(压轴题)高中物理选修三第二章《气体,固体和液体》测试(有答案解析)(2)

一、选择题
1．(0分)[ID：130051]如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经等温变化到状态B，再经等容变化到状态C，A、C压强相等，则下列说法正确的是（）
A．从A到B气体分子平均动能增加
B．从B到C气体分子平均动能不变
C．A、C状态气体压强相等的原因是分子撞击器壁的平均作用力相等
D．从A到B过程气体压强变小的原因是分子的密集程度减小
2．(0分)[ID：130047]下列说法不正确的是（）
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低这与液体的种类和毛细管的材质有关
B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面化的蜂蜡呈椭圆形说明蜂蜡是晶体
D．在空间站完全失重的环境下水滴能收缩成标准的球形是由于液体表面张力的作用3．(0分)[ID：130044]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ΔV1；温度由10C︒升高到15C︒，体积的增量为ΔV2，则（）A．ΔV1＝ΔV2B．ΔV1>ΔV2
C．ΔV1<ΔV2D．无法确定
4．(0分)[ID：130039]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，A侧水银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，稳定后()
A．右侧水银面高度差h1减小B．空气柱B的长度不变
C．空气柱B的压强增大D．左侧水银面高度差h2增大
5．(0分)[ID：130035]若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A．甲图中密闭气体的压强大小是p0+ρgh
B．乙图中密闭气体的压强大小是p0+ρgh
C．丙图中密闭气体的压强大小是p0－ρgh
D．丁图中密闭气体的压强大小是p0＋ρg h1
6．(0分)[ID：130030]下列说法正确的是（）
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的表面张力有关B．在完全失重的情况下气体对器壁不再产生压强
C．把一枚针轻放在水面上，它会静止浮在水面，这是由于针的重力与表面张力平衡D．晶体的物理性质表现为各向异性，非晶体的物理性质表现为各向同性
7．(0分)[ID：130018]如图所示，一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦），用一弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂在天花板上。

弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，汽缸底部距地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（）
A．当外界温度升高（大气压不变）时，L变大、H减小、p变大、V变大
B．当外界温度升高（大气压不变）时，h减小、H变大、p变大、V减小
C．当外界大气压变小（温度不变）时，h不变、H减小、p减小、V变大
D．当外界大气压变小（温度不变）时，L不变、H变大、p减小、V不变
8．(0分)[ID：130014]一定质量的气体在T1、T2不同温度下的等温变化图线如图所示，A、B和C、D分别为两条等温线上的点。

在下面p- -T和V- -T图象中，能表示图中气体状态变化过程的是
A．甲B．乙C．丙D．丁
9．(0分)[ID：130005]一个敞口的瓶子，放在空气中，气温为27℃．现对瓶子加热，由于瓶子中空气受热膨胀，一部分空气被排出．当瓶子中空气温度上升到57℃时，瓶中剩余空气的质量是原来的（）
A．10
11
B．
9
10
C．
9
11
D．
11
12
10．(0分)[ID：129990]某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验数据却在p、V图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是（）
①两次实验中空气质量不同
②两次实验中温度不同
③两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
④两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
A．①②
B．②④
C．②③
D．①②④
11．(0分)[ID：129987]已知水的密度会随温度的变化而变化，现给体积相同的玻璃瓶A、B 分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水(如图所示)．下列说法中正确的是()
A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大
B．温度越高，布朗运动愈显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
C ．A 瓶中水的内能与B 瓶中水的内能一样大
D ．由于A 、B 两瓶水体积相等，所以A 、B 两瓶中水分子间的平均距离相等
12．(0分)[ID ：129975]关于气体的性质，下列说法正确的是（ ）
A ．气体的体积与气体的质量成正比
B ．气体的体积与气体的密度成正比
C ．气体的体积就是所有分子体积的总和
D ．气体的体积与气体的质量、密度和分子体积无关，只决定于容器的容积
二、填空题
13．(0分)[ID ：130152]如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内被封闭气柱长20cm ，水银面比右管低15cm ，大气压强为 75cmHg 。

现保持左管不动，竖直方向移动右管使两管内水银面一样高，当两边液面相平时，气柱长度为___________cm ，右管管口移动的距离是___________cm 。

