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物理專題復習《選修3-3》訓練題 一、選擇題(每題的四個選項中至少有一項是正確的) 1．下列敘述中正確的是 [ ] A．物體的內能與物體的溫度有關，與物體的體積無關 B．物體的溫度越高，物體中分子無規(guī)則運動越劇烈 C．物體體積改變，內能可能不變 D．物體在壓縮時，分子間存在著斥力，不存在引力 2．一定質量的理想氣體，經(jīng)過不同的過程從狀態(tài)Ⅰ變化到狀態(tài)Ⅱ，已知狀態(tài)Ⅱ的溫度高于狀態(tài)Ⅰ的溫度，則在這些狀態(tài)變化過程中 [ ] A．氣體一定都從外界吸收熱量 B．氣體和外界交換的熱量一定都相同 C．氣體的內能變化量一定都相同 D．外界對氣體做的功一定都相同 3．一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B到達狀態(tài)C，其p－T圖線如圖1所示，下列敘述正確的是 [ ] A．氣體的體積先增加后不變，內能一直增加 B．體積一直增加，內能先增加后不變 C．氣體對外做功，吸收熱量 D．外界對氣體做功，氣體放出熱量 4．如圖2，一定質量的理想氣體沿p－V坐標中曲線所示的方向發(fā)生變化，其中曲線BDA是以p軸、V軸為漸近線的雙曲線的一部分，則 [ ] A．氣體由A變到B，一定是吸熱的 B．氣體由B變?yōu)锳，一定是吸熱的 C．氣體由A變到B再變到A，吸熱多于放熱 D．氣體由A變到B再變到A，放熱多于吸熱 5．如圖3所示，A、B兩個大容器中裝著同種氣體，容器間用一根細玻璃管連接，管中有一水銀滴D作活塞．當左邊容器的溫度為－10℃，右邊容器的溫度為10℃時，水銀滴剛好在玻璃管的中央保持平衡，兩個容器的溫度都下降10℃時，下列判斷正確的是 [ ] A．水銀滴將不移動 B．水銀滴將向右移動 C．水銀滴將向左移動 D．水銀滴將向哪個方向移動無法判斷 6．如圖4所示，一端開口的圓筒中放置一個光滑的活塞，密閉著一定質量的理想氣體，其狀態(tài)參量為p0、V0、T0，在與外界無熱交換的情況下，先壓縮圓筒中的氣體到p1、V1、T1狀態(tài)，再讓氣體膨脹到p2，V2，T2狀態(tài)，若V1＜V0＜V2，則 [ ] A．T1＞T0＞T2 B．p1＞p0＞p2 C．T1＜T0＜T2 D．p1＜p0＜p2 7．1 mol的理想氣體從某一狀態(tài)開始變化，經(jīng)過若干過程的變化后又回到原來的狀態(tài)，則 [ ] A．無論它處于過程中的哪一個狀態(tài)，它的狀態(tài)參量總滿足 B．無論它處于過程中的哪一個狀態(tài)，它的pV乘積值越大，則該狀態(tài)氣體的內能就越大 C．在其中任一狀態(tài)變化過程中，只要氣體膨脹，它就對外做功，同時從外界吸熱 D．在其中任一狀態(tài)變化過程中，只要氣體吸熱，它的溫度一定升高 8．一個密閉的透熱的容器，中間用可以自由移動但不漏氣的活塞隔成兩部分，一邊充有氧氣，一邊充有氫氣．下面論述正確的是 [ ] A．如果氫氣和氧氣的質量相同，則兩部分氣體的體積相等 B．如果氫氣和氧氣的質量相同，則氧氣的體積大于氫氣的體積 C．如果兩種氣體分子間的平均距離相等，則氫氣的質量較大 D．如果兩種氣體分子間的平均距離相等，則氧氣的質量較大 9．一定質量的理想氣體，其起始狀態(tài)和終了狀態(tài)分別與圖5中a點和b點相對應，它的壓強相等，這是采取了下列哪一個過程完成的？ [ ] A．先保持體積不變增大壓強，后保持溫度不變減小體積 B．先保持溫度不變增大壓強，后保持體積不變升高溫度 C．先保持溫度不變減小壓強，后保持體積不變升高溫度 D．先保持體積不變減小壓強，后保持溫度不變減小體積 10．一定質量的理想氣體從狀態(tài)1出發(fā)經(jīng)過狀態(tài)2和狀態(tài)3最終回到狀態(tài)1，如圖6所示，那么在圖7中的P－T圖和V－T圖中，哪些圖是上述循環(huán)過程的示意圖？ [ ] 11．