人教版高中物理选择性必修第三册第二章测评含答案

第二章测评

(时间:75分钟　满分:100分)

一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.(2022山东日照高二期末)下列说法正确的是(　　)

A.表面张力的方向总是垂直于液面,指向液体内部

B.产生毛细现象时,液体在毛细管中一定上升

C.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似

D.熔化的金属在太空中呈现球形,是由于液体内部分子间存在引力

2.(2022江苏扬州高三开学考试)新买的冰箱在第一次通电后一段时间,首次打开冰箱门会发现门比较紧,产生这种现象的原因是(　　)

A.冰箱工作后,随着温度下降,腔体内气体压强小于外界压强

B.冰箱工作后,随着温度下降,腔体内气体压强大于外界压强

C.腔体内气体分子平均动能变大

D.腔体内气体分子平均动能不变

3.(2022云南昆明第一中学西山学校高三阶段练习)某次实验时,如图所示,试管中用水银柱封闭了一定质量的理想气体,一段时间后,发现水银柱往下移动了一定距离。则关于这个实验,下列说法正确的是(　　)

A.封闭气体的分子平均动能减小,气体吸热

B.在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变

C.封闭气体在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数不变

D.由于水银对玻璃不浸润,附着层内分子比水银的分子内部密集

4.如图所示为医院给病人输液的部分装置,A为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相通。在输液过程中(假设病人保持不动、瓶A液体未流完)(　　)

A.瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均减小

B.瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均增大

C.瓶A上方的气体压强增大,滴壶B中的气体压强不变

D.瓶A上方的气体压强减小,滴壶B中的气体压强不变

5.如图所示为一体积不变的绝热容器,现打开排气孔的阀门,使容器中充满与外界大气压强相等的理想气体,然后关闭阀门。开始时容器中气体的温度为T0=300 K。现通过加热丝(未画出)对封闭气体进行加热,使封闭气体的温度升高到T1=350 K,温度升高到T1=350 K后保持不变,打开阀门使容器中的气体缓慢漏出,当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时,容器中剩余气体的质量与原来气体的质量之比为(　　)

A.3∶4 B.5∶6 C.6∶7 D.7∶8

6.(2022重庆西南大学附中高二阶段练习)如图甲、乙、丙所示,三根完全相同的玻璃管,上端开口,管内用相同长度的水银柱封闭着质量相等的同种气体。已知图甲玻璃管沿倾角为30°的光滑斜面以某一初速度上滑,图乙玻璃管由静止自由下落,图丙玻璃管放在水平转台上开口向内做匀速圆周运动,设三根玻璃管内的气体长度分别为L1、L2、L3,则三个管内的气体长度关系是(　　)

A.L1<L2<L3 B.L1=L2>L3 C.L2<L3<L1 D.L1=L2<L3

7.如图所示是一定质量的理想气体的压强和摄氏温度的关系图像,气体由状态a变化到状态b的过程中,气体的体积(　　)

A.一直增大 B.一直减小

C.保持不变 D.先变大后变小

二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但选不全的得3分,有错选的得0分)

8.给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45 L。下列判断正确的是(　　)

A.该包装袋漏气

B.该包装袋漏出气体的质量占气体总质量的

C.该包装袋漏出气体的质量占气体总质量的

D.该包装袋漏出气体的质量占气体总质量的

9.如图所示,汽缸内用厚度不计、质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S,到汽缸底部距离为L,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,汽缸导热性能良好。现缓慢地在活塞上加一定质量的细砂,活塞下移达到稳定,环境温度保持不变,大气压强为p0,重力加速度大小为g,则(　　)

A.细砂质量为+m B.汽缸内分子平均动能增大

C.汽缸内气体分子密度不变 D.单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多

10.如图所示,足够长U形管竖直放置,左右两侧分别用水银封闭着L1、L2两部分气体,则下列陈述正确的是(　　)

A.只对气柱L1加热,则气柱L1长度增大,气柱L2长度不变

B.只对气柱L2加热,则h不变,气柱L2长度减小

C.只在右管中注入一些水银,气柱L1长度将增大

D.对气柱L1、L2同时加热,则气柱L1、L2长度均增大

三、非选择题(本题共5小题,共54分)

11.(6分)大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要的影响。现用如图所示的仪器来测量大气压强p0。注射器针筒已被固定在竖直方向上,针筒上所标刻度是注射器的容积,最大刻度Vmax=10 mL。注射器活塞已装上钩码框架,如图所示。此外,还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。

 (1)下面是实验步骤,试在下面的空白处填写合适的文字或表达式。

①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L。

②　                                            。 

③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入针筒中,上下拉动活塞,使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。

④将活塞插到适当的位置。

⑤　                                       。 

⑥在钩码框架两侧挂上钩码,记下挂上的钩码质量m1。在达到平衡后,记下注射器中空气柱的体积V1。在这个过程中,不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变。

