人教版物理一轮第13章 章末检测.docx

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人教版物理一轮第13章章末检测

第十三章　章末检测

（45分钟　100分）

一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的五个选项中有三个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

1．下列说法错误的是（　　）

A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性

D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

ABD　[液面表面张力的方向始终与液面相切，A错误。

单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误。

单晶体中原子（或分子、离子）的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，C正确。

金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，D错误。

液晶的名称由来就是由于它具有流动性和各向异性，E正确。

]

2．（2019·西安模拟）关于热现象，下列说法中正确的是（　　）

A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及温度有关

B．同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规则排列

C．体积不变，压强减小的过程，气体一定放出热量，内能减小

D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行

E．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和

ACE　[根据压强的微观意义可知，气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关，A正确。

同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒不一定按相同的规则排列，B错误。

根据理想气体的状态方程可知，气体的体积不变，压强减小的过程中气体的温度降低，所以气体内能减小；体积不变，没有外力对气体做功，而气体的内能减小，由热力学第一定律可知，气体一定放出热量，C正确。

根据热力学第二定律可知，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，D错误。

根据内能的定义可知，物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，E正确。

]

3．（2019·开封检测）对于一定质量的理想气体，下列说法错误的是（　　）

A．体积不变，压强减小的过程，气体一定放出热量，但内能增大

B．若气体内能增加，则外界一定对气体做功

C．若气体的温度升高，则每个气体分子的速度一定增大

D．若气体压强不变，气体分子平均距离增大时，则气体分子的平均动能一定增大

E．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

ABC　[理想气体体积不变，根据查理定律知，压强与热力学温度成正比，压强减小，温度降低，内能减小ΔU<0，外界对气体不做功W＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，Q<0，气体放出热量，A错误。

若气体内能增加，则ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气体可能从外界吸热大于气体对外做功，或不做功仅吸热，B错误。

温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，但并不是每个分子的速度都增大，C错误。

若气体压强不变，根据盖—吕萨克定律知，体积与热力学温度成正比，气体分子平均距离增大，体积增大，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，D正确。

从微观角度讲，被封闭气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁的不断碰撞而产生的，E正确。

]

4．（2019·石家庄模拟）下列说法中正确的是（　　）

甲　　　　　　乙

丙　　　　　丁　　　　　戊

A．如图甲所示为热机工作能流分配图，如果在理想情况下没有任何漏气、摩擦、不必要的散热损失，热机的效率会达到100%

B．如图乙所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的关系图，若两分子间距从r0开始逐渐增大，则分子力先变大后变小，分子势能逐渐变大

C．如图丙所示为某理想气体分子速率分布图象，由图可知与0℃相比，100℃时速率大的分子所占比例较多

D．在某样品薄片上均匀涂上一层石蜡，然后用灼热的金属尖接触样品的背面，结果得到如图丁所示石蜡熔化的图样，则该样品一定为非晶体

E．如图戊所示，透明塑料瓶内有少量水，水上方有水蒸气，用橡胶皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶口会出现“白雾”，这是由于气体膨胀对外做功温度降低造成的

BCE　[根据热力学第二定律可知，如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可以达到100%，A错误。

题图乙所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的关系图，若两分子间距从r0开始逐渐增大，则分子力先变大后变小，由于分子力做负功，分子势能逐渐变大，B正确。

题图丙所示为某理想气体分子速率分布图象，与0℃相比，100℃时速率大的分子所占比例较多，C正确。

在某样品薄片上均匀涂上一层石蜡，然后用灼热的金属尖接触样品的背面，由题图丁可知，该样品具有各向同性，该样品可以是非晶体或多晶体，D错误。

如题图戊所示，透明塑料瓶内有少量水，水上方有水蒸气，用橡胶皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶口出现“白雾”，这是由于气体膨胀对外做功温度降低造成的，E正确。

]

