第二章-氣體、固體和液體(綜合復習與測試)(人教版2019選擇性必修第三冊)解析版

第二章氣體、固體和液體綜合測試單選題：1．2021年12月9日，在“天宮課堂”中王亞平往水球中注入一個氣泡，如圖所示，氣泡靜止在水中，此時（）A．水球呈球狀B．水與氣泡界面處，水分子間作用力表現(xiàn)為斥力C．氣泡中分子的平均動能為0D．氣泡受到浮力【答案】A【解析】由于在失重狀態(tài)下，水球呈球狀而不是扁球狀，故A正確；水與氣泡界面處，水分子較為稀疏，水分子間作用力表現(xiàn)為引力，故B錯誤；氣泡內(nèi)分子一直在做無規(guī)則的熱運動，平均動能不為零，故C錯誤。“天宮課堂”中物體在失重狀態(tài)下，氣泡不會受到浮力，故D錯誤。故選A。2.如圖，兩端封閉的玻璃管與水平面成θ角傾斜靜止放置，一段水銀柱將管內(nèi)一定質(zhì)量的氣體分為兩個部分。則下列各種情況中，能使管中水銀柱相對于玻璃管向A端移動的是（）A．使玻璃管沿B→A方向加速上升B．在豎直面內(nèi)以過B點垂直紙面的直線為軸順時針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管C．在豎直面內(nèi)以過B點垂直紙面的直線為軸逆時針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管D．降低環(huán)境溫度【答案】B【解析】當玻璃管沿B→A方向加速上升時，水銀柱有一個斜向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律得下部氣體對水銀柱的壓力要增大，即壓強增大，所以水銀柱向B端移動，A錯誤；在豎直面內(nèi)以過B點垂直紙面的直線為軸順時針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管，使θ角變小，如果將玻璃管放平的時候，即減小了對下部氣體的壓力，水銀柱向A端移動；同理可知逆時針轉(zhuǎn)動時水銀柱向B端移動，B正確，C錯誤；假定兩段空氣柱的體積不變，即V1、V2不變，初始溫度為T，當溫度降低時，A端空氣柱的壓強由p1減至p1'，則，B端空氣柱的壓強由p2減至p2'，則，由查理定律得，，因為，所以，即水銀柱應向B端移動，D錯誤。故選B。3.一根足夠長的試管開口豎直向下，中間用水銀封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。現(xiàn)將試管繞定點緩慢向右轉(zhuǎn)到虛線處，則下列圖像中可能正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】設管內(nèi)氣體的壓強為p、體積為V，水銀柱的長度為h，轉(zhuǎn)過的角度為θ。則當θ增大時，cosθ減小，封閉氣體的壓強增大、體積減小、溫度不變。A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得,壓強增大、V-T圖像中斜率應該減小，故A錯誤；B．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得,氣體體積減小、p-T圖像的斜率增大，故B錯誤；C．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得,溫度不變，壓強增大，圖中箭頭方向反了，故C錯誤；D．p-V圖像的等溫線為雙曲線的一支，由于封閉氣體的壓強增大、體積減小、溫度不變，故D正確。故選D。4.石墨烯是從石墨中分離出的新材料，其中碳原子緊密結合成單層六邊形晶格結構，如圖所示，則（）A．石墨是非晶體B．石墨研磨成的細粉末就是石墨烯C．單層石墨烯的厚度約3μmD．碳原子在六邊形頂點附近不停地振動【答案】D【解析】A．石墨是晶體，故A錯誤；B．石墨烯是石墨中提取出來的新材料，故B錯誤；C．單層石墨烯厚度約為原子尺寸，故C錯誤；D．根據(jù)分子動理論可知，固體分子在平衡點不停的振動，故D正確。故選D。5.甲分子固定在坐標原點O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變化關系如圖所示，設乙分子在移動過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A.乙分子在P點時加速度最大B.乙分子在Q點時分子勢能最小C.乙分子在Q點時處于平衡狀態(tài)D.