高中物理 选修三 教师用书 章末检测试卷(二)

章末检测试卷(二)(满分：100分)一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．1．如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，那么下述结论正确的是()A．它一定不是单晶体 B．它一定是多晶体C．它一定是非晶体 D．它不一定是非晶体答案D解析多晶体和非晶体都表现出各向同性，单晶体也只是在某些物理性质上表现出各向异性，故正确答案为D.2．(2022·江苏苏州中学高二期中)下列说法不正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关答案B解析把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力，A正确；由于油脂将水及玻璃隔开，而水与油脂是不浸润的，故水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，水浸润玻璃，故在干净的玻璃板上不能形成水珠，B错误；在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴处于完全失重状态，故水滴由于表面张力的原因而呈球形，C正确；由于不同物质之间的分子作用力不同，可能是引力也可能是斥力，故毛细管中的液面有的升高，有的降低，与液体的种类和毛细管的材质有关，D正确．3．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B都很干净，则()A．固体A和毛细管B可能是同种材料B．固体A和毛细管B一定不是同种材料C．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大D．液体对毛细管B不浸润答案B解析由题图中的现象知，该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，A、B一定不是同种材料，A、D错误，B正确；由液体不浸润固体A而浸润毛细管B可知，C错误．4.如图所示，表示一定质量的气体的状态由A→B→C→A的图像，其中AB的反向延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是()A．A→B过程气体压强增加B．B→C过程气体压强不变C．C→A过程气体单位体积内的分子数减少D．A→B过程气体分子平均动能增大答案D解析过各点的等压线如图所示，从状态A到状态B，在同一条过原点的倾斜直线上，所以A→B过程气体压强不变，A错误；从状态B到状态C，图线上的点与原点连线的斜率变大，则压强变小，B错误；从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增多，C错误；从状态A到状态B，温度升高，则气体分子平均动能增大，D正确．5．(2022·江苏亭湖高中高二期中)如图所示为0.3mol的某种气体的压强和温度关系的p－t图线．p0表示1个标准大气压，标准状况(0℃，1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4L/mol.则在状态B时气体的体积为()A．5.6L B．3.2LC．1.2L D．8.4L答案D解析此气体A＝22.4×0.3L＝6.72L，由p－t图线所示，从压强为p0到A状态，气体做等容变化，A状态时气体的体积为6.72L，温度为TA＝(127＋273)K＝400K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为TB＝(227＋273)K＝500K，根据盖－吕萨克定律eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)得VB＝eq\f(VATB,TA)＝eq\f(6.72×500,400)L＝8.4L，故选D.6．(2021·江苏省镇江第一中学高二月考)某自行车轮胎的容积为V.里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为多少的空气()A.eq\f(p0,p)V B.eq\f(p,p0)VC．(eq\f(p,p0)－1)V D．(eq\f(p,p0)＋1)V答案C解析气体做等温变化，设充入V′的气体，有p0V＋p0V′＝pV，所以V′＝eq\f(p－p0,p0)V＝(eq\f(p,p0)－1)V，C正确．7.如图，竖直导热圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19cm，活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0＝75cmHg，则此时气柱的长为()A．16cmB．17cmC．18cmD．19cm答案B解析使活塞B缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗筒内的水银柱高5cm，因粗筒cm，所以此时气体的压强为p2＝p0＋ρgH′＝95cmHg，设粗筒的横截面积为S，水银的一半被推入细筒中时气柱的长为l，根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2，V1＝LS，V2＝lS，p1＝85cmHg，解得l＝17cm，故B正确，A、C、D错误．8.(2021·江苏省扬州中学高二月考)如图所示，三根相同的粗细均匀的玻璃管，管内有水银柱封住一部分空气，水银柱高度h甲<h乙＝h丙，当它们开口向上竖直放置时，管内封闭的气体体积V甲＝V乙>V丙，管内气体初始温度相同．若使管内气体升高相同的温度时，管内水银柱向上移动最多的是()A．丙管 B．甲管和乙管C．乙管和丙管 D．三管一样多答案B丙，管内水银柱向上移动最多的是甲管和乙管，故选B.9.(2021·江苏省扬州中学高二期中)如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端浸入固定在地面上的水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管，此时管内外水银面高度差为h1，弹簧测力计示数为F1.若吸走槽中的部分水银，管口未离开水银面，待稳定后管内外水银面高度差为h2，弹簧测力计示数为F2，则()A．h2＞h1，F2＝F1 B．h2＜h1，F2＝F1C．h2＞h1，F2＞F1 D．h2＜h1，F2＞F1答案C解析因为实验中，玻璃管内封闭了一段空气，因此，大气压＝玻璃管中水银柱产生的压强＋封闭空气的压强，大气压不变的情况下，吸走槽中的部分水银，管口未离开水银面，封闭空气的体积变大，压强变小，同时水银柱的高度h也会适当增加，即h2＞h1；向上的拉力F与水银柱和管整体的重力相平衡，而水银柱的高度h变大，所以水银柱的重力变大，拉力F的大小会变大，即F2＞F1，故C正确．10．(2021·江苏泰州中学高二期中)如图所示，一竖直放置的汽缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸导热性能良好．