新教材適用2024-2025學年高中物理第2章氣體固體和液體學業(yè)質(zhì)量標準檢測新人教版選擇性必修第三冊

本章學業(yè)質(zhì)量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間75分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共12小題，其中1～8小題只有一個選項符合題目要求，每小題3分，第9～12小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(2024·重慶南開中學月考)2024年12月9日15時40分，“天宮課堂”第一課正式開講。在航天員翟志剛、葉光富的協(xié)助下，航天員王亞平把一個金屬圈插入飲用水袋中，漸漸抽出金屬圈，形成了一個水膜．然后往水膜表面貼上一片花朵折紙，這朵花在太空中“綻放”，這是在太空失重環(huán)境下水的表面張力發(fā)揮的奇妙作用。關于液體的表面張力，某物理小組給出的下列說法正確的是(D)A．液體表面張力是液體內(nèi)部的相互作用B．液體表面張力的方向總是垂直于液面，指向液體內(nèi)部C．產(chǎn)生液體表面張力的緣由是表面層內(nèi)液體分子間只有引力沒有斥力D．液體表面張力使液體表面有收縮的趨勢解析：由定義知，假如在液體表面隨意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力就是液體的表面張力，液體的表面張力并不是液體內(nèi)部的相互作用，故A錯誤；液體表面張力的方向總是與液面相切，故B錯誤；產(chǎn)生液體表面張力的緣由是表面層內(nèi)液體分子力表現(xiàn)為引力，即分子間作用的引力大于斥力，并不是只有引力沒有斥力，故C錯誤；液體表面張力使液體表面有收縮的趨勢，故D正確。2．下列敘述中錯誤的是(D)A．晶體的各向異性是由于它的微粒是按各自的規(guī)則排列著的B．單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按肯定規(guī)律排列C．非晶體的內(nèi)部微粒是無規(guī)則排列的D．石墨的硬度與金剛石差許多，是由于它的微粒沒有按空間點陣分布解析：晶體內(nèi)部微粒排列的空間結(jié)構(gòu)確定著晶體的物理性質(zhì)不同，也正是由于它的微粒按肯定規(guī)律排列，使單晶體具有規(guī)則的幾何外形，選項A、B正確；非晶體的內(nèi)部微粒是無規(guī)則排列的，選項C正確；石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同，石墨的層狀結(jié)構(gòu)確定了它的質(zhì)地松軟，而金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)確定了其中碳原子間的作用力很強，所以金剛石有很大的硬度，選項D錯誤。本題選擇不正確的，故選D。3.如圖表示肯定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)A→B→C→A的圖像，其中AB的延長線通過坐標原點，BC和AC分別與T軸和V軸平行。則下列說法正確的是(D)A．A→B過程氣體壓強增加B．B→C過程氣體壓強不變C．C→A過程氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)減小D．A→B過程氣體分子平均動能增加解析：如圖所示，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，在同一條過原點的傾斜直線上，所以A→B過程氣體壓強不變，A錯誤；從狀態(tài)B到狀態(tài)C，斜率變大，則壓強變小，B錯誤；從狀態(tài)C到狀態(tài)A，體積減小，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，C錯誤；從狀態(tài)A到狀態(tài)B，溫度上升，則分子平均動能增大，D正確。4.(2024·吉安三中高二期末)如圖，兩端開口的玻璃管豎直插入瓶中，玻璃管和瓶口間密封，瓶中的水面上方封閉肯定質(zhì)量的空氣，初始時玻璃管中的水面與瓶中水面相平。在接近瓶子底部的右側(cè)開孔，水從孔中流出，則流出的水速(D)A．始終減小B．先增大再減小C．先增大再不變再減小D．先減小再不變再減小解析：在管中液面下降剛好到達管下端前，設管內(nèi)液面到出水孔的高度為h，則孔內(nèi)外壓強差為Δp＝ρgh，隨著h減小，Δp隨之減小，水從孔中流出的速度漸漸減??；設管下端到出水孔的高度為h′，當瓶中液面下降剛好到達管下端前，孔處內(nèi)外壓強差為Δp＝ρgh′，在瓶中液面下降到管下端前Δp不變，水從孔中流出的速度不變；當瓶中液面低于管下端后，孔處內(nèi)外壓強差為Δp＝ρgh″，h″漸漸減小，Δp隨之減小，水從孔中流出的速度漸漸減小。