2022-2024北京重点校高二(下)期中物理汇编：气体、固体和液体章节综合

2022-2024北京重点校高二（下）期中物理汇编
气体、固体和液体章节综合
一、单选题
1．（2024北京牛栏山一中高二下期中）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．温度是分子热运动剧烈程度的标志
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．两热力学系统达到热平衡的标志是内能相同
2．（2023北京101中学高二下期中）关于热学知识的理解，下列说法中正确的是（）A．单晶体的某些物理性质呈现各向异性
B．雨水没有透过雨伞是因为水和伞的不浸润现象
C．太空舱完全失重状态下，将不会产生毛细现象
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
3．（2023北京101中学高二下期中）关于固体、液体的性质，下列说法正确的是（）A．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点
C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体重力的作用
D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润
4．（2023北京101中学高二下期中）如图所示，一定量的理想气体从状态a开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态b和c、下列说法正确的是（）
A．在a→b过程中气体从外界吸收热量
B．在b→c过程中气体对外界做功
C．在a→b过程中气体的内能逐渐变大
D．在b→c过程中气体的内能逐渐变小
5．（2023北京101中学高二下期中）下列说法正确的是（）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈
B．扩散现象是由于分子间斥力引起了的
C．气体温度升高，所有分子速率都变大
D．分子间的作用力总是随分子间距增大而增大
6．（2023北京101中学高二下期中）一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B
和C ，A 、B 和C 三个状态的体积分别为A V 、B V 和C V ．状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．A
B V V =，B
C V V >
B ．A B V V <，B
C V V =
C ．状态A 到状态B 的过程中气体的内能增大
D ．状态B 到状态C 的过程中气体分子的平均动能减小
二、多选题
7．（2023北京北师大附中高二下期中）下列说法正确的是（ ）
A ．根据水分子的质量和水的摩尔质量可以算出阿伏加德罗常数
B ．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C ．布朗运动是液体分子的无规则运动
D ．温度相同的两物体具有相同的内能
三、实验题
8．（2023北京101中学高二下期中）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律，该同学按如下操作步骤进行实验：
a ．将注射器活塞移动到空气柱体积适中的位置，用橡胶塞密封注射器的下端，记录此时压力表上显示的气压值和压力表刻度尺上显示的空气柱长度
b ．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
c ．读出此时压力表上显示的气压值和刻度尺上显示的空气柱长度
d ．重复b 、c 两步操作，记录6组数据，作p V -图。

（1）关于该同学在实验操作中存在的不当及其原因，下列叙述中正确的是 。

A．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度
B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变
（2）实验室中有容积为5mL和20mL的两种注射器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化，选用容积为mL的注射器更合适；实验中为了找到气体体积与压强的关系（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。

（3）通过绘制的p V
-图像，该同学猜测：空气柱的压强跟体积成反比。

你能够通过图像直观地帮助该同学检验这个猜想吗？请简要说明你的方案。

( )
9．（2022北京清华附中高二下期中）一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，其压强跟体积成反比。

这个规律被称为玻—马定律。

为了验证这个规律，实验装置如图。

在实验操作过程中，不能用手握住注射
器，这是为了。

利用实验数据所做
1
P
V
-图线逐渐弯曲，这是因
为。

四、解答题
10．（2024北京牛栏山一中高二下期中）如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=20cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。

右管中有高h0=2cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离
l=16cm。

管底水平段的体积可忽略，环境温度为T1= 280K，大气压强p0=76cmHg。

求∶
（1，恰好使水银柱下端到达右管底部，此时水银柱的高度；
（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度。

11．（2023北京101中学高二下期中）对温度的测量有很多方法，下面讨论以下设计方案。

如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水槽中（水槽内的水足够多，并且水面位置保持不变），玻璃泡中封闭有一定量的理想空气。

玻璃管内的体积和玻璃泡的体积相比可以忽略不计。

根据玻璃管中水柱距离水槽的高度h在玻璃管上进行标定温度t。

（1）温度越高在玻璃管上标定的位置越偏上还是越偏下？
（2）玻璃管上标定的刻度是否均匀？请通过适当的公式进行推理说明。

（3）当水柱高度为0h时，小明查询到当前室温为027
t=℃，在该处标注好温度。

他再根据标准大气压
0p ，推算出水柱高度为h 时对应温度为17t =℃，并标记在玻璃管上。

如果当时的大气压小于标准大气压，则当液柱高度为h 时，实际的温度高于17∶还是低于17∶？请通过适当的公式进行推理说明。

12．（2022北京清华附中高二下期中）负压舱负压救护车是常见的救护装备。

负压救护车的核心是负压舱，它是一个负压隔离单元，其内部空间对应的尺寸视为2500mm 1500mm 2000mm ⨯⨯（长、宽、高）。

它不工作时为开放状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病原体污染。

已知大气压强50 1.010Pa p =⨯，环境温度0280K T =，此时内部压强比外界低20Pa p ∆=，空气视为理想气体。

负压隔离单元从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气占原空气质量的
115。

求负压舱正常工作状态的温度T 。

（结果保留整数即可。

）
参考答案
1．B
【详解】A ．布朗运动的实质是液体中悬浮颗粒因为受到液体分子撞击不平衡导致的无规则运动，这一现象反映了液体分子是做无规则运动的，故A 错误；
B ．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越大，分子热运动越剧烈，故B 正确；
C ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但像冰箱等电器可以把热量从低温物体传到高温物体，但不是自发的，故C 错误；
D ．两热力学系统达到热平衡的标志是温度相同，故D 错误。

