2022年人教版高中物理选择性必修第三册全册各章节课时练习题及章末检测（第一章分子动理论、第二章气体、固体和液体等）

人教版高中物理选择性必修第三册练习题第一章分子动理论练习题 21.分子动理论的基本内容 22.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 63.分子运动速率分布规律 104.分子动能和分子势能 15第一章综合测评 21第二章气体、固体和液体 281.温度和温标 282.气体的等温变化 333.气体的等压变化和等容变化 384.固体 435.液体 47第二章综合测评 53第三章热力学定律 631.功、热和内能的改变 632.热力学第一定律 673.能量守恒定律 674.热力学第二定律 72第三章综合测评 77第四章原子结构和波粒二象性 851.普朗克黑体辐射理论 852.光电效应 853.原子的核式结构模型 904.氢原子光谱和玻尔的原子模型 955.粒子的波动性和量子力学的建立 95第四章综合测评 100第五章原子核 1101.原子核的组成 1102.放射性元素的衰变 1163.核力与结合能 1214.核裂变与核聚变 1255.“基本”粒子 125第五章综合测评 130第一章分子动理论练习题1.分子动理论的基本内容基础巩固1.物体内分子运动的快慢与温度有关,在0℃时物体内的分子的运动状态是()A.仍然是运动的B.处于静止状态C.处于相对静止状态D.大部分分子处于静止状态答案：A解析：分子的运动虽然受温度影响,但永不停息,A正确,B、C、D错误。2.(多选)下列词语或陈述句中,描述分子热运动的是()A.酒香不怕巷子深B.花香扑鼻C.影动疑是玉人来D.遥知不是雪,为有暗香来答案：ABD解析：“影动疑是玉人来”是光现象,不是分子热运动,故C错。A、B、D都是自然界中的扩散现象,故正确答案：为A、B、D。3.下列现象不能说明分子间存在分子力的是()A.两铅块能被压合在一起B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩D.空气容易被压缩答案：D解析：A、B选项说明分子间存在引力,C选项说明分子间存在斥力,D选项说明气体分子间距大,故答案：为D。4.以下关于分子间作用力的说法,正确的是()A.分子间既存在引力也存在斥力B.液体难以被压缩表明液体中分子力总是引力C.气体分子之间总没有分子力的作用D.扩散现象表明分子间不存在引力答案：A解析：分子间同时存在着引力和斥力,B、D错误,A正确。气体分子间可发生碰撞,产生相互作用力,故C错误。5.A、B两杯水,水中均有微粒在做布朗运动,经显微镜观察后,发现A杯中微粒的布朗运动比B杯中微粒的布朗运动剧烈,则下列判断正确的是()A.A杯中的水温高于B杯中的水温B.A杯中的水温等于B杯中的水温C.A杯中的水温低于B杯中的水温D.条件不足,无法判断两杯水温的高低答案：D解析：布朗运动的剧烈程度,跟液体的温度和微粒的大小两个因素都有关,因此根据布朗运动的剧烈程度不能判断哪杯水的温度高,故D对。6.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗,描写春季天暖、鸟语花香的山村美景。对于前一句,从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快,说明当时周边的气温突然,属于现象。答案：升高扩散解析：诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象,而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”,即气温突然升高。从物理学的角度看就是当周围气温升高时,花香扩散加剧。能力提升1.分子的热运动是指()A.扩散运动B.热胀冷缩C.布朗运动D.物体分子的无规则运动答案：D解析：分子的热运动是指分子的无规则运动,扩散现象和布朗运动仅是分子热运动的两个实例;热胀冷缩现象只能说明温度发生变化时,分子间距离发生变化。故只有D正确。2.(多选)下列说法正确的是()A.水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现B.气体总是很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现C.两个相同的半球壳吻合接触,中间抽成真空(马德堡半球),很难拉开,这是分子间存在引力的宏观表现D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在引力的宏观表现答案：AD解析：水是液体、铁棒是固体,正常情况下它们分子之间的距离都为r0,分子间的引力和斥力恰好平衡。当水被压缩时,分子间距离由r0略微减小,分子间斥力大于引力,分子力表现为斥力,其效果是水的体积很难被压缩。当用力拉铁棒两端时,铁棒发生很小的形变,分子间距离由r0略微增大,分子间引力大于斥力,分子力表现为引力,其效果为铁棒没有断,所以选项A、D正确。气体分子由于永不停息地做无规则运动,能够到达容器内的任何空间,所以很容易就充满容器,由于气体分子间距离远大于r0,分子间几乎无作用力,所以B错误。抽成真空的马德堡半球,之所以很难拉开,是由于球外大气压力对球的作用,所以C错误。3.分子甲和乙距离较远,设甲固定不动,乙分子逐渐向甲分子靠近,直到不能再近的这一过程中()A.分子力总是对乙做正功B.乙分子总是克服分子力做功C.先是乙分子克服分子力做功,然后分子力对乙分子做正功D.先是分子力对乙分子做正功,然后乙分子克服分子力做功答案：D解析：由于开始时分子间距大于r0,分子力表现为引力,因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中,分子力做正功;由于分子间距离小于r0时,分子力表现为斥力,因此分子乙从距分子甲r0处继续向甲移近时要克服分子力做功。故正确答案：为D。4.如图所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端,使玻璃板水平接触水面。如果你想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子间存在作用。答案：大引力解析：玻璃板接触水面,水分子与玻璃的分子间存在相互作用力,将玻璃板向上提时,分子间表现为引力,故此时向上的拉力比玻璃板的重力大。5.有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处向甲靠近,直到不能再靠近为止,此过程中:(1)若不考虑其他作用力,则整个过程中乙分子的加速度怎么变化?(2)不考虑其他作用力,乙分子的动能怎么变化?答案：(1)由于乙分子只受分子力作用,根据牛顿第二定律,乙分子的加速度与它所受的分子力成正比,也就是乙的加速度的变化与分子力的变化一致,即在整个过程中,乙分子的加速度大小是先增大后减小再增大,加速度的方向先是沿甲、乙连线指向甲,后是沿甲、乙连线指向乙。(2)根据动能定理,乙分子的动能变化量等于合力即分子力对乙分子所做的功,由于分子力对乙分子先做正功后做负功,所以乙分子的动能先增大后减小。2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，下列对实验过程的分析正确的是()A．测量一滴油酸酒精溶液体积用的是微小量放大法B．在水面上撒爽身粉是为了使油膜边缘形成规则形状C．在坐标纸上计算油膜轮廓内格子数采用的是比值法D．该实验采用的是借助物理模型间接测量的方法解析：选D测量一滴油酸酒精溶液体积用的是累积法，则A错误；在水面上撒爽身粉是为了使油膜边缘形成清晰的界面，则B错误；在坐标纸上计算油膜轮廓内格子数采用的是累加法，则C错误；该实验采用的是借助物理模型间接测量的方法，则D正确。2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，下列说法中正确的是()A．用油膜法可以精确测量油酸分子的大小B．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜面积C．计算油酸膜面积时，应舍去所有不足一格的方格D．