教科版高中物理选择性必修三全套测试卷

教科版高中物理选择性必修三全套测试卷

特别说明：本试卷为最新教科版高中学生选修三

试卷。

全套试卷共4份（含答案）。

试卷内容如下：

1.第一单元使用

2.第二单元使用

3.第三单元使用

4.第四单元使用

5.第五单元使用

6.第六单元使用

章末检测卷

分子动理论

（时间：90分钟满分：100分）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分）

1.下述现象中说明分子之间有引力作用的是（）

A.两块纯净铅柱的接触面刮平整后用力挤压可以粘在一起

B.丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引轻小物体

C.磁铁能吸引小铁钉

D.自由落体运动

解析：把接触面磨平，使两个铅块的距离接近分子间引力发生作用的距离，两个铅块就会结

合在一起，两个铅块的分子之间存在着引力，故A正确；丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引轻小

物体是静电吸附，故B错误；磁铁能吸引小铁钉，为磁场力作用，故C错误；自由落体运

动为万有引力作用，故D错误。

答案：A

2.如图所示，氧气在0℃和100℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百

分比与分子速率间的关系。下列说法中正确的是（）

各速率区间的分子数

A.甲为时情况，速率大的分子比例比100°C时少

B.乙为0℃时情况，速率大的分子比例比100℃时少

C.甲为100℃时情况，速率小的分子比例比0℃时多

D.乙为100C时情况，速率小的分子比例比09时多

解析：甲为0℃时情况，速率大的分子比例比100℃时少，故A正确；乙为100℃时情况，

速率大的分子比例比0℃时多，故B错误；甲为0C时情况，速率小的分子比例比100C

时多，故C错误；乙为100℃时情况，速率小的分子比例比0℃时少，故D错误。故选A。

答案：A

3.关于分子质量，下列说法正确的是（）

A.质量相同的任何物质，分子数都相同

B.摩尔质量相同的物质，分子质量不一定相同

C.分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比

D.密度大的物质，分子质量一定大

解析：质量相同的不同种物质，分子质量不一定相同，所以分子数不一定相同，A错；任何

物质一摩尔的分子数是相同的，所以摩尔质量相同，分子质量一定相同，B错；分子质量=

摩尔质量摩尔质量

，所以分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比，C对；密度=

阿伏伽德罗常量摩尔体积，

所以密度大，分子质量不一定大，D错。

答案：C

4.以下说法正确的是()

A.机械能为零、内能不为零是可能的

B.温度相同，质量相同的物体具有相同的内能

C.温度越高，物体运动速度越大，物体的内能越大

D.0℃冰的内能比等质量的0℃水的内能大

解析：机械能可以为零，但内能是分子动能和分子势能的总和，而分子动能又是分子无规则

运动引起的，所以分子动能不可能为零，那么物体的内能当然也不可能为零，故A正确；

物体的内能由物体的物质的量、温度和体积决定，与物体运动的宏观速度无关，故B、C错

误；因为0℃的冰熔化为0℃的水要吸收热量或对它做功，所以冰熔化为水内能增加，所以

0°C水的内能比等质量的0°C冰的内能大，故D错误。

答案:A

5.用筷子蘸水后滴一滴水，体积约为0.1cn?,这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪

一个值(阿伏伽德罗常量36.0义1()23moL,水的摩尔体积为心。产18cm3/mol)()

A.6X1023个B.3X1()21个

C.6X1019个D.3X100个

W0.1X6.0X1023人

斛析：N=p-=-----短-----个弋3Xl()2i个。

Vmol1X

答案：B

6.当分子间距离大于lOro(ro是分子平衡位置间距离)时，分子力可以认为是零，规定此时分

子势能为零，当分子间距离是平衡距离3时，下列说法正确的是()

