2025高考物理 人教版选择性必修第3册专项复习第2章　1含答案

2025高考物理人教版选择性必修第3册专项复习第2章1含答案第二章1.基础达标练1．(多选)关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是()A．具有相同内能的两物体达到热平衡B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡C．1K就是1℃D．冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡答案：BD解析：两物体达到热平衡的标志是它们的温度相同，温度相同的物体不一定有相同的内能，故A错误；体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡，从而显示温度，故B正确；1K约等于－272℃，故C错误；两物体达到热平衡的标志是他们的温度相同，或者是他们的冷热程度相同，故D正确。2．(多选)两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了5K，另一个系统的温度升高了5℃，下列说法正确的是(B)A．两个系统不再是热平衡状态了B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化D．两个系统的状态都没有发生变化答案：BC解析：由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态，A错误，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，C正确，D错误。3．(多选)下列关于热力学温标的说法中正确的是(A)A．热力学温标是一种更为科学的温标B．热力学温标的0K等于－273.15℃，叫绝对零度C．气体温度趋近于绝对零度时其体积为零D．在绝对零度附近气体已液化或凝固答案：ABD解析：热力学温标在科学计算中使热力学方程更简单、更科学，A正确；绝对零度是热力学温标的最低温度，等于－273.15℃，B正确；气体趋近于绝对零度时，已液化或凝固，但有体积，C错误，D正确。故选ABD。4．(多选)伽利略在1593年制造了世界上第一只温度计——空气温度计，如图所示。一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则(C)A．该温度计的测温物质是槽中的液体B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制成的答案：CD解析：细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物质是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制成的，故C、D正确。5．(多选)严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的温度，某同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是(B)A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出温度计的示数B．取一空的塑料瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即读出温度计的示数C．若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度4KD．若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度277.15K答案：BD解析：要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡才能读出准确的示数，把温度计取出来，显示的不再是原热平衡状态下的温度，由于T＝t＋273.15K＝(4＋273.15)K＝277.15K，故B、D正确。6．(多选)下列有关热平衡的说法，不正确的是(A)A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究三个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别答案：ABD解析：处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错误，符合题意；热平衡定律对多个系统也适用，故B错误，符合题意；由热平衡的意义可知如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态，故C正确，不符合题意；温度相同是热平衡的标志，故D错误，符合题意。7．下面关于温度的叙述不正确的是(A)A．温度就是温标B．两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同C．温度是分子热运动平均动能的标志D．温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度答案：A解析：温度是表示物体的冷热程度的物理量，它反映物体内部分子热运动的状况。