2019高中物理 模块综合检测(一)粤教版选修3-3

模块综合检测(一)
(时间：90分钟满分：100分)
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
1．关于分子运动，下列说法中正确的是( )
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．如图所示，布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
C．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大
D．当物体的温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变
答案：C
2．关于热现象和热学规律的说法中，正确的是( )
A．第二类永动机违背了能量守恒定律
B．当物体被拉伸时，分子间的斥力减小、引力增大
C．冰融化为同温度的水时，分子势能增加
D．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显
解析：第二类永动机是效率100%的机器，违背了热力学第二定律，故A错误；当物体被拉伸时，间距增加，分子间的斥力减小、引力也减小，故B错误；内能包括分子热运动动能和分子势能，温度是分子热运动平均动能的标志；故冰融化为同温度的水时，吸收热量内能增大而分子的平均动能不变，则分子势能增大，故C正确；悬浮在液体中的固体微粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动越明显，故D错误．
答案：C
3．关于固体和液体，下述说法中正确的是( )
A．晶体内部的结构具有规则，因而晶体具有各向同性
B．在任何条件下，晶体和非晶体都不可能互相转化
C．液晶的物理性质会随外界因素的影响而发生改变
D．液体表面层的分子势能比液体内部的分子势能小
解析：单晶体各向异性，多晶体各向同性，故A错误；在一定的条件下，晶体和非晶体可能互相转化，故B 错误；液体表面层的分子间距较大，表现为引力，故势能比液体内部的分子势能大，故D错误．答案：C
4．下列关于内能的说法正确的是( ) A ．温度高的物体，其内能也一定大 B ．物体吸收热量，其内能一定增加
C ．一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，其内能一定增大
D ．物体克服摩擦力做功，其内能一定增大
解析：物体的内能是由物体内所有分子的动能和势能决定的，温度高只能说明分子的平均动能大，不能说明内能大，故A 错．物体吸收热量，如果还同时对外做功，其内能不一定增加，故B 错．一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，要吸收热量，所以内能增大，故C 对．物体克服摩擦力做功，同时还对外做功，故内能不一定增大，故D 错．
答案：C
5．关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是( ) A ．晶体和液晶的性质是完全相同的 B ．液晶就是液体，具有液体的所有性质 C ．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态 D ．液晶具有液体的流动性，又具有多晶体的各向同性
解析：液晶有液体的流动性与晶体的各向异性，晶体和液晶的性质不是完全相同的，故A 错误．液晶有液体的流动性与晶体的各向异性，不具有液体的所有性质，故B 错误．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征，是介于晶体与液体之间的一种中间态，故C 正确．液晶有液体的流动性与晶体的各向异性，故D 错误．
答案：C
6．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比( ) A ．气体内能一定增加 B ．气体内能一定减小 C ．气体内能一定不变 D ．气体内能是增是减不能确定
解析：由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可判断：气体吸收热量，Q 为正值；气体体积膨胀对外做功，W 为负值，由于不知道Q 与W 绝对值的关系，因此气体的内能变化无法确定．
答案：D
7．在1个标准大气压下，把粗细均匀玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有2
3部分充满水，假设温度
不变，则此时管内空气压强相当于( )
A ．3个大气压
B ．1个大气压 C.2
3
个大气压 D.1
3
个大气压 解析：管子中的气体的初始压强为p 0，体积为SL ，
压缩后的压强未知，体积为1
3
SL ，
根据玻意耳定律，有p 0SL ＝p ·1
3SL ，解得p ＝3p 0.
