据题意，设玻璃管内封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，对玻璃管进行受力分析，由平衡条件可得FT＋pS＝mg＋p0S，解得FT＝(p0－p)S＋mg＝ρghS＋mg, 即细绳的拉力等于玻璃管的重力与管中高出槽内液面部分水银的重力之和．大气压强增加时，水银柱上移，h增大，所以拉力FT增加，A正确；环境温度升高，封闭气体压强增加，水银柱高度h减小，故拉力FT减小，B错误；向水银槽内注入水银，封闭气体的压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故拉力减小，C错误；略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体的体积减小、压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故细绳拉力FT减小，故D错误．

4．(2021·长沙雅礼中学诊断)如图所示，A、B两个容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞．当A容器的温度为－10 ℃，B容器的温度为10 ℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡．两个容器的温度都升高20 ℃时，下列判断正确的是(T＝t＋273 K)(　　)

A．水银滴将不移动

B．水银滴将向A移动

C．水银滴将向B移动

D．无法判断水银滴将向哪个方向移动

C　解析：假定两个容器的体积不变，即V1、V2不变，A、B中所装气体温度分别为T1＝263 K，T2＝283 K，当温度升高ΔT时，容器A的压强由p1增至p1′，Δp1＝p1′－p1，容器B的压强由p2增至p2′，Δp2＝p2′－p2.由查理定律，可得＝，解得Δp1＝·ΔT，Δp2＝·ΔT，因为p2<p1，所以Δp1>Δp2，即水银滴将向B移动，选项C正确．

5．(2021·宜春一中期中)研究表明，新型冠状病毒耐寒不耐热，温度在超过56 ℃时，30分钟就可以灭活．如图所示，含有新型冠状病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热汽缸下部a内，汽缸顶端有一绝热阀门K，汽缸底部接有电热丝E，汽缸的总高度h＝90 cm.汽缸a部分内被封闭气体初始温度t1＝27 ℃，活塞与底部的距离h1＝60 cm，活塞和汽缸间的摩擦不计．若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2＝66 cm.关于上述变化过程，下列说法正确的是(T＝t＋273 K)(　　)

A．b部分中逸出的气体占原b部分中气体的

B．a部分中单位时间内撞击单位面积汽缸壁的分子数不变

C．稳定后，a部分内的气体温度为50 ℃

D．稳定后，保持该温度不变再持续30分钟，a部分内新型冠状病毒能够被灭活

D　解析：b部分内气体做等压变化，当活塞向上移动Δh＝h2－h1＝6 cm时，b部分内的气体就会逸出6 cm高的气体，故b部分中逸出的气体占原b部分中气体的＝，A错误；a部分内气体压强不变，体积增大，则单位时间内撞击单位面积汽缸壁的分子数减少，B错误；a部分内气体做等压变化，初态体积V1＝h1S，温度T1＝300 K，末态体积V2＝h2S，温度为T2，根据盖吕萨克定律，可知＝， 解得T2＝330 K，即t＝(330－273) ℃＝57 ℃>56 ℃，故保持该温度不变再持续30分钟，a部分内新型冠状病毒能够被灭活，C错误，D正确．

6．(2021·温州中学月考)如图所示，用一根竖直放置的弹簧连接一个汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止．若不计活塞与汽缸间的摩擦，汽缸导热性能良好，则下列判断正确的是(　　)

A．若大气压强增大，则活塞将上升

B．若大气压强减小，则活塞将上升

C．若气温升高，则汽缸将上升

D．若气温升高，则活塞将上升

C　解析：活塞与汽缸整体受到重力和弹簧的弹力作用，且弹簧的弹力等于重力，故若外界大气压强增大或减小，弹簧的压缩量不变，活塞将静止不动，故A、B错误；若气温升高，弹簧压缩量不变，由盖吕萨克定律＝，可知气体的体积增大，汽缸将上升，由于弹簧长度不变，则活塞距地面的高度将不变，故C正确，D错误．