對于液體和固體，如果用M表示摩爾質量，m表示分子質量，ρ表示物質的密度，V表示摩爾體積，v表示分子體積，N表示阿伏伽德羅常數(shù)，那么，下列各式中能正確反映這些量之間關系的是 [ ] 12．一定質量的理想氣體的p－T圖如圖8所示，下面幾個過程中，單位體積的分子數(shù)增加的過程是 [ ] A．1→2 B．2→3 C．3→4 D．4→1 13．如圖9所示，在光滑的水平面上有一個內外壁都光滑的氣缸，氣缸的質量為M，氣缸內有一質量為m(m＜M)的活塞，密封一部分理想氣體，氣缸處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)用水平恒力F向左推活塞，當活塞與氣缸的加速度均為a1時，封閉氣體的壓強為p1，體積為V1；若用同樣大小的水平恒力F向右推氣缸，當活塞與氣缸的加速度均為a2時，封閉氣體的壓強為p2，體積為V2，設封閉氣體的質量和溫度均不變，則 [ ] A．p1＞p2 B．p1＜p2 C．V1＞V2 D．V1＜V2 14．一定質量的理想氣體，經(jīng)歷如圖10所示的a→b→c→d的狀態(tài)變化過程，有可能向外放熱的過程是 [ ] A．a(chǎn)→b的過程 B．b→c的過程 C．c→d的過程 D．以上三個過程都不能向外界放熱 15．如圖11所示，粗細均勻的U形管，左管封閉一段空氣柱，兩側水銀面高度差為h，U形管兩管間寬度為d，且d＜h．現(xiàn)將U形管以O點為軸順時針旋轉90，至兩平行管水平，并保持U形管在豎直平面內，設溫度不變，管的直徑可忽略不計，則下列說法中正確的是 [ ] A．封閉端水銀柱長度h1增大，開口端水銀柱長度h2減小 B．封閉端水銀柱長度h1減小，開口端水銀柱長度h2增大，靜止時達到 h1′=h2′ C．封閉端水銀柱長度h1減小，開口端水銀柱長度h2增大，靜止時達到 h1′＞h2′ D．封閉端水銀柱長度h1減小，開口端水銀柱長度h2增大，靜止時 h1′＜h2′ 16．一定質量的理想氣體在等容變化的過程中，溫度由14℃增加到15℃，它增加的壓強等于它在0℃時壓強的 [ ] A．1/273　　　　B．14/273 C．15/273　　　　　D．1/287 二、填空題 1．兩個分子甲和乙相距較遠(此時它們之間的分子力可忽略)，設甲固定不動，乙逐漸向甲靠近直到不能靠近的整個過程中，分子力對乙分子的做功情況是________． 2．對容積為0.831L的容器中的空氣進行抽氣，抽氣過程中保持溫度不變?yōu)?7℃，抽氣10次后容器內的空氣壓強降為1.010-8Pa，此時容器中空氣的分子數(shù)為________個(保留2位有效數(shù)字)． 3．用活塞式抽氣機抽氣，在溫度不變的情況下，從玻璃瓶中抽氣，每抽1次，瓶內氣體的壓強減小到原來的5/6，那么，要使容器內剩余氣體的壓強減為原來的125/216，應抽氣________次． 4．一定質量的理想氣體的變化過程如圖12所示1→2→3→4→1，其中氣體內能增加的過程是________，氣體對外做功的過程是________，氣體放熱的過程是________． 5．有一定質量的理想氣體，則狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C、B又回到狀態(tài)A，如圖13所示，則在AC、CB和BA三個過程中，氣體吸熱的過程有________，氣體與外界沒有功的交換的過程中有________． 6．如圖14所示，一定質量的理想氣體分別處于狀態(tài)1、2、3時，相應的體積為V1、V2、V3，則體積V1、V2、V3之間的大小關系是________． 三、實驗題 1．在“驗證玻意耳定律”的實驗中，有甲、乙、丙、丁4個同學用最小分度是毫米的直尺測出注射器的全部刻度之長l和用最小分度是0.1N的彈簧秤測出豎直向上拉活塞及框架的拉力F，記錄數(shù)據(jù)如下，其中讀數(shù)正確的同學是________．(填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”) 2．