A.分子力是零，分子势能也是零

B.分子力是零，分子势能不是零

C.分子力不是零，分子势能是零

D.分子力不是零，分子势能不是零

解析：当分子距离从大于10%开始靠近，到布的过程中，分子作用力表现为引力，故分子

力做正功，分子势能减小，在分子间距离为“时分子势能为负值，分子力为零，选项B正

确。

答案：B

7.在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到悬浮在空气中的微粒的运动是（）

A.布朗运动

B.分子的热运动

C.自由落体运动

D.气流和重力共同作用引起的运动

解析：布朗运动的实质是分子对其中的悬浮微粒不断撞击，因作用力不平衡而引起的微粒的

无规则运动，只能在显微镜下才能观察到。本题所述悬浮在空气中被眼睛直接看到的微粒，

其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是由气

流和重力共同作用而引起的复杂的运动，D正确，A、B、C错误。

答案：D

8.如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图

中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交

点，则下列说法正确的是（）

A.岫为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为1010m

B.她为引力曲线，W为斥力曲线，e点横坐标的数量级为l（r°m

C.若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力

D.若两个分子间距离大于e点的横坐标，且间距增大时，则分子力的合力增大

解析：在F-r图像中，随着距离的增大，斥

力比引力变化得快，所以为引力曲线，cdI

为斥力曲线，当分子间的距离等于“时，引o'）

力等于斥力，ro的数量级为l（）r°m,即e点

横坐标的数量级为1。-1°m,A错误，B正确；若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分

子间作用力表现为引力，且间距增大时，分子力的合力先增大再减小，如图所示，C、D错

、口

沃。

答案：B

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）

9.如图是某一微粒的布朗运动路线图，若f=0时刻它在。点，然后每隔5s记录一次微粒

位置（依次为a、b、c、d、e、f）,最后将各位置按顺序连接而得到此图。下述分析中正确的

是（）

0

A.线段岫是微粒在第6s初至第10s末的运动轨迹

B.r=12.5s时刻，微粒应该在be连线上

C.线段0a的长度是微粒前5s内的位移大小

D.虽然f=30s时刻微粒在/点，但它不一定是沿力■到达了点的

解析：图中直线是相邻两时刻微粒对应位置的连线，也是这段时间内微粒的位移，但不是微

粒的运动轨迹，微粒时刻在做无规则运动，因此C、D正确。

答案：CD

10.当分子间距离r=ro时，分子间引力和斥力恰好平衡，若使分子间距离从n逐渐变为，2（，o

<ri<r2）,在这一变化过程中，下列说法中可能正确的是（）

A.分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力增大

B.分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力减小

C.分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力增大

D.分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力减小

解析：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，但分子力

随分子间距离由W增大时，是先增大后减小，因此当分子间距由八变为r2（ro<ri〈r2）时，

分子力的变化有三种可能：先增大后减小、增大、减小，C、D正确。

答案：CD

11.运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（）

A.气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数，不仅与温度有关还与单位体积内的分

子数有关

B.某气体的摩尔体积为匕每个分子的体积为％,则阿伏伽德罗常数可表示为刈=已

C.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用

分子的扩散来完成

D.水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈

解析：气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数，与温度以及单位体积内的分子数有

关，故A正确；由于气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，所以不能用气体的摩尔

体积与分子体积的比值求阿伏伽德罗常量，故B错误；生成半导体器件时需要在纯净的半

导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确；分子

的热运动是内部分子的运动，只与温度有关，与水流速度无关，故D错误。

答案：AC

12.下列说法不正确的是（）

A.物体内所有分子的动能之和等于这个物体的动能

B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定

C.自行车轮胎充气后膨胀，主要原因是气体分子间有斥力

D.物体的内能和其机械能没有必然联系，但两者可以相互转化

解析：所谓物体的动能是指物体的宏观运动的动能，而非微观分子的动能，故A错误；物

体的分子势能由物体的体积决定，故B错误；自行车轮胎充气后轮胎膨胀，主要是因为气

体的压强增大，故C错误；物体的内能和其机械能没有必然联系，但两者可以相互转化，

故D正确。

答案：ABC

三、非选择题（本题共6个小题，共60分）

13.（8分）“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：

①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入“滴时体积为%:

③先往边长为30〜40cm的浅盘里倒入2cm深的水；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在

浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为。的小正方形的坐标纸上；

⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N,其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算

