新教材同步輔導2023年高中物理第二章氣體固體和液體質(zhì)量評估新人教版選擇性必修第三冊

第二章質(zhì)量評估(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.1.甲、乙、丙、丁四位同學組成合作學習小組,對晶體和液晶的特點展開了討論.他們的說法正確的是()A.甲說,晶體有單晶體和多晶體,單晶體有天然規(guī)則的幾何外形B.乙說,多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的,所以多晶體沒有確定的熔點C.丙說,液晶就是液態(tài)的晶體,其光學性質(zhì)與晶體相似,具有各向異性D.丁說,液晶是一種在分子結構上介于固體和液體之間的中間態(tài),它具有液體的流動性,又像非晶體那樣具有光學各向同性解析:單晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀,而多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的,無論是多晶體還是單晶體都有確定的熔點,A正確,B錯誤.液晶像液體一樣具有流動性,但不能說它是液態(tài)的晶體,它的光學性質(zhì)具有各向異性,C、D錯誤.答案:A2.在25℃左右的室內(nèi),將一支溫度計從酒精中拿出,觀察它的示數(shù)變化情況是()A.溫度計示數(shù)上升B.溫度計示數(shù)下降C.溫度計示數(shù)不變D.溫度計示數(shù)先下降后上升解析:由于溫度計上的酒精蒸發(fā),帶走熱量,故溫度計的示數(shù)下降,然后再升回25℃,所以溫度計的示數(shù)先下降后上升,選項D正確.答案:D3.溫度不同的兩塊金屬接觸,達到熱平衡后,下列物理量一定相同的是()A.內(nèi)能B.分子平均動能C.分子勢能 D.分子平均速率解析:這兩塊金屬質(zhì)量不一定相同,分子勢能和內(nèi)能不一定相同,故選項A、C錯誤.溫度是分子平均動能的標志.溫度不同的兩塊金屬接觸,達到熱平衡后,溫度相同,分子的平均動能相同,但這兩塊金屬的分子質(zhì)量不確定,所以分子平均速率也不確定,故選項B正確,選項D錯誤.答案:B4.下圖是一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線,比較等壓線上的A、B兩個狀態(tài),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.A狀態(tài)對應的分子平均動能大D.單位體積的分子數(shù)A狀態(tài)較少解析:由題意可知一定質(zhì)量的某種氣體在A、B兩個狀態(tài)的壓強相等,而A狀態(tài)溫度低,分子平均動能小,平均每個分子對器壁的撞擊力小,而兩狀態(tài)壓強相等,則相同時間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)A狀態(tài)一定較多,故A、C錯誤,B正確.一定質(zhì)量的氣體,分子總數(shù)不變,VB>VA,單位體積的分子數(shù)A狀態(tài)較多,D錯誤.答案:B5.一定質(zhì)量的某種理想氣體保持溫度不變,當體積膨脹為原來的10倍時,則()A.氣體分子數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0倍B.氣體分子的平均動能變?yōu)樵瓉淼?C.氣體分子的數(shù)密度變?yōu)樵瓉淼?D.器壁的同一面積上單位時間所受氣體分子的平均作用力增大解析:氣體的質(zhì)量不變,分子總數(shù)是不變的.又因為溫度恒定,故分子平均動能不變.體積膨脹為原來的10倍,氣體分子的數(shù)密度變?yōu)樵瓉淼?10,壓強變?yōu)樵瓉淼?10,故器壁的同一面積上單位時間所受分子的平均作用力也變?yōu)樵瓉淼?10答案:C6.容積V=20L的鋼瓶充滿氧氣后,壓強p=3×106Pa,打開鋼瓶閥門,將氧氣分裝到容積為V'=5L的小鋼瓶中去,小瓶子已抽成真空.分裝完成后,每個小鋼瓶的壓強p'=2×105Pa.