人教版高中物理精講精練-選擇性必修3第二章《氣體、固體和液體》高分必刷鞏固達標(biāo)檢測卷（基礎(chǔ)版）解析版

第二章《氣體、固體和液體》高分必刷鞏固達標(biāo)檢測卷（基礎(chǔ)版）一：單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．石墨烯中碳原子呈單層六邊形結(jié)構(gòu)。南京大學(xué)的科學(xué)家將多層石墨烯疊加，得到了一種結(jié)構(gòu)規(guī)則的新材料，其中層與層間距約為六邊形邊長的兩倍。則（）A．新材料屬于非晶體B．新材料沒有固定的熔點C．低溫下新材料中碳原子停止運動D．層間相鄰碳原子間作用力表現(xiàn)為引力【答案】D【詳解】AB．新材料由多層石墨烯疊加而成，可知結(jié)構(gòu)規(guī)則的新材料為晶體，晶體具有固定的熔點，故A、B錯誤；C．由分子動理論可知，分子做永不停息的無規(guī)則運動，故C錯誤；D．層與層間距約為六邊形邊長的兩倍，遠大于分子間距離，由分子力的特點可知，層間相鄰碳原子間作用力表現(xiàn)為引力，故D正確。故選D。2．固定三通管，AB管豎直，CD管水平，水銀在管子的A端封閉了一定量的氣體。打開閥門，則A端氣體（）

A．體積、壓強均增大 B．體積減小，壓強增大C．體積、壓強均減小 D．體積增大，壓強減小【答案】B【詳解】三通管不是絕熱管，打開閥門后，A端氣體進行等溫變化，設(shè)初始時封閉空氣柱長度為l，AB管內(nèi)水銀柱長2h，管的橫截面積是S，閥門打開前，封閉氣體的壓強是，打開后，壓強為，根據(jù)玻意耳定律而并且，聯(lián)立可得由上式可看出，氣柱的長度減小了，則封閉氣體經(jīng)歷了等溫壓縮，則體積減小，壓強增大。故選B。3．如圖所示，鐵絲環(huán)上布滿肥皂液的薄膜，系在環(huán)上的棉線呈現(xiàn)松弛狀態(tài)，細線上A點受到右側(cè)薄膜張力F的方向可能正確的是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】A【詳解】作用于液體表面，使液體表面積縮小的力，稱為液體表面張力。它產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一層薄膜，叫做表面層，表面層里的分子比液體里的分子稀疏，分子間距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。所以由于薄膜分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，使右側(cè)薄膜產(chǎn)生收縮效果，則細線上A點受到右側(cè)薄膜張力F的方向可能是①。故選A。4．一定質(zhì)量的理想氣體壓強為p、溫度為T時的體積為V，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)為n，則（）A．只要壓強p保持不變，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)n就不變B．如果增大，那么n一定減小C．壓強p不變時，體積的變化量與熱力學(xué)溫度的變化量成正比D．如果n保持不變，那么溫度T一定保持不變【答案】C【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，壓強p保持不變是，溫度升高，則氣體體積變大，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)n減小，溫度降低，則氣體體積變小，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)n變大，A錯誤；B．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，如果增大，則氣體體積減小，則n增大，B錯誤；C．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，壓強p不變時，體積的變化量與熱力學(xué)溫度的變化量成正比，C正確；D．