14．(0分)[ID ：130123]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”）。

15．(0分)[ID ：130117]质量相等的a 、b 两部分同种气体做等容变化，其p t -图像如图所示。

则气体的体积a V ___b V （填“>”、“<”或“=”）；当273t =℃时，气体a 的压强a P =___atm 。

16．(0分)[ID ：130114]如图所示，绝热气缸A 与导热气缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。

两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均
为V 0、温度均为T 0。

缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的
1.2倍。

设环境温度始终保持不变，则气缸B 中气体的体积V B =________；气缸A 中气体温度T A =________。

17．(0分)[ID ：130096]一定质量的理想气体分别在温度1T 和2T 下，保持温度不变，图是在p V -图上画出这两条等温线．作垂直于纵轴和横轴的线，在两条等温线上的交点分别为a 、b 和c 、d ．已知d 、c 点到横轴的距离之比:3:1de ce =，则12:T T =_________；a 、b 两状态的体积之比，:a b V V =___________．
18．(0分)[ID ：130090]在容积为2L 的容器中，装有227℃、2个标准大气压的理想气体，保持体积不变温度降到0℃时，这些气体的压强为________atm ；再保持温度不变使压强变为1个标准大气层时，气体体积为_________L ，气体分子的个数约为___________个． 19．(0分)[ID ：130079]一定质量的气体经过如图所示的变化过程，在0℃时气体的压强p 0=3.0×105Pa ，体积V 0=100mL ，那么气体在状态A 的压强p A =______Pa ，在状态B 的体积V B =______mL
20．(0分)[ID ：130071]一定质量的理想气体的状态变化过程如图的p T -图线所示，吸热的过程有_____________（选填A→B 、B→C 、C→A ）
三、解答题
21．(0分)[ID ：130236]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。

22．(0分)[ID：130224]如图所示，在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。

当U形管两端竖直朝上时，上端等高，左、右两边空气柱的长度分别为l1=10.0cm和l2=6.0cm，右边气体的压强为76.0cmHg。

现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。

求：U形管平放时左边空气柱的压强和长度,在整个过程中，气体温度不变。

（结果保留三位有效数字）
23．(0分)[ID：130208]如图所示，等臂“U”型细玻璃管竖直固定，用两段水银柱封闭一段空气柱，各段尺寸如图中所示（单位cm），已知初始环境温度为27℃，大气压强为
P0=75cmHg，试求：
(1)现仅使空气柱的温度缓慢上升，温度上升到500K时，左侧竖直管中水银柱的长度为多少？（111225333.5
≈，结果保留两位小数）
(2)若仅仅将空气柱的温度缓慢升高到930K，则“U”型细玻璃管左侧的水银柱长度为多少？
24．(0分)[ID：130207]一竖直放置的U形试管，左侧封闭、横截面积为S，右侧开口、横截面积为2S。

开始时左、右两侧的水银柱等高，左侧用水银封闭一定质量的理想气体，热力学温度为T1（未知）。

现缓慢将左侧气体的温度降低到2280
T=K，稳定时两管水银柱
高度差h=6cm，左侧水银距离管顶
219
L=cm，已知大气压强
176
p=cmHg。

求左侧理想
气体的初始热力学温度T 1？
25．(0分)[ID ：130200]如图所示，A 是容积很大的玻璃容器，B 是内径很小的玻璃管（忽略玻璃管体积），B 的左端与A 相通，右端开口，B 中有一段水银柱将一定质量的理想气体封闭在A 中，当把A 放在冰水混合物里，开始时B 的左管比右管中水银高20cm ；当B 的左管比右管的水银面低20cm 时：
(1)求A 中气体前后的气压分别是多少？
(2)当B 的左管比右管的水银面低20cm 时，A 中气体的温度是多少？（设大气压强p 0=76cmHg ）
26．(0分)[ID ：130177]如图所示，一开口气缸内盛有密度为 的某种液体，一长为l 的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为4
l ，已知各部分气体的温度均为T ，大气压强为0P ，重力加速度为g ，求：
(1)现使小瓶内气体温度降低，当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为34
l ，求此时小瓶内气体的温度 (2)现用活塞将气缸封闭（图中未画出）,使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持T 不变．当小瓶露出液面的部分为8l 时，进入小瓶中的液柱长度为2
l ．求此时气缸内气体的
压强
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．D
2．C
3．A
4．A
5．D
6．A
7．C
8．A
9．A
10．A
11．A
12．D
二、填空题
13．23
14．不变升高
15．<6
16．V014T0
17．1∶31∶3
18．0922184
19．49×105183【解析】
20．B→C
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．D
解析：D
A ．从A 到
B 气体温度不变，分子平均动能不变，故A 错误；
B ．从B 到
C 为等容变化，根据查理定律
C B B C
p p T T 可知：气体压强增大，温度升高，则气体分子平均动能增大，故B 错误；
C ．A 到C 状态为等压变化，根据盖·吕萨克定律
C A A C V V T T =
可知：气体体积增大，温度升高，则气体分子平均动能增大，分子撞击器壁的平均作用力增大，故C 错误；
D ．从A 到B 过程气体温度相同，分子撞击器壁的平均作用力相等，压强变小的原因是气体体积增大分子密集程度减小，故D 正确。

