高中物理《選擇性必修第三冊》課后習(xí)題第二章測評

第二章測評(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2022山東日照高二期末)下列說法正確的是()A.表面張力的方向總是垂直于液面,指向液體內(nèi)部B.產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí),液體在毛細(xì)管中一定上升C.液晶像液體一樣具有流動(dòng)性,而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似D.熔化的金屬在太空中呈現(xiàn)球形,是由于液體內(nèi)部分子間存在引力2.(2022江蘇揚(yáng)州高三開學(xué)考試)新買的冰箱在第一次通電后一段時(shí)間,首次打開冰箱門會發(fā)現(xiàn)門比較緊,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()A.冰箱工作后,隨著溫度下降,腔體內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)B.冰箱工作后,隨著溫度下降,腔體內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng)C.腔體內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能變大D.腔體內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能不變3.(2022云南昆明第一中學(xué)西山學(xué)校高三階段練習(xí))某次實(shí)驗(yàn)時(shí),如圖所示,試管中用水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)水銀柱往下移動(dòng)了一定距離。則關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()A.封閉氣體的分子平均動(dòng)能減小,氣體吸熱B.在相等時(shí)間內(nèi)封閉氣體的分子對單位面積器壁的沖量不變C.封閉氣體在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)不變D.由于水銀對玻璃不浸潤,附著層內(nèi)分子比水銀的分子內(nèi)部密集4.如圖所示為醫(yī)院給病人輸液的部分裝置,A為輸液瓶,B為滴壺,C為進(jìn)氣管,與大氣相通。在輸液過程中(假設(shè)病人保持不動(dòng)、瓶A液體未流完)()A.瓶A上方的氣體壓強(qiáng)、滴壺B中的氣體壓強(qiáng)均減小B.瓶A上方的氣體壓強(qiáng)、滴壺B中的氣體壓強(qiáng)均增大C.瓶A上方的氣體壓強(qiáng)增大,滴壺B中的氣體壓強(qiáng)不變D.瓶A上方的氣體壓強(qiáng)減小,滴壺B中的氣體壓強(qiáng)不變5.如圖所示為一體積不變的絕熱容器,現(xiàn)打開排氣孔的閥門,使容器中充滿與外界大氣壓強(qiáng)相等的理想氣體,然后關(guān)閉閥門。開始時(shí)容器中氣體的溫度為T0=300K。現(xiàn)通過加熱絲(未畫出)對封閉氣體進(jìn)行加熱,使封閉氣體的溫度升高到T1=350K,溫度升高到T1=350K后保持不變,打開閥門使容器中的氣體緩慢漏出,當(dāng)容器中氣體的壓強(qiáng)再次與外界大氣壓強(qiáng)相等時(shí),容器中剩余氣體的質(zhì)量與原來氣體的質(zhì)量之比為()A.3∶4 B.5∶6 C.6∶7 D.7∶86.(2022重慶西南大學(xué)附中高二階段練習(xí))如圖甲、乙、丙所示,三根完全相同的玻璃管,上端開口,管內(nèi)用相同長度的水銀柱封閉著質(zhì)量相等的同種氣體。已知圖甲玻璃管沿傾角為30°的光滑斜面以某一初速度上滑,圖乙玻璃管由靜止自由下落,圖丙玻璃管放在水平轉(zhuǎn)臺上開口向內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)三根玻璃管內(nèi)的氣體長度分別為L1、L2、L3,則三個(gè)管內(nèi)的氣體長度關(guān)系是()A.L1<L2<L3 B.L1=L2>L3 C.L2<L3<L1 D.L1=L2<L37.如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)和攝氏溫度的關(guān)系圖像,氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中,氣體的體積()A.一直增大 B.一直減小C.保持不變 D.先變大后變小二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。全部選對得6分,選對但選不全的得3分,有錯(cuò)選的得0分)8.給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊?在室溫下,袋中氣體壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1L。