一格。

上述实验步骤中有遗漏和错误,遗漏的步骤是

错误的步骤是（指明步骤，并

改正），油酸分子直径的表达式d=（假设按正确方法计算出轮廓范围内正方形的总

数仍为

解析：实验中为了使油膜不分裂成几块，需要在水面上均匀地撒上舜子粉；由于本实验只是

一种估算，在数油膜所覆盖的坐标格数时，大于半格算一格，小于半格舍去；油酸酒精溶液

在水面上充分扩散后形成一层单分子油膜，油膜厚度可看成分子直径，由题意可知，油酸酒

V.Vn

精溶液的浓度为77,—滴油酸酒精溶液的体积为一，则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体

积为年曾，而一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为所以油膜的厚度，即分子直径d=

SVo

NV2ncr°

答案:将琲子粉均匀地撒在水面上⑥，应该是不足半格的舍去，多于半格的算一格的冬

14.（9分）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000

mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水

的表面撒有癖子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小

方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL,油酸膜的

面积是cn?。据上述数据，估测出油酸分子的直径是mo

解析：1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积而mL=2.5X10-6mL,由于每格边

长为1cm,则每一格的面积就是1cm\估算油膜面积以超过半格为一格计算，小于半格就

舍去的原则，估算出格数为41格，则油酸薄膜面积为S=41cn?。由于分子是单分子紧密

1725X10X6

排列的，因此分子直径为/iivin-4---m^6.1X10-1（）m

J41A]Uo

答案：2.5X10-6416.1Xl（）r。

15.（8分）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的

摩尔质量为66kg/mol,其分子可视为半径为3X109m的球，已知阿伏伽德罗常量为

6.0X1023皿。1L请估算该蛋白的密度。（假设蛋白质分子形状为球形，计算结果保留一位有

效数字）

4c

解析：摩尔体积V=可QN入

L—4M&…3M

由缶度。=歹，解传0=漏标

代入数据得p*X1（）3kg/m3o

答案：lX103kg/m3

16.（10分）将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间

关系的函数图像如图所示。若质量为，“=1X10-26kg的乙分子从门（'3=12”,d为分子直径）

处以。=100m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动

中能达到的最大分子势能为多大（选无穷远处分子势能为零）？

解析：在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增

大。动能和势能之和不变，又因为无穷远处分子势能为零，当厂=n时分子力为零，分子势

能可认为为零，所以当速度为零时，分子势能最大，即=1X10-26义1002

J=5X10-23J«

答案：5XIO—j

17.(12分)可燃冰是一种白色固体物质，1L可燃冰在常温常压下释放出160L的甲烷气体，

常温常压下甲烷的密度p=0.66g/L,甲烷的摩尔质量”=16g/mol,阿伏伽德罗常量NA=

6.0X1023morL求：(计算结果均保留两位有效数字)

(1)单个甲烷气体分子的质量；

(2)1L可燃冰在常温常压下释放出的甲烷气体的分子数目。

解析：⑴加=看

代入数据得利=2.7XIO,kg。

Q)N吗心

代入数据得NQ4.0X1()24。

答案：(1)2.7X1026kg(2)4.0X1024

18.(13分)公共场所禁止吸烟，因为被动吸烟比主动吸烟害处更大。在标准状况下空气的摩

尔体积为22.4L,若在标准状况下，一个人在一个高约2.8m、面积约10n?的办公室内吸

了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体300cm3,一根烟大约吸10次)，假设吸烟者每次吸入的

空气都是未被污染的空气，则：

(1)估算被污染的空气分子间的平均距离。

(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子？

解析：⑴吸烟者抽一根掴吸入气体的总体积为10X300cm3,含有空气分子数为

10X300X10-6”人,，人

N=”…八aX6.02X1()23个p8.1X1()22个

ZZ.4A1U'

办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为

,8.1X1022“

N'=.个/m*2.9xl0"个/n?

IvAZ.O

每个污染的空气分子所占体积为

V=2,9X1021I、

所以平均距离为L=Vv^7X10-,imo

(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9X1()21x300X10-6个=87Xl()i7个。

答案：⑴7X10-8m(2)8.7X10”个

章末检测卷

固体、液体和气体

一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)

1.人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是()

