2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第二章　氣體、固體和液體章末核心素養(yǎng)提升含答案

2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第二章氣體、固體和液體章末核心素養(yǎng)提升eq\a\vs4\al(氣,體,、,固,體,和,液,體)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(平衡態(tài)與狀態(tài)參量\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(溫度（T）：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,體積（V）,壓強(qiáng)（p）：由大量氣體分子對(duì)容器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生)),溫度和溫標(biāo)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(熱平衡的特點(diǎn)：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T＝t＋273.15K)),氣體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氣體實(shí)驗(yàn)定律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(玻意耳定律（等溫變化）\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(成立條件：m、T一定,表達(dá)式：pV＝C,等溫線：p－V圖像（雙曲線）、p－\f(1,V)圖像（過原點(diǎn)的傾斜直線）)),蓋－呂薩克定律（等壓變化）\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(成立條件：m、p一定,表達(dá)式：\f(V,T)＝C,等壓線：V－T圖像（過原點(diǎn)的傾斜直線）)),查理定律（等容變化）\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(成立條件：m、V一定,表達(dá)式：\f(p,T)＝C,等容線：p－T圖像（過原點(diǎn)的傾斜直線）)))),理想氣體的狀態(tài)方程\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(理想氣體：嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體,理想氣體的特點(diǎn)：分子間無相互作用力，無分子勢(shì)能,理想氣體狀態(tài)方程的成立條件：m一定,方程：\f(pV,T)＝C或\f(p1V1,T1)＝\f(p2V2,T2))),)),固體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(晶體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(單晶體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(有規(guī)則的幾何外形,有確定的熔點(diǎn),物理性質(zhì)各向異性)),多晶體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(無規(guī)則的幾何外形,有確定的熔點(diǎn),物理性質(zhì)各向同性)))),晶體的微觀結(jié)構(gòu)：內(nèi)部微粒按照各自的規(guī)則排列，具有空間上的周期性,非晶體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(無規(guī)則的幾何外形,無確定的熔點(diǎn),物理性質(zhì)各向同性)))),液體\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(液體的表面張力\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(表面張力的形成,表面張力的作用)),浸潤與不浸潤現(xiàn)象\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(浸潤：液體會(huì)潤濕某種固體并附著在固體表面上的現(xiàn)象,不浸潤：液體不會(huì)潤濕某種固體，也就不會(huì)附著在固體表面上的現(xiàn)象,浸潤與不浸潤現(xiàn)象的微觀解釋)),毛細(xì)現(xiàn)象\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因,毛細(xì)現(xiàn)象的應(yīng)用與防止)))),液晶\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(定義：像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性的化合物,液晶的微觀特點(diǎn),液晶的性質(zhì)及應(yīng)用))))

一、用“假設(shè)法”分析液柱移動(dòng)1.假設(shè)推理法：根據(jù)題設(shè)條件，假設(shè)發(fā)生某種特殊的物理現(xiàn)象或物理過程，運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律及相關(guān)知識(shí)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝评?，得出答案。巧用假設(shè)推理法可以化繁為簡，化難為易，簡捷解題。2.溫度不變情況下的液柱移動(dòng)問題這類問題的特點(diǎn)是在保持溫度不變的情況下改變其他題設(shè)條件，從而引起封閉氣體的液柱的移動(dòng)，或液面的升降，或氣體體積的增減。解決這類問題通常假設(shè)液柱不移動(dòng)，或液面不升降，或氣體體積不變，然后從此假設(shè)出發(fā)，運(yùn)用玻意耳定律等有關(guān)知識(shí)進(jìn)行推理，求得答案。3.