將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí),氣體的體積變?yōu)?.45L。下列判斷正確的是()A.該包裝袋漏氣B.該包裝袋漏出氣體的質(zhì)量占?xì)怏w總質(zhì)量的1C.該包裝袋漏出氣體的質(zhì)量占?xì)怏w總質(zhì)量的9D.該包裝袋漏出氣體的質(zhì)量占?xì)怏w總質(zhì)量的19.如圖所示,汽缸內(nèi)用厚度不計(jì)、質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞橫截面積為S,到汽缸底部距離為L,活塞與汽缸壁間的摩擦不計(jì),汽缸導(dǎo)熱性能良好?，F(xiàn)緩慢地在活塞上加一定質(zhì)量的細(xì)砂,活塞下移L3達(dá)到穩(wěn)定,環(huán)境溫度保持不變,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度大小為g,則(A.細(xì)砂質(zhì)量為12p0Sg+mC.汽缸內(nèi)氣體分子密度不變 D.單位時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸壁單位面積上的分子數(shù)增多10.如圖所示,足夠長U形管豎直放置,左右兩側(cè)分別用水銀封閉著L1、L2兩部分氣體,則下列陳述正確的是()A.只對氣柱L1加熱,則氣柱L1長度增大,氣柱L2長度不變B.只對氣柱L2加熱,則h不變,氣柱L2長度減小C.只在右管中注入一些水銀,氣柱L1長度將增大D.對氣柱L1、L2同時(shí)加熱,則氣柱L1、L2長度均增大三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(6分)大氣壓強(qiáng)對許多物理實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)有著重要的影響。現(xiàn)用如圖所示的儀器來測量大氣壓強(qiáng)p0。注射器針筒已被固定在豎直方向上,針筒上所標(biāo)刻度是注射器的容積,最大刻度Vmax=10mL。注射器活塞已裝上鉤碼框架,如圖所示。此外,還有一架托盤天平、若干鉤碼、一把米尺、一個(gè)針孔橡皮帽和少許潤滑油。(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟,試在下面的空白處填寫合適的文字或表達(dá)式。①用米尺測出注射器針筒上全部刻度的長度L。②。

③把適量的潤滑油抹在注射器的活塞上,將活塞插入針筒中,上下拉動(dòng)活塞,使活塞與針筒的間隙內(nèi)均勻地涂上潤滑油。④將活塞插到適當(dāng)?shù)奈恢谩＂荨?/p>

⑥在鉤碼框架兩側(cè)掛上鉤碼,記下掛上的鉤碼質(zhì)量m1。在達(dá)到平衡后,記下注射器中空氣柱的體積V1。在這個(gè)過程中,不要用手接觸注射器以保證空氣柱溫度不變。⑦增加鉤碼的個(gè)數(shù),使鉤碼的質(zhì)量增大為m2,達(dá)到平衡后,記下空氣柱的體積V2。(2)求出計(jì)算大氣壓強(qiáng)p0的表達(dá)式(用已給的和測得的物理量表示)。

甲12.(8分)(2022山東煙臺高二期末)某班級各實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示裝置進(jìn)行探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:①把注射器活塞移至注射器中間某位置,將注射器與導(dǎo)氣管、壓強(qiáng)傳感器逐一連接;②移動(dòng)活塞,記錄注射器的刻度值同時(shí)記錄對應(yīng)的由壓強(qiáng)傳感器顯示的氣體壓強(qiáng)值p;③用V-1p(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是;為了保持封閉氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是和;

乙(2)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,某小組描繪V-1p圖像如圖乙所示,則圖中的V0代表13.(10分)(2022廣東深圳一模)某科研小組把某種生活在海面下500m深處的魚類從海里移到如圖所示的兩層水箱中。為使魚存活,須給它們創(chuàng)造一個(gè)類似深海的壓強(qiáng)條件。如圖所示,在一層水箱中有一條魚,距離二層水箱水面的高度h=50m,二層水箱水面上部空氣的體積V=10L,與外界大氣相通。外界大氣壓p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10m/s2。(水箱內(nèi)氣體溫度恒定)(1)魚在深海處的壓強(qiáng)為多少?(2)為使魚正常存活,須給二層水箱再打進(jìn)壓強(qiáng)為p0、體積為多少的空氣?14.(14分)(2022重慶南開中學(xué)高二期末)游樂園的充氣碰碰球是由完全封閉的PVC薄膜充氣而成。某充氣碰碰球充氣后球內(nèi)氣體體積V1=1.1m3,壓強(qiáng)為p1=1.5×105Pa。