⑦增加钩码的个数,使钩码的质量增大为m2,达到平衡后,记下空气柱的体积V2。

(2)求出计算大气压强p0的表达式　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用已给的和测得的物理量表示)。 

甲

12.(8分)(2022山东烟台高二期末)某班级各实验小组利用如图甲所示装置进行探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系的实验,实验步骤如下:

①把注射器活塞移至注射器中间某位置,将注射器与导气管、压强传感器逐一连接;

②移动活塞,记录注射器的刻度值同时记录对应的由压强传感器显示的气体压强值p;

③用V-图像处理实验数据。

(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是　　　　　　　　　　　　　　　;为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　; 

乙

(2)如果实验操作规范,某小组描绘V-图像如图乙所示,则图中的V0代表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

13.(10分)(2022广东深圳一模)某科研小组把某种生活在海面下500 m深处的鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中。为使鱼存活,须给它们创造一个类似深海的压强条件。如图所示,在一层水箱中有一条鱼,距离二层水箱水面的高度h=50 m,二层水箱水面上部空气的体积V=10 L,与外界大气相通。外界大气压p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2。(水箱内气体温度恒定)

(1)鱼在深海处的压强为多少?

(2)为使鱼正常存活,须给二层水箱再打进压强为p0、体积为多少的空气?

14.(14分)(2022重庆南开中学高二期末)游乐园的充气碰碰球是由完全封闭的PVC薄膜充气而成。某充气碰碰球充气后球内气体体积V1=1.1 m3,压强为p1=1.5×105 Pa。碰撞游戏时挤压碰碰球,球内气体体积最大还可压缩0.1 m3。

 (1)求碰撞游戏时,该碰碰球内气体压强的最大值;

(2)为保障安全,球内气体压强不能超过p2=2.0×105 Pa。为了保证在中午37 ℃的温度下游戏安全,则早晨17 ℃温度下,工作人员给该碰碰球充气的压强不能超过多少?(忽略温度变化对碰碰球内气体体积的影响)

15.(16分)(2022湖南衡阳一模)某物理学习兴趣小组设计了一个测定水深的深度计,如图所示,导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为D和2D,长度均为L,内部分别有轻质薄活塞A、B,活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动,汽缸Ⅰ左端开口,外界大气压强为p0,汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体,汽缸Ⅱ内通过B封有压强为4p0的气体,两汽缸通过一细管相连,初始状态A、B均位于汽缸最左端,该装置放入水下后,通过A向右移动的距离可测定水的深度,已知p0相当于10 m高的水柱产生的压强,不计水温随深度的变化,被封闭气体视为理想气体,求:

 (1)当B刚要向右移动时,A向右移动的距离;

(2)该深度计能测量的最大水深hm。

第二章测评

1.C　表面张力使液体表面有收缩的趋势,它的方向跟液面相切,选项A错误;浸润液体在毛细管内上升,不浸润液体在毛细管内下降,故B错误;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,选项C正确;熔化的金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果,选项D错误。

2.A　根据一定质量的理想气体状态方程=C可知随着温度下降,腔体内气体压强小于外界压强,故A正确,B错误;由于温度下降,故腔体内气体分子平均动能变小,故C、D错误。

3.B　气体压强不变,发生等压变化,又V0>V1,所以T0>T1,所以温度减小,平均分子动能减小,气体放热,在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变,故A错误,B正确;由于体积减小,而分子数未变,所以单位时间内撞击的分子数应增大,故C错误;不浸润时,附着层内分子比水银的分子内部稀疏,故D错误。

4.C　瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差,瓶A中的液体面下降,液体产生的压强就减小,所以瓶A中上方气体的压强会增大,进气管C处的压强为大气压强,不变化,从C到滴壶B之间的液柱高度不变,所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。故A、B、D错误,C正确。

5.C　由题意可知气体的加热过程为等容变化,由查理定律得,则p1=p0,打开阀门使容器中的气体缓慢漏出,设容器的容积为V0,膨胀后气体的总体积为V,由玻意耳定律得p1V0=p0V,解得V=V0,当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时,容器中剩余气体的质量与原来气体质量之比k=,故C正确,A、B、D错误。

6.B　设大气压强为p0,对图甲中的玻璃管,它沿斜面向上做匀减速直线运动,设加速度大小为a1,以水银柱为研究对象,根据牛顿第二定律得p0S+mgsin 30°-p1S=ma1,以水银柱和玻璃管为整体,据牛顿第二定律有m总gsin 30°=m总a1,联立解得p1=p0,对图乙中玻璃管,它沿斜面向下做匀加速直线运动,设其加速度大小为a2,以水银柱为研究对象,根据牛顿第二定律得p0S+mgsin 45°-p1S=ma2,以水银柱和玻璃管为整体,据牛顿第二定律有m总gsin 45°=m总a2,联立解得p2=p0,对图丙中的玻璃管,它在水平转台上做匀速圆周运动,以水银柱为研究对象得p3S-p0S=man,则p3>p0,综上可得p1=p2=p0<p3,根据玻意耳定律pV=C,得L1=L2>L3,故B项正确,A、C、D项错误。