7．(2021·商丘一高月考)在光滑水平面上有一个内、外壁都光滑的汽缸，汽缸的质量为M，汽缸内有一质量为m的活塞，已知M >m.活塞密封一部分气体．现对汽缸施加一水平向左的拉力F，如图甲所示，汽缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞，如图乙所示，汽缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2.设密封气体的质量和温度均不变，大气压强为p0，则(　　)

A．a1＝a2，p1<p2，V1>V2

B．a1<a2，p1>p2，V1<V2

C．a1＝a2，p1<p2，V1<V2

D．a1>a2，p1>p2，V1>V2

A　解析：对汽缸与活塞组成的整体，根据牛顿第二定律，可知a1＝a2.设活塞横截面积为S，对题图甲，以活塞为研究对象，有p0S－p1S＝ma1；对题图乙，以汽缸为研究对象，有p2S－p0S＝Ma2，可知p1<p2.根据玻意耳定律，可知p1V＝p2V2，则V1>V2，故A正确．

二、多项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选不得分．)

8．(2021·昆明一中月考)下列说法正确的是(　　)

A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

B．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

C．彩色液晶显示器利用了液晶具有光学各向异性的特点

D．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能增大

ACD　解析：晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，因食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，A正确；液面表面张力的方向与液面相切，B错误；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质各向异性的特点，C正确；对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据＝c知，气体温度升高，故内能增大，D正确．

9．(2021·绍兴一中周测)一定质量的理想气体的状态变化过程的p-V图像如图所示，其中A是初状态，B、C是中间状态，A→B是等温变化，如将上述变化过程分别改用p-T图像和V-T图像表示，则下列图像可能正确的是(　　)

BD　解析：A到B是等温变化，体积变大，压强变小；B到C是等容变化，在pT图像中为过原点的直线；C到A是等压变化，体积减小，根据盖吕萨克定律知温度降低，故A错误，B正确．A到B是等温变化，体积变大；B到C是等容变化，压强变大，根据查理定律，温度升高；C到A是等压变化，体积变小，在V-T图像中为过原点的一条倾斜的直线，故C错误，D正确．

10．(2021·青岛二中期中)一定质量的理想气体，处于某一状态，要使它的压强经过变化后仍然回到初始状态的压强，下列过程可以实现的是   (　　)

A．先保持体积不变，减小压强，再保持温度不变，压缩体积

B．先保持体积不变，增大压强，再保持温度不变，压缩体积

C．先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，降低温度

D．先保持温度不变，压缩体积，再保持体积不变，降低温度

AD　解析：气体先做等容变化，p减小，则T降低，再做等温变化，V减小，则p增大，p可能回到原状态，A正确；气体先做等容变化，p增大，则T升高，再做等温变化，V减小，则p又增大，p不可能回到原状态，B错误；气体先做等温变化，V增大，则p减小，再做等容变化，T降低，则p又减小，p不可能回到原状态，C错误；气体先做等温变化，V减小，则p增大，再做等容变化，T降低，则p减小，p可能回到原状态，D正确．

三、非选择题(本大题共5小题，共54分．)

11．(8分)如图所示，用一个带两根细管的橡皮塞塞紧烧瓶的瓶口，压强传感器通过其中一根不带阀门的细管连通烧瓶中的空气，另一根带阀门的细管连通注射器．开始时阀门处于关闭状态，注射器针筒的最大刻度线到阀门之间充满了水．现利用该装置进行验证玻意耳定律的实验．依图示连接好实验器材，运行DIS(数字信息系统)软件进入实验界面，点击“开始记录”后：

①打开阀门，推注射器活塞向烧瓶内注入适量的水，关闭阀门；

②记录气体的压强p，并在表格中记录注入的水的体积V；

③保持烧瓶中气体的温度不变，重复实验得到多组实验数据，点击“停止记录”．

(1)实验中通过____________________________________________________________

测得注入烧瓶中的水的体积．

(2)为验证玻意耳定律，采用图像法处理实验数据时，应选择________．

A．p-V图像

B．p-图像

C．V-图像

D．-图像

(3)根据上述实验数据的图像可以测得__________________，上述实验中存在着可能影响实验精确度的主要因素有___________________________________________________________