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把爽身粉撒在水面上解析：选B用“油膜法估测油酸分子的大小”时是假设油酸分子是单层并且紧密相连的，并不完全符合实际，故不能精确测量油酸分子的大小，选项A错误；根据实验原理可知，分子直径等于纯油酸的体积除以相应的油酸膜面积，选项B正确；在计算面积时，超过半格的算一个，不足半格的才能舍去，选项C错误；实验时要先撒爽身粉，再滴油酸酒精溶液，选项D错误。3．一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行，由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达到()A．108m2 B．109m2C．1010m2 D．1011m2解析：选D泄漏的原油的体积为V＝eq\f(m,ρ)＝10m3，而油分子直径的数量级为10－10m，所以这些原油造成的污染总面积最大为S＝eq\f(V,d)＝1011m2，故D正确。4．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_______________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以______________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_______________________________。解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。根据V＝Sd，要求得分子的直径d，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即测出1mL油酸酒精溶液的滴数。答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积5．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验操作中：(1)实验的简要步骤如下：A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在方格纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积SB．将适量爽身粉均匀撒在水面上C．将一滴油酸酒精溶液滴在盛有水的浅盘中D．用针管(或滴管)往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V0E．待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状上述实验步骤中，合理的顺序是________________；(2)实验中采用油酸酒精溶液，而不直接用油酸，其目的是________________________________________________________________________；(3)实验中描出的油膜轮廓如图所示，已知小方格的边长为20mm，则油膜的面积为________m2(保留两位有效数字)。解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液通过量筒测出1mL此溶液含有的滴数，然后将1滴此溶液滴在撒有爽身粉的浅盘里的水面上，等待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积，则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以油酸膜的面积，恰好就是油酸分子的直径。故答案为：DBCEA。(2)实验中采用油酸酒精溶液，当油酸酒精溶液滴在水面上以后，使油酸尽可能散开，形成单分子油膜，这样才能得出油酸分子直径等于体积除面积。(3)由题图可知，油膜约占60个方格，油膜的面积为S＝20mm×20mm×60＝2.4×10－2m2。答案：(1)DBCEA(2)使油酸尽可能散开，形成单分子油膜(3)2.4×10－26．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为80cm2，则估测出油酸分子的直径为__________m。解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差。③液面上不撒爽身粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败。(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4.8×10－3×10－6×0.10%,80×10－4)m＝6.0×10－10m。答案：(1)②在量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，测出溶液的滴数③在水面上先撒上爽身粉(2)6.0×10－107．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验老师已经配置好了油酸酒精溶液，该老师向1mL油酸中加酒精，直至总量达到amL，将配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。(1)用滴管向量筒内加注b滴油酸酒精溶液，读其体积为1mL，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________mL。(2)在水面撒上爽身粉，用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示。(已知坐标纸上每个小方格面积为Scm2，求油膜面积时，半个以上方格面积记为Scm2，不足半个舍去)则油膜面积为________cm2。(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________cm。解析：(1)计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积，V＝eq\f(1,a)×eq\f(1,b)＝eq\f(1,ab)mL。(2)估算油膜面积的方法是所围成的方格中，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍去，方格数约为113，则油酸薄膜面积为S′＝113Scm2。(3)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，油酸分子的直径d＝eq\f(V,S′)＝eq\f(1,113Sab)cm。答案：(1)eq\f(1,ab)(2)113S(110S～116S均正确)(3)eq\f(1,113Sab)3.分子运动速率分布规律基础巩固1.(多选)下列对气体分子运动的描述正确的是()A.气体分子的运动是杂乱无章的,没有一定的规律B.气体分子间除相互碰撞外,几乎无相互作用C.大量气体分子的运动符合统计规律 D.气体之所以能充满整个空间,是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱,气体分子可以在空间自由运动答案：BCD解析：气体分子间距离很大,相互作用的引力和斥力很弱,能自由运动;气体分子的运动是杂乱无章的,但大量气体分子的运动符合统计规律,故A错,B、C、D正确。2.关于气体的压强,下列说法正确的是()A.单位体积内的分子数越多,分子的平均速率越大,气体的压强就越大B.单位体积内的分子数越多,分子的平均速率越小,气体的压强就越大C.一定质量的气体,体积越大,温度越高,气体的压强就越大D.一定质量的气体,体积越大,温度越低,气体的压强就越大答案：A3.在一定温度下,当一定量气体的体积增大时,气体的压强减小,这是由于()A.单位体积内的分子数变小,单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数变小B.