章末综合检测（二） 气体、固体和液体

章末综合检测（二）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。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2022·重庆一中高二下期中)以下说法正确的是()A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体B．大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体C．晶体熔化时吸收热量，分子的平均动能一定增大，内能增加D．浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部更密集，液体分子之间的作用力表现为斥力解析：选D烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，A错误；大颗粒的盐磨成了细盐，仍然是晶体，B错误；晶体熔化时吸收热量，温度不变，所以分子的平均动能不变，故C错误；浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部更密集，液体分子之间的作用力表现为斥力，故D正确。2.如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水面相对B中水面的高度差h应等于()A．0 B．0.5mC．1m D．1.5m解析：选D表面看，题图中1区、2区液面不在同一水平面，但1、2区以管C相通，即p1＝p2＝pC，p1＝p0＋ρgh1，h1＝1.5m，p2＝p1＝p0＋ρgh，则h＝1.5m，D正确。3．(2022·湖北石首一中高二下月考)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(不计活塞与缸壁摩擦)，温度升高时，改变的量有()A．活塞高度hB．汽缸高度HC．气体压强pD．弹簧长度L解析：选B对活塞、汽缸以及封闭气体整体进行分析，弹簧的拉力大小等于整体的重力，根据胡克定律可知弹簧伸长量始终不变，弹簧长度L始终不变，活塞的位置不变，则活塞高度h也不变，对活塞进行受力分析，可知活塞受力情况不变，则气体压强p不变，因为气体压强p不变，根据盖-吕萨克定律可知，当T增大时，气体体积V增大，又由于活塞的位置不变动，所以汽缸将向下运动，则汽缸高度H减小，故B符合题意。4．(2020·北京等级考)如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是()A．TA＝TB，TB＝TCB．TA<TB，TB<TCC．TA＝TC，TB>TCD．TA＝TC，TB<TC解析：选C由题图可知，从状态A到状态B是一个等压变化过程，由盖-吕萨克定律有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，因为VB>VA，则有TB>TA。而从状态B到状态C是一个等容变化过程，则由查理定律有eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)，因为pB>pC，有TB>TC。对状态A和C，根据理想气体状态方程，有eq\f(2p0×\f(3,5)V0,TA)＝eq\f(\f(3,5)p0×2V0,TC)，解得TA＝TC，综上分析，可知选项C正确，A、B、D错误。5.如图所示，a、b表示两部分气体的等压线，根据图中所给条件可知，当t＝273℃，气体a的体积比气体b的体积大()A．0.1m3 B．0.2m3C．0.3m3 D．0.4m3解析：选D在0℃到273℃的温度区间上应用盖-吕萨克定律分别研究气体a和b可得到方程eq\f(Va,273K＋273K)＝eq\f(0.3m3,273K)，eq\f(Vb,273K＋273K)＝eq\f(0.1m3,273K)解得Va＝0.6m3，Vb＝0.2m3，ΔV＝Va－Vb＝0.4m3，正确选项为D。6.(2021·山东等级考)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于()A．30cm3 B．40cm3C．50cm3 D．60cm3解析：选D设每次挤压气囊将体积为V0＝60cm3的空气充入臂带中，压强计的示数为p′＝150mmHg，则以充气后臂带内的空气为研究对象，由玻意耳定律得：p0V＋p0×5V0＝(p0＋p′)5V，代入数据解得：V＝60cm3，故D正确，A、B、C错误。7．(2022·辽宁大连八中高二下期中)两端封闭的U形管中有一些水银将空气隔为两部分，环境温度为10℃。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变长，L2变短B．L2变长，L1变短C．L1和L2不变化D．条件不足，无法判定解析：选B假设左、右两气柱的长度不变，两气柱在最初状态的压强关系p2＞p1，由查理定律有eq\f(p1,T0)＝eq\f(p1′,T1)＝eq\f(Δp1,ΔT)，则压强的增大量分别为Δp1＝eq\f(ΔTp1,T0)、Δp2＝eq\f(ΔTp2,T0)；由于升高相同温度，起始温度也相同，且p2＞p1，则Δp2＞Δp1，所以L2变长，L1变短，故B正确。8.如图所示，足够长的U形管内由水银封有长度分别为L1、L2的两部分理想气体A、B，则下列叙述中正确的是()A．只对A加热，则h减小，B的长度变长B．只对A加热，则h减小，B的长度变短C．若在右管中注入一些水银，L1将增大D．使A、B同时升高相同的温度，则L1增大、h减小解析：选D只对A加热，假设A的体积不变，由查理定律可知，A气体的压强p1增大，B的压强p2不变，则p1>p2－ph，可知h会减小，由于B的压强不变、温度不变，则B的体积不变，即B的长度不变，A、B错误；若在右管中注入一些水银，则B的压强增大，A的压强p1＝p2－ph，则A的压强增大，根据玻意耳定律可知，A的体积减小，L1将减小，C错误；使A、B同时升高相同的温度，结合题图知，此过程B的压强不变，根据理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C，假设A气体体积不变，则A的压强增大，则B的压强增大，而B的压强不变，假设不成立，结合以上分析知，L1增大、h减小，D正确。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9．下列说法中正确的是()A．单晶体的所有物理性质都是各向同性的B．液晶是液体和晶体的混合物C．露珠呈球形是因为液体表面张力的作用D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的可能降低解析：选CD单晶体的有些物理性质是各向异性的，A错误；液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，不是液体和晶体的混合物，B错误；液体表面张力有使液体表面收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，C正确；由于液体的浸润与不浸润，毛细管中的液面有的升高，有的可能降低，D正确。10.如图，固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体，汽缸置于温度不变的环境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。选项图中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，eq\x\to(E)k表示该气体分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。