A.液体的内能与体积无关

B.液体分子间的相互作用比固体分子间作用力强

C.液体分子间的热运动有固定的平衡位置

D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

解析：分子势能与分子间距离有关，而分子间距离与物体的体积有关，内能等于所有分子的

动能和势能之和，所以液体的内能与体积有关，故A错误；液体分子间距离比固体分子间

距离大，所以液体分子间的相互作用比固体分子间作用力弱，故B错误；液体分子间的热

运动没有固定的平衡位置，液体分子在某一位置振动以后可以移动到另一个位置，故C错

误；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，在液体表面形成表面张力，露珠呈球

状是由于液体表面张力的作用，故D正确。

答案：D

2.如图所示，4CBD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板，A8和C。是互相垂直的两

条直径，把圆板从图示位置逆时针转90。后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)。

关于圆板，下列说法正确的是()

A.圆板的导电性能具有各向异性

B.圆板是非晶体

C.圆板是多晶体

D.不知有无固定熔点，无法判定圆板是晶体还是非晶体

解析：电流表读数发生变化，说明圆板沿AB和两个方向的导电性能不同，即具有各向

异性，所以圆板是单晶体，A正确，B、C、D错误。

答案：A

3.一定质量的理想气体，在压强不变时，温度每升高1℃,它的体积的增加量（）

A.相同B.逐渐增大

C.逐渐减小D.成正比例地增大

VVVV

解析：气体等压变化，根据盖吕萨克定律彳=C,有"=舒A，则故温度每升高1℃,

它的体积的增加量相同。

答案：A

4.弯曲管子内注有密度为p的水，中间有空气，各管内液面高度差如图中所标，大气压强

为po,重力加速度为g,图中A点处的压强是（）

I。卡

A.po+4pghB.po+3pgh

C.po+2pghD.pgh

解析：同一液体内部等高处的压强处处相等，由图中液面的高度关系可知，封闭气体的压强

为p\—p^+pgh,A点的压强为p,\—p\+pgh=p0+2pgh,故选Co

答案：C

5.新冠疫情期间，我国广大医务工作者表现出的无私无畏的献身精神，

给国人留下了深刻的印象。如图是医务人员为患者输液的示意图。在

输液的过程中，下列说法正确的是（）一

A.A瓶与8瓶中的药液一起用完“要B奉

B.B瓶中的药液先用完IFW

C.随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大沙』A

D.随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变T

解析：在药液从8瓶中流下时，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知气体压

强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶，补充8瓶流失的药液，即8瓶药液液面保持

不变，直到4瓶中药液全部流入B瓶，即A瓶药液先用完，A、B错误；A瓶瓶口处压强和

大气压强相等，但A瓶中液面下降，由液体产生的压强减小，因此A瓶中气体产生的压强

逐渐增大，C正确，D错误。

答案：C

6.在1个标准大气压下，把粗细均匀的玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有:部分充

满水。假设温度不变，则此时管内空气压强相当于（）

A.3个大气压B.2个大气压

C52个大气压D.11个大气压

解析：设管中的气体的初始压强为1个标准大气压㈤，体积为SL,压缩后的压强为p,体

秋为员，根据玻意耳定律有poSL=p-；SL,解得p=2po,故B正确，A、C、D错误。

答案：B

7.如图所示为一定质量的理想气体的J图像，图中为过原点的直线，A、B、C为气体的

三个状态，则下列说法中正确的是（）

A.TA>TB=TC

B.TA>TB>TC

C.TA=TH>TC

D.T,\<TB<TC

解析：从图像可以看出，从4到B为等容变化，压强减小，温度降低，即TA>TB,BC为等

温线，从B到C为等温变化，即7^=Tc,所以A正确，B、C、D三项错误。

答案：A

8.喷雾器装了药液后，上方空气的体积是1.5L,然后用打气筒缓慢地向药液上方打气，如

图所示。打气过程中温度保持不变，每次打进1atm的空气250cm\要使喷雾器里的压强

达到四个标准大气压，则打气筒应打的次数是（）

A.15B.18

C.20D.25

解析：把打进容器内的气体当作整体的一部分，气体质量仍然不变。初始气体压强为po,

末态气体压强为40，压强增为4倍，温度不变，体积必然压缩为原来的;，说明初始体积

为6L,补充的气体和容器中本来就有的气体体积之和为（1.5+0.25〃）L=6L,即”=18,选

项B正确。

答案：B

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）

9.分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容。下列说法正确的是（）

A.用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象

B.同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等

C.荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的原因

D.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

解析：用吸管将牛奶吸入口中是利用了气体的压强，不是毛细现象，A项错误；温度是分子

平均动能的标志，B项正确；液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，存在表面

张力，荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，C项正确；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，具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学