气体分子的密集程度变小,分子对器壁的吸引力变小C.每个分子对器壁的平均撞击力都变小D.气体分子的密集程度变小,单位体积内分子的质量变小答案：A解析：温度不变,气体分子的平均速率不变,每次碰撞分子对器壁的平均作用力不变,但体积增大后,单位体积内的分子数变小,因此单位时间内碰撞次数变小,气体的压强变小,A正确,B、C、D错误。4.(多选)根据气体分子动理论,气体分子运动的剧烈程度与温度有关,下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。按速率大小划分区间/(m·s-1)各速率区间的分子数占分子总数的百分比/%0℃100℃(0,100)1.40.7[100,200)8.15.4[200,300)17.011.9[300,400)21.417.4[400,500)20.418.6[500,600)15.116.7[600,700)9.212.9[700,800)4.57.9[800,900)2.07.6[900,∞)0.93.9根据表格内容,以下四位同学所总结的规律正确的是()A.不论温度多高,速率很大和很小的分子总是少数B.温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变C.某一温度下,速率在某一数值附近的分子数多,离开这个数值越远,分子数越少D.温度增加时,速率小的分子数减少了答案：ACD解析：温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律是不会改变的,B错误。由气体分子运动的特点和统计规律可知,A、C、D描述正确。5.密闭在钢瓶中的气体,温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示,则T1(选填“大于”或“小于”)T2。答案：速率小于解析：温度升高时分子平均速率增加,大速率的分子占总分子数的比例增大,故T1小于T2。6.根据热力学理论可以计算出氨气分子在0℃时的平均速率约为490m/s,该温度下标准大气压时氨气分子对单位面积器壁的单位时间的碰撞次数为3×1023次,气体分子的平均距离约为10-9m,试根据以上数据分析说明为什么研究单个分子的运动规律是不现实的?答案：见解析解析：因为分子运动的速率大,分子间的碰撞频繁,分子速度方向极易变化,单个分子的运动规律根本无法研究,所以不现实。能力提升1.关于气体的压强,下列说法正确的是()A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的B.气体分子的平均速率增大,气体的压强一定增大C.气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的D.当某一容器自由下落时,容器中气体的压强将变为零答案：C解析：气体的压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生的,A错误,C正确。气体分子的平均速率增大,若气体体积增大,气体的压强不一定增大,B错误。当某一容器自由下落时,分子的运动不受影响,容器中气体的压强不为零,D错误。2.对于一定质量的气体,下列四个论述正确的是()A.当分子热运动变剧烈时,压强必增大B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C.当分子间平均距离变大时,压强必变大D.当分子间平均距离变大时,压强必变小答案：B解析：分子热运动变剧烈,表明气体温度升高,分子平均速率增大,但不知道气体的分子密集程度如何变化,故压强的变化趋势不明确,A错,B对。分子间平均距离变大,表明气体的分子密集程度变小,但因不知道此时分子的平均速率如何变化,故气体压强的变化不明确,C、D错。3.下图描绘的是一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情况下速率分布的情况,符合统计规律的是()答案：A解析：气体温度越高,分子热运动越剧烈,分子热运动的平均速率增大,且分子速率分布呈现“中间多、两头少”的特点。温度高时速率大的分子所占据的比例越大,所以A正确。4.一定质量的气体,在压强不变的条件下,温度升高,体积增大,从分子动理论的观点来分析,正确的是()A.此过程中分子的平均速率不变,所以压强保持不变B.此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变,所以压强保持不变C.此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变,所以压强保持不变D.以上说法都不对答案：D解析：一定质量的气体,在压强不变的条件下,温度升高分子平均速率增大,体积增大,分子的密集程度减小,可以保持压强不变。故A、B、C错误,D正确。5.在一定温度下,某种气体分子的速率分布应该是()A.每个分子速率都相等B.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目都很少C.每个分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的D.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目很多答案：B解析：从气体分子速率分布图像可以看出,分子速率呈“中间多、两头少”的分布规律,故选项B正确。6.假日释放氢气球,在氢气球上升过程中,气球会膨胀,达到极限体积时甚至会胀破。假设在氢气球上升过程中,环境温度保持不变,则球内的气体压强(选填“增大”“减小”或“不变”),气体分子热运动的剧烈程度(选填“变强”“变弱”或“不变”),气体分子的速率分布情况最接近图中的(选填“A”“B”或“C”)线,图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率。答案：减小不变C解析：在氢气球上升过程中,环境温度保持不变,气体分子热运动的剧烈程度不变,体积增大,气体分子的密集程度减少,球内气体的压强减小;气体分子的速率分布满足“中间多、两头少”的特点,最接近题图中的C线。7.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度为TⅠ、TⅡ、TⅢ,它们的大小关系为。答案：TⅠ<TⅡ<TⅢ解析：温度越高、分子热运动越剧烈,速率大的分子所占比例越多,气体分子速率“中间多”的部分在f(v)-v图像上向右移动。所以由题图可看出TⅢ>TⅡ>TⅠ。4.分子动能和分子势能基础巩固1.下列物理量与物体的内能无关的是()A.物体的温度B.物体的体积C.质量D.物体的运动速度答案：D解析：物体的内能与温度、体积以及所含的分子数有关,与物体的运动状态无关,所以D选项符合题意。2.下列有关温度的概念的说法正确的是()A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质,内能增大,温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大答案：B解析：温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度反映,故A、D错,B对。温度不升高而仅使分子的势能增大,也可以使物体内能增大,冰熔化为同温度的水就是一个例证,故C错。3.关于分子势能,下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为零)()A.体积增大,分子势能增大;体积缩小,分子势能减小B.当分子间距离r=r0时,分子间合力为零,所以分子势能为零C.当分子间作用力为引力时,体积越大,分子势能越大D.当分子间作用力为斥力时,体积越大,分子势能越大答案：C解析：设想两个分子相距无穷远,此时分子间势能为零,当两个分子越来越近时,分子间引力做正功,分子势能减小,当r=r0时,分子势能减小到最小为负值,故B错误。分子力为引力时,体积增大,分子间距增大,分子间引力做负功,分子势能增大,故C正确。