5.（2019·钦州模拟）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示。

下列判断正确的是（　　）

A．过程ab中气体一定吸热

B．过程bc中气体既不吸热也不放热

C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小

E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

ADE　[ab过程为等容变化，W＝0，温度升高，内能增大，ΔU>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得Q>0，吸热，A正确。

bc过程为等温变化，ΔU＝0，体积增大对外做功，W<0，由ΔU＝W＋Q得Q>0，吸热，B错误。

ca过程温度降低，内能减小，ΔU<0，体积减小，外界对气体做功，W>0。

由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得Q<0，且|Q|>W，C错误。

温度为分子平均动能的标志，Ta

气体分子单位时间撞击容器壁单位面积的次数由温度和单位体积内的分子数共同决定，b、c状态温度相等，b状态的体积小于c状态的体积，所以b状态的分子密度大于c状态的分子密度，故撞击次数不同，E正确。

]

6.（2019·宜宾模拟）如图所示，绝热密闭汽缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。

缸内有一电阻丝R通过导线与电源连接，闭合开关S后，绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是（　　）

A．气体的内能增加

B．气体分子平均动能不变

C．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功

D．气体的压强不变

E．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少

ADE　[活塞可无摩擦滑动，外界大气压强不变，故气体为等压变化，D正确。

活塞缓慢向右移动过程中，气体体积增大，故温度一定升高，气体内能增加，A正确。

电阻丝向气体放热，气体温度升高，而理想气体内能只取决于温度，气体温度升高，分子平均动能增大，B错误。

气体内能增大，由热力学第一定律可知，电阻丝向气体放出的热量一定大于气体对外做的功，C错误。

气体体积变大，故气体单位体积内的分子数减小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少，E正确。

]

7．（2019·济南模拟）关于热现象，下列说法中正确的是（　　）

A．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动

C．在熔化的过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来

E．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点

ABE　[对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据理想气体的状态方程

＝C可知，气体的温度升高，它一定从外界吸热，A正确。

布朗运动是固体颗粒的运动，观察需借助显微镜，而阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动，B正确。

晶体在熔化的过程中，虽然温度保持不变，但要吸收热量，所以内能增大，C错误。

第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，两类永动机都不可能制造出来，D错误。

液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，E正确。

]

8.（2019·长沙模拟）质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看成不变，气态Ⅲ可看成理想气体。

下列说法正确的是（　　）

A．该物质是晶体

B．该物质分子平均动能随着时间的增加而增大

C．在t1～t2时间内，该物质分子势能随着时间的增加而增大

D．在t2～t3时间内，该物质的内能随着时间的增加而增大

E．在t2～t3时间内，气体膨胀对外做功，分子势能增大

ACD　[该物质有固定的熔点，所以是晶体，A正确。

因为温度是分子平均动能的标志，所以物质分子的平均动能随着时间先增加，然后不变，之后又增加，B错误。

物质的内能是分子总动能与分子总势能之和，在t1～t2时间内，温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量用来增加分子间的势能，所以分子势能随时间的增加而增大，C正确。

在t2～t3时间内，气体膨胀对外做功，但理想气体不考虑分子势能，温度升高，分子的平均动能增大，所以内能增大，D正确，E错误。

]

二、非选择题（本题共5小题，共52分，按题目要求作答。

计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

9．（10分）（2019·醴陵检测）如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B。

活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。

现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1。

已知大气压强为p0，重力加速度为g。

（1）加热过程中，若A气体内能增加了ΔE1，求B气体内能增加量ΔE2；

（2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加沙粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。

求此时添加沙粒的总质量Δm。

解析：

（1）B气体对外做功

W＝pSh＝（mg＋p0S）h

由热力学第一定律得ΔE1＋ΔE2＝Q－W

解得ΔE2＝Q－（mg＋p0S）h－ΔE1。

（2）B气体的初状态：

p1＝p0＋

，V1＝2hS，T1

B气体末状态：

p2＝p0＋

，V2＝hS，T2

由理想气体状态方程得

＝

解得Δm＝

。

答案：

（1）Q－（mg＋p0S）h－ΔE1

（2）

10．（10分）（2019·衡阳检测）如图所示，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体）。

当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中，此时水的温度t1＝7.0℃，筒内气柱的长度h1＝14cm。

