全优课堂·物理·选择性必修第三册粤教版课后提升训练 试题及答案 第2章

第二章第一节A组·基础达标考点1探究气体等温变化规律的实验1．某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律．在实验中，下列哪些操作不是必需的()A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度【答案】B【解析】实验目的是探究气体的等温变化，所以需要保证注射器内气体质量不变，故需要用橡胶塞密封注射器的下端，防止漏气，A正确，不符合题意；探究气体的等温变化需要测量气体的体积，但注射器的横截面积不变，所以注射器内气体的体积与空气柱的长度成正比，所以直接从注射器的刻度上读出空气柱的长度即可，即活塞的直径不是必需测量的，B错误，符合题意，D正确，不符合题意；气体的等温变化，是探究压强变化与体积变化的关系，所以从压强计上读取气体压强是必需的，C正确，不符合题意．2．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律．关于该实验的操作，下列说法正确的是()A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞与注射器之间的摩擦会影响压强的测量C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D．实验中，探究体积与压强的关系时，不需要测量柱塞的横截面积【答案】D【解析】在柱塞上涂油的目的既是为了减小摩擦，也是为了避免漏气，A错误；因为有压力表测量气体的压强，则柱塞与注射器之间的摩擦对气体压强的测量无影响，B错误；手握紧注射器会改变气体的温度，不符合实验条件，C错误；实验中要验证p1V1＝p2V2，由于快速推拉柱塞前后柱塞横截面积不变，因此只需验证p1L1＝p2L2，无需测量柱塞的横截面积，D正确．3．用图示装置探究气体等温变化的规律．实验室提供容积为5mL和20mL的两种注射器．用该装置测得多组压强p和体积V，作出图像甲，发现图像向下弯曲；为减少实验误差，改用软管连通注射器和压强传感器，作出图像乙，发现图像不过原点．下列对于实验的分析和改进措施正确的是()A．图甲图线弯曲是因为快速推动柱塞B．图甲图线弯曲的是因为没有把注射器固定在竖直平面内C．图乙应该选用容积较大的注射器进行实验D．图乙应该用很长的软管做实验【答案】C【解析】由图甲可知，p与V的乘积变小，可能的原因是漏气或者是温度降低，若是快速推动活塞，气体的温度会升高，则p与V的乘积会增大，直线会向上弯曲，A错误；由于测量的是气体压强与体积之间的关系，与重力无关，且压强是由压力表测的，因此注射器可以水平放置，B错误；图乙不过原点的原因是由于软管中存在一部分气体，计算时没有把这部分气体加进去，导致所作图线不过原点，因此应该采用大体积的注射器，从而使软管的那一部分气体可以被忽略，而用很长的软管做实验，则软管中气体占比会更大，影响也更大，C正确，D错误．考点2实验创新4．某学生用DIS研究“温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系”，实验装置如图甲所示．实验时缓慢推动活塞，记录多组p、V数据，发现p与V的乘积越来越小，将数据绘成图像如图乙所示，可推断()A．图像的横轴为V，①为实验所得的图线B．图像的横轴为V，②为实验所得的图线C．图像的横轴为eq\f(1,V)，①为实验所得的图线D．图像的横轴为eq\f(1,V)，②为实验所得的图线【答案】D【解析】由于所作图像的初段为过原点的直线，所以图像的横轴为eq\f(1,V)，而p与V的乘积越来越小，即p与eq\f(1,V)的比值越来越小，则图线斜率越来越小，所以②为实验所得的图线．故选D．5．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强．下列说法正确的是()A．实验时各实验小组间被封闭气体的质量和温度必须相同B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确D．处理数据时采用p－eq\f(1,V)图像，是因为p－eq\f(1,V)图像比p－V图像更直观【答案】D【解析】“探究气体等温变化的规律”实验中，研究的是压强与体积的关系，同一组需要采用控制变量法，即控制被封闭气体的质量和温度不变，但是不同实验组之间的被封闭气体的质量和温度不需要相同，A错误；由于注射器各位置的直径相同，各部分空气柱的横截面积相等，因此可以用气体所在注射器部位的长度来间接表示体积，不需要测量空气柱的横截面积，B错误；压强是通过气压计测量，与有无摩擦无关，在柱塞上涂润滑油是为了避免漏气，C错误；根据玻意耳定律有pV＝c，则p－eq\f(1,V)图像是一条过原点的倾斜的直线，p－V图像是一条双曲线，p－eq\f(1,V)图像比p－V图像更直观，因此处理数据时采用p－eq\f(1,V)图像，D正确．考点3气体等温变化定律的图像及应用6．(2024年沈阳联考)如图甲，某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体，简化模型如图乙所示．现缓慢将水杯向上提起一小段高度(杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出)．设环境温度保持不变，则此过程中杯中封闭气体()A．体积变小，压强变小 B．体积变大，压强变大C．体积变小，压强变大 D．体积变大，压强变小【答案】D【解析】根据题意可知杯口上升，则空气所在的液面深度减小，可知气体内压强减小，根据玻意耳定律pV＝c可知体积变大．故选D．7．如图是一定质量的某种气体在p－V图中的等温线，A、B是等温线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则()A．S1＞S2 B．S1＝S2C．S1＜S2 D．无法比较【答案】B【解析】△OBC的面积S2＝eq\f(1,2)BC·OC＝eq\f(1,2)pBVB，同理，△OAD的面积S1＝eq\f(1,2)pAVA，根据玻意耳定律pAVA＝pBVB，可知两个三角形面积相等．8．(多选)如图所示为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的是()A．tA＝tB B．tB＝tCC．tC＞tA D．tD＞tA【答案】ACD【解析】两条等温线，故tA＝tB，tC＝tD，故A正确；两条等温线比较，tD＞tA，tC＞tA，故B错误，C、D正确．9．