故选D 。

2．C
解析：C
A ．因为不同物质间的分子作用力的性质不同，可能是引力也可能是斥力，故毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，故A 正确；
B ．未脱脂的棉花对水不浸润因而不吸水，脱脂后可以被水浸润，方便吸取药液，故B 正确；
C ．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，由于云母片导热的各向异性，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故C 错误；
D ．在完全失重的环境下，由于表面张力的作用水滴会收缩成标准的球形，故D 正确。

本题选不正确的，故选C 。

3．A
解析：A
由盖·吕萨克定律11V T ＝22
V T 可得 11V T ＝V T
∆∆ 即
ΔV ＝1
T T ∆V 1 所以
ΔV 1＝
5278V 1 ΔV 2＝5283
V 2 (V 1、V 2分别是气体在5C ︒和10C ︒时的体积)，而
1278V ＝2283
V 所以
ΔV 1＝ΔV 2
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

4．A
解析：A
ACD ．开始时气体压强为
0102p p gh p gh ρρ=+=+
可得
12h h =
向右管注入少量水银，假定先固定水银A ，则气压增加，再释放水银A ，封闭气体将向上运动，故2h 减小，气体的压强02P gh ρ+减小，右管与B 的水银面的高度差1h 也减小，故A 正确，C 、D 错误；
B ．气体的压强减小、温度不变，根据
pV C T
=可知体积增大，则空气柱B 的长度增大，故B 错误；
故选A 。

5．D
解析：D
A ．甲图中密闭气体的压强大小是p 0-ρgh ，A 错误；
B ．乙图中密闭气体的压强大小是p 0-ρgh ，B 错误；
C ．丙图中密闭气体的压强大小是
o 00sin 60p p gh p gh ρρ=-= C 错误；
D ．丁图中密闭气体的压强大小是p 0＋ρg h 1，D 正确。

故选D 。

6．A
解析：A
A ．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，浸润液体一般会上升，不浸润的液体会下降，也就是说与液体的种类和毛细管的材质有关，浸润与不浸润现象取决于分子力作用，即与液体的表面张力有关，故A 正确；
B ．气体的压强是分子持续撞击器壁产生的，在完全失重的情况下，气体对器壁的压强不为零，故B 错误；
C ．针能静止浮在水面上，是由于水面分子间的作用力较大，形成了液体的表面张力的原因，故针的重力与液体表面提供的支持力平衡，故C 错误；
D ．根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性。

故D 错误。

故选A 。

7．C
解析：C
以活塞与汽缸为整体，对其受力分析，整体受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力且二者大小始终相等，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度L 不变，活塞的位置不
变，h 不变；当温度升高时，汽缸内的气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可以判断，体积V 增大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H 减小、p 不变、V 增大；当大气压减小时，对汽缸分析得
0p m p S g S =+
气体压强p 减小，汽缸内的气体做等温变化，由玻意耳定律得
1122p V p V =
可知体积V 变大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H 减小、p 减小、V 变大，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