性质具有各向异性的特点，D项正确。

答案：BCD

10.下列说法正确的是（）

A.放飞的氢气球上升到一定的高度会胀破，是因为球内的气体压强增大

B.气体的状态不变，说明气体的体积、压强、温度均不发生变化

C.一定质量的气体，压强不变时，体积也不会变化

D.一定质量的气体，温度不变时，》图像是一条直线，且直线的斜率越大，说明气体温度

越高

解析：随着气球上升，球外空气压强减小，气球体积增大，最终气球会破裂，故A错误；

描述气体的物理量有气体的体积、压强、温度，当这三个物理量不变时，气体的状态不变，

故B正确；由理想气体状态方程华=（7可知，压强不变时，体积可能发生变化，故C错误；

由等温变化pV=C可得p=C=,则J图像是一条直线，直线的斜率越大即pV越大，由理

想气体状态方才畔=（7可知，温度越高，故D正确。

答案：BD

11.如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热气缸内，

活塞可在气缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对理想气体十分缓慢地加热,设气缸处在大气中,

大气压强恒定。经过一段较长时间后，下列说法正确的是（）

A.气缸中气体的压强比加热前要大

B.气缸中气体的压强保持不变

C.气缸中气体的体积比加热前要大

D.活塞在单位时间内受气缸中分子撞击的次数比加热前要少

解析：气缸内封闭气体的压强?=0（）+甘，其中S为活塞的面积，则加热时封闭气体的压强

保持不变，故A项错误，B项正确；封闭气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律知，温度

上升时，气体的体积增大，故C项正确；温度升高，分子的平均动能增加，同时体积增大，

单位体积内气体分子数减少，但气体的压强不变，则加热后活塞在单位时间内受气缸中分子

撞击的次数减少，故D项正确。

答案：BCD

12.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、be、cd和曲这四段过程在pT图

像中都是直线段，曲和A的延长线通过坐标原点。，A垂直于"，ad平行于纵轴。由图

可以判断（）

A.油过程中气体体积不断减小

B.庆过程中气体体积不断减小

C.M过程中气体体积不断增大

D.而过程中气体体积不断增大

解析：由pT图像的特点可知a、Z?在同一条等容线上，体积不变，A错误；c、4在同一条

等容线上，体积不变，C错误；在图像中，图线的斜率越大与之对应的体积越小，因此

6—c的过程体积减小，d—a的过程体积增大，B、D正确。

答案：BD

三、非选择题（本题共6小题，共60分）

13.（6分）如图是探究气体等温变化规律的简易装置图，表中是某小组的数据。

柱塞

序号V7mLp/dO5Pa)pV/(105PamL)

