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2021年高中物理选修三第二章《气体,固体和液体》(答案解析)

来源:小侦探旅游网


一、选择题

1.如图所示,水平放置在水中的玻璃板,用弹簧秤拴着从容器底部缓慢向上拉出水面,则弹簧秤读数最大的时候玻璃板在( )

A.容器底部 B.水中 C.水的表面 D.空中

2.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象.由图象可知( )

A.pA>pB C.pA>pC

B.pCpB

3.如图所示,两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定,两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分,左侧水银柱A有一部分在水平管中。若保持温度不变,向右管缓缓注入少量水银,则稳定后( )

A.右侧水银面高度差h1增大 B.空气柱B的长度减小 C.空气柱B的压强增大 D.左侧水银面高度差h2减小

4.如图所示,带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体(不计气体的分子势能以及气缸和活塞间的摩擦)。将一个半导体NTC热敏电阻R(随着温度的升高热敏电阻阻值减小)置于气缸中,热敏电阻R与气缸外的电源E和电流表组成闭合电路,气缸和活塞与外界无热交换。现保持活塞位置不变,当发现电流表的读数增大时,下列说法正确的是( )

A.气体的密度增大 B.气体的压强不变 C.气体分子的平均动能增大

D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数不变

5.关于饱和汽和相对湿度,下列说法正确的是( ) A.饱和汽压跟热力学温度成正比

B.温度一定时,饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度增大

C.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度下空气中所含水蒸气的压强之比 D.空气的相对湿度越小,空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压 6.下列四幅图的有关说法中不正确的是( )

A.分子间距离为r0时,分子间同时存在引力和斥力

B.水面上的单分子油膜,在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理 C.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性

D.猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,分子间表现为斥力,可看做是绝热 变化

7.空气压缩机的储气罐中储有1.0×105Pa的空气6.0L,现再充入1.0×105Pa的空气9.0L。设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,则充气后储气罐中气体压强为( ) A.2.5×105Pa

B.2.0×105Pa

C.1.5×105Pa

D.1.0×105Pa

8.关于液体的表面张力,下面说法中正确的是 A.表面张力是液体内部各部分间的相互作用 B.表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部 C.表面张力的方向总是与液面平行

D.因液体表面层分子分布比液体内部密集,分子间相互作用表现为引力 9.关于热运动以下说法正确的是

A.物体运动速度越大,其分子的热运动越剧烈 B.物体温度升高,其分子的平均动能一定增大 C.物体温度升高,其每一个分子的运动速率都会增大 D.0℃时分子运动的平均动能为零

10.在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示.现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、D液

面相对各自原来的位置下降的长度hA、hB和hD之间的大小关系为

hAhBhD A. hAhBhD B. hAhBhD C. hAhBhD D. 11.关于温度的概念,下列说法正确的是( )

A.某物体的温度为0℃,则其中每个分子的温度都为0℃ B.温度是物体分子热运动的平均速率的标志 C.温度是物体分子热运动平均动能的标志

D.温度可从高温物体传递到低温物体,达到热平衡时,两物体温度相等

12.现将一定质量的某种理想气体进行等温压缩.下列图象能正确表示该气体在压缩过程中的压强P和体积的倒数

1的关系的是( ) VA. B.

C.

D.

13.把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起,几年后发现金中有铅,铅中有金,对此现象的解释下列说法正确的是( ) A.是由于扩散现象,原因是金分子和铅分子的运动 B.是由于布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中 C.是因为分子间存在引力使小铅颗粒进入了金块中

D.是因为铅和金之间存在表面张力的原因

14.如图所示,竖直放置的均匀等臂U型导热玻璃管两端封闭,管内装有水银,右管水银面高于左管水银面。若右臂水银上方为真空,不改变温度而通过阀门k放出少量水银,设稳定后左、右两管中液面相对于管壁下降的距离分别为L1和L2,则( )

A.L1>L2 C.L115.以下结论正确的是( ) A.晶体和非晶体都有固定的熔点

B.L1=L2

D.无法比较L1、L2的大小关系

B.浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现 C.对于同一种液体,饱和汽压是不随温度而变化的 D.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同形态出现

二、填空题

16.“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示,医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气,随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位,火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变,___________;若加热后火罐内气体的温度为77℃,当时的室温为28℃,标准大气压强为1105Pa,则当罐内气体的温度降为室温时,对应的压强为________Pa。

17.如图,一粗细均匀、底部装有阀门的U型管竖直放置,其左端开口、右端封闭、截面积为4cm2.现关闭阀门将一定量的水银注入管中,使左管液面比右管液面高5cm,右端封闭了长为15cm的空气柱。已知大气压强为75cmHg,右管封闭气体的压强为

___________cmHg;若打开阀门使一部分水银流出,再关闭阀门,重新平衡时左管的水银面不低于右管,那么流出的水银最多为___________cm3。

18.如图所示,容器A、B分别盛有氢气和氧气,用一段水平细玻璃管相通,管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃,氧气的温度为20℃时,水银柱保持静止。判断下列情况下,水银柱将怎样移动(填“A”或“B”)。 ①两气体均升高20℃时,水银柱将向_________端移动; ②两气体均降低20℃,水银柱将向________端移动;

③氢气升高10℃,氧气升高20℃,水银柱将___________向端移动;

④若初状态如图所示,且气体的初温度相同,则两气体均降低10℃时,水银柱怎样移动,水银柱将向___________端移动。

19.如图所示,A、B、C三只相同的试管,用细绳拴住封闭端悬挂在天花板上,开口端插入水银槽中,试管内都封有气体,三管静止时,三根细绳的张力分别为FA、FB、FC,A管内水银面与管外相平,B管内水银面比管外低,C管内水银面比管外高,则三管中气体压强最小的是_____管,FA、FB、FC的大小关系是____________。