故選D。5.如圖所示為肯定質(zhì)量的某種氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過程，A、C兩點在同一條等溫線上，則此改變過程中(A)A．從A到B的過程，溫度上升B．從B到C的過程，溫度上升C．從A到C的過程，溫度先降低再上升D．從A到C的過程中溫度保持不變解析：作出過B點的等溫線如圖所示，可知TB>TA＝TC，故從A到B的過程，溫度上升，A正確；從B到C的過程，溫度降低，B錯誤；從A到C的過程溫度先上升后降低，CD錯誤。6.(2024·徐州高二階段練習)如圖所示，一粗細勻稱的U型玻璃管開口向上豎直放置，左、右兩管都封有肯定質(zhì)量的志向氣體A、B，水銀面a、b間的高度差為h1，水銀柱cd的長度為h2，且h2＝h1，a面與c面恰處于同一高度。若在右管開口端注入少量水銀，系統(tǒng)重新達到平衡，則(C)A．A氣體的壓強小于外界大氣壓強B．B氣體的壓強改變量小于A氣體的壓強改變量C．水銀面c下降的高度大于水銀面a上升的高度D．水銀面a、b間新的高度差大于右管上段新水銀柱的長度解析：注入水銀前，A氣體壓強pA＝p0＋ρgh2－ρgh1＝p0，當在右管開口端注入少量水銀時，即h2增大，A、B氣體壓強均變大，即A氣體的壓強大于外界大氣壓強，A錯誤；右管注入水銀后，兩部分封閉氣體壓強均變大，由玻意耳定律p1V1＝p2V2，A、B氣體體積均變小。假設B氣體體積不變，則水銀面a上升的高度等于水銀面c下降的高度，等于b下降的高度，由于B氣體體積同時要變小，故水銀面c下降的高度大于水銀面a上升的高度。C正確；假設注入Δh高度的水銀，則B氣體的壓強改變量肯定為ΔpB＝ρgΔh，假設A、B氣體的體積均不變，則A氣體的壓強改變量也為ΔpA＝ρgΔh，壓強增大后，依據(jù)玻意耳定律，體積要變小，故A氣壓改變量小于ρgΔh，即B氣體的壓強改變量大于A氣體的壓強改變量，B錯誤；注入水銀前，A氣體壓強pA＝p0＋ρgh2－ρgh1＝p0，右管中注入少量水銀達到平衡后，封閉氣體A、B氣體壓強均變大，注入水銀后，設右管上段新水銀柱的長度為h2′，a、b間新的高度差為h1′，依據(jù)平衡可得pA′＋ρgh1′＝p0＋ρgh2′，由于pA′>p0，所以h2′>h1′，水銀面a、b間新的高度差小于右管上段新水銀柱的長度，D錯誤。故選C。7．(2024·江西湘東中學高二下期中)如圖所示，表示肯定質(zhì)量的志向氣體沿箭頭所示的方向發(fā)生狀態(tài)改變的過程，則該氣體壓強改變狀況是(A)A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小B．從狀態(tài)d到狀態(tài)e，壓強增大C．從狀態(tài)e到狀態(tài)a，壓強增大D．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強不變解析：在V－T圖像中等壓線是過坐標原點的直線。由志向氣體的狀態(tài)方程知eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)?？梢姰攭簭娫龃髸r，等壓線的斜率k＝eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)變小，由圖可確定pa<pe<pd<pc<pb，故A正確。8．(2024·山東臨沂第一中學月考)鋼瓶中裝有肯定量的氣體，現(xiàn)在用兩種方法抽取鋼瓶中的氣體，第一種方法用小抽氣機，每次抽1L氣體，共抽取3次；其次種方法是用大抽氣機，一次抽取3L氣體。以上過程中氣體溫度保持不變，下列說法正確的是(C)A．兩種方法抽取的氣體質(zhì)量一樣大B．其次種方法抽取的氣體質(zhì)量較大C．第一種方法中，每次抽取的氣體質(zhì)量漸漸減小D．第一種方法中，每次抽取的氣體質(zhì)量漸漸增大解析：用第一種方法抽氣，溫度不變，由玻意耳定律得p0V＝p1(V＋1L)，解得p1＝p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V,V＋1L)))，同理p2＝p1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V,V＋1L)))＝p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V,V＋1L)))2，p3＝p2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V,V＋1L)))＝p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V,V＋1L)))3，雖然每次抽取的氣體體積相同，但是由于每次抽出氣體后剩下的氣體密度減小，所以抽出的氣體質(zhì)量漸漸減小，C正確，D錯誤；用其次種方法抽氣，溫度不變，由玻意耳定律得p0V＝p′(V＋3L)，解得p′＝p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(V,V＋3L)))>p3，瓶內(nèi)剩余氣體壓強小時，對應抽取的氣體多，抽取氣體的質(zhì)量較大，即用第一種方法抽取的氣體質(zhì)量較大，故AB錯誤。