人教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体和液体质量评估含答案 试卷

这是一份人教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体和液体质量评估含答案，共10页。
第二章质量评估 (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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组,对晶体和液晶的特点展开了讨论.他们的说法正确的是 (　　)A.甲说,晶体有单晶体和多晶体,单晶体有天然规则的几何外形B.乙说,多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的熔点C.丙说,液晶就是液态的晶体,其光学性质与晶体相似,具有各向异性D.丁说,液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态,它具有液体的流动性,又像非晶体那样具有光学各向同性解析:单晶体具有天然规则的几何形状,而多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,无论是多晶体还是单晶体都有确定的熔点,A正确,B错误.液晶像液体一样具有流动性,但不能说它是液态的晶体,它的光学性质具有各向异性,C、D错误.答案:A2.在25 ℃左右的室内,将一支温度计从酒精中拿出,观察它的示数变化情况是 (　　)A.温度计示数上升B.温度计示数下降C.温度计示数不变D.温度计示数先下降后上升解析:由于温度计上的酒精蒸发,带走热量,故温度计的示数下降,然后再升回25 ℃,所以温度计的示数先下降后上升,选项D正确.答案:D3.温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,下列物理量一定相同的是 (　　)A.内能　　　　　　　　B.分子平均动能C.分子势能           D.分子平均速率解析:这两块金属质量不一定相同,分子势能和内能不一定相同,故选项A、C错误.温度是分子平均动能的标志.温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,温度相同,分子的平均动能相同,但这两块金属的分子质量不确定,所以分子平均速率也不确定,故选项B正确,选项D错误.答案:B4.下图是一定质量的某种气体的等压线,比较等压线上的A、B两个状态,下列说法正确的是 (　　)A.在相同时间内撞在单位面积上的分子数B状态较多B.在相同时间内撞在单位面积上的分子数A状态较多C.A状态对应的分子平均动能大D.单位体积的分子数A状态较少解析:由题意可知一定质量的某种气体在A、B两个状态的压强相等,而A状态温度低,分子平均动能小,平均每个分子对器壁的撞击力小,而两状态压强相等,则相同时间内撞在单位面积上的分子数A状态一定较多,故A、C错误,B正确.一定质量的气体,分子总数不变,VB>VA,单位体积的分子数A状态较多,D错误.答案:B5.一定质量的某种理想气体保持温度不变,当体积膨胀为原来的10倍时,则              (　　)A.气体分子数变为原来的10倍B.气体分子的平均动能变为原来的C.气体分子的数密度变为原来的D.器壁的同一面积上单位时间所受气体分子的平均作用力增大解析:气体的质量不变,分子总数是不变的.又因为温度恒定,故分子平均动能不变.体积膨胀为原来的10倍,气体分子的数密度变为原来的,压强变为原来的,故器壁的同一面积上单位时间所受分子的平均作用力也变为原来的,C正确.答案:C6.容积V=20 L的钢瓶充满氧气后,压强p=3×106 Pa,打开钢瓶阀门,将氧气分装到容积为V'=5 L的小钢瓶中去,小瓶子已抽成真空.分装完成后,每个小钢瓶的压强p'=2×105 Pa.在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变,那么最多可能装 (　　)A.4瓶          B.50瓶         C.56瓶     D.60瓶解析:设最多可装的瓶数为n,由等温变化公式得pV=p'V+np'V',解得n==56,C正确.答案:C7.如图所示,一端封闭的玻璃管,开口向下竖直插在水银槽里,管内封有长度分别为l1和l2的两段理想气体.外界温度和大气压均不变,当将管慢慢地向上提起时,管内气柱的长度 (　　)A.l1变小,l2变大        B.l1变大,l2变小C.l1、l2都变小        D.l1、l2都变大解析:假设上段空气柱长度不变,则下段空气柱长度变大,下段封闭气体体积变大,其产生的压强减小,导致上段空气柱产生的压强减小,而pV为恒量,得l1也变大.答案:D二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.一定质量的某种理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是(　　)A.A→B温度升高,压强不变B.B→C体积不变,压强变大C.C→D体积变小,压强变大D.D状态的压强比A状态的压强小解析:在V-T图像中,A→B为等压变化过程,A正确.B→C为等容变化过程,温度降低,压强变小,B错误.C→D为等温变化过程,体积变小,压强变大,C正确.再根据=,VD>VA,TD<TA,可得pD<pA,D正确.答案:ACD9.如图所示,开口端足够长的U形管内用水银封有长度分别为l1、l2的两部分气体柱,下列说法正确的是(　　)A.只对A加热,h减小,若气柱B温度不变,则气柱B长度不变B.只对A加热,h减小,若气柱B温度不变,则气柱B长度减小C.若在右管中注入一些水银,则l1将增大D.使A、B同时升高相同的温度,l1增大,h减小解析:只对A加热,假设A体积不变,则压强增大,所以l1增大,h减小,气柱B温度、压强均不变,所以长度不变,A正确,B错误.若在右管中注入一些水银,B产生的压强增大,假设A的体积不变,A的压强与h长度水银柱产生的压强之和随之增大,A的压强增大,根据玻意耳定律得l1将减小,故C错误.使A、B同时升高相同的温度,假设气体体积不变,A的压强增大,B的压强不变,则l1增大,h减小,D正确.