分子热运动越快，温度就越高。温标是衡量温度高低的标尺，它是描述温度数值的统一表示方法，故温度不是温标，故A错误；两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同，故B正确；根据分子动理论，温度是分子热运动平均动能的标志，故C正确；温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度，故D正确。8．在某一水银温度计管上刻有150格均匀的标度，在标准大气压下，当温度计的玻璃泡浸入冰水混合物中时，水银柱位置在40刻度处；当玻璃泡浸入沸水中时，水银柱的位置在90刻度处。当水银柱上升到100刻度处时，实际温度是多少摄氏度？相当于热力学温度多少开？答案：120℃393.15K解析：摄氏温标规定：标准大气压下冰水混合物的温度为0℃，沸水温度为100℃。由此可见，题中所说的40刻度处就是0℃，90刻度处就是100℃。从40到90有50等份，每1等份的实际温度是eq\f(100,50)℃＝2℃。当水银柱上升到100刻度处时，共占有的等份数是：100－40＝60。所以100刻度处的实际温度是：2℃×60＝120℃。由热力学温度与摄氏温度的关系式T＝t＋273.15K可得，120℃相当于热力学温度T＝(120＋273.15)K＝393.15K。即该温度计100刻度处相当于393.15K。能力提升练9．关于热平衡，下列说法错误的是(B)A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡D．两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡答案：B解析：当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相同，即达到热平衡，故A、D正确；两个物体的温度相同时，不会发生热传递，故B错误；若a与b、c分别达到热平衡，三者温度一定相同，则b、c之间也达到了热平衡，故C正确。10．(2023·河北曲周一中高二下测试)温度计是生活、生产中常用的测量装置。如图为一简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为(C)A．20℃、80℃、64℃B．20℃、80℃、68℃C．80℃、20℃、32℃D．80℃、20℃、34℃答案：C解析：此简易温度计是利用气体的热胀冷缩原理制成的，温度升高时，烧瓶内气体膨胀，有色水柱上升；温度降低时，烧瓶内气体收缩，有色水柱下降，已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，可得A对应温度为80℃，D对应温度为20℃；A、D间刻度均匀分布，每格表示eq\f(80℃－20℃,15)＝4℃，则有色水柱下端所示温度为20℃＋3×4℃＝32℃，故选项C正确。11．(2024·通化高二校考阶段练习)如图所示，一绝热汽缸由导热隔板分为左右两部分，隔板可沿汽缸内壁无摩擦滑动，汽缸两侧充有同种气体(可视为理想气体)。缓慢推动绝热活塞压缩右侧气体，当左右两侧气体达到新的热平衡时，以下说法正确的是(A)A．两侧气体的温度相等B．右侧气体分子的平均速率大于左侧气体分子的平均速率C．右侧气体压强大于左侧气体压强D．汽缸内每个气体分子的动能均相等答案：A解析：由热平衡定律可知，当左右两侧气体达到新的热平衡时，两侧气体温度相等，故A正确；温度是分子平均动能的标志，所以两侧气体分子的平均动能相等，由于汽缸两侧充有同种气体，则两侧气体分子的平均速率相等，故B错误；当左右两侧气体达到新的热平衡时，右侧气体压强等于左侧气体压强，故C错误；两侧气体分子的平均动能相等，但不能说明汽缸内每个气体分子的动能均相等，故D错误。故选A。12．(多选)下列关于热力学温标与摄氏温标的说法不正确的是(C)A．热力学温标与摄氏温标的每一分度的大小是相同的B．热力学温标的0K对应于－273.15℃C．温度升高3℃，在热力学温标中温度升高276.15KD．热力学温标是由摄氏温标导出的答案：CD解析：由T＝t＋273.15K，得知ΔT＝Δt，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，故A正确；热力学温度与摄氏温度的关系是T＝t＋273.15K，可知，当T＝0K时t＝－273.15℃，故B正确；温度升高3℃也就是温度升高了3K，故C错误；摄氏温标由热力学温标导出，故D错误。13．下列关于热现象的说法中正确的是(C)A．热力学系统的平衡态是一种定态平衡B．温度高的物体比温度低的物体热量多C．相互间达到热平衡的两物体的内能不一定相等D．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，说明悬浮颗粒中分子热运动剧烈答案：C解析：热力学系统的平衡态是大量分子的平均效果，是动态平衡，故A错误；热量是过程量，不能说含有热量多少，故B错误；相互间达到热平衡状态的两个物体温度一定相等，内能不一定相等，故C正确；液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，说明了液体分子热运动剧烈，故D错误。14．(多选)在应用物理知识分析解决问题的过程中，常常需要根据问题情境的描述提取有用信息、做出正确的判断。以下判断正确的是(A)A．