人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE2培優提升練一、選擇題1．關于固體、液體和氣體，下列說法正確的是()A．晶體一定具有各向異性的特征B．一定質量的某種理想氣體狀態改變時，內能不一定改變C．0℃的鐵和0℃的銅，它們的分子平均速率相同D．液體表面張力是液體內部分子間的相互作用〖答案〗B〖解析〗單晶體具有各向異性的特征，多晶體具有各向同性的特征，選項A錯誤；一定質量的某種理想氣體只有當溫度改變時，內能才一定改變，選項B正確；0℃的鐵和0℃的銅，它們的分子平均動能相同，但是分子的平均速率不相同，選項C錯誤；液體表面張力是液體表面層分子間的相互作用，選項D錯誤．2．(多選)(2019·西安市高二下期末)下列說法正確的是()A．處于完全失重的水滴呈球形，是液體表面張力作用的結果B．液體與固體接觸處的附著層都有收縮的趨勢C．液體與氣體接觸處的表面層都有收縮的趨勢D．毛細管插入浸潤液體中管內液面會上升〖答案〗ACD〖解析〗處于完全失重的水滴呈球形，是液體表面張力作用的結果，故A正確．液體與固體接觸附著層內分子間距離小于液體內部分子間距離時，液體表現出擴張的趨勢，液體與固體間表現為浸潤；附著層內分子間的距離大于r0時，液體表現出收縮的趨勢，表現為不浸潤，故B錯誤．液體與氣體接觸表面層內液體分子間距比液體內部分子間距大，分子間作用力表現為引力，所以液體與氣體接觸處的表面層都有收縮的趨勢，故C正確．毛細管插入跟它浸潤的液體中時，管內液面上升，故D正確．3.如圖1所示，活塞質量為M，上表面橫截面積為S，上表面水平，下表面與水平面成α角，摩擦不計，外界大氣壓為p0，則被封閉氣體的壓強為(重力加速度為g)()圖1A.eq\f(p0－Mgcosα,S)B.eq\f(p0cosαMg,S)C．p0－eq\f(Mg,S)D.eq\f(p0－Mgcos2α,S)〖答案〗C〖解析〗以活塞為研究對象，對活塞受力分析如圖所示外界對活塞的壓力為F＝p0eq\f(S,cosα)，由平衡條件有Fcosα＝Mg＋pS，解得p＝p0－eq\f(Mg,S)，C正確．4．(多選)(2020·山東高二期中)如圖2所示是一定質量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t變化關系的V－t圖像，氣體由狀態A變化到狀態B的過程中，下列說法正確的是()圖2A．氣體的內能減小B．氣體的內能增大C．氣體的壓強減小D．氣體的壓強增大〖答案〗BC〖解析〗從狀態A到狀態B，氣體的溫度升高，則氣體的內能增大，故A錯誤，B正確；由理想氣體的狀態方程式eq\f(pV,T)＝C可知，由狀態A到狀態B，氣體的壓強減小，故C正確，D錯誤．5．(2019·黃岡市高二下期末)一橫截面積為S的汽缸水平放置，固定不動，汽缸壁是導熱的．兩個活塞A和B將汽缸分隔為1、2兩氣室，達到平衡時1、2兩氣室體積之比為5∶4，如圖3所示，在室溫不變的條件下，緩慢推動活塞A，使之向右移動一段距離d，不計活塞與汽缸壁之間的摩擦，則活塞B向右移動的距離為()圖3A.eq\f(5,4)dB.eq\f(4,5)dC.eq\f(9,4)dD.eq\f(4,9)d〖答案〗D〖解析〗以活塞B為研究對象：初狀態p1S＝p2S，氣室1、2的體積分別為V1、V2，末狀態p1′S＝p2′S，氣室1、2的體積分別為V1′、V2′，在活塞A向右移動距離d的過程中設活塞B向右移動的距離為x，因溫度不變，分別對氣室1和氣室2的氣體運用玻意耳定律，得：p1V1＝p1′(V1＋xS－dS)p2V2＝p2′(V2－xS)代入數據解得：x＝eq\f(4,9)d，故A、B、C錯誤，D正確．二、非選擇題6．(2019·鎮原縣第二中學月考)如圖4甲所示，水平放置的汽缸內壁光滑，活塞的厚度不計，在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，A左側汽缸的容積為V0，A、B之間容積為0.1V0，開始時活塞在A處，缸內氣體壓強為0.9p0(p0為大氣壓強)，溫度為297K，現通過對氣體緩慢加熱使活塞恰好移動到B.