《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

11. (2024·江苏连云港期末)某同学设计如图
甲装置探究气体压强与体积的关系。注射
器导热良好且外界环境温度保持不变，重
力加速度为$g$，大气压强为$p_0$，不计一切摩
擦。实验步骤如下：
① 测得注射器的柱塞的质量为$m_0$。
② 将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一
段距离后，用橡胶套堵住注射孔，封闭一定质
量的理想气体。
③ 在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此
时的气体体积$V$和沙桶(含沙)的总质
量$m$。
④ 向沙桶依次添加适量沙子，多次重复
实验。
⑤ 以$m$为纵轴，以$\frac{1}{V}$为横轴，绘制$m-\frac{1}{V}$图
像如图乙A。
(1)实验中为了保持封闭气体的温度不变，
采取的主要措施比较合理的是BC。
A. 在柱塞上涂上润滑油，保持良好的密
封性
B. 推拉柱塞时要缓慢
C. 不要用手直接握在注射器上
D. 实验前注射器内要吸入尽量多的空气
(2)用刻度尺测得注射器刻度上$30\mathrm{mL}$到
$40\mathrm{mL}$的长度为$1\mathrm{cm}$，注射器柱塞的横截
面积$S =$10 $\mathrm{cm}^2$。
(3)实验步骤③中，气体压强表达式$p =$
$p_0+\frac{(m_0+m)g}{S}$ (用$p_0$、$g$、$S$、$m$、$m_0$表示)。
(4)图乙A中纵轴截距为$-a$，则实验时当
地的大气压强$p_0 =$$\frac{ag-m_0g}{S}$ (用$a$、$m_0$、$g$、
$S$表示)。
(5)接下来另一同学用该装置重做实验，得
到的$m-\frac{1}{V}$图像如图乙B，两同学实验操作
均无误且选取的坐标标度相同，但两次图
像斜率不同，可能的原因是封闭气体的质量不同。

答案： 11.
(1) BC
(2) 10
(3) $p_0+\frac{(m_0+m)g}{S}$
(4) $\frac{ag-m_0g}{S}$
(5) 封闭气体的质量不同 解析：
(1)在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是密封气体，不能保持封闭气体的温度不变，选项A错误；移动柱塞应慢些，因为移动柱塞时相当于对气体做功，如果太快，气体的温度会发生变化，选项B正确；手不能握住注射器，握住注射器会发生热传递，使气体的温度发生变化，选项C正确；气体的多少对保持气体温度不变没有影响，选项D错误。
(2) 注射器柱塞的横截面积为$S=\frac{\Delta V}{\Delta l}=\frac{40-30}{1}\ cm^2=10\ cm^2$。
(3) 对柱塞和沙桶，根据受力平衡条件$m_0g+mg+p_0S=pS$，解得$p=p_0+\frac{(m_0+m)g}{S}$。
(4) 根据玻意耳定律可得$p_0V_0=pV=[p_0+\frac{(m_0+m)g}{S}]V$，整理可得$m=\frac{p_0V_0S}{g}×\frac{1}{V}-\frac{p_0S+m_0g}{g}$，所以纵截距为$\frac{p_0S+m_0g}{g}=-a$，解得$p_0=\frac{ag-m_0g}{S}$。
(5) 由表达式$m=\frac{p_0V_0S}{g}×\frac{1}{V}-\frac{p_0S+m_0g}{g}$得，斜率为$k=\frac{p_0V_0S}{g}$，由于另一同学用该装置重做实验，故横截面积相同，斜率不同是由于$p_0V_0$的乘积不同，即封闭气体的质量不同。

12. (2025·河南南阳模拟)关于固体和液体的
性质，下列说法正确的是 (B)

A.所有晶体的光学和力学性质都是各向异性的
B.石墨烯晶体中，原子按一定规则周期性排列
C.在完全失重的宇宙飞船中，水的表面张力会消失
D.毛细现象中，细管内的液体只能上升而不会下降

答案： 12. B 解析：单晶体在某些物理性质（如光学、力学性质）上表现为各向异性，但多晶体由大量随机取向的单晶体组成，整体表现为各向同性，选项A错误；石墨烯是典型的晶体结构，其碳原子在平面上按六边形规则排列，形成空间上的周期性结构，这是晶体的核心特征之一，选项B正确；表面张力由液体分子间的相互作用产生，与重力无关，即使在失重环境中，水的表面张力依然存在，仍能使液面收缩至最小面积，选项C错误；毛细现象中，液体在细管内的上升或下降取决于液体与管壁的浸润性，浸润液体的液面上升（如水在玻璃管中），不浸润液体的液面下降（如水银在玻璃管中），选项D错误。

13. (2024·江苏徐州三模)如图甲所示，系着
细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下一
层薄膜，用烧热的针刺破左侧薄膜后，棉线
和薄膜的形状如图乙所示，则 (C)

A.图甲中，两侧薄膜对棉线均没有作用力
B.图甲中，薄膜的表面层与内部分子间
距相等
C.图乙中，薄膜收缩使棉线绷紧
D.图乙中，棉线某处受薄膜作用力的方向
沿棉线切线方向

答案： 13. C 解析：图甲中，薄膜的表面层分子间距离大于内部分子间距离，产生了表面张力，两侧薄膜对棉线均有作用力，选项AB错误；图乙中，由于表面张力的作用，薄膜收缩使棉线绷紧，棉线某处受薄膜作用力方向与棉线垂直，选项C正确，D错误。