9．(2024·高二單元測試)下列說法正確的是(AD)A．只要減弱氣體分子熱運動的猛烈程度，氣體的溫度就可以降低B．在完全失重的狀況下，氣體對容器壁的壓強為零C．由于液體表面層分子間距距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以存在浸潤現(xiàn)象D．夏季天旱時，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細管，防止水分蒸發(fā)解析：溫度就是量度分子運動猛烈程度的物理量，分子運動越猛烈溫度越高，反之亦然，故A正確；在完全失重狀況下，氣體分子也在撞擊容器壁，所以依舊存在壓強，故B錯誤；液體表層分子間距大于液體內(nèi)部分子間距時，液體表面有表面張力；而浸潤現(xiàn)象是器壁分子對附著層分子作用力大于內(nèi)層子分子對附著層分子力，導致附著層分子增多，分子間距小于r0體現(xiàn)出斥力，故C錯誤；干旱的時候，土壤中存在毛細管，加速土壤水分蒸發(fā)；給土壤松土后破壞了毛細管，減弱了毛細現(xiàn)象，從而防止土壤內(nèi)層的水分蒸發(fā)，故D正確。故選AD。10.(2024·高密市第一中學高二期末)如圖所示為豎直放置的上粗下細密閉細管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同。使A、B上升相同溫度達到穩(wěn)定后，體積改變量的肯定值為ΔVA、ΔVB，壓強改變量為ΔpA、ΔpB，則下列說法正確的是(重力加速度為g)(AD)A．初始狀態(tài)滿意pB＝pA＋ρgh，ρ為水銀的密度，h為水銀柱長度B．ΔVA>ΔVBC．ΔpA<ΔpBD．液柱將向上移動解析：初始狀態(tài)滿意pB＝pA＋ρgh，ρ為水銀的密度，h為水銀柱長度，A正確；由于氣體的總體積不變，因此ΔVA＝ΔVB，B錯誤；首先假設液柱不動，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容改變，由查理定律，對氣體A：ΔpA1＝eq\f(pA,T)ΔT，對氣體B：ΔpB1＝eq\f(pB,T)ΔT，由于pB>pA所以，ΔpB1>ΔpA1，則液柱將向上移動，則液體壓強減小，液體穩(wěn)定后有pB′＝pA′＋ρgh′，則pB′－pB＝pA′－pA＋ρg(h′－h(huán))，即ΔpB＝ΔpA＋ρg(h′－h(huán))<ΔpA，故C錯誤，D正確。故選AD。11．(2024·晉城市第一中學高二階段練習)一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。已知玻璃管的橫截面積到處相同。在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏，大氣壓強p0＝75.0cmHg，環(huán)境溫度不變。下列說法正確的是(BD)A．兩邊汞柱高度相等時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強90cmHgB．兩邊汞柱高度相等時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強144cmHgC．活塞向下移動的距離9.58cmD．活塞向下移動的距離9.42cm解析：設初始時，右管中空氣柱的壓強為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2＝p0；長度為l2，活塞被下推后，右管中空氣柱的壓強為p1′，長度為l1′，左管中空氣柱的壓強為p2′，長度為l2′；以cmHg為壓強單位，由題給條件可得p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg＝90cmHg，l1′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(20.0－\f(20.0－5.00,2)))cm＝12.5cm，由玻意耳定律得p1l1S＝p1′l1′S，解得p1′＝144cmHg，故A錯誤，B正確；依題意l2′＝4.00cm＋eq\f(20.0－5.00,2)cm－h(huán)＝11.5cm－h(huán)，由玻意耳定律得p2l2S＝p2′l2′S，解得活塞向下移動的距離為h≈9.42cm，故C錯誤，D正確。故選BD。12．