第二章测评(B)
(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.下列关于晶体和非晶体的说法正确的是( )
A.所有的晶体都表现为各向异性
B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体
C.大粒盐磨成细盐,就变成了非晶体
D.所有晶体都有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点
答案：D
解析：只有单晶体才表现为各向异性和具有规则的几何形状,所有的晶体都有确定的熔点,故D正确。
2.肥皂泡内气体的压强p与外界大气压强p0相比较应是( )
A.p>p0
B.p
C.p=p0
D.不能确定
答案：A
解析：由于液体的表面张力作用,肥皂泡有收缩的趋势,所以内部压强要大于外部压强,故A正确。
3.下面说法正确的是( )
A.鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿——毛细现象
B.细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力
C.压紧土壤可以把地下水分引上来——浸润现象
D.保存地下的水分就要把地面的土壤锄松——表面张力
答案：B
解析：鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿是不浸润现象,故A错误。细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形,是表面张力的作用,因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用,而体积相同情况下球的表面积最小,故呈球形,B正确。压紧土壤可以把地下水分引上来,是毛细现象,故C错误。保存地下的水分就要把地面的土壤锄松,防止毛细现象的发生,故D错误。故选B。
4.如图所示,两端开口的弯折的玻璃管竖直放置,三段竖直管内各有一段水银柱,两段空气封闭在三段水银柱之间,若左、右两管内水银柱长度分别为h1、h2,且水银柱均静止,则中间管内水银柱的长度为( )
A.h1-h2
B.
C.
D.h1+h2
答案：D
5.有下列几种说法,其中错误的是( )
A.气体体积等于各个气体分子体积之和
B.气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生
C.同一种气体,温度越高,气体分子平均速率越大
D.一定质量的气体,体积不变时,分子平均速率越大,气体压强也越大
答案：A
解析：气体分子之间有很大的空隙,气体的体积不等于各个气体分子体积之和,A错误。B项所述是气体压强的微观意义,正确。同一种气体温度越高分子平均动能越大,平均速率就越大,C正确。由查理定律知D正确。
6.如图所示,A、B两点代表一定质量的理想气体的两个不同状态,状态A的温度为TA,状态B的温度为TB。由图可知( )
A.TB=2TA
B.TB=4TA
C.TB=6TA
D.TB=8TA
答案：C
解析：由题图可知,;则由;得=6,所以C正确。
7.如图所示,竖直放置的上端封闭、下端开口的粗细均匀的玻璃管中,一段水银柱封闭着一段长为l的空气柱。若将这根玻璃管倾斜45°(开口端仍在下方),空气柱的长度将发生下列哪种变化( )
A.变长
B.不变
C.变短
D.无法确定
答案：C
解析：设水银柱的高度为h,由图示可以知道,气体压强间的关系为p2=p0-ρgh,如果玻璃管倾斜45°,h变小,则玻璃管中的气体压强变大,气体温度不变,由理想气体状态方程=C可以知道,气体体积变小,气柱长度变短。
8.下图是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图像,由图像可知( )
A.pA>pB
B.pCC.VAD.TA答案：D
解析：由V-T图像可以看出由A→B是等容过程,TB>TA,故pB>pA,A、C错误,D正确。由B→C为等压过程,pB=pC,故B错误。
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.关于理想气体,下列说法正确的是( )
A.理想气体能严格的遵守气体实验定律
B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体
C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体
D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体
答案：AC
解析：理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体,A正确。理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象,故C正确,B、D错误,故选A、C。
10.一定质量的理想气体经过一系列变化过程,如图所示,下列说法正确的是( )
A.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.c→a过程中,气体压强增大,体积变小
D.c→a过程中,气体内能增大,体积不变
答案：AD
解析：由题图知a→b为等温膨胀过程,b→c为等压收缩过程,c→a为等容升压过程,所以A、D选项正确。
11.某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验,操作完全正确。根据实验数据却在p-V图像上画出了两条不同双曲线。造成这种情况的可能原因是( )
A.两次实验中空气质量不同
B.两次实验中温度不同
C.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同
D.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同
答案：AB
解析：根据理想气体状态方程=C,得到pV=CT;若pV乘积一定,则p-V图像是双曲线,且乘积不同,双曲线不同;故题中可能是温度T不同,也可能是常数C不同,而常数C由质量决定,即也可能是气体质量不同,所以A、B正确,C、D错误。
12.在光滑水平面上有一个内外壁光滑的汽缸,汽缸质量为m0,汽缸内有一质量为m的活塞,已知m0>m。活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施一水平向左的拉力F时,如图甲所示,汽缸的加速度为a1,封闭气体的压强为p1,体积为V1;若用同样大小的力F水平向左推活塞,如图乙所示,汽缸的加速度为a2,封闭气体的压强为p2,体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变,则( )
A.a1=a2
B.a1C.p1D.V1>V2
答案：ACD
解析：对汽缸与活塞组成的整体,据牛顿第二定律可得a1=a2。对题图甲,以活塞为研究对象,有p0S-p1S=ma1;对题图乙,以汽缸为研究对象,有p2S-p0S=m0a2;由以上两式可得p1V2。故选项A、C、D正确。