答案：A
8．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W 1表示外界对气体做的功，W 2表示气体对外界做的功，Q 1表示气体吸收的热量，Q 2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )
A ．Q 1－Q 2＝W 2－W 1
B ．Q 1＝Q 2
C ．W 1＝W 2
D ．Q 1>Q 2
解析：因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化，ΔU ＝0，根据热力学第一定律可知W 1－W 2＋Q 1－Q 2＝ΔU ＝0，即Q 1－Q 2＝W 2－W 1，故A 正确．
答案：A
9．如图所示为大量氮气分子在甲、乙两种状态下的速率分布统计规律图，则下列说法正确的是( )
A ．氮气在甲状态下的温度较高
B ．甲状态做无规则运动平均速率较大，氮气分子较多
C ．乙状态下氮气分子做无规则运动更剧烈
D ．某时刻速率为1 000 m/s 的分子在下一时刻的速率一定还是1 000 m/s
解析：由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以乙状态下温度较高，分子无规则运动的平均速率较大，分子运动更剧烈，故A 、D 错误，C 正确；由于分子运动无规则，故在下一时刻的速率无法确定，故D 错误．
答案：C
10.如图是压力保温瓶的结构简图，活塞a 与液面之间密闭了一定质量的气体．假设封闭气体是理想气体且与外界没有热交换，则向下压a 的过程中，瓶内气体( )
A ．内能增大
B ．体积增大
C ．压强不变
D ．温度不变
解析：向下压a的过程中，外界对气体做功，瓶内气体内能增大，选项A正确．向下压a的过程中，瓶内气体体积减小，压强增大，温度升高，选项B、C、D错误．
答案：A
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
11．关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是( )
A．多数分子大小的数量级为10－8 m
B．扩散现象证明，物质分子永不停息地做无规则运动
C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显
D．分子之间同时存在着引力和斥力
解析：多数分子大小的数量级为10－10m，选项A错误；扩散现象证明，物质分子永不停息地做无规则运动，选项B正确；悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显，选项C错误；分子之间同时存在着引力和斥力，选项D正确．
答案：BD
12．下列叙述正确的是( )
A．可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功
B．相对湿度大绝度湿度一定大
C．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间的相互作用表现为引力
D．第二类永动机是不可能制成的，是因为它违背了热力学第一定律
解析：热力学第二定律指出：不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功，而不产生其他影响，说明可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，只是会存在其他影响，故A正确；由相对湿度和绝对湿度的定义可知，绝对湿度大，说明空气中水蒸气的实际压强大，而此时水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比不一定大，即相对湿度不一定大，故B错误；由表面张力形成的原因可知，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间的相互作用表现为引力，故C正确；根据热力学第二定律，热机不可能使从单一热源吸收的热量全部变成有用的功，故第二类永动机违反了热力学第二定律，故D错误．
答案：AC
13．下列说法正确的是( )
A．飞虫停在水面上，是因为液体表面张力的作用
B．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性
C．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的
D．单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的
解析：飞虫停在水面上是因为液体表面存在张力，故A正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，反映了液体分子或气体分子的无规则运动，故B错误；打气时会反弹是因为气体压强的原因，不是分子斥力的作用，故C错误；单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故D正确．答案：AD
14．如图为某同学设计的喷水装置．内部装有2 L 水，上部密封1 atm 的空气0.5 L ．保持阀门关闭，再充入1 atm 的空气0.1 L ．设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有(
)
A ．充气后，密封气体压强增加
B ．充气后，密封气体的分子平均动能增加
C ．打开阀门后，密封气体对外界做正功
D ．打开阀门后，不再充气也能把水喷光
解析：对理想气体，由于充气前、后发生的是等温变化，有pV ＝C ，充气后体积变小，压强增大，A 选项正确；温度不变，气体分子平均动能不变，B 选项错误；充气前后由玻意耳定律p 1(V 1＋ΔV )＝p ′1V 1，得p ′1＝1.2 atm ，由于p ′1＞p 0，打开阀门，水就会在气体压力作用下外流，气体膨胀对外做功，C 选项正确；打开阀门后，内部气体体积增大，当阀门处水的压强等于外界大气压强时，就不再喷水了，故D 选项错误．
答案：AC
三、非选择题(本大题共6小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(8分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A ，N 滴溶液的总体积为V .在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为
a 的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X
.
(1)用以上字母表示油酸分子的大小d ＝________． (2)从图中数得X ＝________．
解析：(1)N 滴溶液的总体积为V ，一滴溶液的体积为V
N ，含有的油酸体积为VA N
，形成单分子油膜，面积为Xa 2
，
油膜厚度即分子直径d ＝VA N Xa 2＝VA
NXa 2
.
