新教材高中物理選擇性章末測(cè)評(píng)第1章分子動(dòng)理論與氣體實(shí)驗(yàn)定律

章末綜合測(cè)評(píng)(一)分子動(dòng)理論與氣體實(shí)驗(yàn)定律(時(shí)間：90分鐘分值：100分)1．(4分)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()B[分子間作用力f的特點(diǎn)是：r<r0時(shí)f表現(xiàn)為斥力，r＝r0時(shí)f＝0，r>r0時(shí)f表現(xiàn)為引力；分子勢(shì)能Ep的特點(diǎn)是r＝r0時(shí)Ep最小，因此只有B正確．]2．(4分)分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì)．據(jù)此可判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C．分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素B[當(dāng)分子引力與斥力相等時(shí)，分子間作用力為零；當(dāng)分子間距離足夠大時(shí)，分子引力與斥力減小為零，因此分子間的相互作用力隨距離的增大是按減小—增大—減小變化的．因此，B錯(cuò)誤．]3．(4分)如圖所示，甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從無窮遠(yuǎn)處靜止釋放，在分子力的作用下靠近甲．圖中b點(diǎn)是引力最大處，d點(diǎn)是分子靠得最近處，則乙分子動(dòng)能最大處可能是()A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)C[從a點(diǎn)到c點(diǎn)分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力做正功，動(dòng)能增加，從c點(diǎn)到d點(diǎn)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的作用力做負(fù)功，動(dòng)能減小，所以乙分子動(dòng)能最大時(shí)在c點(diǎn)，C正確．]4．(4分)關(guān)于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．兩種運(yùn)動(dòng)都是由外部原因引起的液體分子的運(yùn)動(dòng)B．兩種運(yùn)動(dòng)都能反映分子的運(yùn)動(dòng)C．兩種運(yùn)動(dòng)都與溫度有關(guān)，所以也叫熱運(yùn)動(dòng)D．布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與懸浮顆粒大小有關(guān)，說明分子運(yùn)動(dòng)快慢與物體的速度有關(guān)B[兩種運(yùn)動(dòng)都不是外因引起的，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，但能反映分子的運(yùn)動(dòng)，并且都與溫度有關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確；熱運(yùn)動(dòng)指的是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與懸浮顆粒大小有關(guān)，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，說明液體分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)顆粒的撞擊越不平衡，D錯(cuò)誤．]5．(4分)關(guān)于氣體的體積，下列說法正確的是()A．氣體的體積與氣體的分子總數(shù)成正比B．氣體的體積與氣體的質(zhì)量成正比C．氣體的體積與氣體的密度成反比D．氣體的體積與氣體的質(zhì)量、密度和分子的體積無關(guān)，只決定于容器的容積D[由氣體能夠充滿整個(gè)容器的性質(zhì)可知A、B、C錯(cuò)誤，D正確．]6．(4分)已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比，如圖所示的實(shí)線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個(gè)過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能()A．先增大后減小B．先減小后增大C．單調(diào)變化D．保持不變B[題圖中虛線是等溫線，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C知，pV＝CT，離原點(diǎn)越近的等溫線溫度越低，所以氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2時(shí)溫度先減小后增大，即理想氣體的內(nèi)能先減小后增大，B項(xiàng)正確．]7．(4分)如圖所示，為一定質(zhì)量的理想氣體的p-eq\f(1,V)圖像，圖中BC為延長(zhǎng)線過原點(diǎn)的線段，AB與p軸平行，A、B、C為氣體的三個(gè)狀態(tài)，則下列說法正確的是()A．TA>TB＝TCB．TA>TB>TCC．TA＝TB>TCD．TA<TB<TCA[由題圖可知A→B為等容變化，根據(jù)查理定律，pA>pB，TA>TB．由B→C為等溫變化，即TB＝TC．所以TA>TB＝TC，A正確．]8．(6分)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中：(1)關(guān)于油膜面積的測(cè)量方法，下列說法正確的是________(填字母代號(hào))．A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面積B．油酸酒精溶液滴入水中后，要讓油膜盡可能地散開，再用刻度尺去量油膜的面積C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即將油膜的輪廓畫在玻璃板上，再利用坐標(biāo)紙去計(jì)算油膜的面積D．