溫度變化情況下液柱移動(dòng)問題此類問題的特點(diǎn)是氣體的狀態(tài)參量p、V、T都發(fā)生了變化，直接判斷液柱或活塞的移動(dòng)方向比較困難，通常先進(jìn)行氣體狀態(tài)的假設(shè)，然后應(yīng)用查理定律可以簡單地求解。其一般思路為：(1)先假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動(dòng)，兩部分氣體均做等容變化。(2)對(duì)兩部分氣體分別應(yīng)用查理定律，求出每部分氣體壓強(qiáng)的變化量Δp＝eq\f(ΔT,T)p，并加以比較。①如果液柱或活塞兩端的橫截面積相等，則若Δp均大于零，意味著兩部分氣體的壓強(qiáng)均增大，則液柱或活塞向Δp值較小的一方移動(dòng)；若Δp均小于零，意味著兩部分氣體的壓強(qiáng)均減小，則液柱或活塞向壓強(qiáng)減小量較大的一方(即|Δp|較大的一方)移動(dòng)；若Δp相等，則液柱或活塞不移動(dòng)。②如果液柱或活塞兩端的橫截面積不相等，則應(yīng)考慮液柱或活塞兩端的受力變化(Δp·S)，若Δp均大于零，則液柱或活塞向Δp·S較小的一方移動(dòng)；若Δp均小于零，則液柱或活塞向|Δp·S|較大的一方移動(dòng)；若Δp·S相等，則液柱或活塞不移動(dòng)?！纠?】如圖所示，在兩端封閉的玻璃管中間用水銀柱將其分成體積相等的左右兩部分，并充入溫度相同的氣體，若把氣體緩緩升高相同的溫度(保持管水平不動(dòng))，然后保持恒溫，則：(1)水銀柱如何移動(dòng)？(2)若氣體B初始溫度高，把氣體緩緩升高相同的溫度，然后保持恒溫，則水銀柱又如何移動(dòng)？答案(1)水銀柱不動(dòng)(2)水銀柱向B移動(dòng)解析(1)假設(shè)水銀柱不動(dòng)，兩部分氣體均做等容變化，設(shè)開始時(shí)氣體溫度為T0，壓強(qiáng)為pA和pB，升高溫度ΔT，升溫后為T1和T2，壓強(qiáng)為pA′和pB′，壓強(qiáng)變化量為ΔpA和ΔpB，分別對(duì)兩部分氣體應(yīng)用查理定律對(duì)于A：eq\f(pA,T0)＝eq\f(PA′,T1)＝eq\f(ΔpA,ΔT)ΔpA＝eq\f(pAΔT,T0)對(duì)于B：eq\f(pB,T0)＝eq\f(pB′,T2)＝eq\f(ΔpB,ΔT)ΔpB＝eq\f(pBΔT,T0)pA＝pB，故有ΔpA＝ΔpB，故水銀柱不動(dòng)。(2)假設(shè)體積不變?chǔ)A＝eq\f(pAΔT,TA)ΔpB＝eq\f(pBΔT,TB)由于TA＜TB則ΔpA＞ΔpB，故水銀柱向B移動(dòng)?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】如圖所示，開口向下并插入水銀槽中的粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)封閉著長為H的空氣柱，管內(nèi)水銀柱高于水銀槽h，若將玻璃管豎直向上緩慢地提起(管下端未離開槽內(nèi)水銀面)，則H和h的變化情況為()A.H和h都增大 B.H和h都減小C.H減小，h增大 D.H增大，h減小答案A解析方法一假設(shè)管內(nèi)水銀柱高度不變，由于向上提起玻璃管，封閉空氣柱變長，根據(jù)玻意耳定律，氣體體積增大，空氣柱壓強(qiáng)變小，根據(jù)p＝p0－ρgh得h增大。所以H和h都增大。方法二假設(shè)管內(nèi)封閉空氣柱長度不變，由于向上提起玻璃管，h增大，根據(jù)p＝p0－ρgh得封閉氣體的壓強(qiáng)減小，根據(jù)玻意耳定律，壓強(qiáng)減小，體積增大，所以H和h都增大。二、力、熱綜合問題的分析1.一般思路(1)確定研究對(duì)象一般地說，研究對(duì)象分兩類：一類是熱學(xué)研究對(duì)象——一定質(zhì)量的理想氣體；另一類是力學(xué)研究對(duì)象——汽缸、活塞、液柱或玻璃管等封閉氣體的裝置。(2)明確物理過程明確題目所述的物理過程。對(duì)熱學(xué)對(duì)象確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，選擇氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析，根據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。2.常見類型(1)力熱系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，需綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和物體的平衡條件解題。(2)力熱系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)，需要綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題。(3)封閉氣體的容器(如汽缸、活塞、液柱、玻璃管等)與氣體發(fā)生相互作用的過程中，如果滿足守恒定律的適用條件，可根據(jù)相應(yīng)的守恒定律解題。(4)兩個(gè)或多個(gè)力熱系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，解答時(shí)應(yīng)分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫出相應(yīng)的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解?！纠?】如圖所示，一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒，筒內(nèi)橫截面積S＝0.01m2，中間用兩個(gè)活塞A與B封住一定量的氣體。A、B都可以無摩擦地滑動(dòng)，A的質(zhì)量不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)k＝5×103N/m的彈簧相連，已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，平衡時(shí)兩活塞間距離為L0＝0.6m?，F(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動(dòng)一定距離后保持平衡，此時(shí)用于壓A的力F＝500N，求活塞A向下移動(dòng)的距離(B活塞未移到小孔位置)。