2024-2025学年新教材高中物理第二章气体固体和液体测评含解析新人教版选择性必修第三册

PAGEPAGE14其次章测评(时间:60分钟满分:100分)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.(2024北京通州区高三三模)关于固体、液体,下列说法正确的是()A.晶体没有确定的熔点,非晶体有确定的熔点B.液晶既具有液体的流淌性,又像某些晶体那样具有光学各向异性C.表面张力使液体表面具有扩张趋势,使液体表面积趋于最大D.发生毛细现象时,细管中的液体只能上升不会下降解析晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,A错误;由液晶的性质知它既具有液体的流淌性,又像某些晶体那样有光学各向异性,B正确;表面张力使液体表面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小,C错误;毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外;毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外,D错误。答案B2.(2024广东广州高二月考)关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是()A.甲图中水黾停在水面而不沉,是浮力作用的结果B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果C.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象,低于管外液面的不是毛细现象D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是一种浸润现象解析因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能在水面上行走自如,故A错误;将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果,故B正确;题图丙中两种现象都属于毛细现象,故C错误;玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是表面张力的作用,不是浸润现象,故D错误。答案B3.(2024上海长宁区二模)如图所示为医院给病人输液的部分装置,A为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相通。在输液过程中(假设病人保持不动、瓶A液体未流完)()A.瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均减小B.瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均增大C.瓶A上方的气体压强增大,滴壶B中的气体压强不变D.瓶A上方的气体压强减小,滴壶B中的气体压强不变解析瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差,瓶A中的液风光 下降,液体产生的压强就减小,所以瓶A中上方气体的压强会增大,进气管C处的压强为大气压强,不变更,从C到滴壶B之间的液柱高度不变,所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。故A、B、D错误,C正确。答案C4.(2024北京房山区二模)肯定质量的志向气体,从一个状态变更到另一个状态,在如图所示的四个图中,描述的变更过程可能相同的是()A.甲和乙 B.甲和丙C.乙和丙 D.乙和丁解析图甲所示图像为压强与温度成正比的图像,由志向气体状态方程pVT=C可知,它是一个等容过程;图乙所示图像为双曲线的一支,图线是等温过程;由图丙所示图像可知,气体体积不变,是一个等容过程;由图丁所示图像可知,体积与温度成正比的关系,由志向气体状态方程pVT答案B5.(2024北京昌平区二模)如图所示用压强传感器探究气体等温变更的规律,分别记录空气柱的压强p和匀称玻璃管内空气的体积V,试验数据如表所示。数据中p和V的乘积越来越小,造成这一现象的缘由可能是()序号V/mLp/105PapV/105Pa·mL120.01.00120.020218.01.09519.710316.01.23119.696414.01.40319.642512.01.63519.620A.试验环境温度上升B.外界大气压强变小C.注射器内的气体向外发生了泄漏D.注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大解析pV乘积变小,依据志向气体状态方程pVT=C,可知试验时环境温度可能降低了,故A错误;依据试验操作图可知,外力作用在活塞上,使得该封闭气体压强与体积发生变更,封闭气体的压强和体积之积与外界大气压强无关,故B错误;志向气体状态方程pVT=C中的常数C与质量有关,若温度不变,质量变小,则pV乘积减小,所以可能是试验时注射器的空气向外发生了泄漏,故C正确;依据试验操作图可知,外力作用使得气体体积和压强发生变更,传感器记录了压强值,答案C6.(2024山东模拟)医用氧气钢瓶的容积V0=40L,室内常温下充装氧气后,氧气钢瓶内部压强p1=140×105Pa,释放氧气时瓶内压强不能低于p2=2×105Pa。