如果n保持不變，則氣體體積不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，乘積不變，溫度T可能變化，D錯誤。故選C。5．下列說法正確的是（）A．液晶像液體一樣具有流動性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向同性B．隨著科技的進步，我國絕大部分品牌的沖鋒衣都可實現(xiàn)面料不沾雨水功能，該功能體現(xiàn)了不浸潤現(xiàn)象C．用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是單晶體D．液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子受到液體內(nèi)部分子的吸引力作用【答案】B【詳解】A．液晶像液體一樣具有流動性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故A錯誤；B．隨著科技的進步，我國絕大部分品牌的沖鋒衣都可實現(xiàn)面料不沾雨水功能，該功能體現(xiàn)了不浸潤現(xiàn)象，故B正確；C．用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母各向異性，是晶體，故C錯誤；D．液體表面張力產(chǎn)生的原因是在液體的表面層里，由于分子間距比液體內(nèi)部大，分子間引力占優(yōu)勢，故D錯誤。故選B。6．在兩端開口豎直放置的U形管內(nèi)，兩段水銀封閉著長度為L的空氣柱，a、b兩水銀面的高度差為h，現(xiàn)保持溫度不變，則（）A．若再向左管注入些水銀，穩(wěn)定后h變大B．若再向左管注入些水銀，穩(wěn)定后h不變C．若兩管同時注入等量的水銀，穩(wěn)定后h不變D．若兩管同時注入等量的水銀，穩(wěn)定后L不變【答案】B【詳解】AB．管內(nèi)封閉氣體的壓強則即右側(cè)管上部分水銀柱長度等于a、b兩水銀面的高度差h，若再向左管注入些水銀，穩(wěn)定后氣體的壓強不變，則h不變，選項A錯誤，B正確；CD．若兩管同時注入等量的水銀，穩(wěn)定后管內(nèi)氣體的壓強變大，則h變大，氣體體積減小，則L減小，選項CD錯誤。故選B。7．汽車輪胎內(nèi)氣體壓強過高或過低都將縮短輪胎的使用壽命，夏季輪胎內(nèi)氣體壓強過高還容易爆胎。假設(shè)某型號輪胎容積是30升，冬天最低氣溫時胎內(nèi)壓強值為，為了確保夏季某天最高氣溫為時胎內(nèi)壓強不超過，當(dāng)天早晨給輪胎放氣，以避免溫度最高時胎內(nèi)壓強過高，則放出氣體的質(zhì)量與輪胎內(nèi)原有氣體質(zhì)量比至少約為（已知時大氣壓強為）（

）A． B． C． D．【答案】C【詳解】對輪胎內(nèi)氣體初態(tài)溫度、體積、壓強分別為，，對輪胎內(nèi)氣體末態(tài)，留在輪胎內(nèi)的部分溫度、體積、壓強分別為，，對輪胎內(nèi)氣體末態(tài)，在輪胎外的部分溫度、壓強分別為，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程代入數(shù)據(jù)可得對輪胎內(nèi)剩余氣體，在時將它等溫變化到壓強為的體積為，對這部分氣體由等溫變化過程有代入數(shù)據(jù)可得放出氣體質(zhì)量與輪胎內(nèi)原有質(zhì)量比為故選。8．如圖所示，桶裝水的容積為，為取水方便，在上面安裝一個取水器。某次取水前桶內(nèi)氣體壓強為，剩余水的體積為，水面距出水口的高度為。取水器每按壓一次，向桶內(nèi)打入壓強為、體積為的空氣。已知水桶的橫截面積為，水的密度為，大氣壓強為，重力加速度為，取水過程中氣體溫度保持不變，則（）

