教科版高中物理选择性必修三同步练习(全册).pdf
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1、教科版高中物理选择性必修三同步练习全册 基础达标练1.若已知某种气体的摩尔体积、摩尔质量、阿伏伽德罗常量,则不能估算出这种气体()A.每个分子的质量B.每个分子的体积C.每个分子占据的空间D.分子之间的平均距离解析:根据 可求解分子的质量;由公式/=野=/可求解每个分子占据的空间和分/VA/VA子之间的平均距离,由于气体分子间距很大,故无法求出分子的体积。本题选不能估算到的,故选B答案:B2.(多选)一般物质分子非常小,分子质量也非常小,科学家采用摩尔为物质的量的单位,实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。1 摩尔的任何物质都含有相同的粒子数,这个数称为阿伏伽德罗常量NA,通过下列条件可以估算
2、出阿伏伽德罗常量的是()A.已知水分子的体积和水蒸气的摩尔体积B.己知酒精的摩尔质量和酒精分子的质量C.已知液氧分子的体积和液氧的摩尔体积D.已知氧气分子的质量和氧气的摩尔质量解析:水蒸气分子之间的距离远大于水分子之间的距离,所以知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积,不能计算出阿伏伽德罗常量,故 A 错误;由酒精的摩尔质量M 和酒精分子的质M量 可 以 计 算 出 阿 伏 伽 德 罗 常 量NA=嬴,故 B 正确;已知液氧分子的体积Vo和液氧的V摩尔体积匕 可以计算出阿伏伽德罗常量NA=7,故 C 正确。已知氧气分子的质量恤 和氧V o气的摩尔质量用,可以计算出阿伏伽德罗常量NA=必,故 D 正
3、确。故选B、C、Dmo答案:BCD3.对于固体、液体和气体的物质来说,如果用M 表示摩尔质量,m 表示分子质量,0 表示物质的密度,丫表示摩尔体积,人表示分子体积,NA表示阿伏伽德罗常量,下列关系中一定正确的是()A.NA=B.必=技M mC-必=五 D.必=而解析:气体分子间隙很大,1 m ol气体的体积丫远大于NA个气体分子的体积NA%,故 A、MB 错误;摩尔质量”等于NA个分子的质量,故NA=故 C 正确,D 错误。故选C。答 案:C4.(多选)已知下列物理量,能算出氢气密度的是()A.氢气分子的体积和氢气分子的质量B.氢气的摩尔质量和氢气的摩尔体积C.氢气分子的质量、氢气的摩尔体积及
4、阿伏伽德罗常量D.氢气分子的质量和氢气的摩尔质量解析:已知氢气分子的体积和氢气分子的质量,可以得到氨气分子的密度,但气体分子间隙大,故氢气分子密度不等于氢气密度,故 A 错误;氢气的摩尔质量除以摩尔体积等于氢气的密度,故 B 正确;氢气的摩尔体积除以阿伏伽德罗常量等于氢气分子占据的体积,氨气分子的质量除以氢气分子占据的体积等于氢气的密度,故 C 正确;由氢气分子的质量和氢气的摩尔质量不能求解氢气的密度,故 D 错误。答案:BC5.(多选)若以 表示某气体的摩尔质量,M表示其摩尔体积,0 表示其密度,NA为阿伏伽德罗常量,小 S 分别表示每个气体分子的质量和体积,下列关系中正确的是()A.NA=
5、*B.p=T-HVC片 女 D.S=瓦解析:p (表 示 摩 尔 质 量(单个分子的质量)=NA(表示阿伏伽德罗常量),故 A 正确;密度等于摩尔质量处于摩尔体积即:p=,故 B 错误;单个分子的质量加=摩尔质量+阿伏伽德罗常量NA,故 C 正确;对水蒸气,由于分子间距的存在,摩尔体积除于阿伏伽德罗常量等于每个分子占据的空间体积,但并不等于分子体积,故 D 错误。故选A、C。答案:AC6.某 固 体 物 质 的 摩 尔 质 量 为 密 度 为 p,阿伏伽德罗常量为NA,则每个分子的质量和分子直径分别为()解析:阿伏伽德罗常量=至不不俞房至故每个分子的质量是歹;NR、M摩尔质量=密度X摩尔体积,
6、故摩尔体积为:VM=M每个分子的体积:Vo=S=;/VA pN x体 积 V内所含的分子数:=已V=笔NA一DVv o M4 i r f P分子的体积:钝=与兀/?3=一j o所以分子的直径:Q=子3 I,6 M故 A、C、D错误,B正确。故选B。答案:B7.现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜(如电子显微镜、场离子显微镜等),使得:;:人们观察某些物质内的分子排列成为可能。、三 匕如图所示是放大倍数为3 X 1 0 7倍的电子显 广 冉 G居”.微镜拍摄的二硫化铁晶体的照片。据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为多少立方米。(照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况)解析:由题
