高中物理教科版3第五章能源與可持續(xù)性發(fā)展 第2章章末分層測評

章末綜合測評(二)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的5個選項有3項符合題目要求．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分)1．關(guān)于理想氣體，下列說法正確的是()A．當把實際氣體抽象成理想氣體后，它們便不再遵守氣體實驗定律B．溫度極低，壓強太大的氣體不能當作理想氣體，也不遵守實驗定律C．理想氣體分子間的平均距離約為10－10m，故分子力為零D．理想氣體分子間既沒引力，也無斥力，分子力為零E．理想氣體是對實際氣體抽象后形成的理想模型【解析】理想氣體遵守氣體實驗定律，A錯；實際氣體在溫度極低和壓強太大時，不能很好地遵守氣體實驗定律，B對；理想氣體分子間的平均距離超過10－9m，分子間的斥力和引力都可忽略不計，而在平均距離為10－10m時，分子間的斥力和引力是不能忽略的，C錯，D對；由題意知，E項正確．【答案】BDE2．(2023·三亞高二檢測)對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法不正確的是()A．氣體體積是指所有氣體分子的體積之和B．氣體分子的熱運動越劇烈，氣體的溫度就越高C．當氣體膨脹時，氣體的分子勢能減小，因而氣體的內(nèi)能一定減少D．氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的E．氣體的壓強是由氣體分子的重力產(chǎn)生的，在失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強【解析】由于氣體分子間的距離較大，分子間距離不能忽略，所以氣體體積要比所有氣體分子的體積之和要大，A錯誤；氣體分子的熱運動越劇烈，分子的平均速率就越大，平均動能越大，溫度就越高，B正確；理想氣體的內(nèi)能只與氣體的溫度有關(guān)，只要氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，C錯誤；氣體壓強是由氣體分子對容器壁頻繁地撞擊而產(chǎn)生的，與氣體的重力沒有關(guān)系，所以在失重的情況下，氣體對器壁仍然有壓強，D正確，E錯誤．【答案】ACE3．封閉在容積不變的容器中的氣體，當溫度升高時，則氣體的()【導(dǎo)學(xué)號：74320230】A．分子的平均速率增大B．氣體對器壁的壓強變大C．分子的平均速率減小D．氣體對器壁的壓強變小E．氣體對器壁的壓強變大【解析】單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，當溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體對器壁的壓強變大，A、B、E選項正確．【答案】ABE4．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程時，氣體壓強增大，從分子運動理論觀點來分析，這是因為()A．氣體分子的平均動能增大B．氣體分子的平均動能不變C．單位時間內(nèi)，器壁單位面積上分子碰撞的次數(shù)增多D．氣體分子數(shù)增加E．氣體的分子數(shù)密度增大【解析】一定質(zhì)量的氣體等溫壓縮，分子的平均動能不變，氣體分子的總數(shù)不變，故A、D錯，B對；氣體壓強增大是因為氣體分子數(shù)的密度增大，使單位時間內(nèi)，器壁單位面積上分子碰撞的次數(shù)增多，故C、E正確．【答案】BCE5．一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的壓強、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀態(tài)下的壓強、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān)系正確的是()A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝2T2B．p1＝p2，V1＝eq\f(1,2)V2，T1＝2T2C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2E．T1＝T2，p1＝2p2，V1＝eq\f(1,2)V2【解析】當p1＝p2時，由eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)可知A對，B錯；當V1＝V2時，由eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)可知D正確；由eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)可知C錯；當T1＝T2時，由p1V1＝p2V知E正確．【答案】ADE6．如圖1所示，內(nèi)徑均勻、兩端開口的V形管，B支管豎直插入水銀槽中，A支管與B支管之間的夾角為θ，A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止，下列說法中不正確的是()圖1A．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高hB．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高hcosθC．B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosθD．管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強小hcosθ高汞柱E．管內(nèi)封閉氣體的壓強比大氣壓強大hcosθ高汞柱【解析】以A管中的水銀為研究對象，則有pS＋hcosθ·S＝p0S，B管內(nèi)壓強p＝p0－h(huán)cosθ，顯然p<p0，且B管內(nèi)水銀面要比槽內(nèi)水銀面高出hcosθ.故B、D正確．【答案】ACE7.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列過程，如圖2所示．下列說法中正確的是()圖2A．a(chǎn)→b過程中，氣體體積增大，壓強減小B．b→c過程中，氣體壓強不變，體積增大C．b→c過程中，氣體壓強不變，體積減小D．c→a過程中，氣體壓強增大，體積減小E．c→a過程中，氣體溫度升高，體積不變【解析】由p-T圖像知，a→b為等溫過程．