沪科版物理选修33章末综合测评 第2章.docx

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沪科版物理选修33章末综合测评第2章

章末综合测评

（二）

（时间：

60分钟　满分：

100分）

一、选择题（本题包括8小题，每小题6分，共48分，每小题有三项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

1．对一定质量的理想气体，下列说法不正确的是（　　）

A．气体体积是指所有气体分子的体积之和

B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高

C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少

D．气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的

E．气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强

【解析】　由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大，A错误；气体分子的热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，平均动能越大，温度就越高，B正确；理想气体的内能只与气体的温度有关，只要气体的温度不变，则内能不变，C错误；气体压强是由气体分子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以在失重的情况下，气体对器壁仍然有压强，D正确，E错误．

【答案】　ACE

2．关于空气湿度，下列说法正确的是（　　）

A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大

B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小

C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示

D．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸汽的压强之比

E．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸汽的压强与相同温度时水的饱和汽压之比

【解析】　当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，这是因为无论空气的绝对湿度多大，只要比饱和汽压小得越多，液体就越容易蒸发，这时人身上分泌的液体越容易蒸发，人感觉就越干燥，选项A错误，B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸汽的压强与相同温度时水的饱和汽压之比，选项C、E正确，D错误．

【答案】　BCE

3．由饱和汽与饱和汽压的概念判断下列说法哪些是正确的（　　）

A．气体和液体之间的动态平衡是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等

B．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高饱和汽密度增大

C．一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而增大

D．一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而减小

E．一定温度下的饱和汽压与饱和汽的体积无关

【解析】　由动态平衡的概念可知，汽化与液化的速率相等，故A正确．在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随温度的升高而增大，B正确；一定温度下饱和汽压与体积无关，C、D错误，E正确．

【答案】　ABE

4．如图1所示是一定质量的某种气体的等压线，比较等压线上的a、b两个状态，下列说法正确的是（　　）

图1

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．a状态对应的分子平均动能小

D．单位体积的分子数a状态较多

E．单位体积的分子数b状态较多

【解析】　由题图可知一定质量的气体a、b两个状态的压强相等，而a状态温度低，分子平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A错，B、C对；一定质量的气体，分子总数不变，Vb>Va，单位体积的分子数a状态较多，故D对，E错．

【答案】　BCD

5．如图2所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中不正确的是（　　）

图2

A．B管内水银面比管外水银面高h

B．B管内水银面比管外水银面高hcosθ

C．B管内水银面比管外水银面低hcosθ

D．管内封闭气体的压强比大气压强小hcosθ高汞柱

E．管内封闭气体的压强比大气压强大hcosθ高汞柱

【解析】　以A管中的水银为研究对象，则有pS＋hcosθ·S＝p0S，B管内压强p＝p0－hcosθ，显然p

【答案】　ACE

6．如图3所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热汽缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图像表示（　　）

【导学号：

35500028】

图3

【解析】　由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，根据＝C可知压强将减小．对A图像进行分析，pV图像是双曲线即等温线，且由状态①到状态②体积增大，压强减小，故A项正确；对B图像进行分析，pV图像是直线，温度会发生变化，故B项错误；对C图像进行分析，可知温度不变，但体积减小，故C项错误；对D、E图像进行分析，可知温度不变，压强减小，体积增大，D、E项正确．

【答案】　ADE

7.如图4所示，在一个圆柱形的导热汽缸中，用活塞封闭了一部分空气，活塞与汽缸壁间是密封而光滑的，一弹簧秤挂在活塞上，将整个汽缸悬吊在天花板上，当外界气温升高（大气压不变）时（　　）

图4

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．汽缸的底部下降

E．活塞位置不变

【解析】　对活塞受力分析，可知

F＝mg＋p0S－pS

现在需要讨论一下气体压强的变化．以汽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．而气体在此过程中做等压膨胀．由此而知，弹簧秤的示数不变．汽缸的底部下降，活塞位置不变．故正确选项为C、D、E.

【答案】　CDE

8．用如图5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（　　）

图5

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

E．将该装置移到高山上做实验，应将A管向上移

【解析】　将烧瓶浸入热水中，气体温度升高，压强增大，要维持体积不变，应将A管向上移动，增大A、B管中的水银面的高度差，故选项A正确，选项B错误；将烧瓶浸入冰水中，气体温度降低，压强减小，要维持体积不变，应将A管向下移动，增大A、B管中的水银面的高度差，故选项D正确，选项C错误；将该装置移到高山上做实验，大气压减小，气体压强大于外界大气压，要维持体积不变，应将A管向上移动，E正确．

【答案】　ADE

二、非选择题（本题共4小题，共52分，按题目要求作答）

9．（10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1.0×105Pa，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＝300K，T2＝360K，p0＝1.0×105Pa，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得＝，p＝＝Pa＝1.2×105Pa.

【答案】　

（1）deacb　

（2）1.2×105Pa

10．（12分）如图6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.

图6

（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）

11．（14分）如图7所示，两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气．当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸正中间.

【导学号：

35500029】

图7

（1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；

（2）继续缓慢加热，使活塞a上升．当活塞a上升的距离是汽缸高度的时，求氧气的压强．

【解析】　

（1）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气做等压变化，设汽缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，汽缸B的容积为，由题给数据和盖—吕萨克定律得

V1＝V0＋×＝V0①

V2＝V0＋V0＝V0②

＝③

由①②③式和题给数据得T2＝320K.

（2）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的时，活塞a上方的氧气做等温变化，设氧气初态体积为V′1，压强为p′1，末态体积为V′2，压强为p′2，由题给数据和玻意耳定律得

V′1＝V0，p′1＝p0，V′2＝V0④

p′1V′1＝p′2V′2⑤

由④⑤式得p′2＝p0.

【答案】　

（1）320K　

（2）p0

12．（16分）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象．如图8所示，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升到303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303K．再经过一段时间，

内部气体温度恢复到300K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体．求：

图8

（1）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；

（2）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力．

【解析】　

（1）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0＝300K，压强为p0，末状态温度T1＝303K，压强设为p1，由查理定律得

＝①

代入数据得

p1＝p0.②

（2）设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得p1S＝p0S＋mg

放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T2＝303K，压强p2＝p0，末状态温度T3＝300K，压强设为p3，由查理定律得

＝④

设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得

F＋p3S＝p0S＋mg⑤

联立②③④⑤式，代入数据得

F＝p0S.⑥

【答案】　

（1）p0　

（2）p0S