新教材高中人教物理選擇性章末綜合測(cè)評(píng)2氣體固體和液體

章末綜合測(cè)評(píng)(二)氣體、固體和液體(時(shí)間：90分鐘分值：100分)1．(4分)關(guān)于理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是由氣體的重力產(chǎn)生的B．氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生的C．一定質(zhì)量的氣體，分子的平均動(dòng)能越大，氣體壓強(qiáng)也越大D．壓縮理想氣體時(shí)要用力，是因?yàn)榉肿又g有斥力B[氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是由氣體分子對(duì)器壁的碰撞產(chǎn)生的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；氣體的壓強(qiáng)與分子的數(shù)密度及分子的平均動(dòng)能大小有關(guān)，平均動(dòng)能越大則溫度越高，但如果體積變?yōu)楹艽?，壓?qiáng)可能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；壓縮理想氣體要用力，克服的是氣體的壓力(壓強(qiáng))，而不是分子間的斥力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]2．(4分)已知離地面越高大氣壓強(qiáng)越小，溫度也越低?，F(xiàn)有一氣球由地面向上緩慢升起，則大氣壓強(qiáng)與溫度對(duì)此氣球體積的影響如何()A．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變大，溫度降低有助于氣球體積增大B．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變小，溫度降低有助于氣球體積減小C．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變大，溫度降低有助于氣球體積減小D．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變小，溫度降低有助于氣球體積增大C[若溫度不變，大氣壓強(qiáng)減小時(shí)，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)不變，則氣體將要膨脹，體積增大，故大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積增大；若壓強(qiáng)不變，溫度降低時(shí)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C得知，氣體的體積將要減小，故溫度降低有助于氣球體積減小。選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確。]3．(4分)如圖是豎直放置的上細(xì)下粗的密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同，使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為ΔVA、ΔVB，壓強(qiáng)變化量為ΔpA、ΔpB，對(duì)液面壓力的變化量為ΔFA、ΔFB，則()A．水銀柱向下移動(dòng)了一段距離B．ΔVA＜ΔVBC．ΔpA＞ΔpBD．ΔFA＝ΔFBC[假定水銀柱不動(dòng)，升高相同的溫度，對(duì)氣體A：eq\f(pA,T1)＝eq\f(pA′,T2)得eq\f(pA′－pA,T2－T1)＝eq\f(pA,T1)，同理知eq\f(pB′－pB,T2－T1)＝eq\f(pB,T1)，又因pA＞pB，所以pA′－pA＞pB′－pB，即ΔpA′＞ΔpB′，水銀柱向上移動(dòng)。向上移動(dòng)后，水銀柱上、下液面高度差更大，pA－pB＜pA2－pB2，最終ΔpA＞ΔpB，且有ΔFA＞ΔFB，因此選項(xiàng)C正確，A、D錯(cuò)誤；因?yàn)樗y不可壓縮，所以ΔVA＝ΔVB，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。]4．(4分)如圖所示，金屬框上陰影部分表示肥皂膜，它被棉線分割成a、b兩部分。若將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是圖乙中的()D[當(dāng)把a(bǔ)部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面張力的作用下，棉線將繃緊。因液體表面有收縮到面積最小的趨勢(shì)，而在同周長(zhǎng)的幾何圖形中，圓的面積最大，所以棉線被拉成凹的圓弧形狀。選項(xiàng)D正確。]5．(4分)對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，正確的有()A．食鹽熔化過(guò)程中，溫度保持不變，說(shuō)明食鹽是晶體B．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(shuō)明蜂蠟是晶體C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)相同A[晶體有固定的熔點(diǎn)，在熔化過(guò)程中，溫度保持不變，選項(xiàng)A正確；蜂蠟是非晶體，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟與云母不浸潤(rùn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；具有各向異性的晶體的物質(zhì)微粒在空間的排列規(guī)則，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；石墨是多晶體，金剛石是單晶體，組成它們的物質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)不同，使得它們的物理性質(zhì)不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]6．(4分)如圖所示，兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體，這時(shí)管下端開口處內(nèi)外水銀面高度差為h2，若保持環(huán)境溫度不變，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時(shí)，下列分析正確的是()A．h2變長(zhǎng) B．h2變短C．h1上升 D．h1下降D[被封閉氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋ph1，或p＝p0＋ph2，則始終有h1＝h2；當(dāng)p0增大時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)增大，由玻意耳定律知，封閉氣體的體積應(yīng)減小，故水銀柱h1下降，D正確。]