7、图可知,将每个二硫化铁分子看作一个立方体,四个小立方体并排边长之和为4d =4 cm,所以平均每个小立方体的边长df=1 c m。又因为题图是将实际大小放大了i t3X107 倍拍摄的照片,所以二硫化铁分子的小立方体边长为:=荻 市=X 0-23 X 1()7m 3.33X10-1 0m,所以测出的二硫化铁分子的体积为:丫=/=(3.33X10-1。m)3 3.7 X10-2 9m3o答案:l O F n?8 .一般正常人呼吸时每次吸入空气500 m L,空气中的含氧量为2 1%,如果每次呼吸吸入少于 37 5 mL的空气时将感觉呼吸困难。假设某感染2019-nC oV 患者感觉呼吸困难,请估
8、算该患者每次呼吸吸入氧气的分子数比正常人少多少?(已知氧气摩尔质量为0.032k g/m ol,密度为 1.43k g/n?,阿伏伽德罗常量为6 X 1023,结果保留一位有效数字)解析:该患者每次呼吸吸入氧气的体积比正常人吸入氧气的体积少 V=(500-37 5)m L X21%=26.25 m L=26.25 X 10-6 m3;则该患者每次呼吸吸入氧气的分子数比正常人少“=甯NA=0 6乂6 TA TC,故从A 到B的过程温度升高,A项正确;从 B 到 C 的过程温度降低,B 项错误;从 A 到 8 再到C 的过程温度先升高后降低,C 项错误:4、C 两点在同一等温线上,温度相等,D 项
9、正确。答案:AD4.一定质量的气体经历一系列状态变化,其 图 线如图所示,变化顺序由“fC-*f a,图中外线段延长线过坐标原点,cd线段与p 轴垂直,击 线 段 与 棚 垂直。气体在此状态变化过程中()A.L b,压强减小、温度不变、体积增大B.b-c,压强增大、温度降低、体积减小C.cd,压强不变、温度升高、体积减小D.d-a,压强减小、温度升高、体积不变解析:由题图可知,a i,温度不变,体积增大,压强减小,A 正确;h-c,温度升高,压强增大,体积增大,B 错误;L d,压强不变,温度降低,体积减小,C 错误;d a,压强减小,温度降低,体积不变,D 错误。答案:A5.如图所示,下端用
10、橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置,n f右管开口,左管内封闭一段气体,水银面比右管低。现保持左管不 1 A动,为了使两管内水银面一样高,下面采取的措施可行的是()A.减小外界气压B.从 U 形管的右管向内加水银C.把 u形管的右管向上移动D.把 U形管的右管向下移动解析:为使两管内水银面一样高,左管中气体的压强减小,由玻意耳定律知,气体的体积要增大,右管必须向下移动,D正确。答案:D6 .如图所示,空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中,筒中液面与A 点齐平。现缓慢将其压到更深处,筒中液面与8 点齐平,不计气体分子间相互作用,且筒内气体无泄漏 三 三 圜。三三(液体温度不变)。下列图
11、像中能体现筒内气体从状态A 到 8 变化过程的是()解析:气体发生等温变化,由玻意耳定律可知,气体的压强与体积成反比,金属筒从A 下降到B的过程中,气体体积丫变小,压强p变大,选项C正确。答案:C7 .用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油并插入针管,用细软管将针管小孔与压强传感器连接,密封一定质量气体,移动活塞改变气体的体积和压强,气体体积由注射器刻度读取,气体压强由压强传感器读取。(1)下列说法正确的是 oA.气体的压强和体积必须用国际单位B.在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力C.移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器D.若实验中连接传感器和
12、注射器的软管脱落,可以立即接上继续实验 交 流 实 验 成 果 时 某 同 学 发 现 各 小 组 所 测 的 pV乘 积 并 不 相 同,最主要的原因是(3)某小组实验操作无误,但根据测得的数据作出巧 图像不过坐标原点,如图乙所示,图中人代表 的体积。解析:(1)本实验研究气体的压强和体积的比例关系,单位统一即可,不需要采用国际单位,故 A错误;为了防止漏气,应当在注射器活塞上涂润滑油,来增加连接处密封性,故 B错误;移动活塞要缓慢,实验时不要用手握住注射器,都是为了保证实验的恒温条件,故 C正确;压强传感器与注射器之间的软管脱落后,气体质量变化了,应该重新做实验,故 D错误。(2)交流实验
13、成果时某同学发现各小组所测的p V 乘积并不相同,是因为密封的气体质量不同。(3)理论上,根据实验数据画出的巧图线应是过坐标原点的直线。在实际实验过程中实验操作规范正确,根据实脸数据画出如题图乙所示的廿 图线不过坐标原点,该图线的方程为V=-V0,说明注射器中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积,结合实验的器材可知,图中均代表压强传感器与注射器之间气体的体积。答案:(1)C (2)密封的气体质量不同(3)压强传感器与注射器之间气体8 .如图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为V o、压强为p o的气体,当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体,
