高中物理人教版选修3-3学案：第八章 章末测试题+Word版含答案

章末测试题
分值：100分　时间：60分钟
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共计40分．多选题已在题号后标出)
1．(·四川高考)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外(　　)
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
【答案】　C
2．(多选)(·全国理综)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(　　)
A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈
B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈
C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小
D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小
【答案】　BD
3．(多选)如图为某人在旅游途中对同一密封的小包装食品拍摄的两张照片，甲图摄于海拔500 m、气温为18℃的环境下，乙图摄于海拔3200 m、气温为10℃的环境下．下列说法中正确的是 (　　)
图甲　　　　　　　　　图乙
图1
A．甲图中小包内气体的压强小于乙图中小包内气体的压强
B．甲图中小包内气体的压强大于乙图中小包内气体的压强
C．甲图中小包内气体分子间的引力和斥力都比乙图中大
D．甲图中小包内气体分子的平均动能大于乙图中小包内气体分子的平均动能
【答案】　BCD
4．(·济南高二检测)如图1所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是 (　　)

【答案】　D
5．(多选)用如图3所示的实验装置来研究气体等容变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的某种气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变(　　)
A．将烧瓶浸入热水中，应将A管向上移
B．将烧瓶浸入热水中，应将A管向下移动
C．将烧瓶浸入冰水中，应将A管向上移动
D．将烧瓶浸入冰水中，应将A管向下移动
【答案】　AD
6．(多选)如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则(　　)
A．A管内空气柱将变长
B．A管内空气柱将变短
C．两管内水银柱的高度差将增大
D．两管内水银柱的高度差将减小
【答案】　BC
7．(多选)分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图5所示，下列说法正确的是(　　)
A．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值
B．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
C．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大
D．高温状态下大多数分子对应的速率大于低温状态下大多数分子对应的速率
【答案】　CD
8．一只两端封闭、粗细均匀的玻璃管水平放置，玻璃管中有一段长57 cm的水银柱把空气柱分成1 atm、30 cm长的两段，若将玻璃管缓缓竖立起来，则上、下两段气柱的长度分别为(　　)
A．30 cm、30 cm　　　　　　 B．35 cm、25 cm
C．40 cm、20 cm D．45 cm、15 cm
【解析】　玻璃管水平放置时，两部分气体的状态相同，压强都是76 cmHg，体积为30S，竖立起来后，设上段气体的压强为p′、体积为lS，则下段气体的压强为p′＋57，体积为(60－l)S，分别根据玻意耳定律可得
上段气体：76×30S＝p′lS
下段气体：76×30S＝(p′＋57)(60－l)S
可得l＝40 cm
则下段气体长度
l′＝60 cm－40 cm＝20 cm，即选项C是正确的．
【答案】　C
9．图6中A、B两点，代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB.由图可知(　　)
TB＝2TA
B．TB＝4TA
C．TB＝6TA
D．TB＝8TA
【答案】　C
10．(多选)如图7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(　　)
A．水银柱向上移动了一段距离
B．ΔVA<ΔVB
C．ΔpA>ΔpB
D．ΔFA＝ΔFB
【答案】　AC
二、填空题(本题共2小题，共16分)
11．(8分)为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置．该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器．测试过程可分为如下操作步骤：
a．记录密闭容器内空气的初始温度t1；
b．当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度t2；
c．用电加热器加热容器内的空气；
d．将待测安全阀安装在容器盖上；
e．盖紧装有安全阀的容器盖，将一定量空气密闭在容器内．
(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序排列：______；
(2)若测得的温度分别为t1＝27 ℃，t2＝87 ℃，已知大气压强为1.0×105 Pa，则测试结果是：这个安全阀能承受的最大内部压强是________．
【解析】　(1)将安全阀安装在容器盖上，然后密封空气，记录其初始温度t1，然后加热密封空气，待漏气时记录容器内空气温度t2，故正确操作顺序为deacb.
(2)已知T1＝300 K，T2＝360 K，p0＝1.0×105 Pa，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得＝，p＝＝Pa＝1.2×105 Pa.