答案0.3m解析先以圓筒內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，初態(tài)：p1＝p0，V1＝L0S末態(tài)：p2＝？，V2＝LS對(duì)活塞A，受力情況如圖所示，有：F＋p0S＝p2S所以p2＝p0＋eq\f(F,S)由玻意耳定律得p0·L0S＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p0＋\f(F,S)))·LS解得L＝0.4m以A、B及封閉氣體系統(tǒng)整體為研究對(duì)象，則施加力F后B下移的距離Δx＝eq\f(F,k)＝0.1m故活塞A下移的距離ΔL＝(L0－L)＋Δx＝0.3m?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】一端封閉開口向上的玻璃管，在封閉端有l(wèi)＝10cm的水銀柱封閉著空氣柱，當(dāng)其靜止在30°斜面上時(shí)，空氣柱長l0＝20cm，如圖所示。當(dāng)此管從傾角為30°的光滑斜面上滑下時(shí)，空氣柱變?yōu)槎嚅L？已知大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg，玻璃管足夠長，水銀柱流不出玻璃管(過程中氣體溫度不變)。答案eq\f(64,3)cm解析當(dāng)玻璃管靜止在斜面上時(shí)，以水銀柱為研究對(duì)象，設(shè)水銀密度為ρ，管橫截面積為S，重力加速度為g，p1為空氣柱壓強(qiáng)。有p1S＝ρSlgsin30°＋p0S得p1＝80cmHg當(dāng)玻璃管沿斜面下滑時(shí)，以整體作為研究對(duì)象，有mgsinθ＝ma得a＝gsinθ①以水銀柱為研究對(duì)象(p2為空氣柱壓強(qiáng))有ρSlgsinθ＋p0S－p2S＝ρlSa②聯(lián)立①②兩式得p2＝p0，由玻意耳定律得p1l0S＝p2l0′S解得l0′＝eq\f(64,3)cm。章末自測(cè)卷(二)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(共9小題，每小題6分，共54分)1.下列說法錯(cuò)誤的是()A.單晶體有規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有B.在空間站完全失重的環(huán)境中，水滴收縮成標(biāo)準(zhǔn)球形是因?yàn)橐后w表面張力的作用C.兩分子處在平衡位置時(shí)，分子勢(shì)能最小D.相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈答案D解析單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，A正確；因液體表面張力有使液體表面收縮到最小的趨勢(shì)，而體積一定的小水滴，表面成球形時(shí)表面積最小，故在空間站完全失重的環(huán)境中，水滴能收縮成標(biāo)準(zhǔn)球形，B正確；當(dāng)r<r0時(shí)，若分子間距離增大，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，當(dāng)r>r0時(shí)，若分子間距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，故當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，C正確；液體中懸浮的花粉顆粒越小，液體分子對(duì)小顆粒撞擊不平衡性越強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越劇烈，D錯(cuò)誤。2.下列說法錯(cuò)誤的是()A.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)B.玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍，原因是玻璃是晶體加熱后變成非晶體C.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成D.在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類及毛細(xì)管的材料有關(guān)答案B解析液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，故A正確；玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍，原因是玻璃在燒熔后變成液體，表面張力使表面收縮從而使斷口變鈍，故B錯(cuò)誤；生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，是可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成的，C正確；液體的種類和固體的材料決定了液體對(duì)固體是浸潤還是不浸潤，所以，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類及毛細(xì)管的材料有關(guān)，故D正確。3.(2021·南京市十三中月考)下列五幅圖分別對(duì)應(yīng)五種說法，其中正確的是()①微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)②當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等③食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的④小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用⑤潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力A.①③ B.②③C.③④⑤ D.②④⑤答案D解析①微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，則①錯(cuò)誤；②當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表現(xiàn)為零，則②正確；③食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向不同，表現(xiàn)為各向異性，故③錯(cuò)誤；④小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用，則④正確；⑤潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力，則⑤正確。