1201.001020.020

2181.095219.714

3161.231319.701

4141.403019.642

5121.635119.621

⑴若要研究P、y之间的关系，绘制图像时应作（选填“pv或）图像。

（2）仔细观察发现，pV的值越来越小，可能的原因是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

解析：（1）由理想气体的状态方程华=C可知，若是作p-y图像，得到的等温线是曲线；若

是作图像，得到的等温线是一条延长线过坐标原点的直线。后者更方便且直观，便于分

析问题，所以作p--图像。

（2）因研究的过程是等温变化，由方程（”表示物质的量，T表示绝对温度，R是常数）

可知，?丫值越来越小，说明〃减小，即物质的量在减小，说明有气体漏出。

答案：⑴高（2）有气体漏出

14.（9分）图甲是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大

型注射器用T形管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积为％,压强为po。T

形管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变,装置密封良好。

大型注射器

压强传感器

1.05Qpo

1.040po

1.03Qpo

1.02%

l.OlQpo

Dbr*ior

HH*；I*|MM|

l.OOQpo0.5Vo-

（1）该装置可用于验证定律。（填写气体实验定律名称）

（2）将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为q2人,压强传感器读

数为"，则此时气球体积为o

（3）继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体

积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图像估算：若初始时注射器内仅

有体积为0.5V。，压强为po的气体，当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为

________poo（结果保留三位小数）

解析：（1）用DIS研究在温度不变时，气体的压强随体积的变化情况，所以该装置可用于验

证玻意耳定律。

（2）将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为0,根据玻意耳定律得pi%=p（M）,

所以读出此时注射器内剩余气体的体积为|丫0,所以此时气球体积为V1-|vo=

poVo_2Vo

pi—3。

(3)由题可知，若初始时注射器内仅有体积为O.5Vo、压强为po的气体，气体全部压入气球后

气球内气体的压强与初始时注射器内体积为Vo、压强为po的气体中的3气体压入气球的压强

相等，结合题图乙可知，剩余的气体的体积约为0.5K,压强略大于po,所以剩余的气体的

体积略小于0.5%,由图可以读出压强约为l.O27po。

答案：⑴玻意耳⑵臂一牛⑶1.027

15.(10分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其体积V与热力学温度T的

关系图像如图所示，已知气体在状态A时的压强PA=PO,线段AB与丫轴平行，BC的延长

线过原点。求：

2也Vo\----------/B

0T<>T

(1)气体在状态B时的压强PB；

(2)气体在状态C时的压强pc和温度Tc;

⑶画出全过程的p-V图像。

解析：(1)4-8为等温变化，由玻意耳定律得，

poVo=PB-2VO,解得PB=；po。

(2)8-C为等压变化，则pc=PB=^po

由卷=并得7c=17bo

(3)如图所示。

答案：(1)^/?o(2)^/?02^°⑶图见解析

16.(10分)如图所示，某洗车的高压水枪由长方体储水箱、空气压缩机、进气管、进水管和

出水管几部分组成，其中储水箱的体积为5m3,底面面积为1n?,出水管紧靠储水箱顶部。

为检测储水箱是否漏气，将4nP的水注入储水箱，关闭进水管阀门；再用空气压缩机将一

大气压下体积为1.4n?空气压入储水箱；打开出水管阀门，查看储水箱内剩余水的体积即可

判别是否漏气。忽略进、出水管及进气管中气体和水的体积。已知一个大气压相当于10m

高的水柱产生的压强，温度保持不变，若储水箱不漏气，求剩余水的体积应为多少？

进水管进气管

储水箱

解析：整个过程中储水箱内温度保持不变，设放水结束后储水箱内气体的压强为P2,体积

为丫2,出水管中超出储水箱内水面的水柱高度为儿根据题意可知

pi=10mH2。，Vi=2.4m3

P2=(10+/7)mH2。，V2=hS

由玻意耳定律可得“％=p2y2

储水箱内剩余水的体积V=5m3-/?5

解得V=3m3o

答案：3m3

17.(12分)自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管上端封闭，并

和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高,

细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到1.05X105pa时，压力传感器使进水阀门关闭，

达到自动控水的目的。已知细管的长度Lo=42cm,管内气体可视为理想气体且温度始终不

变，取大气压po=1.00义1。5Pa,重力加速度g=10m/s：水的密度〃=1.0xl0'kg/nP。洗衣

机停止进水时，求：

(1)细管中被封闭的空气柱的长度L；

⑵洗衣缸内水的高度从

解析：(1)细管中的气体初始压强为po=l.OOX105pa,初始体积为％=LQS,

细管中的气体末态压强为p=1.05X105pa,设末态体积为V=LS,

由玻意耳定律可得加%)=py

解得乙=40cm。

(2)设洗衣机缸与细管中的水面差为△/?,细管中气体的压强为p=pgAh+p0

故洗衣缸内水的高度〃=△/?+(Zo—L)

解得〃=52cm。

答案：⑴40cm⑵52cm

18.(13分)趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人

钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为0.8n?,压强为1.5X105pa。碰撞

时气体最大压缩量是0.08m3,不考虑压缩时气体的温度变化。

(1)求压缩量最大时，球内气体的压强；(结果保留三位有效数字)

