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2025粤教版高中物理选择性必修第三册
第二章综合训练
一、选择题
1.关于固体、液体,下列说法正确的是(　　)
A.单晶体所有的物理性质都表现为各向异性
B.液晶只有晶体的各向异性,没有液体的流动性
C.液体表面层内分子势能小于液体内部分子势能
D.毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力现象共同作用的结果
2.喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂,如图所示.其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果.水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上.从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰.下列说法正确的是(　　)
A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果,与重力无关
B.喷防水剂后的玻璃和水滴发生浸润现象
C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
D.水滴表面分子比水滴的内部密集
3.(多选)如图甲所示,一端封闭且粗细均匀的足够长的直玻璃管水平放置,用长20 cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体,封闭气柱长度为32 cm,大气压强相当于76 cm水银柱产生的压强.现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°,如图乙所示.再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°,如图丙所示.已知气体温度和大气压强始终不变,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,下列说法正确的是(　　)
A.图乙状态的气体压强大于图丙状态的气体压强
B.若玻璃管从图乙状态自由下落,气柱长度将减小
C.图乙气柱长度为40 cm
D.图丙气柱长度为38 cm
4.(2023辽宁卷)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量.“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示.该过程对应的p-V图像可能是(　　)
5.如图所示,容积为2V的气缸固定在水平地面上,气缸壁及活塞导热性能良好,活塞面积为S,厚度不计.气缸两侧的单向阀门(气体只进不出)均与打气筒相连,开始时活塞两侧封闭空气的体积均为V,压强均为p0.现用打气筒向活塞左侧打气25次后固定活塞,再向活塞右侧打气5次.已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为V的空气,外界温度恒定,空气视为理想气体,不计活塞与气缸间的摩擦.则稳定后活塞右侧空气的压强为(　　)
A.7p0 B.4p0
C.2p0 D.p0
6.如图所示,A、B两个容器中装有同种气体,容器间用一根细玻璃管连接,管中有一水银滴D作为活塞.当A容器的温度为-10 ℃,B容器的温度为10 ℃时,水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡.两个容器的温度都降低10 ℃时,下列判断正确的是(　　)
A.水银滴将不移动
B.水银滴将向A移动
C.水银滴将向B移动
D.无法判断水银滴将向哪个方向移动
7.(多选)如图所示,容积相同的可导热容器a、b内充满同种理想气体,之间用带阀门的细导管相连,置于温度恒定的环境中.开始时阀门K关闭,a内气体的压强为p0,打开阀门经足够长时间后,原容器b中的气体有进入容器a,不计导管内气体的体积,下列说法正确的是(　　)
A.容器b中原来气体的压强为2p0
B.容器b中原来气体的压强为3p0
C.最终容器内气体的压强为p0
D.最终容器内气体的压强为2p0
二、实验题
8.在用DIS研究一定质量的气体在体积不变时,其压强与温度的关系的实验中,实验装置如图甲所示.
甲
(1)图甲中　　　　(选填“A”或“B”)为压强传感器.
(2)实验中,下列做法正确的是　　　.
A.无需测量被封闭气体的体积
B.密封气体的试管大部分在水面之上
C.每次加入热水后,用玻璃棒搅拌使水温均匀
D.每次加入热水后,立即读数
(3)某同学测得多组压强p与摄氏温度t的数据,获得如图乙所示的p-t图像.由图可得:压强p 与摄氏温度t成　　　关系,图线与横轴交点的温度为　　　℃,此温度被开尔文称为　　　.
乙
(4)另一同学记录下了初始时封闭气体的压强p0和摄氏温度t0,随后逐渐加热水升高温度,并记录下每次测量结果与初始值的差值Δp和Δt.在实验中压强传感器软管突然脱落,他立即重新接上后继续实验,其余操作无误.则Δp-Δt的关系图可能是　　　.
三、计算题
9.气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置,其简化结构如图所示.直立圆柱形密闭气缸导热良好,横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接,初始时气缸内密闭一段长度为L0、压强为p1的理想气体,气缸与活塞间的摩擦忽略不计,车辆载重时相当于在气缸顶部增加一个物体A,稳定时气缸下降了0.75L0,气体温度保持不变,求:
(1)物体A的重力大小;
(2)如果大气压强为p0,为使气缸升到原位置,需向气缸内充入与气缸温度相同的大气的体积.