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)某同学在家里研究气体体积随温度变化而变化的规律,他找到测量范围是0~100 ℃的温度计,一个容积为200 mL的空易拉罐,一只比易拉罐还大一些的玻璃杯,一根管芯截面积为10 mm2的均匀细长玻璃管,刻度尺和一团橡皮泥。
他的主要实验步骤是:
A.将温度计、长玻璃管插入空易拉罐,并用油泥将罐口密封。
B.玻璃杯中倒入热水,将易拉罐浸没在热水中。
C.在玻璃管口滴入一滴墨水,用墨水将罐内外空气分隔。
D.用刻度尺量出墨水滴到罐口的距离l,作记录,同时记录温度计读数t(被封闭空气的温度)。
E.过一段时间重复上述测量步骤4至6次,直至墨水滴到达罐口。
F.计算出被封闭的空气体积V=(200+0.1l)(cm3),比较体积V随温度T(T=273.15 ℃+t)的变化,得出气体体积随温度变化而变化的规律。
(1)在实验中,需要记录的物理量是 和 。
(2)他的实验结论不是很准确,造成误差的原因可能是 。
答案：(1)体积 温度
(2)在实验过程中出现漏气
解析：(1)本实验要研究气体体积随温度变化而变化的规律,因此需要记录的物理量是气体的体积和温度。
(2)本实验必须控制气体的质量一定,他的实验结论不是很准确,造成误差的原因可能是在实验过程中出现漏气。
14.(8分)(2019·全国卷2)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1 N2,T1 T3,N2 N3。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
答案：大于 等于 大于
解析：从“1”到“2”是等容变化,根据查理定律可知“2”状态温度低,分子平均动能小,所以单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数少,即N1大于N2;从“1”到“3”,因为1点状态压强与体积的积与3点状态压强与体积的积相等,说明T1等于T3;从“2”到“3”是等压膨胀,气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的个数减少,即N2大于N3。
15.(8分)标准大气压为p0,密封的体积为2 L的气体,压强为2p0,温度为27 ℃,加热后,压强和体积各增加20%,求它的最后温度是多少
答案：432 K
解析：p1=2p0,V1=2 L,T1=300 K,p2=2.4p0,V2=2.4 L
由气体状态方程可知,解得T2=432 K。
16.(8分)如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧汽缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1V0,开始时活塞在A处,缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B处。求活塞移动到B处时,缸内气体温度TB。
答案：363 K
解析：活塞由A处移动到B处的过程可分解为两个子过程,子过程1为从刚开始对气体加热到活塞刚好离开A处,此子过程气体做等容变化;子过程2为从活塞刚好离开A处到活塞刚好移动到B处,此子过程气体做等压变化,设活塞刚好离开A处时缸内气体的温度为T,由查理定律和盖-吕萨克定律得
, , 联立两式解得TB=363 K。
17.(14分)如图所示,在圆柱形汽缸中用具有质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,已知外界大气压p0相当于75 cm汞柱产生的压强,室温t0=27 ℃,稳定后两边水银面的高度差为Δh=1.5 cm,此时活塞离容器底部的高度为l=50 cm。已知柱形容器横截面积S=0.01 m2,75 cm汞柱产生的压强约为1.0×105 Pa,g取10 N/kg。
(1)求活塞的质量;
(2)使容器内温度降至-63 ℃,求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度l'。
答案：(1)2 kg
(2)1.5 cm 35 cm
解析：(1)根据U形管两侧水银面的高度差为Δh=1.5 cm,
可知A中气体压强pA=p0+pΔh而pA=p0+p塞
所以活塞产生的压强p塞=0.02×105 Pa
由p塞=,解得m=2 kg。
(2)由于活塞光滑,所以气体等压变化,U形管两侧水银面的高度差不变,仍为Δh=1.5 cm
初状态,温度T1=300 K,体积V1=50 cm·S;
末状态,温度T2=210 K,体积V2=l'S
由盖-吕萨克定律,
解得活塞离容器底部的高度l'=35 cm。
18.(16分)(2019·全国卷1)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;室温温度为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。
答案：(1)3.2×107 Pa (2)1.6×108 Pa
解析：(1)设初始时每瓶气体的体积为V0,压强为p0;使用后气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。由玻意耳定律得
p0V0=p1V1 ①
被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为
V'=V1-V0 ②
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2,体积为V2。由玻意耳定律得
p2V2=10p1V' ③
联立①②③式并代入题给数据得
p2=3.2×107 Pa。 ④
(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式并代入题给数据得
p3=1.6×108 Pa。 ⑥第二章测评(B)
(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.下列关于晶体和非晶体的说法正确的是( )
A.所有的晶体都表现为各向异性
B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体
C.大粒盐磨成细盐,就变成了非晶体
D.所有晶体都有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点
2.肥皂泡内气体的压强p与外界大气压强p0相比较应是( )
A.p>p0
B.pC.p=p0
D.不能确定
3.下面说法正确的是( )
A.鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿——毛细现象
B.细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力
C.压紧土壤可以把地下水分引上来——浸润现象
D.保存地下的水分就要把地面的土壤锄松——表面张力
4.如图所示,两端开口的弯折的玻璃管竖直放置,三段竖直管内各有一段水银柱,两段空气封闭在三段水银柱之间,若左、右两管内水银柱长度分别为h1、h2,且水银柱均静止,则中间管内水银柱的长度为( )
A.h1-h2
B.