根據(jù)p1V1＝p2V2，氣體壓強減小，則體積增大，A正確；b→c為等壓過程，根據(jù)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，溫度降低，則體積減小，B錯誤，C正確；c→a為等容過程，根據(jù)eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，氣體壓強增大，溫度升高，D錯誤，E正確．【答案】ACE8．如圖所示的五個圖像中，有三個不表示一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)a等壓膨脹到狀態(tài)b的過程．它們是()【解析】一定質(zhì)量的某種理想氣體滿足理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C；理想氣體等壓膨脹時，壓強不變、體積增大、溫度升高，V與T成正比．【答案】ACE9．如圖5是一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，等壓線上的a、b兩個狀態(tài)比較，下列說法正確的是()A．在相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)，b狀態(tài)較多B．在相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)，a狀態(tài)較多C．在相同時間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)，兩狀態(tài)一樣多D．單位體積的分子數(shù)，a狀態(tài)比b狀態(tài)多E．氣體分子的平均動能b狀態(tài)比a狀態(tài)大【解析】b狀態(tài)比a狀態(tài)體積大，故單位體積分子數(shù)b狀態(tài)比a狀態(tài)少，D對；b狀態(tài)比a狀態(tài)溫度高，其分子平均動能大，E正確，而a、b狀態(tài)壓強相等，故相同時間內(nèi)撞到單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多，B正確，A、C錯誤．【答案】BDE10．如圖3所示為豎直放置的上細下粗密閉細管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同．使A、B升高相同溫度達到穩(wěn)定后，體積變化量為ΔVA、ΔVB，壓強變化量為ΔpA、ΔpB，對液面壓力的變化量為ΔFA、ΔFB，則下列說法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：74320231】圖3A．水銀柱向上移動了一段距離B．ΔVA<ΔVBC．ΔpA>ΔpBD．ΔFA＝ΔFBE．無法判斷【解析】假設(shè)水銀柱不動，兩氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，有eq\f(Δp,ΔT)＝eq\f(p0,T0)，其中p0、T0表示初始的壓強和溫度，初始壓強pA>pB，則ΔpA>ΔpB，這說明水銀柱向上移動了一小段距離，A、C正確．由于氣體的總體積不變，所以ΔVA＝ΔVB，B錯誤．ΔFA＝ΔpASA>ΔFB＝ΔpBSB，D錯誤．【答案】BDE二、非選擇題(本題共3小題，共40分，按題目要求作答)11．(13分)如圖4所示，汽缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為50cm2，厚度為1cm，汽缸全長為21cm，汽缸質(zhì)量為20kg，大氣壓強為1×105Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若將汽缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10m/s2，求：圖4(1)汽缸倒置時，活塞封閉的氣柱多長；(2)當溫度多高時，活塞剛好接觸平臺．【解析】(1)設(shè)汽缸倒置前、后被封閉氣體的壓強分別為p1和p2，氣柱長度分別為L1和L2.p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝×105Pa，p2＝p0－eq\f(mg,S)＝×105Pa倒置過程為等溫變化，由玻意耳定律可得p1L1S＝p2L2S，所以L2＝eq\f(p1,p2)L1＝15cm.(2)設(shè)倒置后升溫前、后封閉氣柱溫度分別為T2和T3，升溫后氣柱長度為L3，則T2＝T1＝(273＋7)K＝280K，L2＝15cm，L3＝20cm升溫過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律可得eq\f(L2S,T2)＝eq\f(L3S,T3)，所以T3＝eq\f(L3,L2)T2＝373K．即溫度升高到100℃時，活塞剛好接觸平臺．【答案】(1)15cm(2)100℃12．(13分)如圖5所示為一下粗上細且上端開口的薄壁玻璃管，管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體，上管足夠長，圖中大小截面積分別為S1＝2cm2、S2＝1cm2，粗細管內(nèi)水銀長度分別為h1＝h2＝2cm，封閉氣體長度為L＝22cm.大氣壓強為p0＝76cmHg，氣體初始溫度為57℃.求：圖5(1)若緩慢降低氣體溫度，降低至多少開爾文時，所有水銀全部進入粗管內(nèi)；(2)若溫度降低至237K，氣體的長度為多少．【解析】(1)初始時刻的壓強為p1＝p0＋h1＋h2＝80cmHg，體積為V1＝LS1，溫度T1＝273K＋57K＝330K，水銀全部進入的末狀態(tài)壓強p2＝p0＋h1＋eq\f(h2,2)＝79cmHg，體積為V2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(h2,2)))S1，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得T2＝311K.(2)由于237K小于311K，所以再降溫的過程中，氣體將做等壓變化eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)，得出L3＝16cm.【答案】(1)311K(2)16cm13．(14分)如圖6甲所示是一個右端開口的圓筒形汽缸，活塞可以在汽缸內(nèi)自由滑動．活塞將一定量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，此時氣體的溫度為27°C.若給汽缸加熱，使氣體溫度升高，讓氣體推動活塞從MN緩慢地移到PQ.已知大氣壓強p0＝×105Pa.求：圖6(1)當活塞到達PQ后缸內(nèi)氣體的溫度；(2)把活塞鎖定在PQ位置上，讓氣體的溫度緩慢地降到27°C，求此時氣體的壓強；(3)在圖乙中畫出