如图，气缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的()A．压强变大，体积变大 B．压强变大，体积变小C．压强变小，体积变大 D．压强变小，体积变小【答案】B【解析】设活塞和沙漏的总质量为m，则对活塞分析可知pS＋mg＝p0S，则当m减小时，p增大；根据玻意耳定律pV＝c，可知体积减小，B正确．10．(多选)某同学做“验证玻意耳定律”实验时，将注射器竖直放置，测得的数据如下表所示，发现第5组数据中的pV乘积有较大偏差，如果读数和计算无误，那么造成此偏差的原因可能是()实验次序12345p/(×105Pa)1.211.060.930.800.66V/mL33.237.843.850.469.2pV/(×105Pa·mL)40.240.140.740.345.7A．温度升高 B．温度降低C．漏入气体 D．漏出气体【答案】AC【解析】若pV值变大，可能是温度升高使p增大；当温度一定时，也可能是气体变多使p变大，即气体质量变大．温度升高，与结论相符，A正确；温度降低，与结论不相符，B错误；漏入气体，与结论相符，C正确；D漏出气体，与结论不相符，D错误．B组·能力提升11．(2023年北京期中)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律．(1)(多选)在实验中，下列操作正确的是________．A．用橡胶塞密封注射器B．用游标卡尺测量柱塞的直径C．读取刻度尺上显示的空气柱长度D．气体的压强和体积必须用国际单位(2)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________．eq\o(\s\up7(),\s\do5(A))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D))(3)某组同学处理数据时发现p－eq\f(1,V)图像向下弯曲，请分析可能的原因________________________________．【答案】(1)AC(2)C(3)实验过程中存在漏气现象(或者温度降低)【解析】(1)为了保证实验过程的气密性，确保气体质量不变，实验时，需要用橡胶塞密封注射器，A正确；由于注射器的直径均匀恒定，根据V＝LS可知，气体体积和空气柱的长度成正比，因此不需要利用游标卡尺测量柱塞的直径，只需要读取刻度尺上显示的空气柱长度，B错误，C正确；根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，其中体积的单位可用mL，也可以用cm3，dm3，m3，压强单位可以用国际单位Pa，也可以用单位cmHg，D错误．(2)温度不变，根据玻意耳定律可知，压强与体积成反比，p－V图像是一条双曲线，其描述气体做等温变化的规律不够直观，由于压强与体积成反比，则压强与体积的倒数成正比，可知p－eq\f(1,V)图像是一条过原点的倾斜直线，该图像能够直观反映出气体做等温变化的规律，故选C．(3)由于p－eq\f(1,V)图像向下弯曲，表明压强与体积的乘积pV减小．可知原因可能是气体质量减小，即实验过程中可能存在漏气现象，也有可能是环境温度降低．12．开口向上，导热性能良好的气缸，用活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示．气缸与活塞间的摩擦忽略不计．现缓缓向活塞上倒上细沙，则下列关于密封气体的图像中可能正确的是()eq\o(\s\up7(),\s\do5(A))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D))【答案】D【解析】由于气缸导热性能良好，气缸内的气体温度不变，缓缓向活塞上倒上细沙，气体压强增大，由玻意耳定律得知，气体体积减小，气体体积与压强成反比，A、B、C错误，D正确．13．气站的氢气储气钢瓶体积为5L，在27℃的恒温环境下，储气钢瓶上的气压计的示数为5atm．由于阀门老化稍微有些漏气，一段时间后气压计的示数为4atm．求在此时间段内，储气钢瓶泄漏的氢气在压强为1atm、27℃的恒温环境下的体积是多少．解：设泄漏的氢气在降压到4atm后的体积为ΔV．以钢瓶内全部氢气为研究对象，设想漏出的氢气盛于一个无形的容器内，其压强和钢瓶中剩余部分相同．初状态压强为p＝5atm、体积为V＝5L，降压后状态压强为p1＝4atm、体积为V1．由气体等温变化有pV＝p1V1，ΔV＝V1－V，解得ΔV＝1.25L．取漏出的氢气为研究对象，初状态压强为p2＝p1＝4atm、体积为V2＝ΔV，末状态压强为p3＝1atm、体积为V3．由玻意耳定律可得p2V2＝p3V3，解得V3＝5L．所以储气钢瓶漏出的氢气在压强为1atm下的体积是5L．第二章第二节基础对点练考点1气体的等容变化1．将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气()A．分子热运动的平均动能变小，压强变小B．分子热运动的平均动能变小，压强变大C．分子热运动的平均动能增大，压强变小D．分子热运动的平均动能增大，压强变大【答案】D【解析】将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气温度升高，气体分子热运动的平均动能增大；氧气瓶的容积不变，所以氧气的体积不变，根据查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)可知，温度升高，气体的压强变大．故选D．2．一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体热力学温度值升高到原来的2倍，则()A．气体的压强增大到原来的2倍 B．气体的压强减小到原来的一半C．气体的压强可能不变 D．气体压强与体积的乘积不变【答案】A【解析】根据查理定律eq\f(p,T)＝c可知，一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体热力学温度值升高到原来的2倍，则气体的压强增大到原来的2倍．故选A．3．(2024年上海期中)如图所示，处于竖直平面内的两端封闭理想气体的U形管、粗细均匀，左管置于容器A中，右管置于容器B中，此时温度相同，右管水银面比左管水银面高h，若同时将A、B升高相同温度，则()A．h一定增加B．右管气体体积不一定减小C．左管气体压强不一定增大D．