分子力为斥力时,体积增大,分子间距增大,分子间斥力做正功,分子势能减小,故A、D错误。4.一定质量的0℃的水在凝结成0℃的冰的过程中,体积变大,它内能的变化是()A.分子平均动能增加,分子势能减少B.分子平均动能减小,分子势能增加C.分子平均动能不变,分子势能增加D.分子平均动能不变,分子势能减少答案：D解析：温度相同,分子的平均动能相同,体积改变,分子势能发生了变化。由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况,不能从做功上来判断。水变成冰是放出热量的过程,因此分子势能减少,故选D。5.一绝热容器内封闭着一些气体,容器在高速运输途中突然停下来,则()A.因气体温度与机械运动速度无关,故容器内气体温度不变B.因容器是绝热的,故容器中气体内能不变C.因容器突然停止运动,气体分子运动速度亦随之减小,故容器中气体温度降低D.容器停止运动时,由于分子和容器壁的碰撞,容器中气体温度将升高答案：D解析：容器里的分子除做无规则的热运动外,还随容器做机械运动,当容器停止机械运动时,气体分子由于惯性与器壁或分子间碰撞,热运动加剧,气体的温度升高,故D选项正确。6.下图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时,分子间的作用力最大D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功答案：B解析：由题图像可知,分子间距离为r2时分子势能最小,此时分子间的距离为平衡距离;当0<r<r2时,分子力为斥力,当r>r2时分子力为引力,当r<r1时,分子间的作用力表现为斥力,当r=r2时,分子间的作用力为零,在r由r1变到r2的过程中,分子力为斥力,分子间距离增大,分子间的作用力做正功,故A、C、D错误,B正确。7.三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气,它们的温度相同,则分子平均速率最大的是;在不计分子势能的情况下,气体内能最大的是。答案：氢气氢气8.甲、乙两名同学对0℃的水和0℃的冰进行了如下争论:甲说:“冰和水的温度相同,所以分子平均动能相等。质量相同时,冰的体积大,因此冰的分子势能大,所以说冰的内能大于水的内能。”乙说:“0℃的水变成0℃的冰需要向外界放出热量,在质量相同的情况下,水的内能大于冰的内能。”请你判断一下:甲、乙两名同学谁的说法是正确的?答案：乙同学的说法是正确的。甲同学认为冰的体积大,分子势能大,这是错误的说法(冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大)。分子势能大小与体积有关,但二者并不一定成正比。0℃的冰变为0℃的水需吸热,故水的内能大,它们相同的物理量是分子平均动能,不同的物理量是分子势能,显然水的分子势能大。能力提升1.关于物体的内能,以下说法正确的是()A.箱子运动的速度减小,其内能也减小B.篮球的容积不变,内部气体的温度降低,其气体的内能将减小C.物体的温度和体积均发生变化,其内能一定变化D.对于一些特殊的物体,可以没有内能答案：B解析：物体的内能与物体的机械运动无关,故A错误。当气体的体积不变而温度降低时,气体的分子势能不变,分子平均动能减小,气体的内能减小,故B正确。物体的温度和体积均发生变化时,物体内的分子势能和分子平均动能都发生变化,其内能可能不变,故C错误。任何物体都有内能,故D错误。2.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲,图中b点是引力最大处,d点是分子靠得最近处,则乙分子速度最大处是()A.a点B.b点C.c点D.d点答案：C解析：a点和c点处分子间的作用力为零,乙分子的加速度为零,从a点到c点分子间的作用力表现为引力,分子力做正功,速度增加,从c点到d点分子间的作用力表现为斥力,分子间的作用力做负功,故分子由a点到d点先加速再减速,所以在c点速度最大,故C正确。3.下列说法正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变答案：B解析：温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平均动能减小,故A错误,B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的温度、体积和质量,故C、D错误。4.(多选)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法正确的是()A.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大B.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态D.乙分子的运动范围为x≥x1答案：BD解析：当分子间距离为r0时,分子势能最小,即x2=r0,故在P点分子力为零,加速度为零,由于分子所具有的总能量为0,势能为-E0时,动能为E0,A、C错误,B正确。又由于动能不可能为负值,故势能最大为零,D正确。5.下列关于分子力和分子间势能的说法正确的是()A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案：C解析：当分子间距离r>r0时,分子力表现为引力,距离增大,分子力先增大后减小,最后减小为零。分子力一直做负功,分子势能一直增大,A、B选项都错误。当分子间距r<r0时,分子力表现为斥力,距离减小,分子力增大。分子力一直做负功,分子势能一直增大,C选项正确,D选项错误。6.(多选)把一个物体竖直下抛,下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)()A.物体的动能增大,分子的平均动能也增大B.物体的重力势能减小,分子势能却增大C.物体的机械能保持不变D.物体的内能保持不变答案：CD解析：物体下落过程,不考虑空气阻力,只有系统内的重力做功,机械能不变;物体下落过程中,物体的温度和体积也没有发生变化,所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变,因此,选项A、B错误,C、D正确。7.(1)1kg的40℃的水跟1kg的80℃的水哪个内能多?(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水哪个内能多?(3)一杯100℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多?(4)1kg的100℃的水跟1kg的100℃的水蒸气哪个内能多?答案：见解析：解析：(1)两者质量一样,同种物质,所以分子数目一样,而80℃的水比40℃的水的水分子平均动能大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1kg的80℃的水的内能多。(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水比较,2kg的40℃的水内能多,因为后者分子数目多。(3)虽然100℃的开水的水分子平均动能较大,但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多,故一池塘常温下的水的内能比一杯100℃的开水的内能多。(4)它们的质量相等,因而所含分子数相等,分子的平均动能也相同,但100℃的水蒸气分子势能比100℃的水的分子势能大,故1kg的100℃的水蒸气的内能比1kg的100℃的水的内能多。第一章综合测评(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。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.关于分子动理论,下列说法正确的是()A.布朗运动就是液体或者气体分子的无规则运动B.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力C.