7．(4分)如圖所示，質(zhì)量為M、導(dǎo)熱性能良好的汽缸由一根平行于斜面的細(xì)線系在光滑斜面上。汽缸內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m的活塞，活塞與汽缸壁之間無(wú)摩擦且不漏氣。汽缸內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體。如果大氣壓強(qiáng)增大(溫度不變)，則()A．氣體的體積增大B．細(xì)線的張力增大C．氣體的壓強(qiáng)增大D．斜面對(duì)汽缸的支持力增大C[設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，封閉氣體壓強(qiáng)為p，活塞面積為S，斜面傾角為θ，對(duì)活塞列受力平衡方程得pS＝p0S－mgsinθ，故當(dāng)p0增大時(shí)，p增大，由玻意耳定律得，氣體體積減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；由封閉氣體和汽缸及活塞整體受力平衡，則細(xì)線拉力、斜面對(duì)汽缸的支持力與大氣壓強(qiáng)的改變沒(méi)有關(guān)系，即細(xì)線的張力、斜面對(duì)汽缸的支持力不變，故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。]8．(6分)用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接。②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p。③用V-eq\f(1,p)圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖乙所示的圖線。(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是___________________________________________________________。(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是____________________和____________________。[解析](1)為了保證氣體的質(zhì)量不變，要用潤(rùn)滑油涂活塞保證封閉效果。(2)氣體的體積變化，外界對(duì)氣體做正功或負(fù)功，要讓氣體與外界進(jìn)行足夠的熱交換，一要時(shí)間長(zhǎng)，也就是抽動(dòng)活塞緩慢，二要活塞導(dǎo)熱性能好。[答案](1)用潤(rùn)滑油涂活塞(2)慢慢地抽動(dòng)活塞活塞導(dǎo)熱9．(10分)一氧氣瓶的容積為0.08m3，開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天。[解析]設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí)，體積為V2。根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ①重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3＝V2－V1 ②設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p2V3＝p0V0 ③設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0下的體積為ΔV，則氧氣可用的天數(shù)為N＝eq\f(V0,ΔV) ④聯(lián)立①②③④式，并代入數(shù)據(jù)得N＝4天。 ⑤[答案]4天10．(10分)如圖所示，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過(guò)K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27℃，汽缸導(dǎo)熱。(1)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。[解析](1)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過(guò)程。由玻意耳定律得p0V＝p1V1 ①(3p0)V＝p1(2V－V1) ②聯(lián)立①②式得V1＝eq\f(V,2) ③p1＝2p0。 ④(2)打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2 ⑤由⑤式得p2＝eq\f(3V,V2)p0 ⑥由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時(shí)p2為p′2＝eq\f(3,2)p0。(3)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3，氣體溫度從T1＝300K升高到T2＝320K的等容過(guò)程中，由查理定律得eq\f(p′2,T1)＝eq\f(p3,T2) ⑦將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得p3＝1.6p0。 ⑧[答案](1)eq\f(V,2)2p0(2)上升直到B的頂部(3)1.6p011．(4分)(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．雨水沒(méi)有透過(guò)布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力B．夏天荷葉上小水珠呈球狀是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢(shì)的緣故C．噴泉噴到空中的水形成一個(gè)個(gè)球形小水球是表面張力的結(jié)果D．晶體一定具有規(guī)則形狀，且有各向異性的特征ABC[雨水不能透過(guò)布雨傘，是因?yàn)橐后w表面存在張力，故A正確；荷葉上小水珠與噴泉噴到空中的水形成一個(gè)個(gè)球形小水珠均呈球狀，是液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢(shì)的緣故，故B、C正確；單晶體一定具有規(guī)則形狀，且單晶體有各向異性的特征，多晶體的物理性質(zhì)為各向同性，故D錯(cuò)誤。]12．(4分)(多選)如圖所示，表示一定質(zhì)量的理想氣體沿箭頭所示的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過(guò)程，則該氣體壓強(qiáng)變化情況是()A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小B．從狀態(tài)d到狀態(tài)e，壓強(qiáng)增大C．從狀態(tài)e到狀態(tài)a，壓強(qiáng)減小D．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)不變AC[在V-T圖像中等壓線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線。