右管气体压强和左管气体压强增加一样多【答案】A【解析】设U形管竖直管中水银柱的高度差为h，则pA＝pB＋ph，假设温度升高时水银柱不移动，则由查理定律得eq\f(p,p′)＝eq\f(T,T＋ΔT)，压强的变化量Δp＝p′－p＝eq\f(ΔT,T)p，ΔT相同，两气体初温相等，A的初始压强大，因此A的压强增量更多，因此A中液柱下降，B中上升，A体积变大，B体积变小，即pA′＝pB′＋ph1，h1＞h，故选A．考点2气体的等压变化4．(2024年云南期末)一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化，状态B到状态C过程为等容变化．已知VA＝0.2m3，TA＝TC＝280K，TB＝308K．气体在状态B时的体积大小VB和气体由状态B到状态C过程中压强p的变化情况是()A．VB＝0.22m3；p增大 B．VB＝0.22m3；p减小C．VB＝0.18m3；p增大 D．VB＝0.18m3；p减小【答案】B【解析】状态A到状态B过程为等压变化，则有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，可得VB＝0.22m3，状态B到状态C过程为等容变化，根据查理定律可知，温度降低，则压强p减小．故选B．5．一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5℃升高到10℃，体积的增量为ΔV1；温度由283K升高到288K，体积的增量为ΔV2，则()A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1＞ΔV2C．ΔV1＜ΔV2 D．无法确定【答案】A【解析】在压强不变的情况下，由盖­吕萨克定律eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)＝c，得ΔV＝eq\f(ΔT,T)V，所以ΔV1＝eq\f(5,278)V1，ΔV2＝eq\f(5,283)V2，因为V1、V2分别是气体在5℃和283K时的体积，而eq\f(V1,278)＝eq\f(V2,283)，所以ΔV1＝ΔV2，故选A．6．(2024年凌源模拟)有一间空教室开着窗户，早上6点时室温为7℃，中午12点时室温为17℃，假定大气压强无变化，则早上6点与中午12点教室内的空气质量比值为()A．eq\f(7,17) B．eq\f(17,7) C．eq\f(28,29) D．eq\f(29,28)【答案】D【解析】根据理想气体实验定律，在压强不变的情况下有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，解得eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)＝eq\f(273＋7,273＋17)＝eq\f(28,29)，空气体积变大使一定质量的空气密度减小，早上6点与中午12点教室内的空气密度之比为eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(\f(m,V1),\f(m,V2))＝eq\f(V2,V1)＝eq\f(29,28)，而教室的体积不变，所以早上6点与中午12点教室内的空气质量比值为eq\f(29,28)．故选D．考点3p－T图像的理解和应用7．(多选)如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p－T图像，由图像可知()A．VA＝VB B．VB＝VCC．VB＜VC D．VA＞VC【答案】AC【解析】图线AB的延长线过p－T图像的坐标原点，说明从状态A到状态B是等容变化，故A正确；连接OC，直线OC也是一条等容线，且直线的斜率比AB小，则C状态的体积要比A、B状态大，故C正确．也可以由玻意耳定律来分析B到C的过程，该过程是等温变化，由pV＝c知，压强p减小，体积V必然增大，B、D错误．8．如图所示是某气体经历的两个状态变化过程的p－T图像，对应的p－V图像应是()eq\o(\s\up7(),\s\do5(A))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D))【答案】C【解析】在p－T图像中AB的延长线过原点，所以A→B为等容过程，体积不变，从A到B气体的压强增大，温度升高；B→C为等温过程，从B到C气体的压强减小，体积变大，C正确．9．(多选)如图所示，甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是()A．甲是等压线，乙是等容线B．图乙中p－t线与t轴交点对应的温度是－273.15℃，而甲图中V－t线与t轴的交点对应的温度不一定是－273.15℃C．由图乙可知，对于一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成一次函数关系D．图乙表明温度每升高1℃，压强增加量相同，但甲图表明随温度的升高，压强不变【答案】AD【解析】由查理定律p＝cT＝c(t＋273.15K)及盖­吕萨克定律V＝cT＝c(t＋273.15K)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点对应的温度为－273.15℃，即热力学温度的0K，故B错误；查理定律及盖­吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大、温度很低时，这些定律就不成立了，故C错误；由于图线是直线，故D正确．综合提升练10．某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温(教室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强)，结构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的温度，据此在B管上标注出温度的刻度值．当教室内温度为7℃时，B管内水银面的高度为20cm．B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是()A．B管上所刻的温度数值上高下低B．B管内水银面的高度为16cm时，教室内的温度为17℃C．B管上所刻的温度数值间隔是不均匀的D．