现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．若m＝eq\f(p0S,g)，活塞下移eq\f(L,3)B．若m＝eq\f(p0S,2g)，活塞下移eq\f(2L,3)C．若m＝eq\f(p0S,g)，气室1内气体压强为3p0D．若m＝eq\f(3p0S,g)，气室1内气体压强为3p0答案D解析若m＝eq\f(p0S,g)，对活塞AB有pS＝p0S＋mg，解得p＝2p0，即气室1内气体压强为2p0；单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变，根据玻意耳定律得pxS＝p0LS，解得x＝eq\f(L,2)，所以活塞下移eq\f(L,2)，A、C错误．若m＝eq\f(p0S,2g)，对活塞AB有pS＝p0S＋mg，解得p＝1.5p0，单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变，根据玻意耳定律得pxS＝p0LS，解得x＝eq\f(2L,3)，所以活塞下移Δx＝L－x＝eq\f(L,3)，B错误；若m＝eq\f(3p0S,g)，对活塞AB有pS＝p0S＋mg，解得p＝4p0，单向阀门打开，如果气室2的气体未完全进入气室1，则有p0LS＋2p0LS＝4p0xS，解得x＝eq\f(3L,4)，假设不成立，所以气体完全进入气室1，则有p0LS＋2p0LS＝pxLS，解得px＝3p0，D正确．二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．11．(8分)某小组利用如图所示装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”，图中装置1为压强传感器，装置2为数据采集器．带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积V，实验所用测量压强的装置较特殊，测量的是注射器内部气体和外部大气(压强为p0)的压强差Δp，在多次改变体积后，得到如下数据：Δp/(×105Pa)00.110.250.430.67V/mL109876(1)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了________．(2)研究小组基于数据，以Δp为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是________．(3)若图像斜率为k，该直线的函数表达式是________，图像纵轴截距的绝对值的物理含义是________．答案(1)充分进行热交换，保持封闭气体的温度不变(2分)(2)eq\f(1,V)(2分)(3)Δp＝eq\f(k,V)－p0(2分)大气压强(2分)解析(1)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了充分进行热交换，保持封闭气体的温度不变．(2)封闭气体的压强p＝p0＋Δp，根据pV＝C得(p0＋Δp)V＝C.变形得Δp＝C·eq\f(1,V)－p0，则以Δp为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是eq\f(1,V).(3)据题知，C＝k，整理得Δp＝k·eq\f(1,V)－p0，可知图像纵轴截距的绝对值的物理含义是大气压强．12．(12分)(2021·江苏邗江中学高二期中)如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中TA的温度值．(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．答案见解析解析(1)从题图甲所示图像可知，A与B连线的延长线过原点，即V与T成正比，由理想气体状态方程可知，A→B是等压变化，即pA＝pB.(2分)由题图甲所示图像可知，气体在A点的状态参量VA＝0.4m3在B点，气体的状态参量VB＝0.6m3，TB＝300K(1分)从A到B气体发生等压变化，由盖－吕萨克定律得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)(2分)解得TA＝200K(1分)(2)pA＝pB＝1.5×105Pa(1分)由题图甲所示图像可知，TB＝300K，TC＝400K(1分)从B到C气体发生等容变化，由查理定律得eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)(1分)解得pC＝2.0×105Pa(1分)由状态A→B→C的p－T图像如图所示．(2分)13．(12分)如图所示，一粗细均匀的“山”形管竖直放置，A管上端封闭，B管上端与大气相通，C管内装有带柄的活塞，活塞下方直接与水银接触．A管上方用水银封有长度L＝10cm的空气柱，温度t1＝27℃；B管水银面比A管中高出h＝4cm.已知大气压强p0＝76cmHg.为了使A、B管中的水银面等高，可以用以下两种方法：(1)固定C管中的活塞，改变A管中气体的温度，使A、B管中的水银面等高，求此时A管中气体的热力学温度T2；(2)在温度不变的条件下，向上抽动活塞，使A、B管中的水银面等高，求活塞上移的距离ΔL.(结果保留一位小数)答案(1)228K(2)5.1cm解析(1)设“山”形管的横截面积为S，对A部分气体，初态有p1＝p0＋4cmHg＝76cmHg＋4cmHg＝80cmHg，气柱长度为L＝10cm，末态有p2＝76cmHg，L′＝8cm(2分)根据理想气体状态方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，故有eq\f(p1LS,T1)＝eq\f(p2L′S,T2)(2分)解得T2＝228K(2分)(2)由于T不变，则根据玻意耳定律可得p1V1＝p3V3，即有p1LS＝p0L3S(2分)解得L3≈10.526cm(2分)所以C管中水银长度的增加量为ΔL＝4cm＋0.526cm＋0.526cm≈5.1cm(2分)即活塞上移的距离为5.1cm.14．(14分)在室温条件下研究等容变化，实验装置如图所示，由于不慎使水银压强计左管水银面下h＝10cm处有长为L＝4cm的空气柱．开始时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面，水温为7℃，后来对水加热，使水温上升到77℃，并通过调节压强计的右管，使左管水银面仍在原来的位置．若大气压为76cmHg，求：(1)加热后左管水银面下空气柱的长度L′；(结果保留一位小数)．(2)加热后，压强计两管水银面的高度差Δh.答案(1)3.3cm(2)20.7cm解析(1)对于A气体的等容变化，有：pA1＝(76＋14)cmHg－10cmHg＝80cmHg(2分)则根据查理定律有：eq\f(pA1,TA1)＝eq\f(pA2,TA2)(1分)解得：pA2＝100cmHg(1分)对于B气体的等温变化，有：pB1＝76cmHg＋14cmHg＝90cmHg(2分)pB2＝100cmHg＋10cmHg＝110cmHg(1分)根据玻意耳定律，有：pB1VB1＝pB2VB2(1分)代入数据解得：L′≈