如圖所示為A、B兩部分志向氣體V－t圖像，已知兩部分氣體是質(zhì)量相同的同種氣體，則下列說法正確的是(BD)A．當t＝273℃時，氣體的體積A比B大0.2m3B．當tA＝tB時，VA∶VB＝3∶1C．當tA＝tB時，A氣體的分子密集程度大于B氣體分子的密集程度D．A、B兩部分氣體都做等壓改變，它們的壓強之比pA∶pB＝1∶3解析：依據(jù)V－t圖像可知，Va＝kATA＝eq\f(0.3,273)TA；VB＝kBTB＝eq\f(0.1,273)TB，當t＝273℃時，即T＝(273＋273)K＝546K，代入上式可得氣體的體積A比B大0.4m3，A錯誤；當tA＝tB時，eq\f(VA,VB)＝eq\f(0.3TA,0.1TB)＝eq\f(3,1)，B正確；當tA＝tB時，VA∶VB＝3∶1，又兩部分氣體是質(zhì)量相同的，因此B氣體的分子密集程度比A大，C錯誤；依據(jù)志向氣體的狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)，代入數(shù)據(jù)解得pA∶pB＝1∶3，D正確；故選BD。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(2小題，共14分。把答案干脆填在橫線上)13．(6分)(2024·蘇州高二期末)某試驗小組用如圖甲所示試驗裝置來探究肯定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫改變遵循的規(guī)律。(1)關于該試驗，下列說法正確的是C；(填字母)A．試驗前應將注射器的空氣完全排出B．空氣柱體積改變應盡可能的快些C．柱塞的重力大小對試驗結(jié)果無影響D．試驗前應在柱塞上涂潤滑油以減小摩擦力(2)為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫改變是否遵循相同的規(guī)律，他們進行了兩次試驗，得到的p－V圖像如圖乙所示，由圖可知兩次試驗氣體的溫度大小關系為T1_>__T2(選填“<”“＝”或“>”)；(3)如橡膠套內(nèi)的氣體不行忽視。移動柱塞，多次記錄注射器上的體積刻度V和壓力表讀數(shù)p，繪出的p－eq\f(1,V)圖像可能為_C__。(填字母)解析：(1)試驗要探討的是注射器內(nèi)的氣體，因此不能把氣體完全排出，A錯誤；因為氣體要發(fā)生等溫改變，因此速度不能太快，要緩慢移動注射器保證溫度不變，B錯誤；因為是人為操作移動柱塞，所以柱塞的重力對試驗沒有影響，C正確；柱塞上的摩擦力對壓強和體積改變沒有影響，涂潤滑油是為了防止漏氣，D錯誤。故選C。(2)在p－V圖像中，依據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C，可得pV＝CT，因此可知，離坐標原點越遠的等溫線溫度越高，故T1>T2。(3)由于連接注射器與壓強傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不行忽視，當壓強增加后，連接部分軟管內(nèi)的氣體體積也減小，但連接部分體積未變，則注射器中有氣體進入連接部分，相當于注射器漏氣，當V減小時，eq\f(1,V)增大，p隨之增加的程度不是線性關系，當V越小時，壓強越大，進入軟管內(nèi)的氣體越多，壓強增加程度越小，斜率越小，故繪出的p－eq\f(1,V)圖像可能為C。14．(8分)(2024·南陽高二階段練習)如圖是用DIS探討“在溫度不變時，肯定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關系”的部分試驗裝置。主要步驟如下∶①將壓強傳感器校準；②把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機；④推動活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V以及相應的壓強傳感器示數(shù)p。(1)試驗操作中，除了保證封閉氣體的溫度恒定以外，還需保證_質(zhì)量__不變。為此，在封入氣體前，應_在活塞上勻稱涂抹潤滑油__。(2)一小組依據(jù)測量的數(shù)據(jù)，繪出p－eq\f(1,V)圖像如圖所示。圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能緣由是∶_注射器內(nèi)的氣體向外泄漏__。(3)另一小組試驗時緩慢推動活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p。在采集第5組數(shù)據(jù)時，壓強傳感器的軟管脫落，重新接上后接著試驗，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。