A．取水器至少按壓1次，水才能從出水口流出 B．取水器至少按壓3次，水才能從出水口流出C．若要壓出水，至少需按壓16次 D．若要壓出水，至少需按壓17次【答案】D【詳解】AB．設(shè)取水器下壓n次后，桶中的水才能從出水口流出。以原來桶中空氣和打入的空氣為研究對象，設(shè)開始時壓強為，體積為，則，設(shè)桶中空氣和打入的空氣后來的體積，壓強為，則由玻意耳定律得要使桶中水能從出水口流出，則有聯(lián)立各式解得所以取水器至少按壓2次后，桶中水才能從出水口流出。AB錯誤；CD．水桶高度裝滿水時，水面距離出水口高度再壓出4升水后桶內(nèi)液面與出水口高度差為則有解得由于外界溫度保持不變，根據(jù)玻意耳定律有其中，，解得可知，若要再壓出4升水，至少需按壓17次。C錯誤，D正確。故選D。二：多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強不變的條件下，由固態(tài)I到氣態(tài)III變化過程中溫度T隨加熱時間t變化關(guān)系如圖所示，單位時間所吸收的熱量可看作不變，氣態(tài)III可看成理想氣體。下列說法正確的是（）A．該物質(zhì)是晶體B．該物質(zhì)分子平均動能隨著時間的增大而增大C．在時間內(nèi)，該物質(zhì)分子勢能隨著時間的增大而增大D．在時間內(nèi)，該物質(zhì)的內(nèi)能隨著時間的增加而增大【答案】ACD【詳解】A．該物質(zhì)有固定的熔點，所以是晶體，故A正確；BC．物質(zhì)的內(nèi)能是分子總動能與分子總勢能之和，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，在時間內(nèi)，溫度不變，分子的平均動能不變，吸收的熱量用來增加分子間的勢能，所以分子勢能隨時間的增加而增大，B錯誤，C正確；D．在時間內(nèi)，物質(zhì)處于氣態(tài)，分子勢能為零則隨著物質(zhì)的吸熱，該物質(zhì)的內(nèi)能隨著時間的增加而增大，D正確。故選ACD。10．如圖甲所示，一端封閉且粗細均勻的足夠長直玻璃管水平放置，用長為20cm的水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體.封閉氣柱長度為32cm，大氣壓強恒為76cmHg?，F(xiàn)將玻璃管順時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，如圖乙所示。再將玻璃管順時針緩慢旋轉(zhuǎn)53°，如圖丙所示。已知氣體溫度始終不變，取，，下列說法正確的是（）

A．圖乙狀態(tài)的氣體壓強小于圖丙B．若玻璃管從圖乙狀態(tài)自由下落，氣柱長度將增加C．圖乙氣柱長度為40cmD．圖丙氣柱長度為38cm【答案】AD【詳解】A．圖乙中封閉氣體的壓強為圖丙中封閉氣體的壓強為則圖乙狀態(tài)的氣體壓強小于圖丙狀態(tài)的氣體壓強，故A正確；B．若玻璃管從圖乙狀態(tài)自由下落，處于完全失重狀態(tài)，封閉氣體的壓強等于大氣壓，大于題圖乙狀態(tài)的氣體壓強，由玻意耳定律有可知氣體壓強增大，體積減小，即氣柱長度將減小，故B錯誤；CD．設(shè)乙、丙中的氣體長度分別為、，根據(jù)玻意耳定律有其中，解得，故C錯誤，D正確。故選AD。11．如圖所示，水平桌面上有一個水銀槽，薄壁細玻璃管的底部膠接著一根細線，細線的另一端懸掛在鐵架臺的支架上．玻璃管開口向下并插入水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為，管內(nèi)被封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，下列各種情況下能使細線拉力變小的是（開始時細線的拉力不為零，且不計玻璃管所受的浮力）（

