粤教版高中物理选择性必修第三册第二章气体液体和固体阶段评价试题含答案

第二章  阶段评价查缺漏

(本试卷满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)

1.关于液晶的以下说法正确的是(　　)

A．液晶态的存在只与温度有关

B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏

C．液晶的物理性质稳定

D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色

解析：选D　液晶态可以在一定温度范围或某一浓度范围存在；液晶本身不能发光，液晶具有液体的流动性，其物理性质并不稳定；在外加电压下，对不同色光的吸收程度不同，故D正确。

2.如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水面相对B中水面的高度差h应等于(　　)

A．0　 　　　　　 B．0.5 m

C．1 m  D．1.5 m

解析：选D　表面看，题图中1区、2区液面不在同一水平面，但1、2区以管C相通，即p1＝p2＝pC，p1＝p0＋ρgh1，h1＝1.5 m，p2＝p1＝p0＋ρgh，则h＝1.5 m，D正确。

3.如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊放在地上，气缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞横截面积为S，大气压强为p0，则(　　)

A．气缸内空气的压强等于p0＋

B．气缸内空气的压强等于p0－

C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g

D．内外空气对活塞的作用力为mg

解析：选A　对缸套受力分析如图所示，由力的平衡条件得pS＝p0S＋Mg，所以气缸内空气的压强p＝p0＋，A正确，B错误；内外空气对缸套和活塞的作用力均为Mg，C、D错误。

4.(2020·北京等级考)如图所示，一定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。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是(　　)

A．TA＝TB，TB＝TC

B．TA<TB，TB<TC

C．TA＝TC，TB>TC

D．TA＝TC，TB<TC

解析：选C　由题图可知，从状态A到状态B是一个等压变化过程，由盖—吕萨克定律有＝，因为VB>VA，则有TB>TA。而从状态B到状态C是一个等容变化过程，则由查理定律有＝，因为pB>pC，有TB>TC。对状态A和C，根据理想气体状态方程，有＝，解得TA＝TC，综上分析，可知选项C正确，A、B、D错误。

5．一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为n，则(　　)

A．p增大，n一定增大　　 B．T减小，n一定增大

C．增大时，n一定增大   D．增大时，n一定减小

解析：选C　只知道p或T的变化情况，不能得出体积的变化情况，A、B错误；增大，V一定减小，单位体积内的分子数一定增加，C正确，D错误。

6.如图所示，a、b表示两部分气体的等压线，根据图中所给条件可知，当t＝273 ℃，气体a的体积比气体b的体积大(　　)

A．0.1 m3　　　　  B．0.2 m3

C．0.3 m3　　　　　 D．0.4 m3

解析：选D　在0 ℃到273 ℃的温度区间上应用盖—吕萨克定律分别研究气体a和b可得到方程

＝，＝

解得Va＝0.6 m3，Vb＝0.2 m3，ΔV＝Va－Vb＝0.4 m3，正确选项为D。

7.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，下列说法错误的是(　　)

A．弯管左管内外水银面的高度差为h

B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大

C．若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升

D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升

解析：选B　对右管中的水银柱分析知，管中气体压强比大气压强高h cmHg，所以弯管左管内外水银面的高度差为h，故A正确；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，故B错误；封闭气体温度和压强不变，体积不变，所以弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升，故C正确；环境温度升高，气体压强不变，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，故D正确。

二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

8．下列现象中，由表面张力引起的是(　　)

A．酒精和水混合后体积减小

B．水银温度计中水银柱的升降

C．荷叶上的小水滴呈球形

D．洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起

解析：选CD　因为液体表面张力使液面具有收缩的趋势，故选项C、D正确。酒精和水混合后体积减小，是由于分子间存在着空隙。水银柱的升降是水银柱的热胀冷缩造成的，A、B错误。

9．如图，固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。选项图中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，k表示该分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。能正确反映上述过程的是(　　)

解析：选ABD　气缸导热性能良好，气缸内气体温度与环境温度相同，所以气体发生等温变化，p ­V图像是双曲线，选项A正确；气缸内气体温度与环境温度相同，保持环境温度不变，则气体的内能保持不变，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度不变，所以该气体分子的平均动能不变，选项C错误；一定质量的理想气体，n＝，N为所有气体的分子总数，N一定，所以n ­V图像是双曲线，选项D正确。

10.如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d。现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块)，下列说法中正确的是(　　)