7.B　如图所示,在p-t图像中,等容线是延长线过-273.15 ℃的倾斜直线,斜率越大,体积越小,所以气体由状态a变化到状态b的过程中,气体的体积一直减小,故B正确,A、C、D错误。

8.AD　假设不漏气,则气体发生等温变化,由玻意耳定律得p1V1=p2V2,得V2=0.5 L,大于气体的实际体积,故包装袋漏气,选项A正确;漏出气体的体积占总体积的,则漏出气体的质量占气体总质量的,选项D正确。

9.AD　由题意可知,气体发生等温变化,初状态,对活塞受力分析,由平衡条件得p1S=mg+p0S,末状态对细砂和活塞受力分析,由平衡条件得p2S=mg+m0g+p0S,对封闭气体,由等温变化规律得p1SL=p2S×L,联立解得m0=+m,故A正确;气体温度不变,则分子平均动能不变,故B错误;汽缸内封闭气体被压缩,体积减小,而质量不变,则汽缸内气体分子密度增大,故C错误;温度不变,气体分子的平均动能不变,平均速率不变,等温压缩时,根据玻意耳定律得知,压强增大,则单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多,故D正确。

10.AD　只对L1加热,则L1长度增大,气柱L2压强不变,温度不变,故长度不变,故A正确;只对L2加热,气体L2做等压变化,压强不变,温度升高,体积增大,故气柱L2长度增大,故B错误;只在右管中注入一些水银,L2压强增大,L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大,可知L1的长度将减小,故C错误;使L1、L2同时升温,L2压强不变,则L1、L2长度均增大,故D正确。

11.答案 (1)②称出活塞和钩码框架的总质量M　⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住

(2)p0=

解析 (1)本实验的原理是注射器内的气体的压强与大气压相关,通过气体的等温变化规律建立气体压强、大气压与相关体积的关系,进一步求得大气压。

(2)设活塞和钩码框架的总质量为M,活塞的横截面积为S=Vm/L,根据步骤⑥⑦可知,气体的初状态p1=p0+,体积为V1,末状态p2=p0+,体积为V2,根据玻意耳定律,有p1V1=p2V2,得p0=-M。

12.答案 (1)在注射器活塞上涂一些润滑油　注意手不能握住注射器的封闭气体部分　缓慢推动活塞

(2)注射器与压强传感器连接处的气体体积

解析 (1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂一些润滑油,这样可以保持气密性;为了保持封闭气体的温度不变,实验中要注意手不能握住注射器的封闭气体部分,缓慢推动活塞,这样能保证装置与外界温度一样。

(2)根据pV=C可知如果实验操作规范正确,根据实验数据画出的V-图线是过坐标原点的直线。但如题图所示的V-图线不过原点,该图线的方程为V=C-V0,说明注射器中气体的体积小于实际的封闭气体的体积,结合实验的器材可知,截距V0代表:注射器与压强传感器连接处的气体体积。

13.答案 (1)5.1×106 Pa　(2)450 L

解析 (1)鱼在深海处的压强p=p0+ρgH=5.1×106 Pa。

(2)为使一层水箱压强达到p,二层水箱中的气体压强应为p1=p-ρgh=4.6×106 Pa

将外界压强为p0,体积为ΔV的空气注入一层水箱,根据玻意耳定律,有p0(V+ΔV)=p1V

解得ΔV=450 L。

14.答案 (1)1.65×105 Pa　(2)1.70×105 Pa

解析 (1)挤压时,由等温变化可得

p1V1=p1'(V1-0.1)

代入数据解得

p1'=1.65×105 Pa。

(2)在T1=310 K的环境下,可得

pV1=p2(V1-0.1)

T2=290 K到T1=310 K

等容变化,由理想气体状态方程有

解得p=1.70×105 Pa。

15.答案 (1)L　(2)32.5 m

解析 (1)当B刚要向右移动时,Ⅰ中气体压强为4p0,设A向右移动x,对Ⅰ内气体,由玻意耳定律得p0SL=4p0S(L-x)

其中S=π

解得x=L。

(2)该装置放入水下后,由于水的压力A向右移动,Ⅰ内气体压强逐渐增大,当压强增大到大于4p0后B开始向右移动,当A恰好移动到缸底时所测深度最大,此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内,设B向右移动y距离,两部分气体压强均为p2。

对原Ⅰ内气体,由玻意耳定律得p0SL=p2×4Sy

对原Ⅱ内气体,由玻意耳定律得4p0×4SL=p2×4S(L-y)

又此时A有p2=p0+ρghm

联立解得hm=32.5 m。