求：圖4(1)活塞移動到B時，缸內氣體溫度TB；(2)在圖乙中畫出整個過程的p－V圖線．〖答案〗(1)363K(2)見〖解析〗圖〖解析〗(1)活塞離開A處前缸內氣體發生等容變化初態：p1＝0.9p0T1＝297K末態：p2＝p0根據查理定律得：eq\f(0.9p0,T1)＝eq\f(p0,T2)解得活塞剛離開A處時缸內氣體的溫度：T2＝eq\f(T1,0.9)＝eq\f(297,0.9)K＝330K活塞由A移動到B的過程中，缸內氣體發生等壓變化，由蓋－呂薩克定律得：eq\f(V0,T2)＝eq\f(1.1V0,TB)解得：TB＝1.1T2＝1.1×330K＝363K(2)p－V圖線如圖．7．(2020·全國卷Ⅰ)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)．甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為eq\f(1,2)p.現通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調配過程中保持不變，調配后兩罐中氣體的壓強相等．求調配后(1)兩罐中氣體的壓強；(2)甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比．〖答案〗(1)eq\f(2,3)p(2)eq\f(2,3)〖解析〗(1)假設乙罐中的氣體被壓縮到壓強為p，其體積變為V1，由玻意耳定律有eq\f(1,2)p(2V)＝pV1①兩罐氣體壓強均為p時，總體積為(V＋V1)．設調配后兩罐中氣體的壓強為p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V)②聯立①②式可得p′＝eq\f(2,3)p③(2)若調配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強p時，體積為V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2④設調配后甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比為k，由密度的定義有k＝eq\f(V2,V)⑤聯立③④⑤式可得k＝eq\f(2,3).8.新冠肺炎疫情發生以來，各醫院都特別加強了內部環境消毒工作，如圖5所示是某醫院消毒噴霧器設備．噴霧器的儲液桶與打氣筒用軟細管相連，已知儲液桶容積為10L，打氣筒每次打次氣能向儲液桶內壓入p0＝1.0×105Pa的空氣V0′＝200mL，現往儲液桶內裝入8L藥液后關緊桶蓋和噴霧頭開關，此時桶內壓強為p＝1.0×105Pa，打氣過程中儲液桶內氣體溫度與外界溫度相同且保持不變，不計儲液桶兩端連接管以及軟細管的容積．圖5(1)若打氣使儲液桶內消毒液上方的氣體壓強達到3.0×105Pa后，求打氣筒打氣次數至少是多少？(2)當儲液桶內消毒液上方的氣體壓強達到3.0×105Pa后，打開噴霧器開關K直至儲液桶消毒液上方的氣壓為2.0×105Pa，求在這個過程中儲液桶噴出藥液的體積是多少？〖答案〗(1)20次(2)1L〖解析〗(1)對儲液桶內藥液上方的氣體初狀態：壓強p1＝1.0×105Pa，體積V1末狀態：壓強p2＝3.0×105Pa，體積V2＝2L由玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得：V1＝6L因為原來氣體體積為V0＝2L，所以打氣筒打氣次數n＝eq\f(V1－V0,V0′)＝eq\f(6－2,0.2)次＝20次(2)對儲液桶內藥液上方的氣體初狀態：壓強p1′＝3.0×105Pa，體積V1′＝2L末狀態：壓強p2′＝2.0×105Pa，體積V2′由玻意耳定律得p1′V1′＝p2′V2′解得：V2′＝3L所以儲液桶噴出藥液的體積ΔV＝(3－2)L＝1L9.