繪出的V－eq\f(1,p)關系圖像應是__D__。解析：(1)探討在溫度不變時，肯定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關系，即質(zhì)量、溫度不變時氣體的壓強與體積的關系，所以本試驗保持溫度不變，還需保證封閉氣體質(zhì)量不變；為了防止漏氣，須要在活塞上勻稱涂抹潤滑油。(2)p－eq\f(1,V)圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，即當eq\f(1,V)增大，V減小時，p增加的量與eq\f(1,V)增加的量不是線性關系，斜率減小，說明壓強增加程度減小，其緣由可能是注射器存在漏氣現(xiàn)象。(3)測量時，由于注射器與壓強傳感器連接部分氣體的體積V0未計入，所以縱軸存在截距－V0；當軟管脫落后，由于氣體向外漏出，p的測量值偏小，相應的橫坐標eq\f(1,p)偏大，但V－eq\f(1,p)的延長線與縱軸的交點仍為－V0，則前后兩條圖線應相交在此處，所以繪出的V－eq\f(1,p)關系圖像應是D。三、論述、計算題(本題共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(8分)電燈泡內(nèi)充有氮氣，假如要使燈泡內(nèi)的氮氣在500℃時的壓強不超過一個標準大氣壓，則在20℃的室溫下充氣，電燈泡內(nèi)氣體壓強最多能充到多少？(T＝t＋273K)答案：0.38atm解析：燈泡內(nèi)氣體在500℃時，壓強p＝1atm，溫度T1＝(273＋500)K＝773K氣體在20℃時，壓強為p′，溫度T2＝(273＋20)K＝293K由查理定律得p′＝eq\f(293,773)×1atm＝0.38atm則20℃時，電燈泡內(nèi)氣體壓強最多能充到0.38atm。16．(10分)(2024·湖北武漢高二下聯(lián)考)如圖所示，一導熱性能良好的氣缸放置在水平面上，其橫截面積S＝20cm2，內(nèi)壁光滑，固定的卡口A、B與缸底的距離L＝1.5m，厚度不計、質(zhì)量為m＝10kg的活塞在氣缸內(nèi)封閉了一段長為2L、溫度為T0＝320K的志向氣體?，F(xiàn)緩慢調(diào)整氣缸開口至豎直向上，取重力加速度g＝10m/s2，大氣壓強為p＝1.0×105Pa。求：(1)氣缸被豎起來后，穩(wěn)定時缸內(nèi)氣體的壓強及氣體高度；(2)當缸內(nèi)溫度漸漸降到240K時，活塞所處的位置。答案：(1)1.5×105Pa2m(2)距離氣缸底部1.5m解析：(1)氣缸被豎起來后，假設穩(wěn)定時活塞在卡口A、B上方，則缸內(nèi)氣體的壓強p2＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.5×105Pa，氣體初狀態(tài)：p1＝p0＝1.0×105Pa，V＝2LS，設穩(wěn)定時缸內(nèi)氣體高度為h1，則氣體末狀態(tài)：V2＝h1S，p2＝1.5×105Pa，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得h1＝2m，因h1>L，故假設成立。(2)當溫度降到240K時，志向氣體發(fā)生等壓改變，穩(wěn)定時，假設活塞落在卡口A、B上方，設缸內(nèi)氣體高度為H，則V3＝HS，由蓋—呂薩克定律有eq\f(V2,T0)＝eq\f(V3,T1)，解得H＝1.5m，所以活塞恰好落在卡口A、B上，活塞距離氣缸底部1.5m。17．(12分)(2024·福建廈門集美中學高二下月考)如圖所示，ABC為粗細勻稱的“L”形細玻璃管，A端封閉，C端開口。起先時AB豎直，BC水平，BC內(nèi)緊靠B端有一段長l1＝30cm的水銀柱，AB內(nèi)氣體長度l2＝20cm。環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0＝75cmHg，則：(1)若將玻璃管以B點為軸在豎直面內(nèi)逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，使AB水平，求旋轉(zhuǎn)后水銀柱進入AB管的長度；(2)若BC玻璃管總長為l3＝40cm，現(xiàn)將玻璃管以B點為軸在豎直面內(nèi)順時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，使AB水平，求旋轉(zhuǎn)后封閉氣體的長度。(本問計算結(jié)果保留2位小數(shù))答案：(1)5cm(2)31.95cm解析：(1)設旋轉(zhuǎn)后水銀柱進入AB管的長度為x，玻璃管橫截面積為S，如圖1，對于AB管內(nèi)的氣體，初始狀態(tài)：p1＝p0，V1＝l2S末狀態(tài)：p2＝p0＋pl1－x，V2＝(l2－x)S，由玻意耳定律有p0Sl2＝(p