鲁科版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第1章 章末检测（一）word含解析

章末检测(一)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。其中1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)
1.以下说法错误的是(　　)
A.一般分子直径的数量级为10－10 m
B.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.分子间同时存在分子引力和分子斥力
D.扩散现象说明分子做无规则运动
解析　由分子动理论可知选项C、D正确；一般分子直径的数量级为10－10 m，选项A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，但布朗运动间接反映了液体或气体分子在永不停息地做无规则运动，选项B错误。
答案　B
2.我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是(　　)
A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的
D.PM2.5必然有内能
解析　PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误；PM2.5内部的热运动不可能停止，故PM2.5必然有内能，D正确。
答案　D
3.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离(　　)
A.阿伏伽德罗常数、气体摩尔质量和质量
B.阿伏伽德罗常数、气体摩尔质量和密度
C.阿伏伽德罗常数、气体质量和体积
D.该气体的密度、体积和摩尔质量
解析　知道阿伏伽德罗常数、气体摩尔质量和质量，可以求出分子质量，但求不出分子体积，求不出分子间的平均距离，故A错误；已知气体的密度，可以求出单位体积气体的质量，知道气体摩尔质量可以求出单位体积气体物质的量，知道阿伏伽德罗常数可以求出单位体积分子个数，可以求出分子体积，可以进一步求出分子间的平均距离，故B正确；知道阿伏伽德罗常数、气体质量与体积，可以求出气体的密度，求不出气体分子体积，求不出气体分子间的平均距离，故C错误；知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该体积气体物质的量，求不出气体分子体积，求不出分子间的平均距离，故D错误。
答案　B
4.如图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，两状态一样多
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错误；b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，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　B
5.一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体，它分别处在如图所示的三种状态时的温度关系是(　　)
A.TA>TB>TC B.TAC.TA＝TB>TC D.TB>TA>TC
解析　由题图可知VA＝VB>VC，pA＝pCTA>TC，D正确。
答案　D
6.对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是(　　)
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体温度升高，则气体分子的热运动变得更加剧烈，每个分子的速率都增大
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小
解析　气体分子间有较大空隙，气体分子的体积之和远小于气体的体积，所以选项A错误；气体温度升高，分子热运动变得更加剧烈，但不是每个分子的速率都增大，则选项B错误；由压强的定义可知：单位面积上的压力叫压强，器壁内侧受到的压力就是气体分子对器壁不断碰撞而产生的，所以选项C正确；当气体膨胀时，气体的温度如何变化无法确定，故内能如何变化也无法确定，所以选项D错误。
答案　C
7.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则(　　)
A.弯管左管内外水银面的高度差为h
B.若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C.若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升
D.若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升
解析　对右管中的水银分析知，管中气体压强比大气压强多h cmHg，所以弯管左管内外水银面的高度差为h，故A正确；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，故B错误；封闭气体温度和压强不变，体积不变，所以弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升，故C正确；环境温度升高，气体压强不变，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，故D正确。
答案　ACD
8.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子只在分子力作用下沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化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，则下列说法中正确的是(　　)
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E0
C.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
解析　由题图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，动能最大，速度最大，加速度为零，由于两分子总能量为零，所以，乙分子在P点(x＝x2)时有Ek＋(－E0)＝0，解得Ek＝E0，A错误，B正确；乙分子在Q点(x＝x1)时，动能并非最大，即加速度不等于零，不是平衡状态，C错误；乙分子在x1处时，分子势能为零，动能亦为零，因此，乙分子的运动范围为x≥x1，选项D正确。
答案　BD
9.如图所示表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是(　　)
A.从状态d到c，气体体积减小
B.从状态c到b，气体体积减小
C.从状态a到d，气体体积增大
D.从状态b到a，气体温度升高
解析　气体从状态d到状态c，温度不变，但是由于压强减小，所以体积增大，故选项A错误；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，故选项B正确；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，故选项C正确；根据图像，气体从状态b到状态a气体温度升高，故选项D正确。
答案　BCD
10.如图所示，在一个圆柱形的导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，活塞与气缸壁间是密封而光滑的，一弹簧秤挂在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上，当外界气温升高(大气压不变)时(　　)
A.弹簧秤示数变大
B.弹簧秤示数变小
C.弹簧秤示数不变
D.气缸的底部下降
解析　
对活塞受力分析，可知
F＝mg＋p0S－pS
以气缸为研究对象受力分析如图所示，则有
p0S＝Mg＋pS
解得p＝p0－
因为M、S、p0均为不变量，在气体温度变化时，气体的压强不变，故气体在此过程中做等压膨胀。由此可知，弹簧秤的示数不变，活塞位置不变，气缸的底部下降，故正确选项为C、D。
答案　CD
二、非选择题(共5个题，共50分)
11.(6分)如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。
(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至________________________________________。
(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是(　　)
解析　(1)瓶内气体压强等于外界大气压，当温度升高时，瓶内气体压强增大，B管中液面下降，要想使瓶内气体压强保持不变，必须使B、C管中水银面再次等高，故应将C管向下移动，直至水银面持平。
(2)设B管的横截面积为S，根据盖—吕萨克定律，＝＝＝常量，即Δh∝Δt，所以应选A。
答案　(1)向下　B、C两管内水银面等高　(2)A
12.(8分)在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2 000 mL溶液中有纯油酸1 mL。用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________ mL，油酸膜的面积是________ cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m。
解析　每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝× mL＝2.5×10－6mL。
由题图可知油酸膜的面积是41 cm2，
由公式d＝得d＝6.1×10－10 m。
答案　2.5×10－6　41　6.1×10－10
13.(10分)如图所示，一密闭容器内贮有一定质量的气体，不导热的光滑活塞将容器分隔成左右两部分。开始时，两部分气体的体积、温度和压强都相同，均为V0＝15 L，T0＝300 K和p0＝1.0×105 Pa。将右侧气体加热，而左侧仍保持原来温度，平衡时测得左侧气体的压强为p＝1.5×105 Pa，求：
(1)左侧气体的体积；
(2)右侧气体的温度。
解析　(1)对左侧气体，由玻意耳定律得：p0V0＝pV
所以左侧气体体积V＝10 L。
(2)对右侧气体，体积为V′＝2V0－V＝20 L
压强与左侧相同，均为p
由理想气体状态方程，得：＝
解得T＝600 K。
答案　(1)10 L　(2)600 K
14.(12分)如图所示，一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0，经过太阳曝晒，气体温度由T0＝300 K升至T1＝350 K。
(1)求此时气体的压强；
(2)保持T1＝350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
解析　(1)由题意知，气体体积不变，由查理定律得
＝
所以此时气体的压强p1＝p0＝p0＝p0。
(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V2，由玻意耳定律可得p1V0＝p0V2
可得V2＝＝V0
所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为
＝。
答案　(1)p0　(2)
15.(14分)如图所示，有两个不计质量的活塞M、N将两部分理想气体封闭在绝热气缸内，温度均是27 ℃。M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为H＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h＝18 cm。现将一质量为m＝400 g的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降。已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2。
(1)求下部气体的压强为多大；
(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M、N距离底部的高度。
解析　(1)将两个活塞和重物作为整体进行受力分析得
pS＝mg＋p0S
解得p＝1.2×105 Pa。
(2)对下部分气体进行分析，由理想气体状态方程可得
＝
得h2＝20 cm
对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得
p0(H－h)S＝pLS
得L＝7.5 cm
故此时活塞M距离底端的距离为
H2＝h2＋L＝20 cm＋7.5 cm＝27.5 cm。
答案　(1)1.2×105 Pa　(2)27.5 cm　20 cm