驗證查理定律的實驗裝置如圖15所示，在這個實驗中，測得壓強和溫度的數(shù)據(jù)中，必須測出的一組數(shù)據(jù)是________和________．再把燒瓶放進盛著冰水混合物的容器里，瓶里空氣的溫度下降至跟冰水混合物的溫度一樣，等于________，這時B管水銀面將________；再將A管________，使B管水銀面________，這時瓶內空氣壓強等于________，這樣又可得到一組數(shù)據(jù)． 3．在用注射器驗證玻意耳定律的實驗中 (1)根據(jù)所測的量計算注射器中氣體壓強的公式是________． (2)在室溫下，4個學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別畫出如圖16所示的p－1/V的圖線用①、②、③、④表示，分析可能的原因是：________．(填寫正確說法的字母) A．①學生在實驗中封閉的氣體質量太大 B．①學生在實驗中用手握了注射器，造成不是等溫變化 C．③學生在實驗中未將活塞和框架的重力計入壓強的計算公式 D．④學生沒有給注射器、活塞涂潤滑油，造成漏氣 四、計算題 1．如圖17所示，圓筒固定不動，活塞A的橫截面積是2S，活塞B的橫截面積是S，圓筒內壁光滑，圓筒左端封閉，右端與大氣相通，大氣壓為p0，A、B將圓筒分為兩部分，左半部分是真空，A、B之間是一定質量的氣體，活塞B通過勁度系數(shù)為k的彈簧與圓筒左端相連，開始時粗筒和細筒的封閉的長度均為L，現(xiàn)用水平向右的力F=1/2P0S作用在活塞A上，求活塞A移動的距離？(氣體溫度不變) 2．如圖18所示，一端封閉、橫截面積為S、長為b的細管彎成L形，放在大氣中，管的豎直部分長度為a，大氣壓強為p0，現(xiàn)在開口端輕輕塞上質量為m、橫截面積也為S的小活塞(厚度不計)，放手后，小活塞在沿管緩慢下移的過程中，保持密閉空氣柱的質量和溫度均不變，小活塞與管壁的摩擦不計．求：欲使小活塞能在豎直管內某位置處于靜止狀態(tài)，則a應滿足的條件是什么？ 3．如圖19所示，為測量某種易溶于水、形狀不規(guī)則、小顆粒狀的礦物質的密度的裝置，測量步驟如下：先打開開關S，容器C與大氣相通，上、下移動盛有水銀的連通器D，使水銀面在E處；關閉S，升起D，使水銀面到達B處，這時連通器中兩管內水銀面的高度差h1=15cm；再打開S，把440g礦物質放入C中，移動D，使水銀面重新在E處；關閉S，上移D，使左端的水銀面又到達B處，此時兩管中的水銀面的高度差h2=25cm．已知大氣壓強p0=75cmHg，容器C和AB管的總體積為V=1000cm3，測量過程中溫度不變，求礦物質的密度． 4．從地面發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射前密閉的人造衛(wèi)星內氣溫為0℃，水銀氣壓計中水銀柱高為76cm，如圖20所示．當衛(wèi)星豎直向上加速上升不太高的高度時(g=10m/s2)，密閉的人造衛(wèi)星內氣溫變?yōu)?7.3℃，此時水銀氣壓計中水銀柱高為41.8cm，求此時衛(wèi)星的加速度a多大？ 5．固定在水平地面上的兩端均未封閉的光滑圓筒，內橫截面積為S，在筒內放有兩個活塞，左邊的活塞用勁度系數(shù)為k的彈簧與墻壁相連．當兩活塞之間的氣體壓強等于外界大氣壓強p0時，右邊活塞到筒右端的距離和兩活塞之間的距離均為h(如圖21所示)，若將右邊的活塞緩慢地拉到圓筒右端，為使它保持在圓筒右端的位置，求需要對右邊活塞施加多大的水平力(活塞的厚度不計，活塞與圓筒間不漏氣)． 6．兩端開口、內表面光滑的U形管處于豎直平面內，質量均為m=10kg的活塞A、B，在外力作用下靜止于左、右兩管中的同一高度h處，將管內空氣密封，此時管內外空氣的壓強均為p0=1.0105Pa，左管和水平管的橫截面積S1=10cm3，右管的橫截面積S2=20cm2，水平管的長度為3h，如圖22所示．現(xiàn)撤去外力，讓活塞在管中下降，求兩活塞穩(wěn)定后的高度．