2021年高中物理选修三第二章《气体,固体和液体》经典复习题(答案解析)

一、选择题
1．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（ ）
A ．布朗运动是液体分子的无规则运动
B ．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，是气体分子间存在斥力的缘故
C ．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
D ．已知某种气体的密度为ρ（kg/m 3），摩尔质量为M （kg/mol ），阿伏加德罗常数为N A （mol -1），则该气体分子之间的平均距离可以表示为3A
M N ρ 2．一定质量的理想气体，在压强不变的情况下。

温度由5C ︒升高到10C ︒，体积的增量为ΔV 1；温度由10C ︒升高到15C ︒，体积的增量为ΔV 2，则（ ）
A ．ΔV 1＝ΔV 2
B ．ΔV 1>ΔV 2
C ．ΔV 1<ΔV 2
D ．无法确定
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h 1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h 2减小
4．一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，管中封闭一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是（ ）
A ．玻璃管内气体体积增大
B ．管内外水银面高度差减小
C ．若将玻璃管倾斜，保持管的上端高度不变，管内外水银面高度差h 减小
D ．若将玻璃管倾斜，保持管内水银柱长度不变，管内外水银面高度差h 减小 5．温度为27℃的一定质量的气体保持压强不变，把体积减为原来的一半时，其温度变为( )
A ．127K
B ．150K
C ．13.5℃
D ．23.5℃
6．如图所示，两端封闭、粗细均匀的细玻璃管，中间用长为h的水银柱将空气柱分为两部分，两端分别充有空气，现将玻璃管竖直放置，两段空气柱长度分别为L1，L2，已知L1＞L2，如同时对它们均匀加热，使之升高相同的温度，这时出现的情况是（）
A．水银柱上升B．水银柱下降C．水银柱不动D．无法确定
7．下面有关理想气体的说法正确的是
A．分子本身的大小不可忽略
B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关
C．分子与分子之间的相互作用力表现为斥力
D．所有气体都可视为理想气体
8．如图，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为T A、T C、T B，在此过程中，气体的温度之比T A∶T B∶T C为( )
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3
C．3∶3∶4 D．4∶4∶3
9．关于液晶的说法正确的是
A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B．液晶是液体和晶体的混合物
C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序
D．液晶具有流动性，光学性质各向同性
10．一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是（）
A．c→a过程中，气体压强增大，体积变小
B．c→a过程中，气体压强增大，体积变大
C．a→b过程中，气体体积增大，压强减小
D．b→c过程中，气体压强不变，体积增大
11．如图所示，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温
度不变，把管子以封闭端为圆心，从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，可用来说明气体状态变化的p-V 图像是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 12．一定质量的理想气体，保持体积不变，压强减为原来的一半，则其温度由原来的27℃变为（ ）
A ．127K
B ．150K
C ．13.5℃
D ．-23.5℃ 13．关于甲、乙、丙、丁四幅图对应的实验，下列说法正确的是（ ）
A ．甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径
B ．乙图是研究布朗运动实验时，观察得到的花粉小颗粒的运动轨迹
C ．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的
D ．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母片的导热性能各向同性
14．如图所示，粗细相同的导热玻璃管A 、B 底部由橡皮软管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A 管内，气柱长度为L （cm ）。

B 管上方与大气相通，大气压强为H （cmHg ），且H >L 。

初始时两管水银面相平，若A 管不动，为使A 管内水银面上升2
L ，则需要将B 管竖直向上缓慢移动的距离h 为（ ）
A ．h =H
B ．H <h <2H
C ．h =2H
D ．h >2H
15．如图所示，两端开口的玻璃管插入汞槽内，在管中有一段空气柱被汞柱封住。

当管内气体温度升高时，图中所示的高度h 1和h 2变化情况是（ ）
A．h1不变，h2变大B．h1不变，h2变小
C．h1变大，h2不变D．h1变小，h2不变
二、填空题
16．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。

17．如图，气缸内底部面积为0.002m2，被活塞封闭在气缸内的空气温度为-7℃，活塞质量为8kg。

当气缸缸筒竖直放置时，活塞距缸底L，则此时封闭空气的温度为____K，压强为_______Pa。

现将质量m＝2kg的物体A放在活塞上时，欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气体升高到______℃。

（大气压强p0＝1.0×105P a，重力加速度g＝10m/s2）
18．如图所示，在做托里拆利实验时，竖直的玻璃管内有些残存的空气，现将玻璃管竖直向上提少许，气体温度不变，忽略槽中水银面高度的变化，则玻璃管向上提后管中水银面高度________（选填“上升”“下降”或“不变”），残存的空气压强________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

19．图甲为固定在水平桌面深为H内壁光滑的气缸，面积为S的轻质活塞厚度不计，在缸内移动可保持气体质量不变。

若经过一段时间发现活塞略微下降，可能的原因是
__________；若要把图乙中静止在2
H 处的活塞竖直向上缓慢拉出气缸，请对拉力F 大小作简要分析：__________。

