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2019年高中物理 本冊綜合能力檢測 新人教版選修3-2 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(廈門市xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期期末)以下說法正確的是(　　) A．露珠呈球狀是由于表面張力的作用 B．單晶體有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點 C．在溫度不變的情況下，減小液面上方飽和汽的體積時，飽和汽的壓強增大 D．教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運動，這種運動是布朗運動 答案：A 2．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上。其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體(　　) A．溫度不變時，體積減小，壓強增大 B．體積不變時，溫度降低，壓強減小 C．壓強不變時，溫度降低，體積減小 D．質(zhì)量不變時，壓強增大，體積減小 答案：B 解析：紙片燃燒時，罐內(nèi)氣體的溫度升高，將罐壓在皮膚上后，封閉氣體的體積不再改變，溫度降低時，由＝C(恒量)知封閉氣體壓強減小，罐緊緊“吸”在皮膚上，B選項正確。 3.用注射器做“探究氣體等溫變化規(guī)律”的實驗中，取幾組p、V值后，用p作縱坐標(biāo)，作橫坐標(biāo)，畫出p－圖象是一條直線，把這條直線延長后未通過坐標(biāo)原點，而與橫軸相交，如圖所示，可能的原因是(　　) A．各組的取值范圍太小 B．堵塞注射器小孔的橡膠套漏氣 C．在實驗中用手握住注射器而沒能保持溫度不變 D．壓強的測量值偏小 答案：D 解析：因p－圖象為一直線，故氣體的質(zhì)量一定、溫度不變的條件得到滿足，B、C錯誤；取值范圍大小對實驗無太大影響，A錯誤；如圖所示，先將圖線反向延長并和縱坐標(biāo)交于－p，然后將軸向下平移到－p，圖象過原點，可見壓強總偏小，D正確。 4．(昌樂二中xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期檢測)景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨。猛推推桿，艾絨即可點燃，對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中(　　) A．氣體溫度升高，壓強不變 B．氣體溫度升高，壓強變大 C．氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加 D．外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少 答案：B 解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，其中氣體體積減小，故 W>0，做功時間很短，熱量來不及交換，所以Q＝0，因此ΔU>0，溫度升高，C、D錯；由理想氣體狀態(tài)方程pV＝nRT，p＝，V減小和T變大，所以p增大，A項錯，B項對。 5．(xx·聊城市高三一模)中學(xué)物理課上有一種演示氣體定律的有趣儀器——哈勃瓶，它是一個底部開有圓孔，瓶頸很短的平底大燒瓶。在瓶內(nèi)塞有一氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個橡皮塞。在一次實驗中，瓶內(nèi)由氣球和橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，在對氣球緩慢吹氣過程中，當(dāng)瓶內(nèi)氣體體積減小ΔV時，壓強增大20%。若使瓶內(nèi)氣體體積減小2ΔV，則其壓強增大(　　) A．20%　　 B．30%　　　 C．40%　　 D．50% 答案：D 解析：此過程可以看作等溫過程，設(shè)原來氣體壓強為p，p1V1＝p2V2 1．2p(V－ΔV)＝p2(V－2ΔV)＝pV，解得：p2＝1.5p，所以選D。 6.如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計氣體分子間相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小(　　) A．從外界吸熱　　　　　 B．內(nèi)能增大 C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小 答案：C 解析：金屬筒緩慢下降過程中，外界對筒內(nèi)氣體做功，而筒與水有熱交換、水溫恒定，所以筒內(nèi)空氣要向外界放熱，溫度保持不變，從而內(nèi)能不變。 7．下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是(　　) A．微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動 B．當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等 C．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的 D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用 答案：BD 解析：布朗運動是顆粒的運動不是分子的運動，選項A錯誤；食鹽是晶體，晶體具有各向異性的特點，選項C錯誤；B、D正確。 8．如圖表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài)，圖中ad平行于橫坐標(biāo)軸，ab的延長線過原點，以下說法正確的是(　　) A．從狀態(tài)d到c，氣體不對外做功，外界也不對氣體做功 B．從狀態(tài)c到b，氣體對外做負功 C．從狀態(tài)a到d，氣體對外做功 D．從狀態(tài)b到a，氣體不對外做功，外界也不對氣體做功 答案：BCD 解析：從狀態(tài)d到c，溫度不變，理想氣體內(nèi)能不變，但是由于壓強減小，所以體積增大，對外做功，則A答案錯；氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)b是一個降壓、降溫過程。