答案:AD10. (2023·广东广州)内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置,管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ,竖直管上端与大气相通,各部分长度如图所示.已知环境温度为27 ℃,大气压强p0相当于76 cm高度的水银柱产生的压强.下列说法正确的是 (　　)A.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银长度为12 cmB.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银长度为11.2 cmC.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,气体温度为500 KD.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,气体温度为480 K解析: 保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,对理想气体Ⅰ和Ⅱ,由玻意耳定律得p1V1=p1'V1',p2V2=p2'V2',其中p1=ρ水银gh,h=(76+14)cm=90 cm,V1=l1S,l1=12 cm=0.12 m,p1'=ρ水银gh',h'=(76+14+10)cm=100 cm,V1=l1'S,p2=p1,V2=l2S,l2=8 cm=0.08 m, p2'=p1',V2'=l2'S,解得l1'=0.108 m=10.8 cm,l2'=0.072 m=7.2 cm,加入水银长度为Δl=l1-l1'+l2-l2'+10 cm=12 cm,故A正确,B错误.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,由理想气体状态方程=,=,其中T1'=T2',V1'-V1+V2'-V2=10 cm·S,代入数据解得T1'=T2'=500 K,故C正确,D错误.答案:AC三、非选择题:共54分.11.(8分)在验证玻意耳定律的实验中,(1)某同学列出所需要的实验器材有带框架的注射器、橡皮帽、钩码(同一规格若干个)、弹簧测力计、天平(带砝码)、铁架台(带铁夹)、润滑油.该同学漏选的实验器材是　　　　、　　　　. (2)某同学做了两次实验,操作完全正确,在同一p-图上得到了两条不同的直线,那么两图线斜率不同的可能原因是　　　　　　　　　. 解析: (1)由刻度尺来测出封闭气体的长度,还需要气压计测量封闭气体的压强.(2)图线斜率不同的可能原因是被研究气体的质量不同(或温度不同).答案: (1)气压计　刻度尺(2)两次实验时封闭气体质量不同(或两次实验时温度不同)12.(10分)如图所示,试管内由水银封有一定质量的理想气体,静止时气柱长为l0,大气压强为p0,其他尺寸如图所示.当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为l,假设温度不变,试管横截面积为S,水银密度为ρ.求转动时气体产生的压强.解析:选取水银柱为研究对象,转动所需向心力由水银柱两侧气体压力差提供,根据牛顿第二定律得(p-p0)S=mω2R,m=ρl1S,R=l2+(l0-l)+,解得p=p0+ρl1ω2.答案:p0+ρl1ω213.(10分)圆柱形汽缸直立在地面上,具有质量而无摩擦的绝热活塞把汽缸分成容积相同的A、B两部分,如图所示.两部分气体温度相同,都是T0=300 K,A部分气体压强=1.0×105 Pa,B部分气体压强=2.0×105 Pa.现对B部分的气体加热,使活塞上升,A部分气体体积减小为原来的.求此时:(1)A部分气体的压强pA;(2)B部分气体的温度TB.解析: (1)A部分气体等温变化,由玻意耳定律得V=pA·V,所以pA=,把=1.0×105 Pa代入得pA=1.5×105 Pa.(2)将B部分气体看作理想气体,分析可知初态:=2.0×105 Pa,=V,=T0=300 K,末态:pB=pA+(-)=2.5×105 Pa,VB=V+V=V,由状态方程得=,TB==500 K.答案: (1)1.5×105 Pa　(2)500 K14.(12分)右下图为内径均匀的、一端开口的U形管的示意图,U形管内部盛有水银,右端被水银封闭的空气柱长为12 cm,左端被一重力不计的轻质活塞封闭一段长10 cm的空气柱,当环境温度t1=27 ℃时,两侧水银面的高度差为2 cm.当环境温度变为t2时,两侧水银面的高度相等.已知大气压强p0相当于高度为75 cm高的水银柱产生的压强,T=t+273 K,不计摩擦,求:(1)温度t2;(2)温度变为t2时左端活塞移动的距离.解析: (1)设U形管的横截面积为S,对右端封闭空气柱有p1=p0,V1=12 cm·S,T1=300 K,p2=p0,V2=11 cm·S,由=,代入数据解得T2=268 K,即t2=-5 ℃.(2)对左端封闭空气柱有V1'=10 cm·S,T1'=300 K,T2'=268 K,V2'=l2'S,由盖-吕萨克定律得=,代入数据解得l2'=8.9 cm,左端活塞移动的距离s=(10+1-8.9) cm=2.1 cm.答案: (1)-5 ℃　(2)2.1 cm15.(14分)热等静压设备广泛应用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改善其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温为27 ℃.氩气可视为理想气体.(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强.解析: (1)设初始时每瓶气体的体积为V0,压强为p0;使用后瓶中剩余气体的压强为p1.假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时,其体积膨胀为V1.由玻意耳定律可得p0V0=p1V1①,每瓶被压入炉腔的气体在p1条件下的体积为V1'=V1-V0②,设10瓶气体压入炉腔后的压强为p2,体积为V2.由玻意耳定律可得p2V2=10p1V1'③,联立①②③式并代入题给数据得p2=3.2×107 Pa④.(2)设加热前炉腔的温度为T0,加热后炉腔的温度为T1,气体压强为p3,由查理定律得=⑤,联立④⑤式并代入数据得p3=1.6×108 Pa.答案: (1)3.2×107 Pa　(2)1.6×108 Pa