乙分子在P點時動能最大【答案】D【解析】由題圖可知，乙分子在P點時分子勢能最小，此時乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，選項A錯誤；乙分子在Q點時分子勢能為0，大于乙分子在P點時的分子勢能，選項B錯誤；乙分子在Q點時與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點所受合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，選項C錯誤；乙分子在P點時，其分子勢能最小，由能量守恒可知此時乙分子動能最大，選項D正確。故選D。6.如圖所示，兩端開口的T型管，一端豎直插入水銀槽內(nèi)，豎直管的上端有一小段水銀，水銀的上表面剛好與水平管平齊，水平部分足夠長，若將玻璃管稍微上提一點，被封閉的空氣柱長度和試管內(nèi)外的夜面高度差的變化分別是（）

.A．變大；變小 B．變大；不變 C．不變；不變 D．不變；變大【答案】C【解析】在向上提玻璃管時，管內(nèi)氣體溫度不變，設大氣壓為，封閉氣體壓強,當玻璃管稍向上提一點時，封閉氣體壓強不變，由玻意耳定律可知，氣體體積不變，空氣柱長度不變，試管內(nèi)外的夜面高度差不變。故選C。7.如圖所示，四個兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開，按圖中標明的條件，當玻璃管水平放置時，水銀柱處于靜止狀態(tài)。如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動的是A． B． C． D．【答案】CD【解析】假設溫度升高，水銀柱不動，兩邊氣體均作等容變化，根據(jù)查理定律可得壓強的增加量而左右兩邊初態(tài)壓強p相同，兩邊溫度升高量?T也相同，所以?p跟成正比，即左右兩邊氣體初態(tài)溫度T高的，氣體壓強的增加量?p小，水銀柱應向氣體壓強增加量小的方向移動，即應向初態(tài)溫度高的一方移動，根據(jù)以上分析，A圖中的TaTb，水銀柱應向右移動；B圖中Ta=Tb，水銀柱不動；C圖中Ta>Tb，水銀柱應向左移動；D圖中TaTb，水銀柱應向左運動，AB錯誤，CD正確。故選CD。8.關于圖中實驗及現(xiàn)象的說法，正確的是（）A.圖甲說明薄板是非晶體

B.圖乙說明氣體速率分布隨溫度變化且T1>T2【答案】A【解析】A．應變片是在外力的作用下產(chǎn)生機械形變，其電阻發(fā)生相應變化，從而將力學量轉(zhuǎn)換為電學量。A正確；B．干簧管是將磁學量轉(zhuǎn)化為電學量，B錯誤；C．熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)化為電學量，C錯誤；D．霍爾元件是將磁學量轉(zhuǎn)化為電學量，D錯誤。故選A。多選題：9.已知某轎車四個輪胎為同一種型號的輪胎，汽車剛啟動時四個輪胎的壓強都為2.0atm（標準大氣壓），環(huán)境溫度為27℃。汽車行駛一段時間后，胎壓檢測系統(tǒng)顯示其中三個輪胎壓強為2.4atm，一個輪胎的壓強仍為2.0atm（漏氣）。四個輪胎此時溫度相等，假設輪胎體積均不變，密閉氣體可視為理想氣體，則（）A．輪胎此時的溫度為360KB．輪胎此時的溫度為360℃C．漏氣輪胎內(nèi)氣體吸收的熱量等于內(nèi)能的增加量D．完好輪胎內(nèi)氣體吸收的熱量等于內(nèi)能的增加量【答案】AD【解析】對三個完好輪胎之一，由查理定律可得，其中，代入數(shù)據(jù)解得，A正確，B錯誤；完好輪胎體積不變，外界沒有對氣體做功，即W＝0，由于溫度升高內(nèi)能增大，由熱力學第一定律可得，故氣體吸收的熱量等于內(nèi)能的增加量，D正確；假設漏氣輪胎漏出的氣體沒有散開，發(fā)生等壓膨脹，對外做功，即W<0，溫度升高內(nèi)能增大，由熱力學第一定律可知，氣體吸收的熱量大于內(nèi)能的增加量，C錯誤。故選：AD。10.一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。已知玻璃管的橫截面積處處相同。在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏，大氣壓強p0＝75.0cmHg，環(huán)境溫度不變。下列說法正確的是（