20.如图所示,水平放置的封闭绝热汽缸,被绝热隔板A分为左、右两部分,左侧为理想气体,右侧为真空。突然抽去隔板A,气体充满整个汽缸,气体的温度______(选填“升高”“降低”或者“不变”);然后,用活塞B将气体压缩,回到初始位置,气体的温度________(选填“升高”“降低”或者“不变”)。

21.一玻璃管竖直插在液体中,管内液面比管外液面高h,顶端封闭空气柱长度为l,若将玻璃管偏转一点而保持露出液面的管长不变,则h将__________,l将_________;若将玻

璃管偏转一点而保持露出液面的高度不变,则h将_________,l将__________.(均选填“变大”“变小”或“不变”)

22.将一端封闭的试管开口朝下压入水中直至湖底,若管内有

1被浸渍,则湖底处的压强4为_________Pa,深度有__________m.(大气压为1.0105Pa,水的密度为

1.0103kg/m3)

23.两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B,中间用一段水银隔开,当水平放置且处于平衡时,温度均为27℃,如图a所示.现先将玻璃管缓慢转至竖直方向(A在下方),再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中,如图b所示,气体最终达到稳定状态,则稳定后与图a中的状态相比,气体A的长度________(选填“增大”,“减小”或“不变”);若图a中A、B空气柱的长度分别为LA20cm,LB10cm,它们的压强均为

75cmHg,水银柱长为L25cm ,则最终两部分气体A、B的体积之比VA:VB________.

24.如图所示,一定质量的理想气体从状态C沿右图所示实线变化到状态A再到状态B.在0℃时气体压强为p0=3atm,体积为V0=100ml,那么气体在状态A的压强为________ atm,在状态B的体积为________ mL.

25.2017年5月,中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功.可燃冰是一种晶体,8H2O.研它是天然气的固体状态(因海底高压),学名天然气水化合物,其化学式为CH4·究表明1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气(CH4)和0.8 m3的水(已转化为标准状态).

(1)下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是______________. A.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点

B.晶体都有确定的几何形状,非晶体没有确定的几何形状 C.制作晶体管、集成电路多用多晶体

D.云母片导热性能各向异性,说明云母片是晶体

(2)体积VA=1 L的CH4气体(可视为理想气体)处于状态A时温度TA=300 K,压强pA=1 atm,现保持其质量不变让它经过状态B到达状态C,已知状态B时的温度TB=600 K,到达状态C时体积VC=0.5 L.则此时该气体的压强pC=_________atm.如果该气体从状态A到状态B的过程中吸收热量为Q1,从状态B到状态C的过程中放出热量为Q2,则从状态A到状态C气体内能增加量ΔE___________(填“<”、“>”或“=”)Q1–Q2.

(3)已知阿伏加德罗常数NA=6×1023个/mol,试估算出1 m3可燃冰中所含CH4分子的个数(___).(结果保留一位有效数字)

26.一定质量理想气体经历某种状态变化,图线①表示变化过程中的p﹣T关系,图线②表示变化过程中的V﹣T关系,则此变化过程气体遵循__定律(填写气体实验定律的名称)。当这部分气体经过其他变化到达某一状态时,压强为1.5p0,体积为2V0时,则气体的热力学温度为__K。

三、解答题

27.为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服。航天服有一套生命系统,为航天员提供合适的温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1.0×105 Pa,气体体积为2 L,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积变为4 L,使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变,将航天服视为封闭系统。

(1)求此时航天服内的气体压强;

(2)若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到9.0×104 Pa,则需补充1.0×105 Pa的等温气体多少升?

28.一定质量的理想气体由状态A变为状态D,其有关数据如图甲所示,若状态D的压强是2×104Pa。

(1)求状态A、B、C的压强;

(2)在乙图中画出该状态变化过程的p—T图象,并分别标出A、B、C、D各个状态。

29.如图甲所示,汽缸开口向上静置于水平地面上,用横截面积为S=1×10-4m2的活塞将一定量的理想气体密封在汽缸内。活塞静止时,活塞到汽缸底部的距离为H=0.3m。将一质量为m的重物(可视为质点)放在活塞上,活塞再次静止时,活塞到汽缸底部的距离为h=0.2m,该过程中缸内气体温度始终保持T1=300K。若对汽缸内气体缓慢加热,使其温度升高到T2,此时活塞刚好回到初位置,即此时活塞到汽缸底部的距离仍为H=0.3m。不计活塞质量,不计活塞与汽缸间的摩擦。取外界大气压强p0 =1.0×105Pa,取重力加速度g=10m/s2。求: (1)重物的质量m; (2)升温后的温度T2。

30.如图所示,一气缸由截面积不同的两圆筒联接而成,固定在水平地面上,活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接,它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动,A、B的截面积分别为

5SA=30 cm2、SB=15cm2 ,A、B之间封闭着压强为P11.210Pa的一定质量的理想气体,两活

5塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为P01.010Pa,对活塞B施加

一水平向右的外力F,使系统平衡。当气缸内气体温度为T1=540K,活塞A、B的平衡位置如图所示。

①使气缸内气体温度下降,同时缓慢减小外力,以保持活塞静止不动,当温度降至多少时,外力正好减为零?

②外力为零后,不再施加外力,继续使气缸内气体温度下降,温度降为多少时活塞A刚好右移到两圆筒联接处?

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