已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g取10m/s2。

（1）若将水温缓慢升高至27℃，此时筒底露出水面的高度Δh为多少？

（2）若水温升至27℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离H（结果保留2位有效数字）。

解析：

（1）设圆筒的横截面积为S，质量为m，水温升至27℃时，气柱的长度为h2，根据盖—吕萨克定律有

＝

由压强保持不变可知，筒内、外液面高度差不变，有

Δh＝h2－h1

解得Δh＝1cm。

（2）设圆筒下移后筒内气柱的长度为h3，因物体漂浮或悬浮在液体中时，排开液体的重力等于物体的重力，则

ρgh1S＝mg，ρgh3S＝mg

圆筒移动过程，根据玻意耳定律有

（p0＋ρgh1）h2S＝[p0＋ρg（H＋h3）]h3S

解得H＝72cm。

答案：

（1）1cm　

（2）72cm

11．（10分）（2019·肇庆模拟）如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积S＝0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。

A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。

A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数k＝5×103N/m的较长的弹簧相连。

已知大气压p0＝1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0＝0.6m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。

此时用于压A的力F＝500N。

求活塞A下移的距离。

解析：

设活塞A向下移动l，相应B向下移动x，对气体分析：

初态：

p1＝p0，V1＝l0S

末态：

p2＝p0＋

，V2＝（l0－l＋x）S

由玻意耳定律得p1V1＝p2V2

即p0l0S＝

（l0－l＋x）S

初态时，弹簧被压缩量为x′，由胡克定律得Mg＝kx′

当活塞A受到压力F时，活塞B的受力情况如图所示。

F′为此时弹簧弹力，由平衡条件可知

p0S＋F′＝p0S＋F＋Mg

由胡克定律有F′＝k（x＋x′）

联立解得l＝0.3m。

答案：

0.3m

12．（10分）

（2019·大庆检测）竖直平面内有一直角形内径相同的导热良好的细玻璃管，A端封闭，C端开口，

＝

＝l0，且此时A、C端等高。

平衡时，管内水银如图所示，管内水银总长度为l0，玻璃管AB内封闭有长为

的空气柱。

已知大气压强为l0汞柱高，环境温度为300K。

（管内封入的气体可视为理想气体）

（1）如果使玻璃管绕B点在竖直平面内逆时针缓慢地转动，并缓慢升高环境温度，求AB管水平时，若要保持AB管内气体长度不变，则温度需要升高到多少？

（2）如果使玻璃管绕B点在竖直平面内逆时针缓慢地转动，并保持环境温度不变，求AB管水平时，管内气体的压强为多少？

解析：

（1）AB管水平时管内气体压强p1＝p0＋

由题意可知，AB管内气体做等容变化，由查理定律得

＝

，其中T0＝300K

解得T＝450K。

（2）设AB管水平时，CD管内水银下降长度为x，对AB管中密闭气体，由玻意耳定律得

p0·

S＝p0＋

S

解得x＝

l0

所以AB管内气体压强p＝

l0＝1.37l0。

答案：

（1）450K　

（2）1.37l0

13．（12分）（2019·上海检测）如图所示，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S。

初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等。

因杯子不保温，杯内气体温度将逐渐降低，不计摩擦。

（1）求温度降为T1时杯内气体的压强p1；

（2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？

（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？

解析：

（1）降温过程中，气体体积不变，根据查理定律得

＝

因此，温度降为T1时杯内气体的压强p1＝

p0。

（2）对杯盖受力分析如图甲所示，当杯盖与杯身间的弹力恰好为零时，拉力最小，根据平衡条件知p1S＋F＝p0S＋mg

甲

因此，最小拉力F＝p0S＋mg－

p0S。

（3）设提起杯子时气体压强为p2，温度为T2时杯身的受力分析如图乙所示。

乙

平衡时有p0S＝p2S＋Mg

得p2＝p0－

根据查理定律得

＝

得T2＝T0－

。

答案：

（1）

p0　

（2）p0S＋mg－

p0S　（3）T0－