）A．隨著環(huán)境溫度升高，管內(nèi)氣體溫度也升高B．大氣壓強變大C．再向水銀槽內(nèi)注入水銀D．稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相對水銀槽上移【答案】AC【詳解】對玻璃管受力分析，由平衡條件得解得，細線的拉力為即細線的拉力等于玻璃管的重力和管中高出液面部分水銀的重力。A．隨著環(huán)境溫度升高，管內(nèi)氣體溫度也升高，由理想氣體狀態(tài)方程可得，封閉氣體壓強增大，水銀柱高度減小，故拉力減小，A正確；B．大氣壓強變大，水銀柱上移，增大，所以拉力增大，B錯誤；C．向水銀槽內(nèi)注入水銀，封閉氣體的壓強增大，平衡時水銀柱高度減小，故拉力減小，C正確；D．稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相對水銀槽上移，封閉氣體體積增大，壓強減小，平衡時水銀柱高度增大，故拉力增大，D錯誤。故選AC。12．如圖為豎直放置的上粗下細的兩端封閉的細管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達到穩(wěn)定后，A、B兩部分氣體壓強變化量分別為、，對液面壓力的變化量分別為、，則（）

A．水銀柱向上移動了一段距離 B．無法判斷水銀柱移動方向C． D．【答案】AD【詳解】AB．假設(shè)液面不動，則兩部分氣體均為等容變化，則有由于可知水銀柱向上移動，故A正確B錯誤；CD．根據(jù)則有有根據(jù)上述，水銀柱向上移動了一段距離，由于細管上粗下細，則有根據(jù)上述則故C錯誤，D正確。故選AD。三：實驗題:本題共2小題，第一小題小題5分，第二小題7分，共12分。13．在“用傳感器探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關(guān)系”實驗中，某組同學(xué)使用如圖1所示的實驗裝置，正確操作實驗獲得多組注射器內(nèi)封閉氣體的體積V和壓強p的測量值，并通過計算機擬合得到圖像，如圖2所示。(1)實驗過程中應(yīng)避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了控制注射器內(nèi)封閉的氣體的（選填“溫度”“壓強”或“體積”）不發(fā)生變化；實驗中得到的圖2圖像，在壓縮氣體的過程中，注射器內(nèi)封閉的氣體（選填“吸熱”或“放熱”）。(2)在壓縮氣體過程中，另一組同學(xué)不慎用手握住注射器含空氣柱的部分，在圖2圖線（如實線）的基礎(chǔ)上，做出該同學(xué)應(yīng)該得到的圖線（如虛線），下圖中大致正確的是（）A． B． C． D．(3)實驗中，在判斷氣體壓強與體積的關(guān)系不需要測出空氣柱的橫截面積，推導(dǎo)并說明原因?！敬鸢浮?1)溫度放熱(2)A(3)見解析【詳解】（1）[1]實驗過程中應(yīng)避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了控制注射器內(nèi)封閉的氣體的溫度不發(fā)生變化；[2]根據(jù)可知圖2圖像表示為等溫變化，則注射器內(nèi)空氣柱內(nèi)能不變，即在壓縮氣體的過程中，外界對封閉氣體做功，則根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得注射器內(nèi)封閉的氣體放熱。（2）實驗時用手長時間握住注射器氣體部分，溫度變大，由克拉伯龍方程pV=nRT可知pV會變大，但p與V不成線性關(guān)系，下圖中大致正確的是圖A。故選A。（3）橫截面積相同，每一次體積的改變，只需要比較空氣柱長度的變化即可，故不需要測量空氣柱的橫截面積。14．如圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下，壓強變化與溫度變化的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。粗細均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶中，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的氣體被水銀封閉于燒瓶內(nèi)。開始時，B、C內(nèi)的水銀面等高。（1）此實驗中研究對象氣體是（填①燒瓶中氣體、②燒瓶和AB管中的氣體或者③BC下面軟管中的氣體）若氣體溫度升高，為使瓶內(nèi)氣體的體積不變，應(yīng)將C管（填“向上”或“向下”）移動，直至B內(nèi)的水銀面回到原位置；（2）實驗中使瓶內(nèi)氣體的體積不變，多次改變氣體溫度，用Δt表示氣體升高的攝氏溫度，用P表示燒瓶內(nèi)氣體壓強。