参考答案
第二章综合训练
1.D　单晶体的各向异性是针对某些物理性质而言的,并不是所有的物理性质都表现为各向异性,A错误;液晶的名称就是由于它具有流动性和各向异性,B错误;液体表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的作用力表现为引力,分子势能随着分子距离的增大而增大,则液体表面层内的分子势能大于液体内部的分子势能,C错误;毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力现象共同作用的结果,D正确.
2.C　液体表面张力的作用使水滴呈球形,又由于重力的作用使得水滴呈椭球形,选项A错误;喷防水剂后的玻璃和水滴不浸润,选项B错误;水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大,选项C正确;水滴表面分子比水滴的内部稀疏,选项D错误.
3.BD　图乙中封闭气体的压强p2=p0-ρgh=56 cm·ρg,图丙中封闭气体的压强p3=p0-ρghcos 53°=64 cm·ρg,则图乙状态的气体压强小于图丙状态的气体压强,A错误;若玻璃管从图乙状态自由下落,处于完全失重状态,则封闭气体的压强等于大气压强,大于图乙原来状态的气体压强,由玻意耳定律pV=C可知,压强增大,体积减小,即气柱长度将减小,B正确;设图乙、丙中的气体长度分别为L2、L3,根据玻意耳定律有p1L1S=p2L2S=p3L3S,其中p1=p0,L1=32 cm,解得L2=43.4 cm,L3=38 cm,C错误,D正确.
4.B　从a到b气体发生等压变化,温度升高,气体体积增大,选项C、D错误;从b到c气体压强减小,p-T图线的斜率减小,故气体体积增大,选项A错误,B正确.
5.A　设向活塞左侧打气25次后气缸内空气的压强为p,左侧气体体积为V1,则右侧气体体积为2V-V1,由玻意耳定律,对左侧气体有p0=pV1,对右侧气体有p0V=p(2V-V1),联立解得V1=V,p=p0,活塞固定后再向活塞右侧打气5次,则p(2V-V1)+p0V=p'(2V-V1),解得p'=7p0,故选A.
6.B　假定两个容器的体积不变,A、B中所装气体温度分别为T1=263 K、T2=283 K,当温度降低ΔT时,容器A的压强由p1降至p1',即Δp1=p1-p1',容器B的压强由p2降至p2',即Δp2=p2-p2',由查理定律可得,解得Δp1=·ΔT,Δp2=·ΔT,因为p2Δp2,即水银柱应向A移动.故选B.
7.BD　设每个容器的容积为V,原容器b中的气体有进入容器a,可知b中气体的体积变为1.5V,a中气体的体积变为0.5V,气体最终压强变为p1,则对a内气体有p0V=p1·0.5V,对b内气体有p2V=p1·1.5V,解得p1=2p0,p2=3p0,故B、D正确.
8.答案 (1)B
(2)AC
(3)线性　-273(或-273.15)　绝对零度
(4)C
解析 (1)由于实验要测的是气体压强,故压强传感器应直接与气体内部相连,而温度可通过玻璃管传导到内部气体,因此温度传感器插在水里即可.即A为温度传感器,B为压强传感器.
(2)研究的是一定质量的气体在体积不变时的情况,故体积不变即可,无需测量,A正确;实验应保证各处气体的温度一致,故密封气体的试管应全部在水中,故B错误;每次加入热水后,要保证被封闭气体各处温度与水温相同,故不能立即读数,可用玻璃棒进行适当搅拌,等待气体状态稳定后再读数,故C正确,D错误.
(3)对一定质量的理想气体来说,在体积不变时,根据气体状态方程=C,可知其压强与热力学温度成正比例关系,图线应该是一条过原点的倾斜直线,所以若是压强对应摄氏温度的情况,其压强p与摄氏温度t成线性关系,其图线的延长线与横轴的交点坐标应该是0 K,即-273.15 ℃,此温度被开尔文称为绝对零度.
(4)根据=C可知,当温度变化时有Δp=C·Δt,压强变化量与温度变化量成正比.当压强传感器软管突然脱落时,试管将会漏气,使得内外气体再次等压,而温度维持不变.随后的压强变化量与温度变化量仍应是线性变化,但常数C已经不同(气体的质量变少了),斜率应变得更小一些.故选C.
9.答案 (1)3p1S
(2)
解析 (1)设气缸下降0.75L后,气体压强为p2,由玻意耳定律有p1SL0=p2·SL0
解得p2=4p1
气体对气缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小,即G=p2S-p1S
解得G=3p1S.
(2)要使气缸恢复到原位置,需向气缸内充入压强为p2、体积为SL0的气体,设这些气体在大气压强下的体积为V2,由玻意耳定律有p2·SL0=p0V2
解得V2=.
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