在分裝過程中無漏氣現(xiàn)象,且溫度保持不變,那么最多可能裝()A.4瓶 B.50瓶C.56瓶 D.60瓶解析:設最多可裝的瓶數(shù)為n,由等溫變化公式得pV=p'V+np'V',解得n=(p-p')答案:C7.如圖所示,一端封閉的玻璃管,開口向下豎直插在水銀槽里,管內(nèi)封有長度分別為l1和l2的兩段理想氣體.外界溫度和大氣壓均不變,當將管慢慢地向上提起時,管內(nèi)氣柱的長度()A.l1變小,l2變大 B.l1變大,l2變小C.l1、l2都變小 D.l1、l2都變大解析:假設上段空氣柱長度不變,則下段空氣柱長度變大,下段封閉氣體體積變大,其產(chǎn)生的壓強減小,導致上段空氣柱產(chǎn)生的壓強減小,而pV為恒量,得l1也變大.答案:D二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.8.一定質(zhì)量的某種理想氣體,從圖示A狀態(tài)開始,經(jīng)歷了B、C狀態(tài),最后到D狀態(tài),下列判斷正確的是()A.A→B溫度升高,壓強不變B.B→C體積不變,壓強變大C.C→D體積變小,壓強變大D.D狀態(tài)的壓強比A狀態(tài)的壓強小解析:在V-T圖像中,A→B為等壓變化過程,A正確.B→C為等容變化過程,溫度降低,壓強變小,B錯誤.C→D為等溫變化過程,體積變小,壓強變大,C正確.再根據(jù)pAVATA=pDVDTD,VD>VA,TD<T答案:ACD9.如圖所示,開口端足夠長的U形管內(nèi)用水銀封有長度分別為l1、l2的兩部分氣體柱,下列說法正確的是()A.只對A加熱,h減小,若氣柱B溫度不變,則氣柱B長度不變B.只對A加熱,h減小,若氣柱B溫度不變,則氣柱B長度減小C.若在右管中注入一些水銀,則l1將增大D.使A、B同時升高相同的溫度,l1增大,h減小解析:只對A加熱,假設A體積不變,則壓強增大,所以l1增大,h減小,氣柱B溫度、壓強均不變,所以長度不變,A正確,B錯誤.若在右管中注入一些水銀,B產(chǎn)生的壓強增大,假設A的體積不變,A的壓強與h長度水銀柱產(chǎn)生的壓強之和隨之增大,A的壓強增大,根據(jù)玻意耳定律得l1將減小,故C錯誤.使A、B同時升高相同的溫度,假設氣體體積不變,A的壓強增大,B的壓強不變,則l1增大,h減小,D正確.答案:AD10.(2023·廣東廣州)內(nèi)徑均勻且大小可忽略的“T”形細玻璃管豎直放置,管內(nèi)有被水銀封閉的理想氣體Ⅰ和Ⅱ,豎直管上端與大氣相通,各部分長度如圖所示.已知環(huán)境溫度為27℃,大氣壓強p0相當于76cm高度的水銀柱產(chǎn)生的壓強.下列說法正確的是()A.保持溫度不變,從豎直管上端加水銀至管口,加入水銀長度為12cmB.保持溫度不變,從豎直管上端加水銀至管口,加入水銀長度為11.2cmC.使兩部分氣體升高相同溫度,當水銀面上升至管口時,氣體溫度為500KD.使兩部分氣體升高相同溫度,當水銀面上升至管口時,氣體溫度為480K解析:保持溫度不變,從豎直管上端加水銀至管口,對理想氣體Ⅰ和Ⅱ,由玻意耳定律得p1V1=p1'V1',p2V2=p2'V2',其中p1=ρ水銀gh,h=(76+14)cm=90cm,V1=l1S,l1=12cm=0.12m,p1'=ρ水銀gh',h'=(76+14+10)cm=100cm,V1=l1'S,p2=p1,V2=l2S,l2=8cm=0.08m,p2'=p1',V2'=l2'S,解得l1'=0.108m=10.8cm,l2'=0.072m=7.2cm,加入水銀長度為Δl=l1-l1'+l2-l2'+10cm=12cm,故A正確,B錯誤.使兩部分氣體升高相同溫度,當水銀面上升至管口時,由理想氣體狀態(tài)方程p1V1T1=p其中T1'=T2',V1'-V1+V2'-V2=10cm·S,代入數(shù)據(jù)解得T1'=T2'=500K,故C正確,D錯誤.答案:AC三、非選擇題:共54分.11.(8分)在驗證玻意耳定律的實驗中,(1)某同學列出所需要的實驗器材有帶框架的注射器、橡皮帽、鉤碼(同一規(guī)格若干個)、彈簧測力計、天平(帶砝碼)、鐵架臺(帶鐵夾)、潤滑油.該同學漏選的實驗器材是、.