）A．兩邊汞柱高度相等時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強90cmHgB．兩邊汞柱高度相等時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強144cmHgC．活塞向下移動的距離7.50cmD．活塞向下移動的距離9.42cm【答案】BD【解析】設初始時，右管中空氣柱的壓強為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2＝p0，長度為l2，活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強為p1′，長度為l1′；左管中空氣柱的壓強為p2′，長度為l2′。以cmHg為壓強單位，由題給條件可得，，，由玻意耳定律得，解得，A錯誤，B正確；依題意，，由玻意耳定律得，解得活塞向下移動的距離為，C錯誤，D正確。故選：BD。11.將分子a固定在x軸上的O點,另一分子b由無窮遠處只在分子間作用力作用下沿x軸的負方向運動,其分子勢能隨兩分子的空間關系的變化規(guī)律如圖所示。則下列說法正確的是()A.分子b在x=x2處時的速度最大B.分子b由x=x2處向x=x1處運動的過程中分子力減小C.分子b在x=x2處受到的分子力為零D.分子b由無窮遠處向x=x2處運動的過程中,分子b的加速度先增大后減小【答案】ACD【解析】分子b在x=x2處受到的分子力為零,故C正確;分子b在向x=x2處運動時,分子力做正功,分子b速度增大,由x=x2處向x=x1處運動時,分子力做負功,分子b速度減小,所以分子b在x=x2處時的速度最大,故A正確;分子b由x=x2處向x=x1處運動的過程中分子力增大,故B錯誤;分子b由無窮遠處向x=x2處運動的過程中,b受到的分子力先增大后減小,根據(jù)牛頓第二定律可知,分子b的加速度也是先增大后減小,故D正確。故選：ACD。12.曉燕和小松同學合作設計了一個簡易的氣溫計，如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐中插入一根透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱（長度可以忽略）。大氣壓的變化可忽略不計，罐內(nèi)氣體視為理想氣體。已知罐的容積是，吸管內(nèi)部粗細均勻，橫截面積為S，吸管的總有效長度為L（總有效長度為鋁罐外部吸管量遠端到接口的距離），鋁罐水平放置條件下，當溫度為時，油柱到接口的距離為L1.根據(jù)以上信息，在吸管上標上溫度刻度值。以下說法中正確的有（）A．吸管上的溫度刻度值左低右高B．吸管上的溫度刻度分布不均勻C．吸管上的溫度刻度分布均勻D．該簡易溫度計的測溫靈敏度與管的總有效長度L有關（若溫度升高△T，油柱到接口的距離增加△x，定義為測溫靈敏度）【答案】AC【解析】A．根據(jù)題意可知，罐內(nèi)氣體做等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律可知，罐內(nèi)氣體溫度越高，體積越大，吸管內(nèi)油柱越靠近吸管的右端，則吸管上的溫度刻度值應左低右高，故A正確；BC．根據(jù)蓋呂薩克定律可知，空氣的體積和溫度成正比，即,則,根據(jù)題意可知,則,即溫度的變化量與距離的變化量成正比，則吸管上的溫度刻度分布均勻，故B錯誤C正確；D．根據(jù)題意及C分析可知，測溫靈敏度為,可知，簡易溫度計的測溫靈敏度與管的總有效長度L無關，故D錯誤。故選：AC。13．一汽缸豎直放于水平地面上，缸體質(zhì)量，活塞質(zhì)量，活塞橫截面積?；钊戏降钠變?nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，下方通過氣孔P與外界相通，大氣壓強。活塞下面與勁度系數(shù)的輕彈簧相連，當汽缸內(nèi)氣體溫度為時彈簧為自然長度，此時缸內(nèi)氣柱長度。已知，取，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦?，F(xiàn)給封閉氣體加熱，則下列說法正確的是（）A．缸內(nèi)氣柱長度時，缸內(nèi)氣體壓強為B．當缸內(nèi)氣柱長度時，缸內(nèi)氣體溫度約為C．缸內(nèi)氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹D．缸內(nèi)氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹【答案】ABC【解析】A．根據(jù)題意，由平衡條件有,代入數(shù)據(jù)解得,故A正確；B．根據(jù)題意可知，當缸內(nèi)氣柱長度時，彈簧被壓縮，根據(jù)平衡條件有,根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程有,又有,聯(lián)立解得,,故B正確；CD．