故選項(xiàng)D正確。4.(2021·扶溝縣中學(xué)高二月考)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列過程，如圖所示，下列說法中正確的是()A.a→b過程中，氣體體積變小，壓強(qiáng)減小B.b→c過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大C.c→a過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小D.c→a過程中，氣體內(nèi)能增大，體積不變答案D解析a→b過程中，溫度不變，壓強(qiáng)減小，根據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C，可知體積變大，A錯(cuò)誤；b→c過程中，壓強(qiáng)不變，溫度減小，根據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C，可知體積減小，B錯(cuò)誤；c→a過程中，圖像過原點(diǎn)，所以體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)變大，C錯(cuò)誤；c→a過程中，溫度升高，所以內(nèi)能增加，D正確。5.一個(gè)氣泡由湖面下20m深處緩慢上升到湖面下10m深處，設(shè)湖中溫度不變(水的密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10m/s2，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa)，則氣泡的體積約變?yōu)樵瓉眢w積的()A.3倍 B.2倍C.1.5倍 D.eq\f(7,10)答案C解析設(shè)氣泡的體積分別為V1、V2，初態(tài)時(shí)氣泡的壓強(qiáng)p1＝p0＋ρgh1＝3×105Pa在10m深處時(shí)氣泡的壓強(qiáng)p2＝p0＋ρgh2＝2×105Pa根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得eq\f(V1,V2)＝eq\f(2,3)，體積應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?.5倍。故選項(xiàng)C正確。6．(2021·常州市二中高二月考)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)組成合作學(xué)習(xí)小組，對(duì)晶體和液晶的特點(diǎn)展開了討論。他們的說法正確的是()A．甲說，晶體有單晶體和多晶體，晶體都有天然規(guī)則的幾何外形B．乙說，多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的熔點(diǎn)C．丙說，液晶就是液態(tài)的晶體，其光學(xué)性質(zhì)與多晶體相似，具有各向同性D．丁說，液晶是一種在分子結(jié)構(gòu)上介于固體和液體之間的中間態(tài)，它具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性答案D解析單晶體才具有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，無論是多晶體還是單晶體都有確定的熔點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，但不能說它是液態(tài)的晶體，它的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C錯(cuò)誤，D正確。7．下列說法正確的是()A．液體表面存在著張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離B．若氣體的壓強(qiáng)不變，則氣體分子的平均動(dòng)能不變C．晶體在熔化過程中吸收熱量，其分子的平均動(dòng)能一定增大D．理想氣體分子間無相互作用的引力和斥力，理想氣體也就不存在分子勢(shì)能的變化問題答案D解析液體表面存在著張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間作用力表現(xiàn)為引力，故A錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)從微觀上決定于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度兩個(gè)因素，氣體壓強(qiáng)不變，也可能分子的平均動(dòng)能和分子密度都發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；晶體在熔化過程中吸收熱量，其溫度始終保持不變，故其分子的平均動(dòng)能也保持不變，故C錯(cuò)誤；理想氣體分子除碰撞外無分子力的作用，當(dāng)分子間距離變化時(shí)，也就不存在分子做功情況，故就不會(huì)存在分子勢(shì)能的變化問題，故D正確。8．各種卡通形狀的氫氣球，受到孩子們的喜歡，特別是年幼的小孩，若小孩一不小心松手，氫氣球會(huì)飛向天空，上升到一定高度會(huì)脹破，關(guān)于其脹破的原因下列說法中正確的是()A．球內(nèi)氫氣溫度升高 B．球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大C．球外空氣壓強(qiáng)減小 D．球外空氣壓強(qiáng)增大答案C解析氫氣球上升時(shí)，由于高空處空氣稀薄，球外空氣的壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體要膨脹，到一定程度時(shí)，氣球就會(huì)脹破。故選項(xiàng)C正確。9．