油酸酒精溶液滴入水中后，要讓油膜盡可能散開，等到狀態(tài)穩(wěn)定后，再把油膜的輪廓畫在玻璃板上，用坐標(biāo)紙去計(jì)算油膜的面積(2)實(shí)驗(yàn)中，將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，又測(cè)得1cm3的油酸酒精溶液有50滴，現(xiàn)將1滴溶液滴到水面上，水面上形成0.2m2的單分子油薄層，由此可估算油酸分子的直徑d＝________m．[解析](1)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液滴在水面上，油膜會(huì)散開，待穩(wěn)定后，再在玻璃上畫下油膜的輪廓，用坐標(biāo)紙計(jì)算油膜面積，故選D．(2)一滴油酸酒精溶液里含純油酸的體積：V＝eq\f(1,200)×eq\f(1,50)cm3＝10－10m3，油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(10－10,0.2)m＝5×10－10m．[答案](1)D(2)5×10－109．(10分)用DIS研究一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③用V-eq\f(1,p)圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖所示圖線．(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是_____________．(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是____________和____________________________．(3)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖所示的V-eq\f(1,p)圖線不過原點(diǎn)，則V0代表___________________________．[解析](1)通過涂潤(rùn)滑油可使注射器不漏氣．(2)緩慢移動(dòng)活塞是為了有足夠的時(shí)間使封閉氣體與外界熱交換，不用手握住注射器也是為了不使手上的熱量傳遞給氣體．(3)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位有氣體，從而使圖線不過原點(diǎn)．設(shè)注射器的容積為V，連接管的容積為V0，對(duì)V和V0內(nèi)部的氣體分析，由等溫變化得p(V＋V0)＝C，故V＝eq\f(1,p)C－V0．所以V0為連接管的容積．[答案](1)在注射器活塞上涂潤(rùn)滑油(2)移動(dòng)活塞要緩慢不能用手握住注射器封閉氣體部分(3)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積10．(12分)如圖所示，氣缸放置在水平平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為50cm2，厚度為1cm，氣缸全長(zhǎng)為21cm，氣缸質(zhì)量為20kg，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)溫度為7℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10cm，若將氣缸倒過來放置時(shí)，活塞下方的空氣能通過平臺(tái)上的缺口與大氣相通．g取10m/s2，求：(1)氣缸倒置時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)度；(2)當(dāng)溫度多高時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)．[解析](1)設(shè)氣缸倒置前、后被封閉氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2，氣柱長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2．p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.2×105Pa，p2＝p0－eq\f(mg,S)＝0.8×105Pa．倒置過程為等溫變化，由玻意耳定律可得p1L1S＝p2L2S，所以L2＝eq\f(p1,p2)L1＝15cm．(2)設(shè)倒置后升溫前、后封閉氣柱溫度分別為T2和T3，升溫后氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)3，則T2＝T1＝(273＋7)K＝280K，L2＝15cm，L3＝20cm．升溫過程為等壓變化，由蓋－呂薩克定律可得eq\f(L2S,T2)＝eq\f(L3S,T3)，所以T3＝eq\f(L3,L2)T2＝373K．即溫度升高到100℃時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)．[答案](1)15cm(2)100℃11．(4分)(多選)利用油膜法可粗略地測(cè)定分子的大小和阿伏伽德羅常數(shù)．若已知n滴油的總體積為V，一滴油形成的單分子油膜面積為S，這種油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，則每個(gè)油分子的直徑D和阿伏伽德羅常數(shù)NA分別為()A．D＝eq\f(V,S) B．D＝eq\f(V,nS)C．NA＝eq\f(6n3MS3,ρV3) D．NA＝eq\f(6n3MS3,πρV3)BD[據(jù)題意，每一滴油的體積為eq\f(V,n)，油膜厚度即分子直徑D＝eq\f(V,nS)，每一個(gè)球形分子的體積V0＝eq\f(πD3,6)＝eq\f(πV3,6n3S3)，一個(gè)分子的質(zhì)量為m0＝ρV0＝eq\f(ρπV3,6n3S3)，阿伏伽德羅常數(shù)為NA＝eq\f(M,m0)＝eq\f(6n3MS3,πρV3)，故B、D正確．]12．(4分)(多選)如圖是一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，等壓線上的a、b兩個(gè)狀態(tài)比較，下列說法正確的是()A．