若把这个已刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高【答案】D【解析】当温度升高时，管内气体体积变大，B管液面降低，则B管上所刻的温度数值上低下高，A错误；B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，可认为气体做等容变化，则当温度为7℃时候，设温度为T1＝273K＋7K＝280K，玻璃泡A内气体压强为p1＝76cmHg－20cmHg＝56cmHg，温度改变为T2时，气体压强为p2＝76cmHg－16cmHg＝60cmHg，根据eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，可得T2＝300K＝27℃，B错误；温度改变为T时，气体压强为p＝76－x，根据eq\f(p1,T1)＝eq\f(p,T)，可得T＝380－5x，则B管上所刻的温度数值间隔是均匀的，C错误；若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，大气压强比地面偏小，导致A内体积偏大，管内液面下降，则测出的温度比实际偏高，D正确．11．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为h．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部eq\f(h,2)的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为127℃，现对气体加热．求：(1)当活塞刚好到达气缸口时气体的温度；(2)气体温度达到607℃时气体的压强．解：以封闭气体为研究对象，p1＝p2＝p0，做等压变化．由盖­吕萨克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，代入数据解得T2＝800K．(2)T3＝607℃＝880K＞T2，到达气缸口之后做等容变化．由查理定律有eq\f(p2,T2)＝eq\f(p3,T3)，代入数据解得p3＝1.1×105Pa．12．如图所示，一定质量的某种气体从状态A经B、C、D再回到A，问AB、BC、CD、DA各是什么过程？已知气体在状态A时体积为1L，求其在状态B、C、D时的体积各为多少？并把此图改画为p－V图．解：AB过程是等容升温升压，BC过程是等压升温增容即等压膨胀，CD过程是等温减压增容即等温膨胀，DA过程是等压降温减容即等压压缩．已知VA＝1L，VB＝1L(等容过程)，由eq\f(VC,TC)＝eq\f(VB,TB)(等压过程)得VC＝eq\f(VB,TB)TC＝eq\f(1,450)×900L＝2L，由pDVD＝pCVC(等温过程)得VD＝eq\f(pCVC,pD)＝eq\f(3×2,1)L＝6L，改画的p－V图如图所示．13．我国部分地区有放孔明灯祈福的习俗．如图所示为一圆柱形孔明灯，下端开口，其底面面积S＝0.5m2，高h＝1.0m，灯体的质量为m＝0.1kg．现将灯体固定，加热灯内气体，使温度由7℃升至77℃．已知常压下7℃时空气密度ρ＝1.2kg/m3，重力加速度g取10m/s2，求：(1)灯内剩余气体的质量与加热前灯内气体的质量之比；(2)灯体解除固定，孔明灯恰能升空时灯内的温度．解：(1)加热前气体温度为T1＝280K，加热后的气体温度为T2＝350K．设圆柱的体积为V，逸出气体的体积为ΔV1，对剩余气体，根据盖­吕萨克定律得eq\f(V－ΔV1,T1)＝eq\f(V,T2)，解得ΔV1＝eq\f(V,5)，同温同压下，灯内剩余气体质量与加热前灯内气体质量比为eq\f(m1,m0)＝eq\f(V－ΔV1,V)＝eq\f(4,5)．(2)当灯体重力和内部气体重力之和等于浮力时灯会上升，所以只要排出的气体的重力等于灯体的重力，灯就能上升．设加热到t3后排出气体的体积为ΔV2，则ΔV2＝eq\f(m,ρ)，对剩余气体，根据盖­吕萨克定律得eq\f(V－ΔV2,T1)＝eq\f(V,T3)，V＝Sh，解得T3＝336K，由T＝273＋t得t3＝63℃．第二章第三节基础对点练考点1气体压强的微观解释1．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为()A．气体分子的平均速率增大B．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多C．气体分子数增加D．气体的分子数密度变小【答案】B【解析】等温压缩，温度不变，平均速率不变，A错误；由查理定律知，温度不变，体积减小，故压强增大，故B正确；由于气体质量不变，体积减小，故分子数不变，密度变大，故C、D错误．2．下列说法正确的是()A．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是：每个分子撞击器壁的作用力增大B．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是：单位体积内的分子数减少C．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：每个分子动能都增大D．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子的密度增大【答案】B【解析】决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能，宏观上体现在体积和温度上．若温度不变，压强随分子密度的变化而变化，A错误，B正确，若体积不变，压强随分子平均动能的变化而变化，C、D错误．3．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是()A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大B．当分子热运动变剧烈时，压强可能不变C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大【答案】B【解析】分子的热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但如果分子的密集程度减小，则压强有可能不变，也可能减小，故A错误，B正确；分子间的平均距离变大，说明体积变大，分子的密集程度减小，但如果温度也变化，则压强有可能减小，有可能增大，也有可能不变，故C、D错误．4．(多选)一定质量的气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C．气体分子的总数增加D．气体分子数的密度增大【答案】BD【解析】气体经等温压缩，压强增大，体积减小，气体分子的总数不变，气体分子数的密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变．