如圖所示，在光滑的水平面上，有一個(gè)內(nèi)外壁都光滑的汽缸，汽缸的質(zhì)量為M，汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m(m＜M)的活塞，密封一部分理想氣體，汽缸處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用水平恒力F向左推活塞，當(dāng)活塞與汽缸的加速度均為a時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1；若用同樣大小的水平恒力F向右推汽缸，當(dāng)活塞與汽缸的加速度均為a時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，體積為V2，設(shè)封閉氣體的質(zhì)量和溫度均不變，則()A．p1＞p2 B．p1＜p2C．V1＞V2 D．V1＝V2答案A解析向左推時(shí)，對(duì)于汽缸p1S－p0S＝Ma，解得p1＝p0＋eq\f(Ma,S)向右推時(shí)，對(duì)于活塞p2S－p0S＝ma，解得p2＝p0＋eq\f(ma,S)，可見p1＞p2由玻意耳定律得V1＜V2，故選項(xiàng)A正確。二、實(shí)驗(yàn)題(共1小題，共15分)10．(2021·凌源市實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)小華同學(xué)利用圓柱體注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象來探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，它由注射器與氣壓計(jì)組成。(1)實(shí)驗(yàn)的條件：在柱塞上涂油防止漏氣，以保證氣體__________不變；緩慢地推、拉柱塞，以保證在體積改變時(shí)__________不變。(2)物理量的測(cè)量：空氣柱的壓強(qiáng)p可以從儀器上方壓力表的指針讀出，空氣柱的長度l可以在玻璃管側(cè)的刻度尺上讀出，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V。小華實(shí)驗(yàn)前用游標(biāo)卡尺測(cè)量了圓柱體注射器的內(nèi)徑，從圖乙上讀出的測(cè)量結(jié)果D＝________mm；用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)。(3)數(shù)據(jù)分析：小華發(fā)現(xiàn)空氣柱的體積越小，壓強(qiáng)就越大。通過分析，為了找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系，是否一定要測(cè)量空氣柱的橫截面積？________(選填“是”或“否”)；為了進(jìn)一步通過圖像來檢驗(yàn)空氣柱的壓強(qiáng)是否跟體積成反比這個(gè)猜想，以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，應(yīng)以________(選填“V”或“eq\f(1,V)”)為橫坐標(biāo)，把各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如果圖像中的各點(diǎn)位于延長線過原點(diǎn)的同一條直線上，就說明在溫度不變時(shí)壓強(qiáng)與體積成反比。答案(1)質(zhì)量溫度(2)20.00(3)否eq\f(1,V)解析(1)在柱塞上涂油防止漏氣，以保證氣體質(zhì)量不變；緩慢地推、拉柱塞，以保證在體積改變時(shí)溫度不變。(2)游標(biāo)卡尺是20分度，讀數(shù)為20mm＋0×0.05mm＝20.00mm。(3)因?yàn)檠芯康牡葴叵聣簭?qiáng)與體積的關(guān)系，而圓柱體注射器的橫截面積是一樣的，只需要研究壓強(qiáng)與封閉空氣柱長度的關(guān)系即可，所以不一定要測(cè)量空氣柱的橫截面積；探究壓強(qiáng)與體積是否成反比應(yīng)該要選擇eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)。三、解答題(共2小題，共31分)11．(15分)(2021·扶溝縣中學(xué)高二月考)如圖所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C到狀態(tài)D的p－T圖像，已知?dú)怏w在狀態(tài)C時(shí)的體積是6L，則：(1)求狀態(tài)D時(shí)的體積VD；(2)求狀態(tài)A時(shí)的氣體體積VA。答案(1)8L(2)3L解析(1)C到D過程，屬于等壓變化，由等壓變化規(guī)律可知eq\f(VC,TC)＝eq\f(VD,TD)，即eq\f(6L,300K)＝eq\f(VD,400K)解得VD＝8L。(2)由圖可知，B到C過程屬于等容變化，所以VB＝VC＝6LA到B過程為等溫變化，壓強(qiáng)與體積成反比，即pAVA＝pBVB代入數(shù)據(jù)，有2VA＝VB＝6L解得VA＝3L。12．(16分)(2021·廣東梅州市一模)如圖所示，橫截面積S＝100cm2的容器內(nèi)，有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的輕活塞，活塞的氣密性良好，當(dāng)容器內(nèi)氣體的溫度T0＝330K時(shí)，容器內(nèi)外的壓強(qiáng)均為p0＝1.0×105Pa，活塞和底面相距L＝11cm，在活塞上放物體甲，活塞最終下降d＝1cm后保持靜止，容器內(nèi)氣體的溫度仍為T0＝330K，活塞與容器壁間的摩擦均不計(jì)，取g＝10m/s2。(1)求物體甲的質(zhì)量m1；(2)在活塞上再放上物體乙，若把容器內(nèi)氣體加熱到T＝360K，系統(tǒng)平衡后，活塞保持放上物體甲平衡后的位置不變，求物體乙的質(zhì)量m2。答案(1)10kg(2)10kg解析(1)活塞上放上物體甲后，系統(tǒng)穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(m1g,S)容器內(nèi)的氣體做等溫變化，則有p0LS＝p(L－d)S解得m1＝10kg。(2)設(shè)活塞上再放上物體乙時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)為p′，容器內(nèi)的氣體做等容變化，則有eq\f(p,T0)＝eq\f(p′,T)由平衡條件，則有m2g＝(p′－p)S解得m2＝10kg。