同時體積減小，外界對氣體做功，故答案B對；氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個等壓、升溫的過程，同時體積增大，所以氣體要對外做功，答案C對；氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是個等容變化過程，隨壓強的增大，氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，而在這個過程中氣體的體積沒有變化，就沒有做功，故答案D正確。 9．用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分，先把活塞鎖住，將質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分，然后提起銷子S，使活塞可以無摩擦地滑動，當(dāng)活塞平衡時(　　) A．氧氣的溫度不變 B．氫氣的壓強增大 C．氫氣的體積增大 D．氧氣的溫度升高 答案：CD 解析：質(zhì)量相同，則H2的分子數(shù)多，溫度相同表明兩氣體分子平均動能相同，則H2壓強大，釋放后，活塞右移， H2體積變大，同時對O2做功，O2的溫度升高，內(nèi)能變大，故選C、D。 10.如圖是某研究小組為了探究“魚鰾的作用”所制作的裝置。具體制作方法如下：在大號“可樂瓶”中注入半瓶水，在一個小氣球中放入幾枚硬幣并充入少量空氣(忽略氣體的分子勢能)，將其裝入“可樂瓶”中。通過在水中放鹽改變水的密度后，使氣球恰好懸浮于水中，并擰緊瓶蓋。設(shè)初始時瓶中氣體、水及外界大氣的溫度相同。當(dāng)用手擠壓“可樂瓶”的上半部分時，下列說法正確的是(　　) A．快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體壓強變大 B．快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體溫度不變 C．快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體體積不變 D．緩慢擠壓時，氣球下降 答案：AD 解析：快速擠壓氣體時，外界對它做功，來不及熱傳遞，由W＋Q＝ΔU，內(nèi)能增大，溫度上升，體積變小，瓶內(nèi)壓強變大，則A項對，B、C兩項錯；緩慢擠壓時，溫度不變，體積變小，瓶內(nèi)壓強變大，對氣球來說，壓強也增大，溫度不變，體積必然減小，則重力mg大于浮力ρgV氣球，氣球下降，則D項正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上) 11．(5分) 在“用單分子油膜估測分子大小”的實驗中。 (1)某同學(xué)操作步驟如下： ①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積； ③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定； ④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積。 改正其中的錯誤：________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×10－3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測出油酸分子的直徑為________m。 答案：(1)②在量筒中滴入N滴液體，③在水面上先撒上痱子粉　 (2)1.2×10－9 解析：(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差。 ③液面上不撒痱子粉時，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油酸不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實驗失敗。 (2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d＝＝m＝1.2×10－9m。 12．(6分)某同學(xué)在夏天游玩時，看到有一些小昆蟲可以在水面上停留或能跑來跑去而不會沉入水中，尤其是湖水中魚兒戲水時吐出小氣泡的情景，覺得很美，于是畫了一幅魚兒戲水的圖畫如圖，但旁邊的同學(xué)考慮到上層水溫較高和壓強較小的情況，認為他的畫有不符合物理規(guī)律之處，請根據(jù)你所掌握的物理知識指出正確的畫法(用簡單的文字表述，不要畫圖)，并指出這樣畫的物理依據(jù)。 (1)正確的畫法應(yīng)為：________________________。 (2)物理學(xué)依據(jù)：____________________________。 (3)試分析小昆蟲在水面上不會沉入水中的原因______________________________。 答案：(1)正確畫法應(yīng)為：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要大。 (2)物理學(xué)依據(jù)：由理想氣體狀態(tài)方程得V2＝V1。 因為p1>p2，T2>T1，所以V2>V1。 (3)由于水面的表面張力作用，當(dāng)昆蟲在水面上時，液體的表面向下凹，像張緊的橡皮膜，小昆蟲受到向上的彈力與重力平衡，所以昆蟲可以在水面上停留或能跑來跑去而不會沉入水中。 13．(7分)在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗中，封閉的空氣如圖所示，U型管粗細均勻，右端開口，已知外界大氣壓為76cm汞柱高，圖中給出了氣體的兩個不同的狀態(tài)。 (1)實驗時甲圖氣體的壓強為________cmHg；乙圖氣體壓強為________cmHg。 (2)實驗時某同學(xué)認為管子的橫截面積S可不用測量，這一觀點正確嗎？ 答：________(選填“正確”或“錯誤”)。 (3)數(shù)據(jù)測量完后在用圖象法處理數(shù)據(jù)時，某同學(xué)以壓強p為縱坐標(biāo)，以體積V(或空氣柱長度)為橫坐標(biāo)來作圖，你認為他這樣做能方便地看出p與V間的關(guān)系嗎？ 答：________。 答案：(1)76　80　(2)正確　(3)不能 解析：(1)由連通器原理可知，甲圖中氣體壓強為p0＝76cmHg，乙圖中氣體壓強為p0＋4cmHg＝80cmHg。 (2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1、l2為空氣柱長度)，所以玻璃管的橫截面積可不用測量。 (3)以p為縱坐標(biāo)，以V為橫坐標(biāo)，作出p－V圖是一條曲線，但曲線未必表示反比關(guān)系，所以應(yīng)再作出p－圖，看是否是過原點的直線，才能最終確定p與V是否成反比。 三、論述·計算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(10分)一足夠高的內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。開始時，氣體的體積為2.0×10－3m3，現(xiàn)緩慢地在活塞上倒上一定量的細沙，活塞靜止時氣體的體積恰好變?yōu)樵瓉淼囊话?，然后將氣缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?37℃(大氣壓強為1.0×105Pa)。 (1)求氣缸內(nèi)氣體最終的壓強和體積； (2)在p－V圖上畫出整個過程中氣缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化(用箭頭在圖線上標(biāo)出狀態(tài)變化的方向)。 答案：(1)2.0×105Pa　1.5×10－3 m3　(2)如圖所示 解析：(1)p1＝1.0×105Pa，V1＝2.0×10－3m3， T1＝273K p2＝＝2.0×105Pa，V2＝1.0×10－3m3，T2＝273K p3＝2.0×105Pa V3＝？，T3＝410K V3＝＝m3＝1.5×10－3m3 (2)如上圖所示 15．(10分)如圖，一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變，最后，U形管兩臂中的水銀面相齊，燒瓶中氣體體積為800mL；現(xiàn)用注射器向燒瓶中注入200mL水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，不計U形管中氣體的體積。求： (1)大氣壓強是多少cmHg? (2)當(dāng)U形管兩邊水銀面的高度差為45cm時，燒瓶內(nèi)氣體的體積是多少？ 答案：(1)75cmHg　(2)500mL 解析：(1)初狀態(tài)：p1＝p0，V1＝800mL， 注入水后：p2＝p0＋25cmHg，V2＝600mL， 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2， 代入數(shù)值解得p0＝75cmHg。 (2)當(dāng)p3＝p0＋45cmHg＝120cmHg時， 由p1V1＝p3V3，得V3＝＝mL＝500mL。 16．(11分)2012年6月16日16時21分“神舟九號”飛船載著三名宇航員飛向太空。為適應(yīng)太空環(huán)境，去太空旅行的航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統(tǒng)，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣。假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1atm，氣體體積為2L，到達太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)?L，使航天服達到最大體積。若航天服內(nèi)氣體的溫度不變，將航天服視為封閉系統(tǒng)。 (1)求此時航天服內(nèi)的氣體壓強，并從微觀角度解釋壓強變化的原因； (2)若開啟航天服保障系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣，使航天服內(nèi)的氣壓恢復(fù)到0.9atm，則需補充1atm的等溫氣體多少升？ 答案：(1)0.5atm；氣體分子平均動能不變，單位時間內(nèi)撞擊航天服單位面積上的分子數(shù)減小，故壓強減小 (2)1.6 解析：(1)航天服內(nèi)的氣體，開始時壓強為p1＝1atm，體積為V1＝2L，到達太空后壓強為p2，氣體體積為V2＝4L。由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得p2＝0.5atm 航天服內(nèi)氣體的溫度不變，則氣體分子平均動能不變，體積膨脹，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，單位時間內(nèi)撞擊到航天服單位面積上的分子數(shù)減少，故壓強減小。 (2)設(shè)需補充1atm的氣體體積為V′，取總氣體為研究對象，則有p1(V1＋V′)＝p3V2，解得V′＝1.6L。 17．(11分)某登山運動員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中，在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了，而手表沒有受到任何撞擊。該手表出廠時給出的參數(shù)為：27℃時表內(nèi)氣體壓強為1.0×105Pa(常溫下的大氣壓強值)，當(dāng)內(nèi)外壓強差超過6.0×104Pa時表盤玻璃將爆裂。當(dāng)時登山運動員攜帶的溫度計的讀數(shù)是－21℃，表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計。 (1)通過計算判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂？ (2)當(dāng)時外界的大氣壓強為多少？ 答案：(1)向外爆裂　(2)2.4×104Pa 解析：(1)以表內(nèi)氣體為研究對象，初狀態(tài)的壓強為 p1＝1.0×105Pa，溫度為T1＝300K 其末狀態(tài)的壓強為p2，溫度為T2＝252K 根據(jù)查理定律，有＝ 解得：p2＝8.4×104Pa 如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的，則外界的大氣壓強為p0＝8.4×104Pa＋6×104Pa＝1.44×105Pa， 大于山腳下的大氣壓強(即常溫下的大氣壓強)，這顯然是不可能的，所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的。 (2)當(dāng)時外界的大氣壓強為 p0＝p2－6.0×104Pa＝2.4×104Pa。