达到热平衡的两个系统具有相同的温度D.温度是分子平均速率的标志答案：C解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,反映了液体或者气体分子的无规则运动,A错误。根据分子动理论表述,分子间同时存在着斥力和引力,B错误。达到热平衡的两个系统,共同的热学特征就是温度,所以达到热平衡的两个系统具有相同的温度,C正确。温度是分子平均动能的标志,不是平均速率的标志,D错误。2.以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大答案：C解析：水流的速度是机械运动的速度,不同于水分子热运动的速度,A项错误。分子永不停息地做无规则运动,B项错误。温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的热运动越剧烈,故C项正确。水的温度升高,水分子的平均动能增大,即水分子的平均运动速率增大,但不是每一个水分子的运动速率都增大,D项错误。3.下列现象中不能说明分子无规则运动的是()A.香水瓶打开盖,香味充满房间B.汽车驶过后扬起灰尘C.糖放入水中,一会儿整杯水变甜了D.衣箱里卫生球不断变小,衣服上有卫生球味答案：B解析：房间充满香味说明含有香味的分子是不断运动的,A可以。灰尘不属于微观粒子,不能说明微粒的运动情况,B不可以。糖放入水中,一会儿整杯水变甜了说明分子是不断运动的,C可以。衣服上有卫生球味说明卫生球中的分子是不断运动的,D可以。故选B。4.下列说法正确的是()A.分子间的平均距离增大时,其分子势能一定增大B.分子间的平均距离增大时,其分子势能一定减小C.物体的体积增大时,其分子势能一定增大D.0℃的水变成0℃的冰时,体积增大,分子势能减小答案：D解析：若分子间的平均距离在大于r0(r0约为10-10m)的范围内增大,由于分子间的作用力表现为引力,分子间平均距离增大时,分子力对分子做负功,分子势能将增大;若分子间的平均距离在小于r0的范围内增大,由于分子间的作用力表现为斥力,分子间平均距离增大时,分子力对分子做正功,分子势能将减小,选项A、B错误。由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大,所以其分子势能随分子距离的变化,与分子势能随物体的体积的变化规律相同,选项C错误。水在0~4℃的范围内温度升高时,表现出反常膨胀的特性,温度升高,体积反而减小,0℃的冰体积最大,0℃的水变成0℃的冰时,由于要放热,而且温度不变,所以水的分子势能减小,选项D正确。5.下列关于布朗运动的说法正确的是()A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动C.悬浮颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越不明显D.当液体温度达到0℃时,布朗运动就会停止答案：C解析：布朗运动是悬浮在液体中的花粉颗粒,在液体分子的撞击下所做的无规则运动,颗粒越大,布朗运动越不明显,故A错误,C正确。布朗运动反映了液体分子的无规则热运动,它不会停止,B、D错误。6.关于组成物体的分子,下列说法正确的是()A.分子是球形的,就像我们平时的乒乓球有弹性,只不过分子非常非常小B.所有分子的直径都相同C.不同分子的直径一般不同,但数量级基本一致D.测定分子大小的方法只有油膜法一种答案：C解析：分子的形状非常复杂,为了研究和学习方便,把分子简化为球形,实际上不是真正的球形,故A错误。不同分子的直径一般不同,但数量级基本一致,为10-10m,故B错误、C正确。油膜法只是测定分子大小的一种方法,还有其他方法,如扫描隧道显微镜观察法等,故D错误。7.下列关于物体的温度、内能和热量的说法正确的是()A.物体的温度越高,所含热量越多B.物体的内能越大,所含热量越多C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大D.物体的温度不变,其内能就不变答案：C解析：分子热运动的平均动能与温度有关,温度越高,分子热运动的平均动能越大,内能由物体的质量、温度和体积共同决定,并且内能是状态量,而热量是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量。8.关于物体的内能,下列说法正确的是()A.水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高,分子势能就越大,内能越大C.一定质量的0℃的水结成0℃的冰,内能一定减少D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能答案：C解析：内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,说单个分子的内能没有意义,故选项A错误。内能与机械能是两种不同性质的能,它们之间无直接联系,内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系,故选项B、D错误。一定质量的0℃的水结成0℃的冰,放出热量,使得内能减小,故选项C正确。二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.用r表示两个分子间的距离,Ep表示两个分子间相互作用的势能,当r=r0时,两分子间的斥力大小等于引力大小,设两分子相距很远时Ep=0,则()A.当r>r0时,Ep随着r的增大而减小B.当r<r0时,Ep随着r的减小而增大C.当r>r0时,Ep不随着r的变化而变化D.当r=r0时,分子势能Ep最小答案：BD解析：当r=r0时,分子势能最小,D正确。当r>r0时,随着r的增大,分子力做负功,Ep增大,A、C错误。当r<r0时,随着r的减小,分子力做负功,Ep增大,B正确。10.关于分子间距与分子力的下列说法正确的是()A.水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和,说明分子间存在引力B.实际上水很难被压缩,这是由于水分子间距稍微变小时,分子间的作用就表现为斥力C.一般情况下,当分子间距r<r0(平衡距离)时,分子力表现为斥力;当r=r0时,分子力为零;当r>r0时,分子力为引力D.弹簧被拉伸或被压缩时表现的弹力,正是分子引力和斥力的对应表现答案：BC解析：水和酒精混合后体积减小,说明分子间有空隙,A错误。水很难被压缩,说明分子力表现为斥力,B正确。由分子力与分子间距离的关系可知C正确。弹簧的弹力是由于弹簧发生弹性形变而产生的,与分子力是两种不同性质的力,D错误。11.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直到不能再靠近,在此过程中,下列说法正确的是()A.分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能先增大,后减小答案：BC解析：当分子间距大于平衡间距时,分子力表现为引力,随着距离的减小,分子间的作用力先增大,后减小,平衡位置时作用力为零;而小于平衡位置时,分子间为斥力,分子力一直增大,故A错误。两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不能再靠近的过程中,分子力先是引力后是斥力,故先做正功后做负功,分子势能先减小后增加,故B正确,D错误。只有分子力做功,先做正功后做负功,根据动能定理,动能先增加后减小,故C正确。12.对于实际的气体,下列说法正确的是()A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变答案：BD解析：气体的内能不考虑气体自身重力的影响,故气体的内能不包括气体分子的重力势能,A错。实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分,B对。气体整体运动的动能属于机械能,不是气体的内能,C错。气体体积变化时,分子势能发生变化,气体温度也可能发生变化,即分子势能和分子动能的和可能不变,D对。