病人一般在室内常温下吸氧时,每分钟须要消耗1×105Pa下2L的氧气,室内常温下,一瓶氧气能供一个病人吸氧的最长时间为()A.23小时 B.33.5小时C.46小时 D.80小时解析依据玻意耳定律可得p1V0=p2V0+p3V,解得V=5520L。每分钟须要消耗1×105Pa下2L的氧气,则吸氧时间t=55202答案C7.(2024山东青岛模拟)如图所示为一体积不变的绝热容器,现打开排气孔的阀门,使容器中充溢与外界大气压强相等的志向气体,然后关闭阀门。起先时容器中气体的温度为T0=300K。现通过加热丝(未画出)对封闭气体进行加热,使封闭气体的温度上升到T1=350K,温度上升到T1=350K后保持不变,打开阀门使容器中的气体缓慢漏出,当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时,容器中剩余气体的质量与原来气体的质量之比为()A.3∶4 B.5∶6 C.6∶7 D.7∶8解析由题意可知气体的加热过程为等容变更,由查理定律得p0T0=p1T1,则p1=76p0,打开阀门使容器中的气体缓慢漏出,设容器的容积为V0,膨胀后气体的总体积为V,由玻意耳定律得p1V0=p0V答案C8.(2024海南模拟)如图所示是肯定质量的志向气体的压强和摄氏温度的关系图像,气体由状态a变更到状态b的过程中,气体的体积()A.始终增大B.始终减小C.保持不变D.先变大后变小解析如图所示,在p-t图像中,等容线是延长线过-273.15℃的倾斜直线,斜率越大,体积越小,所以气体由状态a变更到状态b的过程中,气体的体积始终减小,故B正确,A、C、D错误。答案B二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有错选的得0分)9.同一种液体,滴在固体A的表面时,出现如图甲所示的状况;当把毛细管B插入这种液体时,液面又出现图乙的状况。若A固体和B毛细管都很干净,则()A.A固体和B管可能是同种材料B.A固体和B管肯定不是同种材料C.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层的分子的引力小些D.液体对B毛细管浸润解析由所给现象可知该液体对固体A不浸润,对B浸润,故A错,B、C、D正确。答案BCD10.(2024河南开封期中)如图所示,汽缸内用厚度不计、质量为m的活塞封闭肯定质量的志向气体,活塞横截面积为S,到汽缸底部距离为L,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,汽缸导热性能良好。现缓慢地在活塞上加肯定质量的细砂,活塞下移L3达到稳定,环境温度保持不变,大气压强为p0,重力加速度为g,则(A.细砂质量为12pB.汽缸内分子平均动能增大C.汽缸内气体分子密度不变D.单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多解析由题意可知,气体发生等温变更,初状态,对活塞受力分析,由平衡条件得p1S=mg+p0S,末状态对细砂和活塞受力分析,由平衡条件得p2S=mg+m0g+p0S,对封闭气体,由等温变更规律得p1SL=p2S×23L,联立解得m0=12p0S答案AD11.在光滑水平面上有一个内外壁光滑的汽缸,汽缸质量为M,汽缸内有一质量为m的活塞,已知M>m。活塞密封一部分志向气体。现对汽缸施一水平向左的拉力F时,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,则()A.a1=a2 B.a1<a2 C.p1<p2 D.V1>V2解析对汽缸与活塞组成的整体,据牛顿其次定律可得a1=a2。对题图甲,以活塞为探讨对象,有p0S-p1S=ma1;对题图乙,以汽缸为探讨对象,有p2S-p0S=Ma2;由以上两式可得p1<p2。依据玻意耳定律可得p1V1=p2V2,则V1>V2。故选项A、C、D正确。答案ACD12.(2024山东肥城模拟)如图所示,足够长U形管竖直放置,左右两侧分别用水银封有L1、L2两部分气体,则下列陈述中正确的是()A.只对气柱L1加热,则气柱L1长度增大,气柱L2长度不变B.只对气柱L2加热,则h不变,气柱L2长度减小C.只在右管中注入一些水银,气柱L1长度将增大D.对气柱L1、L2同时加热,则气柱L1、L2长度均增大解析只对L1加热,则L1长度增大,气柱L2压强不变,温度不变,故长度不变,故A正确;只对L2加热,气体L2做等压变更,压强不变,温度上升,体积增大,故气柱L2长度增大,故B错误;只在右管中注入一些水银,L2压强增大,L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大,可知L1的长度将减小,故C错误;使L1、L2同时升温,L2压强不变,则L1、L2长度均增大,故D正确。答案AD三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)(2024北京通州区一模)某同学利用如图1所示传感器装置做“探究气体等温变更的规律”试验,按如下操作步骤进行试验:a.将注射器活塞移动到体积适中的V0位置,接上软管和压强传感器,通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0;b.用手握住注射器前端,起先缓慢推拉活塞变更气体体积;c.读出注射器刻度表示的气体体积V,通过DIS系统记录下此时的V与压强p;d.重复b、c两步操作,记录6组数据,作p-V图。结合上述步骤,请你完成下列问题:(1)该同学对器材操作的错误是,因为该操作通常会影响气体的(选填“温度”“压强”或“体积”)。