14、其温度保持不变,当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S,求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。解析:设压力为F,压缩后气体压强为p由 p o V o=p V 和 F=p S,得 F=,p o S。答案:第p()5|能力提升练9 .(多选)如图甲所示,一气缸竖直放置,气缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦,气体处于平衡状态。现保持温度不变,把气缸向右倾斜9 0。(如图乙所示),达到平衡后,与原来相比()A.气体的压强变大B.气体的压强变小C.气体的体积变大D.气体的体积变小解析:对活塞受力分析可知,开始时,封闭气体的压强pi=po喈,而气缸向右倾斜
15、90。后,P2=po,故Pl 匕,故A、D正确。答案:AD1 0.某实验小组用如图所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。巴 巴 一 橡胶套(1)关于该实验,下 列 说 法 正 确 的 是。A.实验前应将注射器内的空气完全排出B.空气柱体积变化应尽可能地快些C.空气柱的压强随体积的减小而减小D.作 出 图像可以直观反映出p与V的关系(2)如图是甲、乙两同学在实验中得到的 图像,若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同,那么两图像斜率不同的主要原因是 o解析:(1)实脸是以注射器内的空气为研究对象的,所以实脸前注射器内的空气不能完全排出,故A错误;空气柱的体积变化不能太快,要缓
16、慢移动注射器保证气体温度不变,故B错误;气体发生等温变化,空气柱的压强随体积的减小而增大,故C错误;吊图像是一条倾斜的直线,作出 J图像可以直观反映出p与V的关系,故D正确。(2)根据J图像可知,如果温度相同,则说明两次气体质量不同,如果气体质量相同则两次温度不同O答案:(1)D(2)研究气体的质量不同(或同质量气体在不同温度下进行的研究)1 1 .如图所示,竖直静止放置的U形管,左端开口,右端封闭,管内有。、两段水银柱,将 A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱。长 加为 1 0 c m,水银柱b两个液面间的高度差/?2 为 5 c m,大气压强为 7 5 c m H g,求空气柱A、8 的
17、压强分别是多少。解析:设管的横截面积为S,选 a的下端面为参考液面,它 受 向 下 的 压 力 为 受向上的大气压力为p o S,由于系统处于静止状态,则 A+p/n)S=p oS,所以p A=p op i =(7 51 0)c m H g=6 5 c m H g,再选的左下端面为参考液面,由连通器原理知,液柱后的上表面处的压强等于P B,则(PB+PII2)S=PAS,所以 PB=PA phi=(6 5 5)c m H g=6 0 c m H g。答案:6 5 c m H g 6 0 c m H g1 2 .如图所示,一竖直放置在水平面上的容积为M的圆柱形气缸内盛有一定质量的气体,活塞的横截
18、面积为S,活塞将气体分隔成体积相同的A、B上下两部分,此时A中气体的压强为(未知)。现将气缸缓慢平放在水平桌面上,稳定后A、8两部分气体的体积之比为I :2,两部分气体的压强均为1.5 p oo在整个过程中,没有气体从一部分通过活塞进入另一部分,外界气体温度不变,气缸壁光滑且导热良好,活塞厚度不计,重力加速度为g,求:(1)心 的大小;(2)活塞的质量m.解析:(1)对气体A,由玻意耳定律可得PAVA=PVV V其中勿=5,V 1=1,p i =l.5 p o解得PA=P0。(2)对气体B,由玻意耳定律可得PBVB=P2 V 2其中 PB=PA+詈=PO+弩,/,又 因 为p2=L5po答案:
19、(l)p o(2)管O 创新应用练1 3.如图所示,马桶吸由皮吸和气缸两部分组成,手柄气缸,连杆活塞皮吸下方半球形皮吸空间的容积为1 0 0 0 c m 3,上方气缸的长度为40 c m,横截面积为5 0 c m 2。小明在试用时,用手柄将皮吸压在水平地面上,皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与气缸间密封完好,不考虑皮吸与气缸的形状变化,环境温度保持不变,气缸内薄活塞、连杆及手柄的质量忽略不计,已知大气压强p o=l.O X l()5 p a,g取(1)若初始状态下活塞位于气缸顶部,当活塞缓慢下压到气缸底部时,求皮吸中气体的压强;(2)若初始状态下活塞位于气缸底部,小明用竖直向上的力