根據(jù)題意可知，當氣缸對地面的壓力為零時，再升高氣體溫度，氣體壓強不變，設此時氣體的溫度為，對氣缸，由平衡條件得,對活塞，根據(jù)平衡條件有,根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程有,聯(lián)立解得即缸內(nèi)氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹，故D錯誤C正確。故選：ABC。14.關于熱現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.分析布朗運動會發(fā)現(xiàn),懸浮的顆粒越小,溫度越高,布朗運動越劇烈B.一定質(zhì)量的氣體,溫度升高時,分子間的平均距離增大C.分子間的距離r存在某一值r0,當r大于r0時,分子間引力大于斥力,當r小于r0時,分子間斥力大于引力D.已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),銅的密度為ρ(kg/m3),阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1),1m3銅所含的原子數(shù)為N=ρ【答案】ACD【解析】溫度越高,水分子運動越劇烈,對懸浮顆粒的沖力越大,布朗運動越劇烈,同時,懸浮顆粒越小,越容易改變運動狀態(tài),A正確;一定質(zhì)量的氣體,溫度升高時,體積不一定增加,故分子間的平均距離不一定增大,B錯誤;分子間的距離r存在某一值r0,當r等于r0時,引力等于斥力,而分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小,由于斥力比引力變化快,所以當r小于r0時,斥力大于引力,當r大于r0時,引力大于斥力,C正確;1m3銅的物質(zhì)的量為n=ρM(mol),所含的原子數(shù)為N=nNA,解得N=ρ故選：ACD。15.如圖所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不計的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，已知汽缸不漏氣，活塞移動過程中與汽缸內(nèi)壁無摩擦。初始時，活塞緊壓小擋板，外界大氣壓強為p0，缸內(nèi)氣體體積為V0?，F(xiàn)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體的溫度，則下列能反映汽缸內(nèi)氣體的壓強p或體積V隨熱力學溫度T變化的圖像是（）A．B．C．D．【答案】BD【解析】AB．當緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時，氣體先發(fā)生等容變化，汽缸內(nèi)氣體的壓強p與熱力學溫度T成正比，在p-T圖像中，圖線是過原點的傾斜直線；當活塞開始離開小擋板時，因為活塞的重力不計，則汽缸內(nèi)氣體的壓強等于外界的大氣壓，氣體發(fā)生等壓膨脹，其p-T圖線是平行于T軸的直線，A錯誤，B正確；CD．汽缸內(nèi)氣體先發(fā)生等容變化，后發(fā)生等壓變化，所以V-T圖線先平行于T軸，后是經(jīng)過原點的一條直線，C錯誤，D正確。故選：BD。計算題：16.如圖所示，兩水平放置的導熱汽缸底部由管道連通，輕質(zhì)活塞a、b用剛性輕桿相連，可在汽缸內(nèi)無摩擦地移動，兩活塞橫截面積分別為和，且。缸內(nèi)密封有一定質(zhì)量的氣體，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，左右汽缸內(nèi)氣體的體積均為。已知大氣壓強為，環(huán)境溫度為，忽略管道中的氣體體積，兩活塞始終未脫離汽缸。（1）若活塞在外力作用下，使右側(cè)汽缸內(nèi)的體積減小，求穩(wěn)定后缸內(nèi)氣體的壓強。（2）若大氣壓強不變，緩慢升高環(huán)境溫度，使左側(cè)汽缸內(nèi)的氣體體積恰好為零，求此時的環(huán)境溫度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設缸中氣體的壓強為，以活塞a、b和剛性輕桿為研究對象，根據(jù)力的平衡有,解得,以左右汽缸內(nèi)全部氣體為研究對象，初狀態(tài)氣體體積，壓強，末狀態(tài)氣體體積,壓強設為，根據(jù)等溫變化規(guī)律有,解得（2）以左右汽缸內(nèi)全部氣體為研究對象，初狀態(tài)氣體體積，壓強，溫度為，末狀態(tài)氣體體積,壓強，溫度設為T，根據(jù)等壓變化規(guī)律有,解得17．金剛石俗稱“金剛鉆”，也就是我們常說的鉆石，它是一種由純碳組成的礦物，也是自然界中最堅硬的物質(zhì)。已知金剛石的密度ρ=4560kg