(2)为保障游戏安全，球内气体压强不能超过1.75X105pa,那么，在早晨17℃环境下充完

气的碰碰球，球内气体压强为1.5X105Pa,若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计

算判断是否可以安全地在中午37℃的环境下进行碰撞游戏。

解析：(1)碰撞游戏时，气体从初始到压缩量最大的过程中，经历等温变化，由玻意耳定律

有

P\V\=P2Vz2

333

其中pi=1.5Xl()5pa,Vi=0.8m,V2=(0.8-0.08)m=0.72m

代入数据解得p2~1.67X1()5pa。

(2)从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体经历等容变化，由查理定律有蛾=祟

/2/3

其中72=(17+273)K=290K,T3=(37+273)K=310K

中午碰撞游戏时，气体从初始状态到压缩量最大的过程中，气体经历等温变化，由玻意耳定

律有

P3%=P4V'2

5

联立并代入数据解得1.78X1()5pa>i.75X10Pa

所以不能安全地在中午37℃的环境下进行碰撞游戏。

答案：(1)1.67X105pa⑵见解析

章末检测卷

热力学定律

（时间：90分钟满分：100分）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分）

1.如图所示，在紫铜管内滴入乙醛，盖紧管塞。用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被

冲开。管塞被冲开前（）

紫铜管》管塞

\H

A.外界对管内气体做功，气体内能增大

B.管内气体对外界做功，气体内能减小

C.管内气体内能不变，压强变大

D.管内气体内能增大，压强变大

解析：克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增大，温度升高，通过热传递，乙醒的内

能增大，温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开，管塞被冲开前管内气体内能增大，压强变大，

选项D正确。

答案：D

2.下列说法正确的是（）

A.冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵守热力学第二定律

B.空调工作时消耗的电能与室内温度降低所放出的热量可以相等

C.自发的热传递是不可逆的

D.不可能通过给物体加热而使它运动起来，因为其违背热力学第一定律

解析：冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，但要消耗电能，因此遵守热力学第二定律，

故A错误；空调工作时消耗的电能大于室内温度降低所放出的热量，故B错误；一切与热

现象有关的宏观过程都是不可逆的，故C正确；不可能通过给物体加热而使它运动起来，

因为其违背热力学第二定律，故D错误。

答案：C

3.关于能量的转化，下列说法正确的是（）

A.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行

B.空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

C.热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化

D.自然界中能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高

解析：根据热力学第二定律可知，宏观热现象具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不

一定能自发地进行，故A错误；热传递存在方向性是说热量只能自发地从高温物体传向低

温物体，空调在工作过程中消耗了电能，故B错误；热量不可能由低温物体传给高温物体

而不发生其他变化，故C正确；根据能量守恒定律可知，自然界中能量的总量保持不变，

但根据热力学第二定律可知，能量转化具有方向性，能量耗散使能量的可利用性在逐步降低，

故D错误。

答案:C

4.关于能量和能源，下列说法正确的是（）

A.化石能源是清洁能源，水能是可再生能源

B.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造

C.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源

D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了

解析：化石能源在燃烧时放出S02、C02等气体，形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不

是清洁能源，选项A错误；能量是守恒的，在能源的利用过程中，能量品质会下降，故要

节约能源，选项B、C均错误，D正确。

答案：D

5.如图所示，气缸内封闭一定质量的理想气体，芯小额

活塞通过定滑轮与一重物相连并处于静止状态，

此时活塞到缸口的距离〃=0.2m,活塞面积h匚^

S=10cn?,封闭气体的压强p=5XIO'Pa。-：

---wy,

现通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢

上升直至缸口。在此过程中封闭气体吸收了Q=60J的热量，假设气缸壁和活塞都是绝热的,

活塞质量及一切摩擦力不计，则在此过程中气体内能的增加量为（）

A.70JB.60J

C.50JD.I0J

解析：活塞移动过程中，气缸内气体对外界做功W=Fs=pS/?=10J,根据热力学第一定律

有AU=Q—W=60J-10J=50J,故C正确。

答案：C

6.一定质量的理想气体在某一过程中压强p=1.0Xl（）5Pa保持不变，体积增大100cn?,

气体内能增加了50J,则此过程（）

A.气体从外界吸收50J的热量

B.气体从外界吸收60J的热量

C.气体向外界放出50J的热量

D.气体向外界放出60J的热量

解析：气体体枳增大lOOcnP,所以气体对外界做功W=/MH=1.0X105x100X10-6=]0j,

而气体内能增加了50J,根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量。=60J,故B正确,

A、C、D错误。

答案：B

7.如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插

在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象。根据这一现象,

下列说法中正确的是（）

A.这一过程违反了热力学第二定律

B.这一过程违反了热力学第一定律

C.热水和冷水的温度将发生变化

