人教版高中物理选修三 第1-3章 素养检测 速度(word版含答案)

人教版高中物理选修三 第1-3章 素养检测 速度
一、单项选择题（共8小题；）
1. 如图中气缸内盛有一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并通过活塞对外做功.若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是
A. 气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律
B. 气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律
C. 气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律
D. 以上三种说法都不对
2. 人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是
A. 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
B. 晶体的物理性质都是各向异性的
C. 液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
D. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
3. 下列说法中正确的是
A. 功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功
B. 热机必须具有两个热库，才能实现热功转化
C. 热机的效率不可能大于 ，但可能等于
D. 热机的效率必定小于
4. 关于液体表面张力现象的说法中正确的是
A. 把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小，又受到液体浮力的缘故
B. 在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力
C. 玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
D. 滴入水中的红墨水很快散开
5. 下列关于分子力和分子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
6. 如图所示，固定容器及可动活塞 都是绝热的，中间有一导热的固定隔板 ， 的两边分别盛有气体甲和乙，现将活塞 缓慢地向 移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，在移动 的过程中
A. 外力对乙做功，甲的内能不变 B. 外力对乙做功，乙的内能不变
C. 乙传递热量给甲，乙的内能增加 D. 乙的内能增加，甲的内能不变
7. 如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为 ，管内外水银面高度差为 ，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则
A. 、 均变大 B. 、 均变小 C. 变大 变小 D. 变小 变大
8. 如图所示，有一圆筒形绝热容器，用绝热且具有一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与容器之间的摩擦。开始时容器平放在水平桌面上，容器内气体处于状态 ，然后将容器缓慢竖立在桌面上，稳定后气体处于状态 。下列说法正确的是
A. 与 状态相比， 状态气体的温度较高
B. 与 状态相比， 状态气体分子间作用力较小
C. 、 两状态的气体对活塞的压力相等
D. 、 两状态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数相等
二、双项选择题（共2小题；）
9. 如图所示，两端封闭的 形管竖直倒置，管内水银柱将空气柱 和 隔开，当空气柱的温度相同时，空气柱 较长。现在使 、 的温度分别升高 和 ，水银柱的位置却没有改变，则 和 可能分别为
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
10. 两分子间的斥力和引力的合力 与分子间距离 的关系如图中曲线所示，曲线与 轴交点的横坐标为 。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是
A. 在 阶段， 做正功，分子动能增加，势能减小
B. 在 阶段， 做负功，分子动能减小，势能也减小
C. 在 时，分子势能最小，动能最大
D. 在 时，分子势能为零
三、多项选择题（共4小题；）
11. 下列说法正确的是
A. 液体浸润或不浸润固体是由液体的性质决定的
B. 密闭在容器中的理想气体，体积不变，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
C. 外界对密闭容器内的气体做功，气体内能可能减小
D. 第二类永动机不能制成的原因与第一类永动机不能制成的原因不同
E. 当水面上方水蒸汽达到饱和状态时，水中不会有水分子飞出水面
12. 一定质量的理想气体，如果保持气体的压强不变，气体的温度升高，下列说法中正确的是
A. 气体分子的平均速率增大
B. 单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力变大
C. 气体分子对器壁的平均作用力变大
D. 该气体的密度减小
13. 从微观角度看
A. 热力学第二定律是一个统计规律
B. 一个孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展
C. 一个宏观状态所对应的微观状态越多，越是无序，熵值越大
D. 出现概率越大的宏观状态，熵值越大
14. 如图所示为一消毒水简易喷洒装置，内部装有一定量的水，水上部是密封的空气，喷洒口管径细小。现保持阀门紧闭，通过打气筒再充入一些空气。设所有过程温度保持不变，下列说法正确的是
A. 充气后，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多
B. 充气后，密封气体的分子平均动能增大
C. 打开阀门后，密封气体对外界做正功
D. 打开阀门后，密封气体从外界吸热
四、填空题（共1小题；）
15. 对于一定量的理想气体，下列说法正确的是
A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B.若气体的内能不变，其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高 所吸收的热量与气体经历的过程有关
E.当气体温度升高时，气体的内能一定增大
五、解答题（共4小题；）
16. 如图所示为一简易火灾报警装置。其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。 时，空气柱长度 为 ，水银上表面与导线下端的距离 为 ，管内水银柱的高度 为 ，大气压强 。
（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警
（2）如果要使该装置在 时报警，则应该再往玻璃管内注入多少 高的水银柱
17. 某种喷雾器的贮液筒的总容积为 ，如图所示，装入 的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入 、 的空气，设整个过程温度保持不变，求：
（1）要使贮液筒中空气的压强达到 ，打气筒应打压几次
（2）在贮液筒中空气的压强达到 时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液
18. 一定质量的理想气体从状态 变化到状态 再变化到状态 ，其状态变化过程的 图象如图所示。已知该气体在状态 时的温度为 ，则
（1）该气体在状态 时的温度
（2）该气体从状态 到状态 的过程中是吸热，还是放热
（3）传递的热量是多少
19. 如图所示，由 形管和细管连接的玻璃泡 、 和 浸泡在温度均为 的水槽中， 的容积是 的 倍。阀门 将 和 两部分隔开。 内为真空， 和 内都充有气体。 形管内左边水银柱比右边的低 。打开阀门 ，整个系统稳定后， 形管内左、右水银柱高度相等。假设 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
（1）求玻璃泡 中气体的压强（以 为单位）。
（2）将右侧水槽的水从 加热到一定温度时， 形管内左、右水银柱高度差又为 ，求加热后右侧水槽的水温。
答案
1. C
【解析】由于气缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，所以气缸内的气体温度也不变，要保持其内能不变，该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能保证内能不变，但此过程不违反热力学第二定律.