(2)某同學做了兩次實驗,操作完全正確,在同一p-1V圖上得到了兩條不同的直線,那么兩圖線斜率不同的可能原因是解析:(1)由刻度尺來測出封閉氣體的長度,還需要氣壓計測量封閉氣體的壓強.(2)圖線斜率不同的可能原因是被研究氣體的質(zhì)量不同(或溫度不同).答案:(1)氣壓計刻度尺(2)兩次實驗時封閉氣體質(zhì)量不同(或兩次實驗時溫度不同)12.(10分)如圖所示,試管內(nèi)由水銀封有一定質(zhì)量的理想氣體,靜止時氣柱長為l0,大氣壓強為p0,其他尺寸如圖所示.當試管繞豎直軸以角速度ω在水平面內(nèi)勻速轉動時氣柱長變?yōu)閘,假設溫度不變,試管橫截面積為S,水銀密度為ρ.求轉動時氣體產(chǎn)生的壓強.解析:選取水銀柱為研究對象,轉動所需向心力由水銀柱兩側氣體壓力差提供,根據(jù)牛頓第二定律得(p-p0)S=mω2R,m=ρl1S,R=l2+(l0-l)+l1解得p=p0+ρl1ω2l2答案:p0+ρl1ω2l13.(10分)圓柱形汽缸直立在地面上,具有質(zhì)量而無摩擦的絕熱活塞把汽缸分成容積相同的A、B兩部分,如圖所示.兩部分氣體溫度相同,都是T0=300K,A部分氣體壓強pA0=1.0×105Pa,B部分氣體壓強pB0=2.0×105Pa.現(xiàn)對B部分的氣體加熱,使活塞上升,A部分氣體體積減小為原來的(1)A部分氣體的壓強pA;(2)B部分氣體的溫度TB.解析:(1)A部分氣體等溫變化,由玻意耳定律得pA0V=pA·23V,所以pA把pA0=1.0×105Pa代入得pA=1.5×105(2)將B部分氣體看作理想氣體,分析可知初態(tài):pB0=2.0×105Pa,VB0=V,T末態(tài):pB=pA+(pB0-pA0)=2.5×105Pa,VB=V+13V=43VTB=TB0p答案:(1)1.5×105Pa(2)500K14.(12分)右下圖為內(nèi)徑均勻的、一端開口的U形管的示意圖,U形管內(nèi)部盛有水銀,右端被水銀封閉的空氣柱長為12cm,左端被一重力不計的輕質(zhì)活塞封閉一段長10cm的空氣柱,當環(huán)境溫度t1=27℃時,兩側水銀面的高度差為2cm.當環(huán)境溫度變?yōu)閠2時,兩側水銀面的高度相等.已知大氣壓強p0相當于高度為75cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強,T=t+273K,不計摩擦,求:(1)溫度t2;(2)溫度變?yōu)閠2時左端活塞移動的距離.解析:(1)設U形管的橫截面積為S,對右端封閉空氣柱有p1=7775p0,V1=12cm·S,T1=p2=p0,V2=11cm·S,由p1V1代入數(shù)據(jù)解得T2=268K,即t2=-5℃.(2)對左端封閉空氣柱有V1'=10cm·S,T1'=300K,T2'=268K,V2'=l2'S,由蓋-呂薩克定律得V1'T代入數(shù)據(jù)解得l2'=8.9cm,左端活塞移動的距離s=(10+1-8.9)cm=2.1cm.答案:(1)-5℃(2)2.1cm15.(14分)熱等靜壓設備廣泛應用于材料加工中.該設備工作時,先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能.一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中.已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3,使用前瓶中氣體壓強為1.5×107Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106Pa;室溫為27℃.氬氣可視為理想氣體.(1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強;(2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時爐腔中氣體的壓強.解析:(1)設初始時每瓶氣體的體積為V0,壓強為p0;使用后瓶中剩余氣體的壓強為p1.假設體積為V0、壓強為p0