能正确反映上述过程的是()解析：选ABD汽缸导热性能良好，汽缸内气体温度与环境温度相同，所以气体发生等温变化，p-V图像是双曲线，选项A正确；汽缸内气体温度与环境温度相同，保持环境温度不变，则气体的内能保持不变，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度不变，所以该气体分子的平均动能不变，选项C错误；一定质量的理想气体，n＝eq\f(N,V)，N为所有气体的分子总数，N一定，所以n-V图像是双曲线，选项D正确。11.如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面内的U形玻璃管左管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是()A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落解析：选ACD对左管内封闭气体有p＝p0＋ρgh，假设h不变，当温度升高，大气压强p0不变，左管内封闭气体压强升高，则h变大，A正确；大气压强升高，温度不变，则封闭气体体积减小，h减小，B错误；向右管加水银时，由于温度不变，p0不变，ρgh增大，则左侧封闭气体压强p增大，V减小，液柱重新稳定后h变大，C正确；U形管自由下落，水银处于完全失重状态，p减小到与p0相等，U形管内空气体积增加，h变大，D正确。12.如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d。现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块)，下列说法中正确的是()A．d和b都不变 B．只有b减小C．只有a减小 D．a和c都减小解析：选AC活塞下降一小段距离，则容器中的气体体积减小，压强增大，对于木块露出的部分决定于上、下压强差，故c、d不变；对于玻璃管，浮力等于重力，排开水的体积不变，b不变，玻璃管内气体压强增大，又b不变，故a减小，A、C正确。三、非选择题(本题共5小题，共60分)13．(6分)如图所示为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内，开始时B、C内的水银面等高。(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(选填“向上”或“向下”)移动，直至______________________________；(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是________。解析：(1)由盖-吕萨克定律eq\f(V,T)＝C，可知气体温度升高，则体积增大，B内水银面将下降，为使气体压强不变，应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高。(2)由盖-吕萨克定律知Δh与ΔT成正比，而气体升高的摄氏温度Δt与升高的热力学温度ΔT相等，所以Δh与Δt成正比，A正确。答案：(1)向下B、C两管内水银面等高(2)A14.(8分)某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图所示。用活塞和注射器外筒封闭一定的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。(1)关于该实验，下列说法正确的是________。A．该实验用控制变量法研究气体的变化规律B．实验时注射器必须水平放置C．注射器内部的横截面积没必要测量D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位(2)进行实验操作时，不能推拉活塞过快，其原因是________________________________________________________________________。(3)该实验小组首先在甲实验室进行了实验，如表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是________(填错误数据对应的实验序号)。实验序号12345封闭气柱长度L/cm12.0011.0010.009.008.00封闭气柱压强p/(×105Pa)1.011.091.191.331.90(4)该实验小组又利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高的乙实验室进行了实验，根据甲、乙实验室记录的数据用正确的方法画出的p-eq\f(1,L)图像如图所示，根据乙实验室记录数据画出的图像应为________(选填图线代号)。解析：(1)该实验过程中控制气体的温度不变，即运用了控制变量法；实验时注射器如何放置对实验结果没有影响；实验中要探究的是压强与体积之间的比例关系，所以不需要测量气体的体积，注射器内部的横截面积没有必要测量；注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量地改变体积，可以不标注单位。故选A、C、D。(2)如果活塞推拉得过快，气体的温度将产生显著的变化，实验误差将增大；(3)由实验数据可知气柱长度与气柱压强的乘积基本恒定，前4组数据符合的很好，乘积在11.9～12.2之间，第5组数据的乘积较大，为15.2，说明第5组数据记录错误。(4)气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的乙实验室中测量获得的。答案：(1)ACD(2)防止封闭气体温度发生改变(3)5(4)①15.(14分)在如图所示的p-T图像中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化：第一次变化是从状态A到状态B，第二次变化是从状态B到状态C，且AC连线的反向延长线过坐标原点O，已知气体在A状态时的体积为VA＝3L，求：(1)气体在状态B时的体积VB和在状态C时的压强pC；(2)该气体在标准状态下(指温度t＝0℃，压强p＝1atm＝1×105Pa)的体积是多少。(结果保留两位有效数字)解析：(1)由题意可知：VA＝VC＝3L，因此A到C过程可以等效为等容变化由查理定律得：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)，代入数据解得pC＝2×105Pa，状态B到状态C的过程为等温变化，由玻意耳定律得：pBVB＝pCVC，代入数据解得VB＝1.5L。(2)设气体在标准状态下的体积为V0，由盖-吕萨克定律得eq\f(VA,TA)＝eq\f(V0,T0)，代入数据解得V0≈2.7L答案：(1)1.5L2×105Pa(2)2.7L16．(16分)(2021·河北高考)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为3.0×103Pa。(1)当夹层中空气的温度升至37℃，求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27℃时，大气压强为1.0×105Pa。解析：(1)由题意可知夹层中的气体发生等容变化，根据查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，代入数据解得p2＝3.1×103Pa。(2)当保温杯外层出现裂缝后，静置足够长时间，则夹层压强和大气压强相等，设夹层体积为V，以静置后的所有气体为研究对象有p0V＝p1V1，解得V1＝eq\f(100,3)V，则增加空气的体积为ΔV＝V1－V＝eq\f(97,3)V，所以增加的空气质量与原有空气质量之比为eq\f(Δm,m)＝eq\f(ΔV,V)＝eq\f(97,3)。答案：(1)3.1×103Pa(2)eq\f(97,3)17．(16分)(2022·山东济南检测)如图甲所示