此过程由外力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可能发生.
2. D
【解析】单晶体多晶体都有固定的熔点，故A错误；
单晶体具有各向异性，而多晶体有各向同性，故B错误；
表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，故C错误；
液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故D正确。
3. D
【解析】本题要求全面领会开尔文表述的含义，同时注意语言逻辑性.开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他影响，比如气体等温膨胀过程，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A错误；
开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B错误；
由 可知，只要 ， ，如果 ，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C错误，D正确.
4. C
【解析】与气体接触的液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势；把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力等于表面张力，故浮在液体的表面，故A错误；
在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体表面层分子间有相互吸引力，该力使得水银滴的表面积有缩小到最小的趋势，故B错误；
玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故，故C正确；
滴入水中的红墨水很快散开，是分子的无规则运动的结果，与表面张力无关，故D错误。
5. C
【解析】当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B不正确；
当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确、D不正确。
6. C
7. A
【解析】在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压。如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，而此时外界的大气压不变，根据上述等量关系，管内水银柱的压强须增大才能重新平衡，故管内水银柱的高度增大，故选A。
8. A
【解析】设活塞的质量为 ，横截面积为 ，由图可知， 气体的压强：， 气体的压强：，由 到 气体压强 增大，由理想气体的状态方程： 可知，气体的体积减小，外界对气体做功，，由题意可知，容器是绝热的，则：，由热力学第一定律可知：，气体内能增加，气体温度升高，与 状态相比， 状态气体的温度较高，故A正确；
理想气体分子间的距离较大，分子间的作用力忽略不计，分子间的作用力为零， 、 两状态分子间的作用力都为零相等，故B错误；
、 两状态气体压强不同，活塞横截面积相同，由 可知，两状态的气体对活塞的压力不相等，故C错误；
态下气体体积小、气体的压强增大，则单位时间内撞击活塞的分子个数较多，故D错误。
9. A， C
10. A， C
【解析】在 阶段，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子动能增加，分子势能减小，故A正确；
在 阶段，分子力为斥力，相互靠近时分子力做负功，分子动能减小，分子势能增大，故B错误；
由上分析知，分子势能先减小、后增大，在 时，分子势能最小，动能最大，故C正确；
在 时，分子势能是否为零，与 势能点的选择有关，故D错误。
11. B， C， D
【解析】液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的，选项A错误；
密闭在容器中的理想气体，体积不变，则气体的数密度不变；温度升高，气体分子运动的平均速率变大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，选项B正确；
外界对密闭容器内的气体做功，若气体放热，则气体内能可能减小，选项C正确；
第二类永动机不能制成的原因与第一类永动机不能制成的原因不同，第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律；第一类永动机违背能量守恒定律，选项D正确；
当水面上方水蒸汽达到饱和状态时，水中飞出水面的水分子和进入水面的分子数达到平衡，选项E错误。
12. A， C， D
【解析】由气体分子运动速率分布图象可知，气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，故A正确。
气体压强是器壁单位面积上受到大量气体分子频繁地碰撞而产生的平均作用力的结果，气体压强不变，单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力不变，故B错误。
气体的温度升高，气体分子平均速率增大，气体分子对器壁的平均作用力变大，故C正确。
根据理想气体状态方程 ，压强不变，温度升高，则体积增大，在质量一定的情况下，该气体的密度减小，故D正确。
13. A， C， D
14. A， C， D
【解析】充气后，气体质量增大，分子数密度增大，因为温度不变，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多，故A正确。温度是分子平均动能的标志，因为温度不变，所以密封气体的分子平均动能不变，故B错误。打开阀门后，密封气体体积增大，气体对外界做正功，故C正确。打开阀门后，气体对外界做正功，有 ，而温度不变，有 ，根据热力学第一定律 ，可知 ，即密封气体从外界吸热，故D正确。
15. ADE
16. （1）
【解析】根据等压变化得，，
，，
即 ，
得 ，
则
（2）
【解析】设加入 的水银柱，在 时会报警。
根据理想气体状态方程得，
，
，，，，，
，
解得 。
17. （1）
【解析】设每打一次气，贮液筒内增加的压强为
由玻意耳定律得：
需打气次数
（2）
【解析】设停止喷雾时贮液筒内气体体积为
由玻意耳定律得：
故还剩药液 。
18. （1）
【解析】由图示图象可知： 等容变化，由查理定律得：，
代入数据得：，
等压变化，由盖吕萨克定律得：，
代入数据得：，；
（2） 该气体从状态 到状态 的过程中吸热。
【解析】 到状态 体积增大，对外做功，即 ，，
所以， 到状态 的过程中内能变化量为 ，由热力学第一定律得：，所以 的过程中是吸热。
（3）
【解析】吸收的热量为：
19. （1）
【解析】（2012 全国新课标Ⅱ）
在打开阀门 前，两水槽水温均为 。设玻璃泡 中气体的压强为 ，体积为 ，玻璃泡 中气体的压强为 ，依题意有
式中 ，打开阀门 后，两水槽水温仍为 ，设玻璃泡 中气体的压强为 。依题意，有
玻璃泡 和 中气体的体积为
根据玻意耳定律得
联立以上各式，并代入题给数据得
（2）
【解析】当右侧水槽的水温加热至 时， 形管左、右水银柱高度差为 。
玻璃泡 中气体的压强为
玻璃泡 的气体体积不变，根据查理定理得
得
第1页（共1 页）