A、C错误，B、D正确．考点2理想气体模型5．我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录．若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体(视为理想气体)()A．吸收热量 B．压强增大C．内能减小 D．对外做负功【答案】C【解析】由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据eq\f(pV,T)＝c，可知温度降低，则艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据ΔU＝W＋Q可知气体放出热量，C正确．6．如图是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是()A．b状态在相同时间内撞在单位面积上的分子数较多B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两个状态一样多D．单位体积的分子数两个状态一样多【答案】B【解析】b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b比a少，b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，而a、b压强相等，故相同时间内a状态撞到单位面积上的分子数较多，B正确．7．(2024年湖北期中)如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为p1，水银面高度差为h．当左侧部分气体温度升高较小的Δt，重新达到平衡后，h和p1的变化是()A．h变小 B．h不变C．p1变小 D．p1变大【答案】A【解析】设大气压强为p0，右侧水银柱的高度为h1，则右侧部分封闭气体的压强p1＝p0＋ρgh1，由于p0和h1均不变，所以p1不变，C、D错误；设左侧气体压强为p2，当左侧部分气体温度升高时，假设气体体积不变，根据理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝c，可知p2增大；由于p1＝p2＋ρgh，可知h变小，A正确，B错误．8．一定质量的理想气体状态变化如p－V图像所示，图中p1＝3p2，V2＝4V1，状态1、2对应的温度分别为T1、T2．由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是()A．气体内能不变B．气体对外做功并放热C．气体分子热运动平均动能增大D．单位时间内器壁单位面积上受气体分子撞击的次数增加【答案】C【解析】根据理想气体状态方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(3p2V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(4p2V1,T2)，可得T1＜T2．因此从状态1到状态2，气体分子热运动平均动能增大，气体内能增加，而气体体积增大，气体对外做功，因此气体通过吸热，增加了内能，A、B错误，C正确；分子平均动能增大，因此分子撞击器壁的力增大，而状态1变化到状态2的过程中气体压强减小了，因此器壁上单位面积上受气体分子撞击的次数减少，D错误．B组·能力提升9．(多选)如图所示是一定质量的理想气体的p－V图线，若其状态为A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在A、B、C三个状态时()A．单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nCB．气体分子的平均速率vA＞vB＞vCC．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA＞FB，FB＝FCD．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是NA＞NB，NA＞NC【答案】CD【解析】由题图可知B→C，气体的体积增大，密度减小，A错误；C→A为等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错误；气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，由题图知，pA＞pB，则FA＞FB，C正确；A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA＞NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA＞NC，D正确．10．(多选)如图所示为一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则()A．气体由状态a变到状态c，其内能减少B．气体由状态a变到状态d，其内能增加C．气体由状态d变到状态c，其内能增加D．气体由状态b变到状态a，其内能减少【答案】ABD【解析】气体由状态a变到状态c，温度降低，内能减少，A正确；气体由状态a变到状态d，温度升高，平均动能增大，内能增加，B正确；气体由状态d变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，C错误；气体由状态b变到状态a，温度降低，平均动能减少，内能减少，D正确．11．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度．存放食物之前，该同学关闭冰箱密封门并给冰箱通电．若大气压为1.0×105Pa，则通电时显示温度为27℃，通电一段时间后显示温度为6℃，则此时冷藏室中气体的压强是()A．2.2×104Pa B．9.3×105PaC．1.0×105Pa D．9.3×104Pa【答案】D【解析】由查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得p2＝eq\f(6＋273,27＋273)×1.0×105Pa＝9.3×104Pa，D正确，A、B、C错误．12．