________________________________________________________________(写出一条即可)．

解析：(1)这个实验是通过注射器向烧瓶中注入水来改变烧瓶中的气体体积的，所以实验中通过注射器针筒上的刻度测得注入烧瓶中的水的体积．(2)设烧瓶的容积为V0，由玻意耳定律，得p(V0－V)＝c(常量)，化简可得V＝－c＋V0，综合分析可知应选择V-图像，故C正确．(3)由(2)中分析可知，根据上述实验数据的图像可以测得烧瓶的容积，上述实验中存在着可能影响实验精确度的主要因素有烧瓶密封不严有漏气(或烧瓶中气体温度有变化，合理即可)．

答案：(1)注射器针筒上的刻度　(2)C　(3)烧瓶的容积　烧瓶密封不严有漏气(合理即可)

12．(2021·宜宾诊断)(8分)用DIS(数字信息系统)研究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；

③处理实验数据，得出如图乙所示的V-图像．

(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是___________________________．

(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_________________________和__________________________________________________．

(3)如果实验操作规范、正确，但图乙所示的V-图线不过原点，则V0代表___________

________________________________________________________________________.

解析：(1)通过涂润滑油可使注射器不漏气，从而保持封闭气体的质量不变．(2)缓慢移动活塞是为了有足够的时间使封闭气体与外界进行热交换，不用手握住注射器是为了不使手上的热量传递给封闭气体，从而保持气体温度不变．(3)注射器与压强传感器连接部位有气体，从而使图线不过原点，V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积．

答案：(1)在注射器活塞上涂润滑油

(2)要缓慢移动活塞　不能用手握住注射器封闭气体部分

(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积

13．(12分)如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体，静止时气柱长为l0，大气压强为p0，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，其他尺寸如图所示，求转动时气体的压强．(设温度不变，试管横截面积为S，水银密度为ρ)

解析：选取水银柱为研究对象，转动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供，则

(p－p0)S＝mω2R，

而m＝ρl1S1，R＝l2＋(l0－l)＋，

所以p＝p0＋ρl1ω2.

答案：p0＋ρl1ω2

14．(2021·苏州中学单元检测)(12分)如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为S＝2×10－3 m3、质量为m＝4 kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa.现将汽缸竖直放置，如图乙所示，g取10 m/s2.求：

(1)活塞与汽缸底部之间的距离．

(2)加热到675 K时封闭气体的压强．

解析：(1)初状态有p1＝p0＝1.0×105 Pa，T1＝300 K，V1＝24 cm×S.

末状态有p2＝p0＋＝1.2×105 Pa，T2＝T1，V2＝HS.

由玻意耳定律，有p1V1＝p2V2.

解得H＝20 cm.

(2)假设活塞能到达卡环处，则状态参量T3＝675 K，V3＝36 cm×S.

由理想气体的状态方程，有＝.

解得p3＝1.5×105 Pa>p2＝1.2×105 Pa.

所以活塞到达卡环处，气体压强为1.5×105 Pa.

答案：(1)20 cm　(2)1.5×105 Pa

15．(14分)如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l＝36 cm 处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度T0＝300 K、大气压强p0＝1.0×105 Pa时，活塞与气缸底部之间的距离l0＝30 cm，不计活塞的质量和厚度．现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求：

(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；

(2)封闭气体温度升高到T2＝540 K时的压强p2.

解析：(1)设气缸的横截面积为S，由盖-吕萨克定律有：

＝，

代入数据解得T1＝360 K.

(2)由查理定律有＝，

代入数据解得p2＝1.5×105 Pa.

答案：(1)360 K　(2)1.5×105 Pa