三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)在用油膜法估测分子的大小实验中所用的油酸酒精溶液每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL。用注射器测得1mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形方格的边长均为1cm,下列说法正确的是。①实验时将油酸分子看成球体②实验时不考虑各油酸分子间的间隙③测出分子直径后,就可以根据已知条件算出阿伏加德罗常数④该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10-8m⑤使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜答案：①②⑤解析：实验时,把一滴油酸酒精溶液滴到水面上,油酸在水面上要尽可能地散开,形成单分子油膜,把分子看成球体,单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径,故①②⑤正确。1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V=180×0.61000mL=7.5×10-6mL,油膜所占格数约为115个,则面积S=115×1cm2,分子直径d=VS=6.5×10-8cm=6.5×10-10m,故④错。而N14.(8分)在油膜法估测油酸分子的大小的实验中,有下列实验步骤:①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上,待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是(填写步骤前面的数字)。

(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液,测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为m。(结果保留1位有效数字)

答案：(1)④①②⑤③(2)5×10-10解析：(1)在油膜法估测油酸分子的大小实验中,应先配制油酸酒精溶液,再往盘中倒入水,并撒爽身粉,然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定,再将玻璃板放于盘上,用彩笔将油膜形状描绘在玻璃板上,根据d=VS(2)一滴溶液中含油酸体积V=1×10-650×1300m3,故d=15.(8分)已知水的摩尔质量M=18×10-3kg/mol,1mol水中含有6.0×1023个水分子,试估算水分子的直径(保留1位有效数字)。答案：4×10-10m解析：由水的摩尔质量M和密度ρ,可得水的摩尔体积VA=M把水分子看作是一个挨一个紧密地排列的小球,1个水分子的体积为V0=VANA=Mρ·NA=18×每个水分子的直径为d=36V0π=36×316.(8分)纳米材料具有很多优越性能,有着广阔的应用前景。边长为1nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径约为10-10m)的个数最接近多少?答案：103解析：1nm=10-9m,则边长为1nm的立方体的体积为V=(10-9)3m3=10-27m3。估算时,可将液态氢分子看作边长为10-10m的小立方体,则每个氢分子的体积V0=(10-10)3m3=10-30m3,所以可容纳的液态氢分子个数N=VV0=1017.(14分)一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行,由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t,海面上风平浪静时,求这些原油造成污染的最大面积。答案：1011m2解析：泄漏的原油的体积为V=mρ=10m3,而油分子直径的数量级为10-10m,所以这些原油造成的污染总面积最大为S=Vd=1011m18.(16分)为保护环境和生态平衡,在各种生产活动中都应严禁污染水源。在某一水库中,一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶,速度为8m/s,导致油箱突然破裂,柴油迅速流入水中,从漏油开始到船员堵住漏油处共用时t=1.5min。测量时,漏出的油已在水面上形成宽约为a=100m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动,漏出油的体积V=1.44×10-3m3。(1)求该厚油层的平均厚度D。(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的多少倍?已知油分子的直径约为10-10m。答案：(1)2×10-8m(2)200解析：(1)油层长度L=vt=8×90m=720m则油层厚度D=VLa=1.44×10-(2)n=Dd=2第二章气体、固体和液体1.温度和温标基础巩固1.(多选)热平衡系统的平衡态()A.是一种静态平衡B.是一种动态平衡C.分子已经不动D.分子仍做无规则运动答案：BD解析：热平衡是一种动态平衡,是大量分子的平均效果。2.如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各处的()A.温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B.温度一定达到了某一稳定值,但压强和体积仍是可以变化的C.温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运动,达到了“凝固”状态D.温度、压强就会变得一样,但体积仍可变化答案：A解析：如果一个系统达到了平衡态,系统内各部分的状态参量,如温度、压强和体积等不再随时间发生变化。温度达到稳定值,分子仍然是运动的,不可能达到所谓的“凝固”状态。3.(多选)关于热力学温度和摄氏温度,下列说法错误的是()A.某物体摄氏温度为10℃,即热力学温度为10KB.热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃C.摄氏温度升高10℃,对应热力学温度升高283KD.热力学温度和摄氏温度的温标不同,两者表示的温度无法比较答案：ACD解析：热力学温度与摄氏温度的关系T=t+273.15K,所以选项A错误。对于T=t+273.15K,有许多同学错误地认为可变形为ΔT=Δt+273.15K,而认为C选项正确,实际上ΔT=T2-T1=t2-t1=Δt,即用摄氏温度表示的温差等于用热力学温度表示的温差,所以选项B正确,选项C、D错误。4.(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℃,则下列说法正确的是()A.两个系统不再是热平衡状态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,温度相同,当分别升高5℃和5K后,温度仍相同,两个系统仍为热平衡状态,故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,故C正确、D错误。5.入冬以来,冷空气频繁来袭,气温不断下降,最低低至-5℃,如果用热力学温度表示该温度为K;高温超导材料是各国争相研究的新型导体材料,有着非常广阔的应用前景,目前临界温度比较高的超导体是铋锶钙铜氧超导体,临界温度为110K,用摄氏温度表示为℃。答案：268-163解析：由T=t+273K可得-5℃的热力学温度为268K,110K的摄氏温度为-163℃。6.一个寒冷的冬天,小明同学在室外拿铁棒和木头时,感觉到铁棒明显比木头凉,由于表示物体冷热程度的是温度,于是小明得出当时“铁棒比木头温度低”的结论,你认为他的结论对吗?答案：不对。由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡,故它们的温度是一样的。感觉到铁棒特别凉,是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多,所以他的结论不对。