【答案】　(1)deacb　(2)1.2×105 Pa
12．(8分)(·浙江高考)如图所示，内壁光滑的圆柱型金属容器内有一个质量为m、面积为S的活塞．容器固定放置在倾角为θ的斜面上．一定量的气体被密封在容器内，温度为T0，活塞底面与容器底面平行，距离为h.已知大气压强为p0，重力加速度为g.
(1)容器内气体压强为________．
(2)由于环境温度变化，活塞缓慢下移h/2时气体温度为________．
【解析】　(1)容器内气体的压强与大气压和活塞的重力有关．活塞对气体产生的压强为p′＝，则容器内气体的压强p＝p0＋p′＝p0＋.
(2)环境温度变化，活塞缓慢下移，可认为是等压变化，则＝，且V0＝2V1，解得T1＝.
【答案】　(1)p0＋　(2)
三、计算题(本题共4小题，共44分)
(10分)(·重庆高考)图9为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩．若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力．
【解析】　取气泡内的气体研究，设压缩后气体压强为p，由玻意耳定律得p0V0＝pV，则p＝，故气体对接触面处薄膜的压力F＝pS＝S.
【答案】　S
14．(10分)(·青岛高二检测)如图10所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中．注射器活塞的横截面积S＝5×10－5 m2，活塞及框架的总质量m0＝5×10－2 kg，大气压强p0＝1.0×105 Pa.当水温为t0＝13 ℃时，注射器内气体的体积为5.5 mL.(g＝10 m/s2)
(1)向烧杯中加入热水，稳定后测得t1＝65 ℃时，气体的体积为多大？
(2)保持水温t1＝65 ℃不变，为使气体的体积恢复到5.5 mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？
【解析】　(1)由盖—吕萨克定律＝得V1＝6.5 mL.
(2)由查理定律得＝
解得m＝0.1 kg.
【答案】　(1)6.5 mL　(2)0.1 kg
15．(12分)(·山东高考)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示．将一质量M＝3×103kg、体积V0＝0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上．向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40 m，筒内气体体积V1＝1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮．求V2和h2.
已知大气压强p0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度的大小g＝10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略．
【解析】　当F＝0时，由平衡条件得
Mg＝ρg(V0＋V2)①
代入数据得
V2＝2.5 m3②
设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得
p1＝p0＋ρgh1③
p2＝p0＋ρgh2④
在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得
p1V1＝p2V2⑤
联立②③④⑤式，代入数据得
h2＝10 m.
【答案】　2.5 m3　10 m
16．(12分)如图所示，一个密闭的汽缸被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等．现利用电热丝对右室加热一段时间，达到平衡后，左室气体的体积变为原来的，左室气体的温度为T1＝300 K，求右室气体的温度．
【解析】　根据题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行分析：
左室的气体：
加热前p0、V0、T0，
加热后p1、V0、T1；
右室的气体：
加热前p0、V0、T0，
加热后p1、V0、T2.
根据理想气体状态方程：＝恒量得，
左室气体＝
右室气体＝
故＝
解得T2＝500 K.
【答案】　500 K
附加题
17. 如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 ℃的水槽中，B的容积是A的3倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体．U形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．假设U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C中气体的压强(以mmHg为单位)；
(2)将右侧水槽的水从0 ℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温．
【解析】　(1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T0＝273 K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意，有
p1＝pC＋Δp①
式中Δp＝60 mmHg.打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB.依题意，有
pB＝pC②
玻璃泡A和B中气体的体积为
V2＝VA＋VB③
根据玻意耳定律得
p1VB＝pBV2④
联立①②③④式，并代入题给数据得
pC＝·Δp
pC＝180 mmHg.⑤
(2)当右侧水槽的水温加热到T′时，U形管左右水银柱高度差为Δp.玻璃泡C中气体的压强为
p′C＝pB＋Δp⑥
玻璃泡C中的气体体积不变，根据查理定律得
＝⑦
联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得
T′＝364 K．⑧
【答案】　(1)180 mmHg　(2)364 K