如圖6所示，用兩個質量均為m、橫截面積均為S的密閉活塞將開口向下豎直懸掛的導熱汽缸內的理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，當在活塞A下方懸掛重物后，整個裝置處于靜止狀態，此時Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為l0.已知環境溫度、大氣壓強p0均保持不變，且滿足5mg＝p0S，不計一切摩擦．當取走物體后，兩活塞重新恢復平衡，活塞A上升的高度為eq\f(7,6)l0，求懸掛重物的質量．圖6〖答案〗2m〖解析〗對氣體Ⅰ分析，初狀態的壓強為p1＝p0－eq\f(m＋m′g,S)末狀態的壓強為p1′＝p0－eq\f(mg,S)＝eq\f(4,5)p0由玻意耳定律有p1l0S＝p1′l1S對氣體Ⅱ分析，初狀態p2＝p1－eq\f(mg,S)末狀態p2′＝p1′－eq\f(mg,S)＝eq\f(3,5)p0由玻意耳定律有p2l0S＝p2′l2S活塞A上升的高度Δl＝(l0－l1)＋(l0－l2)＝eq\f(7,6)l0聯立解得m′＝2m.培優提升練一、選擇題1．關于固體、液體和氣體，下列說法正確的是()A．晶體一定具有各向異性的特征B．一定質量的某種理想氣體狀態改變時，內能不一定改變C．0℃的鐵和0℃的銅，它們的分子平均速率相同D．液體表面張力是液體內部分子間的相互作用〖答案〗B〖解析〗單晶體具有各向異性的特征，多晶體具有各向同性的特征，選項A錯誤；一定質量的某種理想氣體只有當溫度改變時，內能才一定改變，選項B正確；0℃的鐵和0℃的銅，它們的分子平均動能相同，但是分子的平均速率不相同，選項C錯誤；液體表面張力是液體表面層分子間的相互作用，選項D錯誤．2．(多選)(2019·西安市高二下期末)下列說法正確的是()A．處于完全失重的水滴呈球形，是液體表面張力作用的結果B．液體與固體接觸處的附著層都有收縮的趨勢C．液體與氣體接觸處的表面層都有收縮的趨勢D．毛細管插入浸潤液體中管內液面會上升〖答案〗ACD〖解析〗處于完全失重的水滴呈球形，是液體表面張力作用的結果，故A正確．液體與固體接觸附著層內分子間距離小于液體內部分子間距離時，液體表現出擴張的趨勢，液體與固體間表現為浸潤；附著層內分子間的距離大于r0時，液體表現出收縮的趨勢，表現為不浸潤，故B錯誤．液體與氣體接觸表面層內液體分子間距比液體內部分子間距大，分子間作用力表現為引力，所以液體與氣體接觸處的表面層都有收縮的趨勢，故C正確．毛細管插入跟它浸潤的液體中時，管內液面上升，故D正確．3.如圖1所示，活塞質量為M，上表面橫截面積為S，上表面水平，下表面與水平面成α角，摩擦不計，外界大氣壓為p0，則被封閉氣體的壓強為(重力加速度為g)()圖1A.eq\f(p0－Mgcosα,S)B.eq\f(p0cosαMg,S)C．p0－eq\f(Mg,S)D.eq\f(p0－Mgcos2α,S)〖答案〗C〖解析〗以活塞為研究對象，對活塞受力分析如圖所示外界對活塞的壓力為F＝p0eq\f(S,cosα)，由平衡條件有Fcosα＝Mg＋pS，解得p＝p0－eq\f(Mg,S)，C正確．4．(多選)(2020·山東高二期中)如圖2所示是一定質量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t變化關系的V－t圖像，氣體由狀態A變化到狀態B的過程中，下列說法正確的是()圖2A．氣體的內能減小B．氣體的內能增大C．氣體的壓強減小D．氣體的壓強增大〖答案〗BC〖解析〗從狀態A到狀態B，氣體的溫度升高，則氣體的內能增大，故A錯誤，B正確；由理想氣體的狀態方程式eq\f(pV,T)＝C可知，由狀態A到狀態B，氣體的壓強減小，故C正確，D錯誤．5．(2019·黃岡市高二下期末)一橫截面積為S的汽缸水平放置，固定不動，汽缸壁是導熱的．