A．d和b都不变   B．只有b减小

C．只有a减小   D．a和c都减小

解析：选AC　活塞下降一小段距离，则容器中的气体体积减小，压强增大，对于木块露出的部分决定于上、下压强差，故c、d不变；对于玻璃管，浮力等于重力，排开水的体积不变，b不变，玻璃管内气体压强增大，又b不变，故a减小，A、C正确。

三、非选择题(本题共5小题，共54分)

11．(7分)(2021·全国甲卷)如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积－温度(V-t)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0＝－273.15 ℃；a、b为直线Ⅰ上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比＝________；气体在状态b和c的压强之比＝________。

解析：根据盖-吕萨克定律有＝k

整理得V＝kt＋273.15k

由体积－温度(V-t)图像可知，直线Ⅰ为等压线，则a、b两点压强相等，则有＝1，设t＝0 ℃时，当气体体积为V1 时，其压强为p1 ，当气体体积为V2 时，其压强为p2，根据等温变化，则有p1V1＝p2V2

由于直线Ⅰ和Ⅱ各为两条等压线，则有p1＝pb，p2＝pc

联立解得＝＝。

答案：1　

12．(9分)如图所示为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内，开始时B、C内的水银面等高。

(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至______________________________；

(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是________。

解析：(1)由盖—吕萨克定律＝C，可知气体温度升高，则体积增大，B内水银面将下降，为使气体压强不变，应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高。

(2)由盖—吕萨克定律知Δh与ΔT成正比，而气体升高的摄氏温度Δt与升高的热力学温度ΔT相等，所以Δh与Δt成正比，A正确。

答案：(1)向下　B、C两管内水银面等高　(2)A

13.(11分)在如图所示的pT图像中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化：第一次变化是从状态A到状态B，第二次变化是从状态B到状态C，且AC连线的反向延长线过坐标原点O，已知气体在A状态时的体积为VA＝3 L，求：

(1)气体在状态B时的体积VB和在状态C时的压强pC；

(2)该气体在标准状态下(指温度t＝0 ℃，压强p＝1 atm＝1×105 Pa)的体积是多少。(结果保留两位有效数字)

解析：(1)由题意可知：VA＝VC＝3 L，因此A到C过程可以等效为等容变化

由查理定律得：＝，

代入数据解得pC＝2×105 Pa，

状态B到状态C的过程为等温变化，由玻意耳定律得：

pBVB＝pCVC，代入数据解得VB＝1.5 L。

(2)设气体在标准状态下的体积为V0，

由盖—吕萨克定律得＝，

代入数据解得V0＝2.7 L

答案：(1)1.5 L　2×105 Pa　(2)2.7 L

14.

(12分)如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有一缸体质量为M的气缸，用活塞密封一定质量的气体，活塞的质量不能忽略。当对活塞加一个沿斜面向上的作用力F时，能使整个装置静止在斜面上，设此时气缸内气体的体积为V1，若将所加的沿斜面向上的力撤去，则缸体连同活塞将沿斜面下滑，下滑过程中当活塞相对于缸体静止时，设此时气缸内气体的体积为V2。已知活塞面积为S，大气压强为p0。求V2和V1的比值。

解析：气缸静止时，设封闭气体的压强为p1。

以缸体为研究对象，由平衡条件得p1S＋Mgsin θ＝p0S

即p1＝p0－ ①

撤去F后，当缸体和活塞相对静止时，设封闭气体的压强为p2。

取缸体为研究对象，由平衡条件得

p2S＋Mgsin θ－p0S＝Ma ②

设活塞的质量为m，对整体研究，由牛顿运动定律得

(M＋m)gsin θ＝(M＋m)a，a＝gsin θ ③

由②③式得p2＝p0

以气缸内气体为研究对象，由玻意耳定律p1V1＝p2V2

得＝＝1－。

答案：1－

15.(15分)如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前球的总体积为2 L，压强为1 atm，充气筒每次充入0.2 L压强为1 atm的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化。

(1)充气多少次可以让气体压强增大至3 atm?

(2)将充气后的蹦蹦球拿到温度为－13 ℃的室外后，压强将变为多少？(结果保留2位有效数字)

解析：(1)设充气n次可以让气体压强增大至3 atm。充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得

p1(V＋nΔV)＝p2V，代入数据解得n＝20。

(2)当温度变化时气体发生等容变化

由查理定律得＝

解得p3＝p2＝×3 atm≈2.7 atm。

答案：(1)20次　(2)2.7 atm