碰撞游戲時(shí)擠壓碰碰球,球內(nèi)氣體體積最大還可壓縮0.1m3。(1)求碰撞游戲時(shí),該碰碰球內(nèi)氣體壓強(qiáng)的最大值;(2)為保障安全,球內(nèi)氣體壓強(qiáng)不能超過p2=2.0×105Pa。為了保證在中午37℃的溫度下游戲安全,則早晨17℃溫度下,工作人員給該碰碰球充氣的壓強(qiáng)不能超過多少?(忽略溫度變化對碰碰球內(nèi)氣體體積的影響)15.(16分)(2022湖南衡陽一模)某物理學(xué)習(xí)興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測定水深的深度計(jì),如圖所示,導(dǎo)熱性能良好的圓柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑分別為D和2D,長度均為L,內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B,活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動(dòng),汽缸Ⅰ左端開口,外界大氣壓強(qiáng)為p0,汽缸Ⅰ內(nèi)通過A封有壓強(qiáng)為p0的氣體,汽缸Ⅱ內(nèi)通過B封有壓強(qiáng)為4p0的氣體,兩汽缸通過一細(xì)管相連,初始狀態(tài)A、B均位于汽缸最左端,該裝置放入水下后,通過A向右移動(dòng)的距離可測定水的深度,已知p0相當(dāng)于10m高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),不計(jì)水溫隨深度的變化,被封閉氣體視為理想氣體,求:(1)當(dāng)B剛要向右移動(dòng)時(shí),A向右移動(dòng)的距離;(2)該深度計(jì)能測量的最大水深hm。

第二章測評1.C表面張力使液體表面有收縮的趨勢,它的方向跟液面相切,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)上升,不浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)下降,故B錯(cuò)誤;液晶像液體一樣具有流動(dòng)性,而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似,選項(xiàng)C正確;熔化的金屬呈球狀是由于液體表面分子間存在表面張力的結(jié)果,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.A根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知隨著溫度下降,腔體內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng),故A正確,B錯(cuò)誤;由于溫度下降,故腔體內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能變小,故C、D3.B氣體壓強(qiáng)不變,發(fā)生等壓變化V0T0=V1T1,又V0>V1,所以T0>T1,所以溫度減小,平均分子動(dòng)能減小,氣體放熱,在相等時(shí)間內(nèi)封閉氣體的分子對單位面積器壁的沖量不變,故A錯(cuò)誤,B正確;由于體積減小,而分子數(shù)未變,所以單位時(shí)間內(nèi)撞擊的分子數(shù)應(yīng)增大,故C錯(cuò)誤4.C瓶A中上方氣體的壓強(qiáng)為外界大氣壓與瓶A中的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)差,瓶A中的液體面下降,液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)就減小,所以瓶A中上方氣體的壓強(qiáng)會增大,進(jìn)氣管C處的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng),不變化,從C到滴壺B之間的液柱高度不變,所以滴壺B中的氣體壓強(qiáng)在瓶中藥液輸完以前是不變的。故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。5.C由題意可知?dú)怏w的加熱過程為等容變化,由查理定律得p0T0=p1T1,則p1=76p0,打開閥門使容器中的氣體緩慢漏出,設(shè)容器的容積為V0,膨脹后氣體的總體積為V,由玻意耳定律得p1V0=p0V,解得V=76V0,當(dāng)容器中氣體的壓強(qiáng)再次與外界大氣壓強(qiáng)相等時(shí),容器中剩余氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比k=V6.B設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0,對圖甲中的玻璃管,它沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度大小為a1,以水銀柱為