8．A
解析：A
A 、
B 和
C 、
D 分别为两条等温线上的点，故T A =T B 、T C =T D ；由图1可知，A 到B 和由C 到D 均为等温膨胀过程，且压强减小；又在p-V 图象中离坐标原点越远的等温线温度越高可知，T A ＜T C ，由此可知，甲正确，乙丙丁错误；
A ．甲，该图与结论相符，选项A 正确；
B ．乙，该图与结论不相符，选项B 错误；
C ．丙，该图与结论不相符，选项C 错误；
D ．丁，该图与结论不相符，选项D 错误；
故选A 。

9．A
解析：A
假设被排出的空气体积为V ，瓶内的空气体积为V 0，则
0012
V V V T T += 由于瓶中剩余空气的质量与总质量之间满足
00
m V m V V =+剩
所以 010
0227327102735711
m V T m V V T +====++剩
故选A ．
【点睛】 该题中，瓶子中的空气受热后有一部分溢出，然后分散在空气中，体积看似没有办法测量，但是，我们可以“假设”可以将这一部分的空气收集在一个容器中．
10．A
解析：A
【解析】
根据理想气体状态方程:PV C T
= 可以知道:PV CT = ; 若PV 乘积一定,则P V - 图是双曲线,且乘积不同,双曲线不同;
故题中可能是温度T 不同,也可能是常数C 不同,而常数C 由质量决定,即也可能是气体质量不同;故A 正确；
综上所述本题答案是：A
11．A
解析：A
【解析】
温度是分子平均动能的标志，A 的温度高，故A 的平均动能大，故A 正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B 错误；体积相同的玻璃瓶A 、B 分别装满温度为60℃和0℃的热水和冷水，它们的体积相等，质量近似相等，温度不同，所以内能一定不同，故C 错误；平均距离与温度有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故D 错误．
12．D
解析：D
气体的体积与气体的质量没有关系，比如：相同的质量气体，其体积有大有小与到达的空间有关，故A 错误；气体的体积与气体的密度也没有直接关系，只有当质量一定时，体积越大，则密度越小，故B 错误；气体分子间距较大，所以气体的体积并不是所有气体分子的体积，而是其能到达的空间体积，故C 错误，D 正确．故选D ．
二、填空题
13．23
解析：23
[1]两管内水银面一样高，左管中空气的压强减小，由玻意耳定律知，气体的体积要增大，右管必须向下移动。

对左管中的气体：
初态
p 1=75+15=90cmHg ，V 1=20S
末态
p 2=75cmHg ，V 2=L 2S
由1122p V p V =得
解得
L 2=24cm
[2]设右管管口向下移动距离为x ，则有
15cm 4cm 2
x -= 解得
x =23cm
14．不变升高
解析：不变 升高
[1]由于抽出隔板后，外界没有对气体做功，也没有热传递，因此气体的内能不变，温度不变。