(2)油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对照图示的油酸膜，共有62格．
答案：(1)
VA
NXa 2
(2)62(60～65均可)
16．(8分)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105
J ，同时气体的内能增加了1.5×105
J ．试问：此压缩过程中，气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.
解析：由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，W ＝2.0×105
J 、ΔU ＝1.5×105
J 、Q ＝ΔU －W ＝－5×104
J. 答案：放出 5×104
17．(8分)某热水袋内水的体积约为400 cm 3
，已知水的摩尔质量为18 g/mol ，阿伏加德罗常数为6×1023
mol
－1
，求它所包含的水分子数目约为多少(计算结果保留两位有效数字)?
解析：已知某热水袋内水的体积大约是V ＝400 cm 3
＝4×10－4m 3
，水的密度为ρ＝1×103
kg/m 3
， 则热水袋内含有的水分子数目为n ＝ρV m 0
N A ＝1.3×1025
个．
答案：1.3×1025
个
18.(10分)一定质量理想气体经历如图所示的A →B 、B →C 、C →A 三个变化过程，T A ＝300 K ，气体从C →A 的过程中做功为100 J ，同时吸热250 J ，已知气体的内能与温度成正比．求：
(1)气体处于C 状态时的温度T C ； (2)气体处于C 状态时内能E C .
解析：(1)由图知C 到A ，是等压变化，根据理想气体状态方程：V A T A ＝V C T C ，得：T C ＝V C V A
T A ＝150 K. (2)根据热力学第一定律：E A －E C ＝Q －W ＝150 J
且E A E C ＝T A T C ＝300
150
，解得：E C ＝150 J. 答案：(1)150 K (2)150 J
19．(10分)如图所示，绝热汽缸A 与导热汽缸B 均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体汽缸内装有理想气体，压强均为p 0、体积均为V 0.缓慢加热A 中气体，使A 中气体体积变为原来的1.2倍．设环境温度始终保持不变．
(1)求此时汽缸A 中气体的压强p A ；
(2)此过程B 中气体吸热还是放热？试分析说明．
解析：(1)汽缸B 中气体等温变化，变化后的体积
V B ＝0.8V 0，
根据玻意耳定律
p 0V 0＝p B V B ，
解得p B ＝1.25p 0，
所以汽缸A 中气体的压强
p A ＝p B ＝1.25p 0.
(2)放热．因环境温度不变，故导热汽缸B 中气体温度不变，其内能也不变；因活塞对B 中气体做功，根据热力学第一定律知，气体向外界放热．
答案：(1)1.25p 0 (2)见解析
20．(10分)煤气泄漏到不通风的厨房是很危险的．当泄漏的煤气与厨房的空气混合，使得混合后厨房内气体的压强达到1.05 atm(设厨房原来的空气压强为1.00 atm)，如果此时遇到火星就会发生爆炸．设某居民家厨房的长宽高为4 m ×2 m ×3 m ，且门窗封闭．煤气管道内的压强为4.00 atm ，且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变．
(1)管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房，遇到火星就会爆炸？
(2)设煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05 atm 时遇到了火星并发生了爆炸．爆炸时厨房的温度由常温27 ℃迅速上升至2 000 ℃，估算此时产生的气体压强是标准大气压的多少倍？
解析：(1)居民厨房体积
V 2＝4 m ×2 m ×3 m ＝24 m 3＝24 000 L
设有V 1升煤气泄漏出来，将其作为研究对象，它经历等温过程，泄漏前后的气压为p 1和p 2，由玻意耳定律，
p 1V 1＝p 2V ，
达到发生爆炸的气压条件是：
p 2＝0.05 atm ，
代入数值解得：
V 1＝300 L.
(2)T 1＝(27＋273)K ＝300 K ，
p 1＝1.05 atm ，
爆炸后的温度：
T 2＝(2 000＋273)K ＝2 273 K ，
由等容过程，p 1T 1＝p 2T 2
， 代入数值解得：
p 2＝8 atm.
即此时产生的气体压强是标准大气压的8倍． 答案：(1)300 L (2)8倍。