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得p0S+mgsin30°-p1S=ma1,以水銀柱和玻璃管為整體,據(jù)牛頓第二定律有m總gsin30°=m總a1,聯(lián)立解得p1=p0,對圖乙中玻璃管,它沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度大小為a2,以水銀柱為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得p0S+mgsin45°-p1S=ma2,以水銀柱和玻璃管為整體,據(jù)牛頓第二定律有m總gsin45°=m總a2,聯(lián)立解得p2=p0,對圖丙中的玻璃管,它在水平轉(zhuǎn)臺上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),以水銀柱為研究對象得p3S-p0S=man,則p3>p0,綜上可得p1=p2=p0<p3,根據(jù)玻意耳定律pV=C,得L1=L2>L3,故B項(xiàng)正確,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.B如圖所示,在p-t圖像中,等容線是延長線過-273.15℃的傾斜直線,斜率越大,體積越小,所以氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中,氣體的體積一直減小,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。8.AD假設(shè)不漏氣,則氣體發(fā)生等溫變化,由玻意耳定律得p1V1=p2V2,得V2=0.5L,大于氣體的實(shí)際體積,故包裝袋漏氣,選項(xiàng)A正確;漏出氣體的體積占總體積的V2-0.45V29.AD由題意可知,氣體發(fā)生等溫變化,初狀態(tài),對活塞受力分析,由平衡條件得p1S=mg+p0S,末狀態(tài)對細(xì)砂和活塞受力分析,由平衡條件得p2S=mg+m0g+p0S,對封閉氣體,由等溫變化規(guī)律得p1SL=p2S×23L,聯(lián)立解得m0=12p0Sg+m,故A正確;氣體溫度不變,則分子平均動(dòng)能不變,故B錯(cuò)誤;汽缸內(nèi)封閉氣體被壓縮,體積減小,而質(zhì)量不變,則汽缸內(nèi)氣體分子密度增大,故C錯(cuò)誤;溫度不變,氣體分子的平均動(dòng)能不變,平均速率不變,等溫壓縮時(shí),根據(jù)玻意耳定律得知,壓強(qiáng)增大,10.AD只對L1加熱,則L1長度增大,氣柱L2壓強(qiáng)不變,溫度不變,故長度不變,故A正確;只對L2加熱,氣體L2做等壓變化,壓強(qiáng)不變,溫度升高,體積增大,故氣柱L2長度增大,故B錯(cuò)誤;只在右管中注入一些水銀,L2壓強(qiáng)增大,L1的壓強(qiáng)與h長度的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和隨之增大,可知L1的長度將減小,故C錯(cuò)誤;使L1、L2同時(shí)升溫,L2壓強(qiáng)不變,則L1、L2長度均增大,故D正確。11.答案(1)②稱出活塞和鉤碼框架的總質(zhì)量M⑤將注射器針筒上的小孔用橡皮帽堵住(2)p0=Lg解析(1)本實(shí)驗(yàn)的原理是注射器內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)與大氣壓相關(guān),通過氣體的等溫變化規(guī)律建立氣體壓強(qiáng)、大氣壓與相關(guān)體積的關(guān)系,進(jìn)一步求得大氣壓。(2)設(shè)活塞和鉤碼框架的總質(zhì)量為M,活塞的橫截面積為S=Vm/L,根據(jù)步驟⑥⑦可知,氣體的初狀態(tài)p1=p0+(M+m1)gS,體積為V1,末狀態(tài)p2=p0+(M+m2)gS,體積為V2,根據(jù)玻意耳定律,有p1V12.答案(1)在注射器活塞上涂一些潤滑油注意手不能握住注射器的封閉氣體部分緩慢推動(dòng)活塞(2)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接處的氣體體積解析(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是在注射器活塞上涂一些潤滑油,這樣可以保持氣密性;為了保持封閉氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)中要注意手不能握住注射器的封閉氣體部分,緩慢推動(dòng)活塞,這樣能保證裝置與外界溫度一樣。(2)根據(jù)pV=C可知如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的V-1p圖線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。但如題圖所示的V-1p圖線不過原點(diǎn),該圖線的方程為V=C1p-V0,說明注射器中氣體的體積小于實(shí)際的封閉氣體的體積,結(jié)合實(shí)驗(yàn)的器材可知,截距V