(2)肯定质量气体等温变更的p-V图线如图2所示,图线的形态为双曲线。肯定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的,如图3所示。请推断图3中的两条等温线的温度T1T2(选填“>”“<”“=”)。

图1解析(1)在进行该试验室要保持被封闭气体的温度不变更,所以试验中,不能用手握住注射器前端,否则会使气体的温度发生变更。(2)在p-V图像中,依据pVT=C,得pV=CT,离坐标原点越远的等温线温度越高,故T1<T2答案(1)用手握住注射器前端温度(2)<14.(10分)(2024山东模拟)某小组制作了一个电子温度计,并通过试验将电压表表盘改为指示温度的表盘,试验原理图如图甲所示。其测温部分是插在细玻璃管底端的玻璃泡内(内含水银)的电极A、插在玻璃管内的电极B,电极A、B材料相同,粗细匀称且电阻率不随温度变更。试验时,将玻璃泡和标准温度计(图中未画出)置于恒温油槽中,水银温度上升,水银上升,稳定后读出油的温度t、玻璃管内水银的长度L、电压表的示数U;变更油的温度,重复试验,将对应数据填入表格。(水银电阻率较小,电阻可不计)试验次数123456t/℃51015202530L/mm59.970.080.289.8100.0109.9甲乙(1)玻璃管内水银能够上升的最大长度如放大图所示,则L0=mm;

(2)依据表中数据,在t-L图(图乙)中描点并画出t-L图线;(3)依据t-L图线,该温度计能测量的最低温度为℃,最高温度为℃。

解析(1)玻璃管内水银能够上升的最大长度L0=138.0mm(2)通过描点,作出t-L图线如图所示。(3)由图像可得最低温度为-25℃,t=0℃时,水银的长度为50.0mm,即每上升1℃水银柱上升2mm,水银高度从50.0mm到138.0mm上升的高度为88mm,故温度上升到44℃。答案(1)138.0(2)如解析图所示(3)-254415.(8分)(2024内蒙古包头一模)高原地区大气压强较低,在高原地区运用高压锅有助于提高水的沸点。某同学设计了一个简陋的高压锅,结构如图所示。锅体内部半径为R,深度为H,锅盖圆心处有一圆孔。平安阀及配重的质量为m,底面半径为r,顶面半径为R',恰好能封闭锅盖上的圆孔,且只要平安阀向上移动,即可产生缝隙对外放气。大气压强为p0,环境温度为T0,重力加速度为g,锅内全为空气(可视为志向气体)。刚盖上锅盖时,锅内气体压强为大气压强,气体温度为环境温度。求:(1)平安阀恰要排气时,锅内气体的压强p;(2)平安阀恰要排气时,锅内气体的温度T2。解析(1)平安阀恰要排气时,对平安阀受力分析,则p0·πR'2+mg=p·πr2解得p=R'2r2p(2)高压锅内的气体做等容变更,初态:p1=p0,T1=T0末态:p2=p,T2待求依据查理定律可得p解得T2=R'2r2+答案(1)R'2r2p0+mgπr216.(8分)(2024山东济南一模)为抗击疫情,社区等公共场所加强了消毒措施,如图所示为喷洒消毒液的某喷雾器示意图。储液桶与打气筒用软细管相连,已知储液桶容积为V0(不计储液桶两端连接管体积),初始时桶内消毒液上方气体压强为2p0,体积为12V0,打开阀门K喷洒消毒液,一段时间后关闭阀门停止喷洒,此时气体压强降为32p0。喷洒过程中桶内气体温度与外界温度相同且保持不变,p(1)停止喷洒时剩余的药液体积;(2)为使桶内气体压强复原为2p0,需打入压强为p0的气体体积(不考虑打气过程中温度变更)。解析(1)以桶内消毒液上方的气体为探讨对象,发生的是等温变更,依据玻意耳定律得p0V0=32p0V解得V1=23V剩余药液的体积V2=V0-23V0=13V(2)设打入的气体体积为V3,以原气体和打入的气体整体为探讨对象,依据玻意耳定律得32p0·23V0+p0V3=2p0·2解得V3=13V0答案(1)13V0(2)1317.(14分)(2024河南模拟)如图所示,质量为2m的汽缸(厚度不计)倒扣在地面上,质量为m的活塞在缸内封闭了一段气体,汽缸下部有一小孔与外界相通。已知活塞的横截面积为S,下部中心用轻弹簧与地面相连,活塞静止时弹簧的压缩量为15h,活塞到缸底的距离为h,大气压强为p0,缸内被封闭气体的温度为T0,弹簧的劲度系数为k=10(1)求缸内封闭气体的压强大小及汽缸对地面的压力大小;(2)若给缸内气体加热,使汽缸对地面的压力刚好为零,求此时缸内气体的温度。解析(1)设缸内气体的压强为p1,对活塞进行受力分析,由平衡条件得p1S+mg=k·15h+p0弹簧的劲度系数k=10联立解得缸内封闭气体的压强大小为p1=mgS+p设地面对汽缸的支持力为F,对汽缸和活塞整体受力分析,由平衡条件得F+k·h5=(