(2024年上海期中)某研究性学习小组在做“研究等容情况下气体压强随温度的变化关系”实验的过程中，先后用了大、小不同的两个试管甲、乙，封闭了质量不同但温度和压强都相同的同种气体，将测得的实验数据在同一p－T坐标系中作图，得到的图像是()eq\o(\s\up7(),\s\do5(A))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D))【答案】C【解析】由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝c，可知p＝eq\f(c,V)T，在体积一定时，理想气体的压强与热力学温度成正比，得到的等压线是一条过绝对零点的直线，这条直线的斜率为k＝eq\f(c,V)，初始时同种气体的温度和压强都相同，则气体密度相同，所以甲、乙气体对应的图像斜率相同，A、B、D错误，C正确．13．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问：(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？解：(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上下底面间的距离)．侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距上底面的竖直距离x的关系是p＝ρgx；对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的分子密集程度和温度．(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零．乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化．14．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的eq\f(2,3)．若测得A点压强为1.2×105Pa，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．(1)求液体中B点的压强；(2)从微观上解释气体压强变化的原因．解：(1)由题意知气体做等温变化，则有pAV＝pBeq\f(2,3)V，代入数据得pB＝1.8×105Pa．(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均速率不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．第二章第四节基础对点练考点1液体的微观结构和表面张力1．关于液体，下列说法正确的是()A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B．小液滴成球状，说明液体有一定形状和体积C．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张D．液体的扩散比固体的扩散快【答案】D【解析】液体性质介于气体和固体之间，更接近于固体，具有不易被压缩，有一定体积，没有一定形状，扩散比固体快等特点，A、B错误，D正确．无论液面为凸面还是凹面，表面张力总是使表面收缩，C错误．2．(多选)关于液体的表面张力，下列说法不正确的是()A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C．液体的表面张力随温度的升高而减小D．液体的表面张力随温度的升高而增大【答案】AD【解析】表面张力是液体表面分子间的作用力，A错误；液体表面层内分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，B正确；随温度的升高，液体表面层的分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，C正确，D错误．3．如图所示，金属框上阴影部分表示液体肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分，若将液体肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的()【答案】D【解析】肥皂膜未刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状，当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最小，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，故选D．4．(2024年辽阳期末)春天来了，雨后荷叶上有很多晶莹剔透的水珠，如图所示．下列说法正确的是()A．荷叶上的水珠呈球形是因为水珠受到重力B．在水珠表面层，水分子间的作用力表现为引力C．在水珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力D．在水珠表面层，水分子间的作用力为零【答案】B【解析】荷叶上的水珠呈球形是因为液体的表面张力，A错误；在水珠表面层，水分子相对于水珠内部分布比较稀疏，水分子间的作用力表现为引力，B正确，C、D错误．考点2浸润和不浸润、毛细现象5．(2024年浙江开学考试)2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中航天员进行太空科普授课，航天员们在空间站进行一场“乒乓球友谊赛”，使用普通球拍时，水球被粘在球拍上；而使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了．下列描述不正确###的是()A．水球形成球形是因为水具有表面张力B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的D．用毛巾加工成的球拍打水球的力大于水球对球拍的力使水球弹开【答案】D【解析】在完全失重的状态下，因为水具有表面张力的作用从而使得水球形成球形，A正确；球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的，B正确；毛巾的表面布满了疏水的微线毛，是因为其对于水是不浸润的，C正确；根据牛顿第三定律可知，用毛巾加工成的球拍打水球的力等于水球对球拍的力，D错误．6．(多选)(2024年菏泽联考)新春佳节，小强把红纸铺在水平桌面上写“福”字，为防止红纸滑动，在其左侧放一镇纸压住，如图所示，下列说法正确的是()A．在写最后一个笔画时红纸受到7个力B．在写最后一个笔画时镇纸受到向右的摩擦力C．用毛笔在红纸上写字存在毛细现象D．在空间站里可以用毛笔写字【答案】ACD【解析】红纸在桌面上静止受重力、桌面的支持力、镇纸的压力、毛笔的压力、墨水的压力作用．