高中物理教科版3第五章能源与可持续性发展 第2章章末分层测评

章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的5个选项有3项符合题目要求．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．关于理想气体，下列说法正确的是()A．当把实际气体抽象成理想气体后，它们便不再遵守气体实验定律B．温度极低，压强太大的气体不能当作理想气体，也不遵守实验定律C．理想气体分子间的平均距离约为10－10m，故分子力为零D．理想气体分子间既没引力，也无斥力，分子力为零E．理想气体是对实际气体抽象后形成的理想模型【解析】理想气体遵守气体实验定律，A错；实际气体在温度极低和压强太大时，不能很好地遵守气体实验定律，B对；理想气体分子间的平均距离超过10－9m，分子间的斥力和引力都可忽略不计，而在平均距离为10－10m时，分子间的斥力和引力是不能忽略的，C错，D对；由题意知，E项正确．【答案】BDE2．(2023·三亚高二检测)对一定质量的理想气体，下列说法不正确的是()A．气体体积是指所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少D．气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的E．气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强【解析】由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大，A错误；气体分子的热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，平均动能越大，温度就越高，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只要气体的温度不变，则内能不变，C错误；气体压强是由气体分子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以在失重的情况下，气体对器壁仍然有压强，D正确，E错误．【答案】ACE3．封闭在容积不变的容器中的气体，当温度升高时，则气体的()【导学号：74320230】A．分子的平均速率增大B．气体对器壁的压强变大C．分子的平均速率减小D．气体对器壁的压强变小E．气体对器壁的压强变大【解析】单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均动能增大，气体对器壁的压强变大，A、B、E选项正确．【答案】ABE4．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为()A．气体分子的平均动能增大B．气体分子的平均动能不变C．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多D．气体分子数增加E．气体的分子数密度增大【解析】一定质量的气体等温压缩，分子的平均动能不变，气体分子的总数不变，故A、D错，B对；气体压强增大是因为气体分子数的密度增大，使单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多，故C、E正确．【答案】BCE5．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是()A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝2T2B．p1＝p2，V1＝eq\f(1,2)V2，T1＝2T2C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2E．T1＝T2，p1＝2p2，V1＝eq\f(1,2)V2【解析】当p1＝p2时，由eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)可知A对，B错；当V1＝V2时，由eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)可知D正确；由eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)可知C错；当T1＝T2时，由p1V1＝p2V知E正确．【答案】ADE6．如图1所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中不正确的是()图1A．B管内水银面比管外水银面高hB．B管内水银面比管外水银面高hcosθC．B管内水银面比管外水银面低hcosθD．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高汞柱E．管内封闭气体的压强比大气压强大hcosθ高汞柱【解析】以A管中的水银为研究对象，则有pS＋hcosθ·S＝p0S，B管内压强p＝p0－hcosθ，显然p<p0，且B管内水银面要比槽内水银面高出hcosθ.故B、D正确．【答案】ACE7.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图2所示．下列说法中正确的是()图2A．a→b过程中，气体体积增大，压强减小B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大C．b→c过程中，气体压强不变，体积减小D．c→a过程中，气体压强增大，体积减小E．c→a过程中，气体温度升高，体积不变【解析】由p­T图像知，a→b为等温过程．根据p1V1＝p2V2，气体压强减小，则体积增大，A正确；b→c为等压过程，根据eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，温度降低，则体积减小，B错误，C正确；c→a为等容过程，根据eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，气体压强增大，温度升高，D错误，E正确．【答案】ACE8．如图所示的五个图像中，有三个不表示一定质量的某种理想气体从状态a等压膨胀到状态b的过程．它们是()【解析】一定质量的某种理想气体满足理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C；理想气体等压膨胀时，压强不变、体积增大、温度升高，V与T成正比．【答案】ACE9．如图5是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，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．在相同时间内撞在相同面积上的分子数，两状态一样多D．单位体积的分子数，a状态比b状态多E．气体分子的平均动能b状态比a状态大【解析】b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b状态比a状态少，D对；b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，E正确，而a、b状态压强相等，故相同时间内撞到单位面积上的分子数a状态较多，B正确，A、C错误．【答案】BDE10．如图3所示为竖直放置的上细下粗密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为ΔVA、ΔVB，压强变化量为ΔpA、ΔpB，对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB，则下列说法不正确的是()【导学号：74320231】图3A．水银柱向上移动了一段距离B．ΔVA<ΔVBC．ΔpA>ΔpBD．ΔFA＝ΔFBE．无法判断【解析】假设水银柱不动，两气体发生等容变化，根据查理定律，有eq\f(Δp,ΔT)＝eq\f(p0,T0)，其中p0、T0表示初始的压强和温度，初始压强pA>pB，则ΔpA>ΔpB，这说明水银柱向上移动了一小段距离，A、C正确．由于气体的总体积不变，所以ΔVA＝ΔVB，B错误．ΔFA＝ΔpASA>ΔFB＝ΔpBSB，D错误．【答案】BDE二、非选择题(本题共3小题，共40分，按题目要求作答)11．(13分)如图4所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50cm2，厚度为1cm，汽缸全长为21cm，汽缸质量为20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m/s2，求：图4(1)汽缸倒置时，活塞封闭的气柱多长；(2)当温度多高时，活塞刚好接触平台．【解析】(1)设汽缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为p1和p2，气柱长度分别为L1和L2.p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝×105Pa，p2＝p0－eq\f(mg,S)＝×105Pa倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1L1S＝p2L2S，所以L2＝eq\f(p1,p2)L1＝15cm.(2)设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为T2和T3，升温后气柱长度为L3，则T2＝T1＝(273＋7)K＝280K，L2＝15cm，L3＝20cm升温过程为等压变化，由盖吕萨克定律可得eq\f(L2S,T2)＝eq\f(L3S,T3)，所以T3＝eq\f(L3,L2)T2＝373K．即温度升高到100℃时，活塞刚好接触平台．【答案】(1)15cm(2)100℃12．(13分)如图5所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中大小截面积分别为S1＝2cm2、S2＝1cm2，粗细管内水银长度分别为h1＝h2＝2cm，封闭气体长度为L＝22cm.大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为57℃.求：图5(1)若缓慢降低气体温度，降低至多少开尔文时，所有水银全部进入粗管内；(2)若温度降低至237K，气体的长度为多少．【解析】(1)初始时刻的压强为p1＝p0＋h1＋h2＝80cmHg，体积为V1＝LS1，温度T1＝273K＋57K＝330K，水银全部进入的末状态压强p2＝p0＋h1＋eq\f(h2,2)＝79cmHg，体积为V2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(h2,2)))S1，根据理想气体状态方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得T2＝311K.(2)由于237K小于311K，所以再降温的过程中，气体将做等压变化eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)，得出L3＝16cm.【答案】(1)311K(2)16cm13．(14分)如图6甲所示是一个右端开口的圆筒形汽缸，活塞可以在汽缸内自由滑动．活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，此时气体的温度为27°C.若给汽缸加热，使气体温度升高，让气体推动活塞从MN缓慢地移到PQ.已知大气压强p0＝×105Pa.求：图6(1)当活塞到达PQ后缸内气体的温度；(2)把活塞锁定在PQ位置上，让气体的温度缓慢地降到27°C，求此时气体的压强；(3)在图乙中画出