C.
D.h1+h2
5.有下列几种说法,其中错误的是( )
A.气体体积等于各个气体分子体积之和
B.气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生
C.同一种气体,温度越高,气体分子平均速率越大
D.一定质量的气体,体积不变时,分子平均速率越大,气体压强也越大
6.如图所示,A、B两点代表一定质量的理想气体的两个不同状态,状态A的温度为TA,状态B的温度为TB。由图可知( )
A.TB=2TA
B.TB=4TA
C.TB=6TA
D.TB=8TA
7.如图所示,竖直放置的上端封闭、下端开口的粗细均匀的玻璃管中,一段水银柱封闭着一段长为l的空气柱。若将这根玻璃管倾斜45°(开口端仍在下方),空气柱的长度将发生下列哪种变化( )
A.变长
B.不变
C.变短
D.无法确定
8.下图是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图像,由图像可知( )
A.pA>pB
B.pCC.VAD.TA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.关于理想气体,下列说法正确的是( )
A.理想气体能严格的遵守气体实验定律
B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体
C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体
D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体
10.一定质量的理想气体经过一系列变化过程,如图所示,下列说法正确的是( )
A.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.c→a过程中,气体压强增大,体积变小
D.c→a过程中,气体内能增大,体积不变
11.某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验,操作完全正确。根据实验数据却在p-V图像上画出了两条不同双曲线。造成这种情况的可能原因是( )
A.两次实验中空气质量不同
B.两次实验中温度不同
C.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同
D.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同
12.在光滑水平面上有一个内外壁光滑的汽缸,汽缸质量为m0,汽缸内有一质量为m的活塞,已知m0>m。活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施一水平向左的拉力F时,如图甲所示,汽缸的加速度为a1,封闭气体的压强为p1,体积为V1;若用同样大小的力F水平向左推活塞,如图乙所示,汽缸的加速度为a2,封闭气体的压强为p2,体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变,则( )
A.a1=a2
B.a1C.p1D.V1>V2
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)某同学在家里研究气体体积随温度变化而变化的规律,他找到测量范围是0~100 ℃的温度计,一个容积为200 mL的空易拉罐,一只比易拉罐还大一些的玻璃杯,一根管芯截面积为10 mm2的均匀细长玻璃管,刻度尺和一团橡皮泥。
他的主要实验步骤是:
A.将温度计、长玻璃管插入空易拉罐,并用油泥将罐口密封。
B.玻璃杯中倒入热水,将易拉罐浸没在热水中。
C.在玻璃管口滴入一滴墨水,用墨水将罐内外空气分隔。
D.用刻度尺量出墨水滴到罐口的距离l,作记录,同时记录温度计读数t(被封闭空气的温度)。
E.过一段时间重复上述测量步骤4至6次,直至墨水滴到达罐口。
F.计算出被封闭的空气体积V=(200+0.1l)(cm3),比较体积V随温度T(T=273.15 ℃+t)的变化,得出气体体积随温度变化而变化的规律。
(1)在实验中,需要记录的物理量是 和 。
(2)他的实验结论不是很准确,造成误差的原因可能是 。
14.(8分)(2019·全国卷2)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1 N2,T1 T3,N2 N3。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
15.(8分)标准大气压为p0,密封的体积为2 L的气体,压强为2p0,温度为27 ℃,加热后,压强和体积各增加20%,求它的最后温度是多少
16.(8分)如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧汽缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1V0,开始时活塞在A处,缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B处。求活塞移动到B处时,缸内气体温度TB。
17.(14分)如图所示,在圆柱形汽缸中用具有质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,已知外界大气压p0相当于75 cm汞柱产生的压强,室温t0=27 ℃,稳定后两边水银面的高度差为Δh=1.5 cm,此时活塞离容器底部的高度为l=50 cm。已知柱形容器横截面积S=0.01 m2,75 cm汞柱产生的压强约为1.0×105 Pa,g取10 N/kg。
(1)求活塞的质量;
(2)使容器内温度降至-63 ℃,求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度l'。
18.(16分)(2019·全国卷1)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;室温温度为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。