20、将活塞缓慢向上提起2 0 cm高度保持静止,求此时小明作用力的大小。解析:(1)以气缸和皮吸内的气体为研究对象,初始状态下封闭气体的压强为p o,体积为 V,=1 0 0 0 c m3+40 X 5 0 c m3=3 0 0 0 c m3当活塞下压到气缸底部时,设封闭气体的压强为0 2,体积为3=1 O O O c n?,由玻意耳定律得p oV l=p 2 V 2解得p 2=3p o=3.0 X 1 05 P a,(2)以皮吸内的气体为研究对象,初始状态下封闭气体的压强为p o,体积为V 3=l O O O c n P,活塞缓慢向上提起2 0 cm高度保持静止时,设小明作用力的大小为F,封闭气
21、体的压强为P 4,体积为必=1 0 0 0 c m3+2 0 X 5 0 c m3=2 0 0 0 c m3由玻意耳定律有/7 0 丫 3=。4丫 4又 F+p4Sp()S解得尸=2 5 0 N 答 案:3.0 X l()5 p a (2)2 5 0 N 基础达标练1.(多选)图中描述一定质量的气体做等容变化图线的是()解析:由查理定律知,一定质量的气体,在体积不变时,其压强与热力学温度成正比,选项C正确,选项A、B错误;在p f 图像中,直线与横轴的交点表示热力学温度的0K,选项D正确。答案:C D2.(多选)一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态8,这一过程如图所示,则()A.在
22、过程AC中,气体的压强不断变大B.在过程C 8 中,气体的压强不断变小C.在状态A 时,气体的压强最大D.在状态8 时,气体的压强最大解析:气体在过程A C 中发生等温变化,由pV=C(恒量)可知,体积减小,压强增大,故选项 A 正确;在 CB变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由与=C(恒量)可知,温度升高,压强增大,故选项B 错误;综上所述,在 ACB过程中气体的压强始终增大,所以气体在状态8 时的压强最大,故选项C 错误,选项D 正确。答案:AD3.一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p、V、7 的变化情况不可能的是()A.p、V、T 都减小B.V减小,p 和 T 增
23、大C.p 和 丫增大,7 减小D.p 增 大,丫和T 减小解析:根据理想气体状态方程竿=C 可知,p、K 7都减小,竿可能不变,故 A 不符合题意:丫减小,和T 增大,牛可能不变,故 B 不符合题意;p、V增大,T 减小,则罕一定增大,不可能存在,故 C 符合题意;p 增大,V和 T 减小,牛可能不变,故 D 不符合题意。故选C。答案:c4.在一定的温度下,一定质量的气体体积减小时,气体的压强增大,这是由于()A.单位体积内的分子数增多,单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多B.气体分子的数密度变大,分子对器壁的吸引力变大C.每个气体分子对器壁的平均撞击力变大D.气体密度增大,单位体积内分子重量变
24、大解析:体积减小,单位体积内的分子数目增多,所以气体压强增大,A 正确;分子和器壁间无引力作用,B 错误;气体的温度不变,分子的平均动能不变,每个气体分子对器壁的平均撞击力不变,C 错误;单位体积内气体的重量变大,不是压强变大的原因,D 错误。答案:A5.一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0 升高到1 0 时,其压强的增量为岫,当它由1 0 0 升高到1 1 0 时,其压强的增量为2,则 即 1 与 之 比 是()A.1 0 :1 B.37 3:2 7 3C.1:1 D.38 3:2 8 3解析:由查理定律可知,一定质量的气体在体积不变的条件下午为恒量,且 =自 兀 温度由0 升高到1
25、 0 和 由 1 0 0 升高到1 1 0 ,A r=1 0 K 相同,故压强的增量A p i=A/?2,C项正确。答案:c6.如图所示,在冬季,剩有半瓶热水的老式暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来。其中主要原因是()A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高,大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小解析:由于暖水瓶内气体的体积不变,经过一晚的时间,瓶内气体的温度降低,根据查理定律有余=发,由 于 7|4,所 以 即 暖 瓶 内 的 压 强 由 p i 减小为偿,气体向外的压力减小,所以拔出瓶塞更费力,D正确。答案:D7 .(多选)如图所示
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