由理想氣體狀態(tài)方程知eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)?？梢?，當(dāng)壓強(qiáng)增大，等壓線的斜率k＝eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)變小。由題圖可確定pa<pe＜pd＜pc＜pb。]13．(4分)(多選)如圖所示是一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，比較等壓線上的a、b兩個(gè)狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是()A．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)b狀態(tài)較多B．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多C．a(chǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的分子平均動(dòng)能小D．單位體積的分子數(shù)a狀態(tài)較多BCD[由題圖可知一定質(zhì)量的氣體a、b兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)相等，而a狀態(tài)溫度低，分子平均動(dòng)能小，平均每個(gè)分子對(duì)器壁的撞擊力小，而壓強(qiáng)不變，則相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)一定較多，故A錯(cuò)誤，B、C正確；一定質(zhì)量的氣體，分子總數(shù)不變，Vb>Va，單位體積的分子數(shù)a狀態(tài)較多，故D正確。]14．(4分)(多選)如圖所示，內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為θ，A支管中有一段長(zhǎng)為h的水銀柱保持靜止，下列說(shuō)法中正確的是()A．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)B．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cosθC．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosθD．管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)小hcosθ高度的汞柱BD[以A管中的水銀為研究對(duì)象，則有pS＋hcosθ·S＝p0S，B管內(nèi)壓強(qiáng)p＝p0－h(huán)cosθ，顯然p<p0，且B管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出hcosθ。故B、D正確。]15．(4分)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過(guò)程，AB、BC、CD、DA這四段過(guò)程在p-T圖上都是直線段，其中AB的延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，BC垂直于AB，而CD平行于AB，由圖可以判斷()A．AB過(guò)程中氣體體積不斷減小B．AB過(guò)程中氣體體積不變C．BC過(guò)程中氣體體積不斷增大D．CD過(guò)程中氣體體積不斷增大BD[AB的延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，即AB位于同一等容線，所以VA＝VB，A錯(cuò)誤，B正確；連線CO與DO，則C和O、D和O分別位于同一等容線，比較斜率可知VA＝VB＞VD＞VC，D正確，C錯(cuò)誤。]16．(6分)在發(fā)現(xiàn)查理定律時(shí)，尚未建立熱力學(xué)溫標(biāo)，因此在查理定律的原始表述中采用的是攝氏溫標(biāo)。如圖所示為兩同學(xué)研究相同質(zhì)量的同種氣體做等容變化的規(guī)律時(shí)得到的p-t圖像。(1)圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示__________________________________；(2)圖中1、2兩圖線斜率不同的原因是_____________________________；(3)氣體做等容變化過(guò)程中，壓強(qiáng)變化量為Δp，溫度變化量為Δt，則下列Δp-Δt圖像正確的是________。ABCD[解析](1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,t＋273K)＝C得p＝eq\f(C,V)(t＋273K)，可知當(dāng)p＝0時(shí)，t＝－273℃，即絕對(duì)零度。(2)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,t＋273K)＝C得p＝eq\f(C,V)(t＋273K)，可知斜率越大，體積越小，所以斜率不同表示氣體體積不同。(3)根據(jù)查理定律得eq\f(p,T)＝eq\f(Δp,ΔT)＝CV，又ΔT＝Δt，得Δp＝eq\f(p,T)Δt＝CVΔt，即Δp與Δt成正比，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。[答案](1)絕對(duì)零度(2)氣體體積不同(3)C17．(10分)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1＝18.0cm和l2＝12.0cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg。現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不變。[解析]設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p，此時(shí)原左、右兩邊氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)閘′1和l′2。由力的平衡條件有p1＝p2＋ρg(l1－l2) ①式中ρ為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1＝pl1′ ②p2l2＝pl2′ ③兩邊氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′ ④由①②③④式和題給條件得l1′＝22.5cm ⑤l2′＝7.5cm。 ⑥[答案]22.5cm7.5cm18．(10分)如圖所示，兩汽缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。兩汽缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、