7.细心观察可以发现,常见液体温度计的下部的玻璃泡较大,壁也比较薄,上部的管均匀而且很细,想一想,温度计为什么要做成这样呢?答案：这样做的目的是使测量更准确、更方便。下部较大而上部很细,这样下部储存的液体就比较多,当液体膨胀或收缩不大时,在细管中的液面就可能有较大的变化,可以使测量更精确;下部的壁很薄,可以使玻璃泡内的测温物质的温度较快地与待测物质的温度一致;细管的粗细是均匀的,是为了使刻度均匀,便于读数。能力提升1.(多选)下列物体处于热平衡状态的是()A.冰水混合物处在0℃的环境中B.将一铝块放入沸水中加热足够长的时间C.冬天刚打开空调的教室内的空气D.一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动,容器突然停止运动时,容器内的气体答案：AB解析：冰水混合物的温度为0℃,和环境的温度相同,处于热平衡状态,A正确。铝块在沸水中加热足够长的时间,铝块和水的温度相同,处于热平衡状态,B正确。冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不相同,未处于热平衡状态,C错误。匀速运动的容器突然停止运动时,机械能转化为气体的内能,容器内的气体温度升高,未达到热平衡状态,D错误。2.下列说法错误的是()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.若系统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交换,高温物体将向低温物体传热,最终使二者的温度达到相等,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。若a与b、c分别达到热平衡,三者温度一定相等,所以b、c之间也达到了热平衡,故C正确。3.小明自定一种新温标p,他将冰点与沸点之间的温度等分为200格,且将冰点的温度定为50p。小明测量一杯水的温度为150p,则该温度用摄氏温度表示时应为()A.30℃B.40℃C.50℃D.60℃答案：C解析：每格表示的摄氏度为100200℃=0.5℃,比冰点高出的温度为(150-50)×0.5℃=50℃,C对,A、B、D4.(多选)关于热平衡的下列说法正确的是()A.系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同数值B.标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡C.测体温时,体温计须和身体接触5~10min是为了让体温计跟身体达到热平衡D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态答案：ACD解析：达到热平衡时温度相同,或者说温度相同时就表明两系统达到了热平衡,故B错,选A、C、D。5.(多选)伽利略在1593年,制造了世界上第一个温度计——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()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造的答案：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造的,故A、B错,C、D正确。6.(多选)下列关于摄氏温标和热力学温标的说()A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等C.1K就是1℃D.当温度变化1℃时,也可说成温度变化274.15K答案：AB解析：中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标,A正确。两者关系是T=t+273.15K,所以用两者表示温度的变化时,两者的数值相等,B正确。当温度变化1℃时,也可说成温度变化1K,不能说1K就是1℃,只能是1开尔文的温差等于1摄氏度的温差,C、D错误。7.小明在家制作了简易温度计,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。当外界温度变化时,水柱位置将上下移动。当有色水柱下端与D和A对齐时,温度分别为20℃和80℃。A、D间刻度均匀分布。由图可知,图中有色水柱下端所示温度为多少摄氏度?答案：32℃解析：由题图知A、D间共有15个格,每个格表示温度为80-2015℃=4℃,有色水柱的下端离D点3个格即3×4℃=12℃,所以温度为t=20℃+12℃=2.气体的等温变化基础巩固1.一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的n倍,则压强变为原来的()A.2nB.nC.1nD答案：C解析：由玻意耳定律pV=恒量可知C正确。2.下列图中,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,各图中正确描述一定质量的气体不是等温变化的是()答案：D解析：气体的等温变化指的是一定质量的气体在温度不变的情况下,气体的压强与体积成反比,B、C正确,D错误。温度不变,A正确。3.(多选)一定质量的气体,在温度不变的条件下,将其压强变为原来的2倍,则()A.气体分子的平均动能增大B.气体的密度变为原来的2倍C.气体的体积变为原来的一半D.气体的分子总数变为原来的2倍答案：BC解析：温度是分子平均动能的标志,由于温度T不变,故分子的平均动能不变,据玻意耳定律得p1V1=2p1V2,得V2=12V1ρ1=mV1,ρ2=mV2即ρ2=2ρ1,4.采用验证玻意耳定律实验的主要器材针管及其附件,来测定大气压强的值,实验步骤如下:①将针管水平固定,拔下橡皮帽,向右将活塞从针管中抽出;②用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为m总;③用卡尺测出活塞直径d;④再将活塞插入针管中,保持针管中有一定质量的气体,并盖上橡皮帽,此时,从针管上可读出气柱体积为V1,如图所示;⑤将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上,向右水平缓慢拉动活塞到一定位置,此时,弹簧测力计读数为F,气柱体积为V2。试用以上的直接测量数据,写出大气压强的最终表达式p0=,本实验中第实验步骤是多余的。答案：4FV解析：开始时气体的压强为p0,向右水平缓慢拉动活塞到一定位置,弹簧测力计读数为F时气体的压强p1=p0-FS=p0-Fπd2该过程中温度不变,则p0V1=p1V2整理得p0=4由上面的式子可知,在表达式中,与活塞及固定在其上的支架的总质量无关,所以步骤②是多余的。能力提升1.一定质量的气体在不同温度下的两条等温线如图所示,下列说法错误的是()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.由图可知T1>T2D.由图可知T1<T2答案：C解析：根据等温图线的物理意义可知A、B选项都对。气体的温度越高时,等温图线的位置就越高,所以C错,D对。2.竖直倒立的U形玻璃管一端封闭,另一端开口向下,如图所示,用水银柱封闭一定质量的理想气体,在保持温度不变的情况下,假设在管子的D处钻一小孔,则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为()A.p,V都不变B.V减小,p增大C.V增大,p减小D.无法确定答案：B解析：设玻璃管两侧水银面高度差是h,大气压为p0,封闭气体压强p=p0-ph,在管子的D处钻一小孔,封闭气体压强大小变为p0,气体温度不变,压强变大,由玻意耳定律可知,封闭气体体积变小,故选项B正确,A、C、D错误。3.(多选)如图所示,图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线。下列说法正确的是()A.图线1对应的温度高于图线2B.图线1对应的温度低于图线2C.气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中,分子间平均距离增大D.