从“物体在光滑的水平面上运动”判断“物体不受摩擦力”B．从“物体的温度保持不变”判断“物体的内能不变”C．从“1个标准大气压下把水烧开”判断“水末温为100℃”D．从“两只灯泡串联”判断“通过两灯丝的电流相等”答案：ACD解析：接触面粗糙是摩擦力存在的必要条件，所以从“物体在光滑的水平面上运动”可以判断“物体不受摩擦力”，故A正确；物体的内能包括所有分子的动能和分子间势能之和，若“物体的温度保持不变”，说明所有分子的总动能不变，但是分子间势能可能发生变化，不能判断“物体的内能不变”，故B错误；标准大气压下水的沸点为100℃，所以从“1个标准大气压下把水烧开”可以判断“水末温为100℃”，故C正确；串联部分电流处处相等，所以从“两只灯泡串联”可以判断“通过两灯丝的电流相等”，故D正确。第一章2.第1课时基础达标练1．(2024·山东滨州期中)在均匀直玻璃管中有一段12cm长的水银柱封住了一定质量的气体，若将玻璃管开口向上放置在倾角θ＝30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76cmHg)(A)A．76cmHg B．82cmHgC．88cmHg D．70cmHg答案：A解析：水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理。水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成的系统的加速度a＝gsinθ，所以对水银柱，由牛顿第二定律得p0S＋mgsinθ－pS＝ma，故p＝p0，A正确。2．(2023·山东济南外国语学校高二下测试)一定质量的气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小2atm时，体积变化了4L，则该气体原来的体积为(B)A．eq\f(4,3)L B．2LC．eq\f(8,3)L D．3L答案：B解析：气体初状态的压强p1＝3atm，体积V1＝V；末状态的压强p2＝1atm，体积V2＝V＋4L。由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，即3atm×V＝1atm×(V＋4L)，解得V＝2L，故B正确。3．(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线(双曲线)，则下列说法正确的是(A)A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的C．一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越小D．由图可知T1<T2答案：ABD解析：由于等温线是一条双曲线，它表明在温度保持不变的情况下，气体的压强与体积成反比，A正确；一定质量的气体，在不同温度、相同压强的情况下，体积不同，因此等温线不同，B正确；对一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越大，图像离坐标轴越远，故T1<T2，C错误，D正确。4．(多选)如图所示，L形直角细管，管内两水银柱长度分别为56cm和40cm，其中弯角部分的水银柱在竖直管和水平管中的长度均为20cm，竖直管和水平管各封闭了一段气体A和B，长度分别为19cm和28cm。且上端水银面恰至管口，外界大气压强为76cmHg，现以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，此过程中(A)A．气体B的长度变化量为28cmB．气体A的长度变化量为33cmC．溢出的水银柱长度为42cmD．溢出的水银柱长度为14cm答案：AC解析：由图可知，初始状态，气体A的压强为pA＝76＋56cmHg＝132cmHg，气体B的压强为pB＝76＋56＋20cmHg＝152cmHg，以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，假设稳定后，水银柱均水平，则两部分气体压强均等于大气压强，为76cmHg，根据玻意耳定律pALAS＝pLA′S，pBLBS＝pLB′S，解得LA′＝33cm，LB′＝56cm，由于ΔLB＝LB′－LB＝28cm>20cm，假设成立，故气体B的长度变化量为28cm，故A正确；气体A的长度变化量为ΔLA＝LA′－LA＝14cm，故B错误；溢出的水银柱长度为L＝ΔLA＋ΔLB＝42cm，故C正确，D错误。5．为了直观地描述一定质量气体在等温变化时压强p与体积V的关系，通常建立p－V坐标系来研究。该气体在T1、T2温度下的等温线(为双曲线的一支)如图所示，则它的p－eq\f(1,V)图像应为(B)答案：B解析：根据玻意耳定律pV＝C，C与温度有关，温度越高，C越大，可知p与V之积越大表示温度越高，则T2>T1；根据pV＝C可知p＝eq\f(1,V)·C，故p与eq\f(1,V)成正比，p－eq\f(1,V)图线的延长线过原点，且温度越高图线的斜率越大，故B正确。6．如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则试管将(B)A．加速上浮B．加速下沉C．保持静止D．