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)，b狀態(tài)較多B．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)，a狀態(tài)較多C．在相同時(shí)間內(nèi)撞在相同面積上的分子數(shù)，兩狀態(tài)一樣多D．單位體積的分子數(shù)，a狀態(tài)比b狀態(tài)多BD[b狀態(tài)比a狀態(tài)體積大，故單位體積分子數(shù)b狀態(tài)比a狀態(tài)少，D對(duì)；而a、b狀態(tài)壓強(qiáng)相等，故相同時(shí)間內(nèi)撞到單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多，B正確，A、C錯(cuò)誤．]13．(4分)(多選)如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體沿著所示的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程，則該氣體壓強(qiáng)變化是()A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小B．從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強(qiáng)不變C．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大D．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)不變AC[在V-T圖像中，過原點(diǎn)的直線表示等壓線，直線的斜率越大，氣體的壓強(qiáng)越小，分別做過a、b、c、d四點(diǎn)的等壓線，則有pb>pc>pd>pa，故A、C正確．]14．(4分)(多選)如圖所示，用彈簧秤拉著一個(gè)薄壁平底玻璃試管，將它的開口端向下插入水銀槽中，由于管內(nèi)有一部分空氣，此時(shí)試管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)．若試管本身的重力與管壁的厚度不計(jì)，此時(shí)彈簧秤的讀數(shù)()A．等于進(jìn)入試管內(nèi)的H高水銀柱的重力B．等于外部大氣壓與內(nèi)部空氣對(duì)試管平底部分的壓力之差C．等于試管內(nèi)高出管外水銀面的h高水銀柱的重力D．等于上面A、C所述的兩個(gè)數(shù)值之差BC[取試管平底部分為研究對(duì)象，有pS＋F彈＝p0S，彈簧秤對(duì)試管的拉力F彈＝p0S－pS，故B正確；而試管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0－ρgh，代入上式得F彈＝p0S－(p0－ρgh)S＝ρghS，故C正確．]15．(4分)(多選)如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣．則()A．彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB．若把彎管向上移動(dòng)少許，則管內(nèi)氣體體積增大C．若把彎管向下移動(dòng)少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升D．若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升ACD[由題意知，管內(nèi)壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，保持不變，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，得T不變時(shí)，V不變，T變大，則V變大．]16．(12分)如圖所示為一下粗上細(xì)且上端開口的薄壁玻璃管，管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體，上管足夠長(zhǎng)，圖中大小截面積分別為S1＝2cm2、S2＝1cm2，粗細(xì)管內(nèi)水銀長(zhǎng)度分別為h1＝h2＝2cm，封閉氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝22cm．大氣壓強(qiáng)為p0＝76cmHg，氣體初始溫度為57℃．(1)若緩慢降低氣體溫度，降低至多少開爾文時(shí)，所有水銀全部進(jìn)入粗管內(nèi)?(2)若溫度降低至237K，氣體的長(zhǎng)度為多少?[解析](1)初始時(shí)刻的壓強(qiáng)為p1＝p0＋h1＋h2＝80cmHg，體積為V1＝LS1，溫度T1＝273K＋57K＝330K，水銀全部進(jìn)入粗管的末狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＋h1＋eq\f(h2,2)＝79cmHg，體積為V2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(h2,2)))S1，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得T2＝311K．(2)由于237K小于311K，所以再降溫的過程中，氣體將做等壓變化eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)，得出L3＝16cm．[答案](1)311K(2)16cm17．(12分)如圖甲所示是一個(gè)右端開口的圓筒形氣缸，活塞可以在氣缸內(nèi)自由滑動(dòng)．活塞將一定量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，此時(shí)氣體的溫度為27℃．若給氣缸加熱，使氣體溫度升高，讓氣體推動(dòng)活塞從MN緩慢地移到PQ．已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa．求：甲乙(1)當(dāng)活塞到達(dá)PQ后缸內(nèi)氣體的溫度；(2)把活塞鎖定