章末自測(cè)卷(二)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(共9小題，每小題6分，共54分)1.下列說法錯(cuò)誤的是()A.單晶體有規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有B.在空間站完全失重的環(huán)境中，水滴收縮成標(biāo)準(zhǔn)球形是因?yàn)橐后w表面張力的作用C.兩分子處在平衡位置時(shí)，分子勢(shì)能最小D.相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈答案D解析單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，A正確；因液體表面張力有使液體表面收縮到最小的趨勢(shì)，而體積一定的小水滴，表面成球形時(shí)表面積最小，故在空間站完全失重的環(huán)境中，水滴能收縮成標(biāo)準(zhǔn)球形，B正確；當(dāng)r<r0時(shí)，若分子間距離增大，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，當(dāng)r>r0時(shí)，若分子間距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，故當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，C正確；液體中懸浮的花粉顆粒越小，液體分子對(duì)小顆粒撞擊不平衡性越強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越劇烈，D錯(cuò)誤。2.下列說法錯(cuò)誤的是()A.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)B.玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍，原因是玻璃是晶體加熱后變成非晶體C.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成D.在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類及毛細(xì)管的材料有關(guān)答案B解析液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，故A正確；玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍，原因是玻璃在燒熔后變成液體，表面張力使表面收縮從而使斷口變鈍，故B錯(cuò)誤；生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，是可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成的，C正確；液體的種類和固體的材料決定了液體對(duì)固體是浸潤還是不浸潤，所以，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類及毛細(xì)管的材料有關(guān)，故D正確。3.(2021·南京市十三中月考)下列五幅圖分別對(duì)應(yīng)五種說法，其中正確的是()①微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)②當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等③食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的④小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用⑤潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力A.①③ B.②③C.③④⑤ D.②④⑤答案D解析①微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，則①錯(cuò)誤；②當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表現(xiàn)為零，則②正確；③食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向不同，表現(xiàn)為各向異性，故③錯(cuò)誤；④小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用，則④正確；⑤潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力，則⑤正確。故選項(xiàng)D正確。4.(2021·扶溝縣中學(xué)高二月考)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列過程，如圖所示，下列說法中正確的是()A.a→b過程中，氣體體積變小，壓強(qiáng)減小B.b→c過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大C.c→a過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小D.c→a過程中，氣體內(nèi)能增大，體積不變答案D解析a→b過程中，溫度不變，壓強(qiáng)減小，根據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C，可知體積變大，A錯(cuò)誤；b→c過程中，壓強(qiáng)不變，溫度減小，根據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C，可知體積減小，B錯(cuò)誤；c→a過程中，圖像過原點(diǎn)，所以體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)變大，C錯(cuò)誤；c→a過程中，溫度升高，所以內(nèi)能增加，D正確。5.