以原静止位置为平衡位置上下振动答案：B解析：题图中试管在水下某深度处于静止状态，浮力(等于排开水的重力)与试管重力相平衡，当试管中空气压强稍大些，即试管稍下移或向广口瓶中加水时，试管内的空气被压缩，浮力将减小，试管将下沉，在下沉的过程中，空气所受压强越来越大，浮力越来越小，试管将加速下沉，故B正确。7．如图所示，竖直放置的一根上端开口、下端封闭、长为90cm的细玻璃管，内有两段长度均为15cm的水银柱，封闭了长度均为15cm的A、B两段空气柱，已知大气压强p0＝75cmHg，环境温度保持不变。(1)求两段空气柱的压强之比pA∶pB。(2)若缓慢将此玻璃管倒置，试通过计算判断水银会不会从玻璃管口漏出。答案：(1)pA∶pB＝6∶7(2)不会从玻璃管口漏出解析：(1)A段空气柱的压强：pA＝p0＋ph＝90cmHgB段空气柱的压强pB＝pA＋ph＝105cmHg则pA∶pB＝6∶7。(2)玻璃管倒置，A、B两段气体均发生等温变化，假设没有水银漏出对A段气体：pA′＝p0－ph＝60cmHg，pAhS＝pA′hAS，解得hA＝22.5cm对B段气体：pB′＝pA′－ph＝45cmHg，pBhS＝pB′hBS，解得hB＝35cm两段水银柱和两段空气柱总长度为x，则x＝hA＋hB＋2h＝87.5cm<90cm。可知水银不会从玻璃管口漏出。能力提升练8．如图所示为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0、压强为p0的气体。当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体温度保持不变，当单个气泡体积被压缩到V时，单个气泡与物品接触面的面积为S，则此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力为(A)A．eq\f(p0V0S,V) B．eq\f(V0S,Vp0)C．eq\f(p0S,V) D．eq\f(V0p0,SV)答案：A解析：取单个气泡研究，据p0V0＝pV知，压缩后气体的压强p＝eq\f(p0V0,V)，则每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力F＝pS＝eq\f(p0V0S,V)，选项A正确。9．如图所示，两端封闭的等臂U形管中，两边的空气柱a和b被水银柱隔开，当U形管竖直放置时，两空气柱的高度差为H。现在将该U形管平放，使两臂处于同一水平面上，稳定后两空气柱的长度差为L。若温度不变，关于L和H的大小有(A)A．L>H B．L<HC．L＝H D．无法判断答案：A解析：假设U形管平放后两部分气体的体积不变，即L和H的大小相等。在竖直状态时可以判断出左侧空气柱压强应比右侧空气柱压强大，如果水平时L和H相等，两端的气柱体积不变，压强也不变。此时水银柱会在两个大小不等的压强作用下移动，即原来左侧的空气柱变长，原来右侧的空气柱变短，则可知L>H，A正确。10．医院里的某一氧气瓶的容积为20L，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。病人每天吸氧需要消耗1个大气压的氧气30L，当氧气瓶中氧气的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若病人吸氧过程中氧气的温度保持不变，则这瓶氧气重新充气前可供病人吸氧的天数为(C)A．6天 B．10天C．12天 D．18天答案：C解析：由于温度不变，以氧气瓶中原来气体为研究对象，由p1V1＝p2V2可知，当p2＝2atm时，V2＝eq\f(p1V1,p2)＝200L，此时要重新充气，病人用去氧气体积V3＝180L，再由n×1atm×V0＝2atm×V3可知，吸氧天数n＝eq\f(180×2,1×30)＝12，故选C。11．(2024·河北模拟预测)某同学制作了一个简易的大气压强测量计。如图所示，用胶塞封闭体积为V0的广口瓶。U形玻璃管倒插入广口瓶，用胶管与直玻璃管连接，内部充有一定水。测量时首先打开胶塞再重新封闭，调整胶管使U形管水面与直玻璃管水面相平，并记录U形管左侧水面位置k。现用容积为ΔV的注射器注入与大气压强相等的气体，上下调整直玻璃管，使U形管左侧水面仍在k位置，测出直玻璃管液面p到k位置的高度差为Δh，已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计U形管的体积，则大气压强为(B)A．eq\f(ρgΔhΔV,V0) B．eq\f(ρgΔhV0,ΔV)C．eq\f(ρgΔh\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(V0－ΔV)),ΔV) D．eq\f(ρgΔh\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(V0＋ΔV)),ΔV)答案：B解析：根据玻意耳定律可得p0(V0＋ΔV)＝(p0＋ρgΔh)V0，解得p0＝eq\f(ρgΔhV0,ΔV)，故选B。12．如图，U形细管左端开口，右端封闭。右边封闭一定质量的气体，气柱长度为9cm；左边用5cm高水银柱也封闭有一定质量的气体，管内下方装有水银。两边气柱下端液面高度差为20cm，大气压为75cmHg。现向左边注入一部分水银，发现右边液面上升了3cm。气体温度均保持不变。求：(1)左边注入水银后，右边气柱压强的数值；(2)左边注入水银的高度。答案：(1)90cmHg(2)36cm解