兩個活塞A和B將汽缸分隔為1、2兩氣室，達到平衡時1、2兩氣室體積之比為5∶4，如圖3所示，在室溫不變的條件下，緩慢推動活塞A，使之向右移動一段距離d，不計活塞與汽缸壁之間的摩擦，則活塞B向右移動的距離為()圖3A.eq\f(5,4)dB.eq\f(4,5)dC.eq\f(9,4)dD.eq\f(4,9)d〖答案〗D〖解析〗以活塞B為研究對象：初狀態p1S＝p2S，氣室1、2的體積分別為V1、V2，末狀態p1′S＝p2′S，氣室1、2的體積分別為V1′、V2′，在活塞A向右移動距離d的過程中設活塞B向右移動的距離為x，因溫度不變，分別對氣室1和氣室2的氣體運用玻意耳定律，得：p1V1＝p1′(V1＋xS－dS)p2V2＝p2′(V2－xS)代入數據解得：x＝eq\f(4,9)d，故A、B、C錯誤，D正確．二、非選擇題6．(2019·鎮原縣第二中學月考)如圖4甲所示，水平放置的汽缸內壁光滑，活塞的厚度不計，在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，A左側汽缸的容積為V0，A、B之間容積為0.1V0，開始時活塞在A處，缸內氣體壓強為0.9p0(p0為大氣壓強)，溫度為297K，現通過對氣體緩慢加熱使活塞恰好移動到B.求：圖4(1)活塞移動到B時，缸內氣體溫度TB；(2)在圖乙中畫出整個過程的p－V圖線．〖答案〗(1)363K(2)見〖解析〗圖〖解析〗(1)活塞離開A處前缸內氣體發生等容變化初態：p1＝0.9p0T1＝297K末態：p2＝p0根據查理定律得：eq\f(0.9p0,T1)＝eq\f(p0,T2)解得活塞剛離開A處時缸內氣體的溫度：T2＝eq\f(T1,0.9)＝eq\f(297,0.9)K＝330K活塞由A移動到B的過程中，缸內氣體發生等壓變化，由蓋－呂薩克定律得：eq\f(V0,T2)＝eq\f(1.1V0,TB)解得：TB＝1.1T2＝1.1×330K＝363K(2)p－V圖線如圖．7．(2020·全國卷Ⅰ)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)．甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為eq\f(1,2)p.現通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調配過程中保持不變，調配后兩罐中氣體的壓強相等．求調配后(1)兩罐中氣體的壓強；(2)甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比．〖答案〗(1)eq\f(2,3)p(2)eq\f(2,3)〖解析〗(1)假設乙罐中的氣體被壓縮到壓強為p，其體積變為V1，由玻意耳定律有eq\f(1,2)p(2V)＝pV1①兩罐氣體壓強均為p時，總體積為(V＋V1)．設調配后兩罐中氣體的壓強為p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V)②聯立①②式可得p′＝eq\f(2,3)p③(2)若調配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強p時，體積為V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2④設調配后甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比為k，由密度的定義有k＝eq\f(V2,V)⑤聯立③④⑤式可得k＝eq\f(2,3).8.新冠肺炎疫情發生以來，各醫院都特別加強了內部環境消毒工作，如圖5所示是某醫院消毒噴霧器設備．噴霧器的儲液桶與打氣筒用軟細管相連，已知儲液桶容積為10L，打氣筒每次打次氣能向儲液桶內壓入p0＝1.0×105Pa的空氣V0′＝200mL，現往儲液桶內裝入8L藥液后關緊桶蓋和噴霧頭開關，此時桶內壓強為p＝1.0×105Pa，打氣過程中儲液桶內氣體溫度與外界溫度相同且保持不變，不計儲液桶兩端連接管以及軟細管的容積．圖5(1)若打氣使儲液桶內消毒液上方的氣體壓強達到3.0×105Pa后，求打氣筒打氣次數至少是多少？(2)當儲液桶內消毒液上方的氣體壓強達到3.0×105Pa后，打開噴霧器開關K直至儲液桶消毒液上方的氣壓為2.0×105Pa，求在這個過程中儲液桶噴出藥液的體積是多少？〖答案〗(1)20次