一個(gè)氣泡由湖面下20m深處緩慢上升到湖面下10m深處，設(shè)湖中溫度不變(水的密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10m/s2，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa)，則氣泡的體積約變?yōu)樵瓉眢w積的()A.3倍 B.2倍C.1.5倍 D.eq\f(7,10)答案C解析設(shè)氣泡的體積分別為V1、V2，初態(tài)時(shí)氣泡的壓強(qiáng)p1＝p0＋ρgh1＝3×105Pa在10m深處時(shí)氣泡的壓強(qiáng)p2＝p0＋ρgh2＝2×105Pa根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得eq\f(V1,V2)＝eq\f(2,3)，體積應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?.5倍。故選項(xiàng)C正確。6．(2021·常州市二中高二月考)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)組成合作學(xué)習(xí)小組，對(duì)晶體和液晶的特點(diǎn)展開了討論。他們的說法正確的是()A．甲說，晶體有單晶體和多晶體，晶體都有天然規(guī)則的幾何外形B．乙說，多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的熔點(diǎn)C．丙說，液晶就是液態(tài)的晶體，其光學(xué)性質(zhì)與多晶體相似，具有各向同性D．丁說，液晶是一種在分子結(jié)構(gòu)上介于固體和液體之間的中間態(tài)，它具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性答案D解析單晶體才具有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，無論是多晶體還是單晶體都有確定的熔點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，但不能說它是液態(tài)的晶體，它的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C錯(cuò)誤，D正確。7．下列說法正確的是()A．液體表面存在著張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離B．若氣體的壓強(qiáng)不變，則氣體分子的平均動(dòng)能不變C．晶體在熔化過程中吸收熱量，其分子的平均動(dòng)能一定增大D．理想氣體分子間無相互作用的引力和斥力，理想氣體也就不存在分子勢(shì)能的變化問題答案D解析液體表面存在著張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間作用力表現(xiàn)為引力，故A錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)從微觀上決定于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度兩個(gè)因素，氣體壓強(qiáng)不變，也可能分子的平均動(dòng)能和分子密度都發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；晶體在熔化過程中吸收熱量，其溫度始終保持不變，故其分子的平均動(dòng)能也保持不變，故C錯(cuò)誤；理想氣體分子除碰撞外無分子力的作用，當(dāng)分子間距離變化時(shí)，也就不存在分子做功情況，故就不會(huì)存在分子勢(shì)能的變化問題，故D正確。8．各種卡通形狀的氫氣球，受到孩子們的喜歡，特別是年幼的小孩，若小孩一不小心松手，氫氣球會(huì)飛向天空，上升到一定高度會(huì)脹破，關(guān)于其脹破的原因下列說法中正確的是()A．球內(nèi)氫氣溫度升高 B．球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大C．球外空氣壓強(qiáng)減小 D．球外空氣壓強(qiáng)增大答案C解析氫氣球上升時(shí)，由于高空處空氣稀薄，球外空氣的壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體要膨脹，到一定程度時(shí)，氣球就會(huì)脹破。故選項(xiàng)C正確。9．如圖所示，在光滑的水平面上，有一個(gè)內(nèi)外壁都光滑的汽缸，汽缸的質(zhì)量為M，汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m(m＜M)的活塞，密封一部分理想氣體，汽缸處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用水平恒力F向左推活塞，當(dāng)活塞與汽缸的加速度均為a時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1；若用同樣大小的水平恒力F向右推汽缸，當(dāng)活塞與汽缸的加速度均為a時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，體積為V2，設(shè)封閉氣體的質(zhì)量和溫度均不變，則()A．p1＞p2 B．p1＜p2C．V1＞V2 D．V1＝V2答案A解析向左推時(shí)，對(duì)于汽缸p1S－p0S＝Ma，解得p1＝p0＋eq\f(Ma,S)向右推時(shí)，對(duì)于活塞p2S－p0S＝ma，解得p2＝p0＋eq\f(ma,S)，可見p1＞p2由玻意耳定律得V1＜V2，故選項(xiàng)A正確。二、實(shí)驗(yàn)題(共1小題，共15分)10．(2021·凌源市實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)小華同學(xué)利用圓柱體注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象來探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，它由注射器與氣壓計(jì)組成。(1)實(shí)驗(yàn)的條件：在柱塞上涂油防止漏氣，以保證氣體__________不變；緩慢地推、拉柱塞，以保證在體積改變時(shí)__________不變。(2)物理量的測(cè)量：空氣柱的壓強(qiáng)p可以從儀器上方壓力表的指針讀出，空氣柱的長度l可以在玻璃管側(cè)的刻度尺上讀出，空氣柱的長度l與橫