在写最后一个笔画时，向右行笔，毛笔相对白纸向右滑动，其受到红纸向左的滑动摩擦力，根据牛顿第三定律可知红纸受到毛笔的向右的摩擦力，因此红纸还受桌面的向左的摩擦力作用，共受7个力的作用，A正确；对镇纸进行分析，镇纸静止，水平方向不受其他力作用，因此镇纸受到的摩擦力为零，B错误；用毛笔在红纸上写字，是毛细现象在生活中的应用，在空间站里也可以用毛笔写字，C、D正确．7．图甲是吹肥皂泡游戏的场景，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列说法正确的是()A．肥皂水不浸润玻璃杯壁B．肥皂泡表面张力方向和表面垂直C．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关D．肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力【答案】C【解析】由题图乙可知，肥皂水可以浸润玻璃，A错误；肥皂泡表面张力方向和表面平行，B错误；表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，C正确；肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力，合力表现为引力，D错误．8．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是()A．水是浸润液体B．水银是不浸润液体C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象【答案】C【解析】浸润或不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都不正确．同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润．浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象．只有C正确．9．(多选)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况，若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法正确的是()A．固体A和B管可能是同种材料B．固体A和B管一定是不同种材料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内的分子的引力小些D．液体对毛细管B有浸润现象【答案】BCD【解析】由甲、乙两图可知：该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，故A、B不是同种材料，A错误，B正确．根据对浸润和不浸润的微观解释及宏观表现，可知C、D正确．10．(多选)在水中浸入两个同样的毛细管，一个是直的，另一个弯的，如图所示，水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高，那么弯管中的水，下列说法正确的是()A．会不断地喷出B．不会流出C．不一定会流出D．水滴在弯管处受到表面张力竖直向上的合力不小于其重力【答案】BD【解析】水滴在弯管口处受重力的作用而向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，故B、D正确．综合提升练11．在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图所示．现将左端液体下移，使铁丝刚刚露出液面，则()A．天平仍然平衡B．由于铁丝离开液面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降C．由于铁丝刚离开液面时，和液面间生成一层液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降D．以上说法都不对【答案】C【解析】由于铁丝刚离开液面时，和液面间形成一层液膜，此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作用力，所以天平左端下降．12．(2023年宁波模拟)2022年3月23日，“天宫课堂”第二课开讲．“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站再次为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课．其中有一个实验是王亚平在太空拧毛巾，拧出的水形成一层水膜，附着在手上，像手套一样，晃动也不会掉．形成这种现象的原因，下列说法正确的是()A．在空间站水滴不受重力B．水和手发生浸润现象C．水和手发生不浸润现象D．在空间站中水的表面张力变大，使得水“粘”在手上【答案】B【解析】在空间站水滴仍受重力作用，只是重力用来提供向心力，处于失重状态，A错误；由题意，拧出的水形成一层水膜，附着在手上，像手套一样，说明水在手的表面有扩展趋势，说明水和手发生浸润现象，B正确，C错误；水在手的表面有扩展趋势，而不是收缩趋势，故不是因为水的表面张力变大的缘故，D错误．13．如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中()A．测力计示数始终等于玻璃板的重力B．测力计示数会出现小于玻璃板重力的情况C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力D．因为拉起时还需要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力【答案】D【解析】根据题意可知，当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，玻璃板被拉起时，要克服水分子之间的作用力，则拉力大于玻璃板的重力，与压强无关，D正确．14．把水或油灌入小口瓶时，常在瓶口插入一根竹筷或玻璃棒，水或油就沿着竹筷或玻璃棒流入瓶中，不致流到瓶子外面，这是什么道理？如果要将水银灌入小口瓶中，能否采用竹筷或是玻璃棒？你能想出其他的方法吗？【答案】答：水和油对竹筷或玻璃棒是浸润液体；不能；因为水银对竹筷或玻璃是不浸润液体，浸润于铜或锌，所以用铜棒或锌棒引流即可．第二章第五、六节基础对点练考点1晶体与非晶体的特性1．