D.这一过程违反了能量守恒定律

解析：热力学第二定律由实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二

定律，故A错误；吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B错

误；在实脸过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一

定会降温，冷水一定会升温，故C正确；能量守恒定律是普遍定律，在实验过程中，热水

的内能部分转化成电能，有电阻的位置都会产生热能，符合能量守恒定律，故D错误。

答案：C

8.用隔板将一绝热容器隔成A和8两部分，A中盛有一定质量的理想气体，8为真空（如图

甲所示），现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图乙所示），这个过程称为气体的

自由膨胀。下列说法正确的是（）

A.自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动

B.自由膨胀前后，气体的压强不变

C.自由膨胀前后，气体的温度不变

D.容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到4部分

解析：由分子动理论知，气体分子的热运动是永不停息的无规则运动，故选项A错误；由

能量守恒定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量理想气体的内能只与温度有关，所

以气体的温度不变，故选项C正确；由牛=C知，气体压强变小，故选项B错误；由热力

学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界影响的情况下，容器中的气体不能自

发地全部回到容器的A部分，故选项D错误。

答案:C

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）

9.电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置，压缩机工作时，强迫制冷剂在

冰箱内外的管道中不断循环，实现制冷作用。下列说法正确的是（）

A.打开冰箱门让压缩机一直工作，可使室内温度逐渐降低

B.在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量

C.在电冰箱的外管道中，制冷剂被剧烈压缩放出热量

D.电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律

解析：电冰箱工作过程中，消耗电能的同时部分电能转化为内能，故打开冰箱门，室内温度

不可能降低，选项A错误；制冷剂在内管道膨胀吸热，在外管道被压缩放热，选项B、C

正确；电冰箱的工作原理并不违背热力学第二定律，选项D错误。

答案：BC

10.如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad

平行于横坐标轴，A平行于纵坐标轴，必的延长线过原点。以下说法正确的是（)

A.从状态4到c,气体不吸热也不放热

B.从状态c到从气体放热

C.从状态。到d,气体对外做功

D.从状态到“，气体吸热

解析：从状态d到c,温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，

对外做功，要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A错误；气体从状态c到状态b是

一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小，就一定要

伴随放热，故选项B正确；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增

大，所以气体要对外做功，选项C正确；气体从状态h到状态〃是个等容变化过程，随压

强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，没有做功，

气体内能的增大是因为气体吸热，故选项D正确。

答案：BCD

11.如图是某研究小组为了探究“鱼鳏的作用”所制作的装置。具体制作方法如下：在大号

可乐瓶中注入半瓶水，在一个小气球中放入几枚硬币并充入少量空气（忽略气体的分子势能）,

将其装入可乐瓶中。通过在水中放盐改变水的密度后，使气球恰好悬浮于水中，并拧紧瓶盖。

设初始时瓶中气体、水及外界大气的温度相同。当用手挤压“可乐瓶”的上半部分时，下列

说法正确的是（）

A.快速挤压时,瓶内气体压强变大

B.快速挤压时,瓶内气体温度不变

C.快速挤压时,瓶内气体体积不变

D.缓慢挤压时，瓶内气体温度不变

解析：快速挤压气体时，外界对它做功，来不及传递热量，由W+Q=AU知瓶内气体内能

增大，温度上升，体积变小，瓶内压强变大，A正确，B、C错误；缓慢挤压时，温度不变，

体积变小，瓶内压强变大，D正确。

答案：AD

12.大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰・维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所

示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底

端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁

球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回

斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔尸处又掉

下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在

1878年，即在能量守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，

正确的认识应该是（）

A.不符合理论规律，一定不可能实现

B.如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现

C.如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实

现

D.违背能量守恒定律，不可能实现

解析：磁铁吸引小球上升，要消耗磁铁的磁场能，时间长了磁铁的磁性就会逐步减弱，直至

不能把小球吸引上去，该思想违背了能量守恒定律，不可能实现。

答案：AD

三、非选择题（本题共6小题，共60分）

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