[2]外界对气体做功，没有热传递，根据热力学第一定律，气体内能增加，温度升高。

15．<6
解析：< 6
[1][2]根据公式 pV C T = 可得 p C T V
= 即p t -图像的斜率k 越大，
1V
越大，V 越小。

图像中a b k k >，因此a b V V <。

反向延长射线可得
即a 的斜率为3273
，因此关于a 的解析式为 33273
p t =+ 代入
273t =
可得
6p
16．V014T0 解析：56
V 0 1.4T 0 [1][2]设初始压强为0p ，膨胀后A 、B 压强相等，即
A B 01.2p p p ==
B 中气体始末状态温度相等，根据波意耳定律可得
00B B p V p V =
联立以上等式解得
B 056
V V = 则A 中气体体积
A 0B 0726
V V V V =-= 根据理想气体状态方程可得
00A A 0A
p V p V T T = 联立以上等式可得
A 01.4T T =17．1∶31∶3
解析：1∶3 1∶3
[1]C 和D 两状态其体积相等，由图可得：
:1:3c d p p = 由p C T
=得 12::1:3c d T T p p ==
[2]A 和B 两状态压强相等，则V C T
=得： 12::1:3a b V V T T ==18．0922184
解析：092 2.184 225.8810⨯
[1]．根据1212
p p T T =，则 12212273= 1.092227273
p T p atm atm T ⨯=
=+ [2]．根据2233p V p V =，则 2233 1.0922=L 2.184L 1p V V p ⨯=
= [3]．气体分子的个数约为
23222.184 6.0210 5.881022.4
⨯⨯=⨯个 19．49×105183【解析】
解析：49×105 183
【解析】
[1]倾斜直线通过（0K ，0Pa ）,所以此直线表示等容变化，则根据查理定律得:
00A A
p p T T = 由图知，T A =227+273=500K ，又p 0=3×105Pa ，T 0=273K
代入解得:
p A =5.49×105Pa.
[2]AB 过程气体发生等温变化，由玻意耳定律得：
0A B B p V p V =
由图知，p A =5.49×105Pa ，
代入解得:
V B =183mL.
20．B→C
解析：B →C
A→B 是等容降温过程，气体内能减少，但不做功，则A→B 过程放热；B→C 过程是等压升温膨胀过程，内能增加，对外做功，则B→C 过程吸热；C→A 过程是等温升压、体积减小的过程，虽外界对气体做功但气体内能不变，则C→A 过程放热．只有B→C 是吸热过程．
三、解答题
21．
(1)4A 410Pa p =⨯，5B 1.610Pa p =⨯，4C 410Pa p =⨯；(2)
(1)由图可知，A B →过程是等容升温过程，有
A B A B
p p T T = B C →是等温膨胀过程，有
B B
C C p V p V =
C D →是等容降温过程，有
C D C D
p p T T = 联立解得
4A 410Pa p =⨯
5B 1.610Pa p =⨯
4C 410Pa p =⨯
(2)该状态变化过程的p —T 图象如图所示
22．
4cmHg ，10.2cm
设U 形管平放时左边空气柱的压强为p ，长度为l ，左边气体，初态压强为
p 1=76 cmHg +4 cmHg =80cmHg
右边气体，末态长度为16-l ，由玻意耳定律有
p 1l 1=pl
p 2l 2=p （16-l ）
联立解得
p =78.4cmHg
l =10.2cm
23．
(1)28.08cm ；(2)30cm
【分析】
考察理想气体状态方程的应用。

(1)设所封闭气体初状态压强p 1，温度T 1，体积L 1S ，温度上升到500K 时即末状态压强p 2，温度T 2，体积L 2S ，由气体状态方程得
112212
p L S p L S T T = 其中
211021cmHg =cmHg 2p p x p p L L x =+=+，+25，
解得x =3.08cm ，故细玻璃管左侧的水银柱长度为28.08cm ；
(2) 设所封闭气体初状态压强p 1，温度T 1，体积L 1S ，温度上升到930K 时即末状态压强p 3，温度T 3，体积L 3S ，由气体状态方程得
331113
p L S p L S T T = 其中
''311031cmHg =cmHg 2p p x p p L L x =+=+，+25，
解得x ’=5cm ，故细玻璃管左侧的水银柱长度为30cm 。

24．
368K
理想气体在初始状态时，左、右两侧的水银柱等高，设此时左管气体与管顶的距离为1L ，则
1223
L L h =+
解得初始状态时左管气体与管顶的距离 123L =cm
左侧气体的温度降低到2280T =K 时，设此时左侧理想气体的压强为p 2
21h p p p =-
解得
270p =cmHg
由理想气体状态方程有
112212
p L S p L S T T = 代入数据，左侧理想气体的初始热力学温度
1368T =K
25．
(1)56cmHg ，96cmHg ；(2)468K
(1)初状态压强
1056cmHg p p h =-=
末状态压强
2096cmHg p p h =+=
(2)由于A 的体积很大而B 管很细，所以A 容器的体积可认为不变。

以A 中气体为研究对象，由查理定律得
1212
p p T T = 已知1273K T =，解得
2468K T =26．
(1)()00462P gl T P gl ρρ++；(2)03328
P gl ρ- (1)小瓶内气体初态：
102l P P g
ρ=+，134
V Sl =，1T T = 末态： 024l P P g ρ=+，214
V Sl = 根据理想气体状态方程可得：
112212
PV PV T T =
解得：
02046(2)
P gl T T P gl ρρ+=
+ (2)小瓶内气体初态： 102l P P g
ρ=+，134V Sl =，1T T = 末态：
338P P g
l ρ=+，312
V Sl =，3T T = 根据理想气体状态方程可得： 3311PV PV =
解得此时气缸内气体的压强：
03328P P gl ρ=-。