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的【答案】BC【解析】金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，A错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，D错误；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B、C正确．2．(多选)云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图所示．那么()A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体D．实验说明云母有各向同性，是晶体【答案】AC【解析】(单)晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性．3．关于晶体，下列说法正确的是()A．石蜡做成的肖像是晶体 B．导热均匀的铁是非晶体C．粘在一起的糖块是晶体 D．液态物质不可能是晶体【答案】C【解析】区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，石蜡没有固定的熔点，不是晶体，A错误；铁具有固定的熔点，是晶体，B错误；粘在一起的糖块有固定的熔点，是晶体，C正确；区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，与是否为液态物质无关，D错误．4．(多选)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态，高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的．关于晶体与非晶体，正确的说法是()A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的B．多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状C．晶体沿不同的方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同D．单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点【答案】BD【解析】固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体；把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，A错误；多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，某些单晶体沿不同的方向的导热或导电性能不相同，沿不同方向的光学性质也不相同，C错误；单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，D正确．考点2液晶的性质和微观结构5．(2023年泰州期末)液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中．下列四幅图哪个是液晶态分子排列图()eq\o(\s\up7(),\s\do5(A))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D))【答案】B【解析】液晶在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列规律，A、D错误；分子排列比较整齐，但从另外一个角度看也具有无序性，符合液晶分子的排列规律，B正确；分子排列是完全无序的，不符合液晶分子的排列规律，C错误．6．通电雾化玻璃能满足玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，被广泛应用于各领域．如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固化在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃透明．可以判断通电雾化玻璃中的液晶()A．是液态的晶体B．具有光学性质的各向同性C．不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过D．通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播【答案】D【解析】液态是介于晶体和液体之间的中间状态，具有液体流动性又具有晶体光学性质的各向异性，A、B错误；不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃的光线少，所以像毛玻璃不透明．通电时，液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，入射光在通过液晶层后按原方向传播，C错误，D正确．7．北京冬奥会的雪花形主火炬由96块小雪花和6个橄榄枝组成．关于雪花的下列说法正确的是()A．一片雪花大约由1000个水分子组成B．雪花融化成的水是液态的晶体C．雪花是水蒸气凝华时形成的晶体D．没有两片雪花是相同的，因此雪花不属于晶体【答案】C【解析】一片雪花大约由大量的水分子组成，远大于1000个，A错误；雪花融化成的水不是晶体，B错误；根据物态变化可知，雪花是水蒸气凝华时形成的晶体，C正确，D错误．8．(多选)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，边长AB是宽AC的两倍，如图所示．若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻，阻值关系为R1＝2R2，则这块样品可能是()A．单晶体 B．多晶体C．非晶体 D．以上说法全错【答案】BC【解析】沿O1O1′和O2O2′两对称轴测该长方体所得电阻值不相同，且eq\f(R1,AB)＝eq\f(R2,AC)，正说明该物质沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)相同，即表现出各向同性的物理性质，A错误，B、C正确．综合提升练9．(多选)液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户，液晶电视的关键部件是液晶层．关于液晶层的工作原理，下列说法不正确