（拉出过程大气压强不变为P 0）
20．对一个密闭容器加热，当容器的温度升高7℃时，容器中气体的压强比原来增加2%，由此可知容器内气体原来的温度是___________℃．
21．如图所示，一定质量的气体，从状态A 、经状态B 、到状态C ，则在这三个状态的压强A p 、B p 、C p 的比值为_________．
22．图是某同学制作的简易温度计。

导热性能良好的玻璃泡A 内封有一定质量的气体，与A 相连的细玻璃管B 插在水银槽中，根据B 管内外水银面的高度差来标刻环境温度。

已知B 管内外水银面的高度差为h 1=16cm 时，环境温度为t 1=27℃，大气压为p 0=76cmHg 。

则温度为t 2=17℃时，B 管内外水银面的高度差h 2=______cm 。

要提高该温度计的精确度，对装置有何要求？______________。

（写出一点即可）
23．实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内（活塞与气缸壁之间无摩擦），活塞的质量为m ，气缸内部的横截面积为S 。

用滴管将水缓慢滴注在活塞上，最终水层的高度为h ，如图所示．在此过程中，若大气压强恒为0P ，室内的温度不变，水的密度为 ，重力加速度为g ，则：
(1)图示状态气缸内气体的压强为________。

(2)图中的图像能反映密闭气体状态变化过程的是________。

24．某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，其中封有一定质量的空气，B是一根与A连接的均匀细玻璃管，下端插入水银槽．已知B的容积远小于A 的容积，水银面移动时可以忽略气体体积的变化，外界大气压p0＝76cmHg维持不变．这种温度计的刻度线是_________________分布的（选填“均匀”或“不均匀”）；水银面的高度差h越大，相应的温度读数越_________________（选填“高”或“低”）．若外界大气压强变为p0′＝78cmHg，读出的温度为20℃，则实际温度比20℃________________（选填“高”或“低”）．
25．一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C再回到状态A，变化过程如图所示，其中A到B曲线为双曲线．图中V0和P0为已知量．
①从状态A到B，气体经历的是________（选填“等温”“等容”或“等压”）过程；
②从B到C的过程中，气体做功大小为________；
③从A经状态B、C再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为____（选填“吸热”、“放热”或“无吸放热”）．
26．用如图所示的装置来验证体积不变的情况下温度和压强的关系，玻璃管A、B及橡皮管内装有水银，烧瓶内封闭一定质量的气体。

实验中，当温度改变时需上下移动A管，使B管内水银面____________，已测得大气压强为76cmHg还需要用的仪器是_____和
________测量。

三、解答题
27．如图所示，粗细均匀的U 形玻璃管，左端封闭、右端开口、置于竖直平面内，左端封闭着长L =60cm 的理想气体，左边玻璃管中水银柱的长度为40cm ，右边水银柱的长度为25cm ，水平玻璃管中水银柱的长度为50cm 。

外界大气压为75cmHg ，玻璃管直径远小于水银柱长。

求：
（i ）封闭气体的压强；
（ii ）保持温度不变，将U 形玻璃管绕A 点在竖直平面内逆时针旋转90°，达到稳定状态后，封闭气体的长度。

28．如图，U 形玻璃管竖直放置，水平细管与U 形玻璃管底部连通，各部分细管内径相同。

U 形管左上端封有长为20 cm 的气体B ，右管上端开口很长，与大气相通，此时U 形管左右两侧水银面恰好相平，水银面距U 形玻璃管底部为25 cm ，水平细管内用小活塞封有长度13 cm 的理想气体A 。

已知外界大气压强为75 cmHg ，忽略环境温度变化，现将活塞缓慢右推，当气体B 的气柱长度为15 cm ，时，求：
(1)右侧管中水银面的高度为多少？
(2)理想气体A 的气柱长度为多少？
29．图为压缩式喷雾器，该喷雾器储液桶的容积为V 0=8L 。

先往桶内注入体积为V =7L 的药液，然后通过进气口给储液桶打气，每次打进0.4L V ∆=的常压空气，使喷雾器内空气的压强达到p =4atm 。

设定打气过程中，储液桶内空气温度保持不变，药液不会向外喷出，喷液管体积及喷液口与储液桶底间高度差不计，外界大气压强p 0=1atm 。

求：
(1)打气的次数n ；
(2)通过计算说明，能否使喷雾器内的药液全部喷完。

30．如图所示，上端开口的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量为m 的导热性能良好的活塞A和质量也为m的绝热活塞B分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体M和N，两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦．汽
缸下面有加热装置，初始状态温度均为T0，气缸的截面积为S，外界大气压强为0mg
p
S
＝且不变，现对气体N缓慢加热．求：
(ⅰ)当活塞A恰好到达汽缸上端时，气体N的温度；
(ⅱ)在活塞A上再放一个质量为m的物块C，继续给气体N加热，当活塞A再次到达汽缸上端时，气体N的温度．。