故选B 。

2．A
【详解】A ．根据单晶体的特点，可知单晶体的某些物理性质呈现各向异性，故A 正确； B ．由于液体表面存在张力，雨水在表面张力作用下没有透过雨伞，故B 错误；
C ．太空舱完全失重状态下，也会产生毛细现象，故C 错误；
D ．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，故D 错误。

故选A 。

3．B
【详解】A ．单晶体和多晶体都有确定的熔点，故A 错误；
B ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点，故B 正确；
C ．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故C 错误；
D ．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故D 错误。

故选B 。

4．D
【详解】AC.由图可知，在a →b 过程中气体体积减小，外界对气体做功
0ab W >
ab 图像反向过原点，说明等温变化，所以内能不变
0U ∆=
根据热力学第一定律
U Q W ∆=+
可知
0ab Q <
气体对外界放出热量，故AC 错误；
B.在b →c 过程中体积变小，外界对气体做功，故B 错误；
D.在b →c 过程中压强不变，根据玻意耳定律
b c b c
V V T T =
b c V V >
可知
b c T T >
温度降低，所以内能逐渐变小，故D 正确。

故选D 。

5．A
【详解】A. 根据分子动理论可知，温度越高，分子的热运动越剧烈，故A 正确；
B. 扩散现象是不同物质相互接触，彼此进入对方的现象，则扩散是分子的无规则运动引起的，故B 错误；
C. 气体温度升高，分子的平均动能增加，但不是每个分子运动的速率都增加，故C 错误；
D. 当分子力表现为斥力时，分子间的作用力随分子间距的增大而减小，当分子力表现为引力时，分子间的作用力随分子间距的增大先增大后减小，故D 错误。

故选A 。

6．C
【详解】AB ．根据一定质量的理想气体的状态方程pV CT =可知，从A →B 的过程中，气体体积不变，即
A B V V =
从B →C 的过程中，体积增大，即
B C V V <
故AB 错误；
C ．状态A 到状态B C 正确；
D ．状态B 到状态C 的过程中气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，故D 错误；
故选C 。

7．AB
【详解】A ．只要知道水的摩尔质量M 和水分子的质量m ，就可以计算出阿伏加德罗常数，即
A N m
M = 故A 正确；
B ．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，故B 正确；
C ．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒受到液体分子各个方向的撞击不平衡而产生的不规则的运动，不是液体分子的无规则运动，故C 错误；
D. 温度相同的两物体具有相同的平均动能，不等于具有相同的内能，内能指物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，受到温度、体积、物态等因素的影响，故D 错误。

故选AB 。

8． A 5 不需要 以压强p 为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把实验中采集的各组数据在坐标纸上描点。

若1p V
-图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正
比，即压强与体积成反比
【详解】（1）[1] A ．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，A 正确；
B ．应该以较慢的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作快使空气柱的温度发生改变，B 错误。

故选A 。

（2）[2]由于注射器长度几乎相同，容积为5mL 注射器，横截面积小，用相同的力，产生较大的压强，使体积变化明显。

[3]由于横截面积不变，只要知道空气柱长度之间的关系，就可以得到体积之间的关系，从而找到体积与压强之间的关系，因此不需要测出空气柱的横截面积。

（3）[4]以压强p 为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把实验中采集的各组数据在坐标纸上描点。

若1p V -图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。

9． 保证温度不变 质量减小了或温度降低了
【详解】[1]保证温度不变，所以不能用手握住注射器。

[2]由CT P V
=可知图线的斜率为CT ，C 与气体质量有关，图线逐渐弯曲，即CT 逐渐减小，所以可能是质量减小，也有可能是温度降低。

10．（1）9.8cm h =；（2）2422.8K T =
【详解】(1)设密封气体初始体积为1V ，压强为1p ，左、右管的横截面积均为S ，密封气体先经等温压缩过程体积变为2V ，压强变为2p 。

设注入水银后水银柱高度为h ，水银的密度为ρ，则有
100h p p g ρ=+
20p p gh ρ=+
()102V S H l h =--
2V SH =
由玻意耳定律有
1122pV p V =
解得
9.8cm h =
(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为3V ，温度变为2T ，由盖−吕萨克定律有
2312
V V T T = 按题设条件有
3(2)V S H h =-
代入数据解得
2422.8K T =
11．（1）偏下；（2）均匀，见解析；（3）低于17∶，见解析
【详解】（1）该过程为等容过程，温度越高，压强越大，气体压强与大气压0p 的关系
0p p gh ρ=-
所以温度越高，玻璃管上标定的位置越偏下。

（2）方法一：
等容变化满足
0000p gx p gx T T
ρρ--= 0000
P gx T T P gx ρρ-=- 273T t =+℃
解得
0000
273.15gx t T g p p x ρρ-=--℃t 与x 为一次关系式，所以刻度均匀。

方法二：
()()0000273.15gh p gx p g h p C T T t t
ρρρ∆--∆-∆====∆∆+∆℃ h t
∆=∆常数 相同的t ∆，具有相同的h ∆，所以刻度均匀
（3）方法一：
其中
0x x h =+∆
0000000000001p p p p gx gx g h g h T T T T gx g p x gx ρρρρρρρ⎛⎫---∆∆===- ⎪---⎝
⎭ 因为0p 减小，所以T 减小，即实际温度低于17∶。

方法二：
()()00000gh gx p g h g h g h C T T T T T T T p p ρρρρρ∆--∆-∆∆∆======∆∆∆-∆-P T ∆=∆h ∆、0T 一定，由于0p 减小，所以T 减小，即实际温度低于17∶。

12．300K
【详解】以剩余气体为研究对象，根据理想气体状态方程
0000014()15p V p p V T T
⋅-∆=
代入数据可得
300K T =。