(活塞的厚度略大于水平管的直徑，管內空氣溫度不變，g=10m/s2) 7．由兩個傳熱性能良好的直徑不同的圓筒組成的裝置如圖23所示，在兩個圓筒內各有一個活塞，其橫截面積分別為SA=10cm2、SB=4cm2，它們之間用一硬質輕細桿相連，兩活塞均可在圓筒中無摩擦地運動且不漏氣．用銷子M把B鎖住，打開閥門S，使容器和大氣相通，隨后關閉S，此時氣溫為23℃，容器中氣體體積為300cm3．當氣溫升高到27℃且保持不變后，把銷子M撥去．設大氣壓始終為105Pa，容器內溫度始終與外界相同．求： (1)拔去銷子M后，欲使A、B活塞仍處于靜止狀態(tài)，應對A活塞施加作用力的大小和方向． (2)若不施加作用力，活塞在各自圓筒范圍內運動一段多大的位移后，速度達到最大值． 8．粗細均勻的玻璃管兩端封閉，中間的水銀柱將管內氣體分成A、B兩部分，現(xiàn)將玻璃管固定在水平圓盤上，如圖24所示，水銀柱和A、B氣柱的長度都為L，氣柱的壓強為H0(cmHg)．當水平圓盤繞通過A端點的OO′軸勻速轉動時，水銀柱移動使B氣柱減小到原來的一半時，其轉動頻率f應多大？(設管內氣體溫度不變) 參考答案 一、選擇題 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 BC C BC AC C AB AB D 題號 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 C BD BCD D AD D A A 二、填空題 1．先做正功，后做負功 2．2.0109 3．3 4．1→2；2→3；2→3；3→4；4→1 5．CB和BA；CB 6．v1＜v2＜v3 三、實驗題 1．乙 2．當時的大氣壓強值；溫度值；0℃；上升；下降；恢復到原先標出記號的位置；當時的大氣壓強值減去壓強計左管比右管高出的那一段水銀柱的壓強 四、計算題 1．(1)以活塞A和B之間的氣體為研究對象，設活塞A向左移動的距離為x1，活塞B向左移動距離為x2，則 初狀態(tài)：p1=p2，V1=LS＋2LS=3LS 以活塞B為研究對象 3．由玻意耳定律：p0(V＋ΔV)=(p0＋h1)V，得 75(V＋ΔV)=90V，ΔV=200(cm2) 由玻意耳定律： p0(V＋ΔV－V′)=(p0＋h)(V－V′)，得 當衛(wèi)星豎直向上加速時，對氣體計中的水銀柱(S表示試管橫截面積、ρ表示水銀密度) 由 F=ma，m=ρh2S，得p2S－ρh2Sg=ρh2Sa 所以 p2=ρh2(g＋a) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?、? 5．對兩活塞間的氣體，初狀態(tài)：V1=Sh，p1=p0，左端活塞拉至 整理得：F2－(p0S＋2hk)F＋p0khS=0 6．撤去外力時，左、右活塞對管內空氣的壓強分別為： p左=p0＋mg/S1=2105Pa=2p0 p右=p0＋mg/S2=1.5105Pa=1.5p0 所以兩活塞均會下降．設兩活塞都降到水平管口，此時管內空氣的壓強依玻意耳定律可得： p=p0V0/V=p0(hS1＋3hS1＋hS2)/3hS1 又 s2=2S1，則：p=2p0 可見，左邊活塞能降到水平管口，右邊活塞只能降到離水平管口的高度為x處，管內空氣壓強p′=p右=1.5p0，依玻意耳定律： p0(4hS1＋hS2)=1.5p0(3hS1＋xS2)，解得：x=h/2 最后左邊活塞離水平管口的高度為零；右邊活塞離水平管口的高度為h/2． F=(p2－p1)SA－(p2－p1)SB=(p2－p1)(SA－SB)=12(N)，力F的方向向右． (2)當容器中的氣體壓強等于大氣壓強時，活塞的速度最大．由玻意 ΔV=SAΔl－SBΔl=V2－V1=60(cm3)，Δl=10(cm)． 8．設玻璃管內橫截面積為S，當管在水平圓盤上靜止不動時，有VA=VB=LS，pA=pB=H0ρg． 根據(jù)玻意耳定律，有 在水平圓盤轉動時，水銀柱(設質量為m)以R=2L為半徑做勻速圓周運動，其向心力由B、A氣體的壓力差提供．由牛頓第二定律有： 12