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是。A．B．C．D．（3）同學(xué)還想用此實驗驗證玻意耳定律，在保證溫度不變的情況下，尋找體積和壓強滿足一定的關(guān)系，現(xiàn)在不知道大氣壓強的具體數(shù)值，但大氣壓強可視為不變。也無法直接測出氣體的體積和B管的內(nèi)徑，但該同學(xué)通過分析還是可以驗證玻意耳定律。①保證溫度不變的方法是()（填①保持實驗環(huán)境溫度不變、②移動C管要迅速、③測量數(shù)據(jù)要快）②初始時，B，C管中水銀面等高，然后向上移動C管，測量B管中水銀面比初始狀態(tài)水銀面上升了h，此時，BC管中水銀面的高度差為，在h和都很小的情況下（即=0），只要h和滿足()關(guān)系就可以驗證玻意耳定律。A．B．C．D．【答案】②向上C①C【詳解】（1）[1]由圖可知C管開口向上，所以BC下面軟管中的氣體的壓強等于大氣壓強與C管豎直部分液柱的壓強之和，所以實驗中是研究②燒瓶和AB管中的氣體在體積不變的條件下，壓強變化與溫度變化的關(guān)系；[2]若氣體溫度升高，瓶內(nèi)氣體的體積不變，則氣體壓強增大，所以應(yīng)將C管向上移動，直至B內(nèi)的水銀面回到原位置；（2）[3]瓶中氣體的體積不變，設(shè)初狀態(tài)壓強為，溫度為，氣體升高的攝氏溫度與升高的熱力學(xué)溫度相等，則有由可得故C正確，ABD錯誤。故選C；（3）①[4]燒瓶A可與外界進行熱傳遞，所以保持實驗環(huán)境溫度不變，緩慢移動C管，穩(wěn)定后在測量數(shù)據(jù)，故①正確；②[5]設(shè)玻璃管的橫截面積為S，氣體做等溫變化，有末狀態(tài)壓強與體積為代入上式有由于h，都很小，即可以忽略，化簡得故C正確，ABD錯誤。故選C。四：解答題:本題共4小題,第一小題小題6分，第二小題8分，第三小題10分，第四小題12分，共36分。15．如圖所示，兩臂等高、粗細均勻的U型玻璃管豎直放置，管內(nèi)注入水銀，左臂內(nèi)封閉有高度h=15cm的理想氣體，右臂管口與大氣相通，水銀面剛好到達管口。玻璃管處在大氣壓為p0=75cmHg的環(huán)境中，在環(huán)境溫度保持不變的情況下，求：（1）若用增大外界壓強的方法使得兩臂中水銀面等高，則外界壓強增為多大？（2）若用從右管中抽出水銀的方法使得兩臂中水銀面等高，則應(yīng)從右臂中抽出多長的水銀柱？（玻璃管足夠長，空氣柱不會進入彎管內(nèi)）【答案】(1)；(2)【詳解】(1)根據(jù)玻意爾定律得解得(2)設(shè)左管水銀下降x，則有解得從右臂中抽出的水銀長度為16．一質(zhì)量M＝6kg、橫截面積S＝2×10-3㎡的汽缸豎直放在水平地面上，汽缸左側(cè)下部有氣孔O與外界相通；質(zhì)量m＝4kg的活塞封閉了汽缸內(nèi)上部一定質(zhì)量的理想氣體，勁度系數(shù)k＝2×103N/m的輕彈簧連接地面與活塞，保持豎直。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為T1＝127℃時，彈簧為自然長度，缸內(nèi)氣柱長度L1＝20cm。已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2，缸體始終豎直，活塞不漏氣且缸壁無摩擦力。缸內(nèi)氣體溫度從T1開始緩慢上升，升到某一溫度T2以上后，封閉氣體做等壓膨脹。求T2為多少K？【答案】812.5K【詳解】當(dāng)T1=127℃時，設(shè)缸內(nèi)氣體體積為V1，壓強為p1，活塞平衡，則解得當(dāng)封閉氣體溫度為T2時，汽缸與地面沒有彈力，設(shè)缸內(nèi)氣體體積為V2，壓強為p2，汽缸平衡，則解得設(shè)彈簧彈力大小為F，對M和m，由平衡條件根據(jù)解之得則對缸內(nèi)氣體，由理想氣體狀態(tài)方程解得17．在一電梯內(nèi)有一導(dǎo)熱性能良好的汽缸，質(zhì)量為m的活塞封閉著一定質(zhì)量