气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中,分子间平均距离减小答案：AC解析：p-V图中,图线1在图线2外侧,其对应温度较高,图线1中,气体由状态A变为B是等温膨胀过程,体积增大,气体分子间的平均距离将增大,故选A、C。4.研究一定质量的气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图甲所示,实验步骤如下:(1)把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接。(2)移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p。(3)用V-1p图像处理实验数据,①为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是。②为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是和。(4)如果实验操作规范正确,但如图所示的V-1p图线不过原点,则V0代表

答案：(3)在注射器活塞上涂润滑油移动活塞要缓慢不能用手握住注射器封闭气体部分(4)注射器与压强传感器连接部位的气体体积解析：(3)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油。这样可以保持气密性。为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢;不能用手握住注射器封闭气体部分。这样能保证装置与外界温度一样。(4)如果实验操作规范正确,但图线不过原点,则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。5.如图所示,竖直玻璃管里有一段4cm长的水银柱,水银柱的下面封闭着长60cm的空气柱,玻璃管的横截面积是0.1cm2,在温度不变时,如果再向管里装入27.2g的水银,至平衡时,封闭在水银柱下面的空气柱有多高?已知大气压p0相当于76cm水银柱产生的压强,水银的密度ρ=13.6×103kg/m3,g取9.8m/s2。答案：48cm解析：管里再装入27.2g水银时,水银柱增加的高度h=VS=mρS=27.空气柱初状态时的压强p1=p0+ph1空气柱末状态时的压强p2=p0+ph2由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S联立以上各式得L2=p1L16.在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm,左边气体的压强相当于12.0cm汞柱产生的压强。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。答案：22.5cm7.5cm解析：设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1'和l2'。由力的平衡条件有p1=p2+ρg(l1-l2)①式中ρ为水银密度,g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1'②p2l2=pl2'③两边气柱长度的变化量大小相等l1'-l1=l2-l2'④由①②③④式和题给条件得l1'=22.5cml2'=7.5cm。3.气体的等压变化和等容变化基础巩固1.为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中的CO2的浓度。为使CO2液化,最有效的措施是()A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温答案：D解析：要将CO2液化需减小体积,根据pVT=C,知D2.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0℃升高到10℃时,其压强的增加量为Δp1,当它由100℃升高到110℃时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是()A.1∶1B.1∶10C.10∶1D.1∶11答案：A解析：等容变化,这四个状态在同一条等容线上,因Δt相同,所以Δp也相同,故A正确。3.(多选)图中描述一定质量的气体做等容变化的图线是()答案：CD解析：由查理定律知,一定质量的气体,在体积不变时,其压强和热力学温度成正比,选项C正确,选项A、B错误。在p-t图像中,直线与横轴的交点表示热力学温度的零度,选项D正确。4.(多选)某校外学习小组在进行实验探讨,如图所示,在烧瓶上连着一根玻璃管,用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起,在烧瓶中封入了一定质量的理想气体,整个烧瓶浸没在温水中。用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时,压强随温度的变化情况。开始时水银压强计U形管两端水银面一样高,在下列几种做法中,能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是()A.甲同学:把烧瓶浸在热水中,同时把A向下移B.乙同学:把烧瓶浸在热水中,同时把A向上移C.丙同学:把烧瓶浸在冷水中,同时把A向下移D.丁同学:把烧瓶浸在冷水中,同时把A向上移答案：BC解析：浸在热水中,温度升高,p=p0+ph,上移A管保持体积不变;浸在冷水中,温度降低,p=p0-ph,下移A管保持体积不变。5.如图所示,一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b,在此过程中,其压强()A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终不变D.先增大后减小答案：A解析：根据V-T图像的特点可知,气体从a到b的变化过程中气体压强逐渐增大,本题只有选项A正确。6.如图所示,静止在地面上的汽缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接,重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离汽缸底的高度为10cm。如果缸内空气变为0℃,重物将上升多少厘米?答案：2.68cm解析：汽缸中气体发生的是等压变化,初状态,V1=10S,T1=373K;末状态,V2=lS,T2=273K。由V1T1=V2T2得即活塞到缸底的距离为7.32cm,所以重物将上升Δl=(10-7.32)cm=2.68cm。能力提升1.下图为0.3mol的某种气体的压强和温度关系的p-t图线。p0表示标准大气压,则在状态B时气体的体积为()A.5.6LB.3.2LC.1.2LD.8.4L答案：D解析：此气体在0℃时,压强为标准大气压,所以它的体积应为22.4×0.3L=6.72L,根据图线所示,从0℃到A状态的127℃,气体是等容变化,则A状态的体积为6.72L。从A状态到B状态是等压变化,A状态的温度为127K+273K=400K,B状态的温度为227K+273K=500K,根据盖-吕萨克定律VATA=VBTB,VB2.(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这一过程如图所示,则()A.在过程AC中,气体的压强不断变大B.在过程CB中,气体的压强不断变小C.在状态A时,气体的压强最大D.在状态B时,气体的压强最大答案：AD解析：气体在过程AC中发生等温变化,由pV=C(恒量)可知,体积减小,压强增大,故选项A正确。在CB变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由pT=C(恒量)可知,温度升高,压强增大,故选项B错误。综上所述,在ACB过程中气体的压强始终增大,所以气体在状态B时的压强最大,故选项C错误,选项D3.(多选)关于理想气