2021-2022学年粤教版高中物理选修3-3 模块综合检测(一) Word版含答案

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．物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )
A．分子热运动越猛烈，物体内每个分子的动能越大
B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小
C．物体的内能跟物体的温度和体积有关
D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能
解析：分子热运动越猛烈，物体分子的平均动能越大，A错误；分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大，B错误；物体的内能跟物体的温度和体积有关，C正确；做功和热传递都能转变物体的内能，D错误．答案：C
2．关于热现象和热学规律的说法中，正确的是( )
A．其次类永动机违反了能量守恒定律
B．当物体被拉伸时，分子间的斥力减小、引力增大
C．冰溶化为同温度的水时，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：其次类永动机是效率100%的机器，违反了热力学其次定律，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；故冰溶化为同温度的水时，吸取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章，因而晶体具有各向同性
B．在任何条件下，晶体和非晶体都不行能相互转化
C．液晶的物理性质会随外界因素的影响而发生转变
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；在肯定的条件下，晶体和非晶体可能相互转化，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，其内能也肯定大
B．物体吸取热量，其内能肯定增加
C．肯定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，其内能肯定增大
D．物体克服摩擦力做功，其内能肯定增大
解析：物体的内能是由物体内全部分子的动能和势能打算的，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．物体吸取热量，假如还同时对外做功，其内能不肯定增加，故B错．肯定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，要吸取热量，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，故内能不肯定增大，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，具有液体的全部性质
C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态
D．液晶具有液体的流淌性，又具有多晶体的各向同性
解析：液晶有液体的流淌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．液晶有液体的流淌性与晶体的各向异性，不具有液体的全部性质，故B错误．液晶像液体一样可以流淌，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．液晶有液体的流淌性与晶体的各向异性，故D错误．
答案：C
6．下列说法正确的是( )
A．液体中悬浮颗粒的无规章运动称为布朗运动
B．液体分子的无规章运动称为布朗运动
C．物体从外界吸取热量，其内能肯定增加
D．物体对外界做功，其内能肯定削减
解析：布朗运动是液体中悬浮颗粒的无规章运动，不是液体分子的运动，故A对，B错；转变物体内能的途径有做功和热传递，物体从外界吸取热量，其内能不肯定增加，物体对外界做功，其内能也不肯定削减，故C、D均错．
答案：A
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
部分布满水，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p0，体积为SL，
压缩后的压强未知，体积为
1
3
SL，
依据玻意耳定律，有p0SL＝p ·1
3
SL，解得p＝3p0.
答案：A
8．肯定质量的抱负气体，从某一状态开头，经过一系列变化后又回到开头的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸取的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中肯定有( )
A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2
C．W1＝W2D．Q1>Q2
解析：由于该气体从某一状态开头，经过一系列变化后又回到开头的状态，所以内能没有变化，ΔU＝0，依据热力学第肯定律可知W1－W2＋Q1－Q2＝ΔU＝0，即Q1－Q2＝W2－W1，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．甲状态做无规章运动平均速率较大，氮气分子较多
C．乙状态下氮气分子做无规章运动更猛烈
D．某时刻速率为1 000 m/s的分子在下一时刻的速率肯定还是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，分子无规章运动的平均速率较大，分子运动更猛烈，故A、D错误，C正确；由于分子运动无规章，故在下一时刻的速率无法确定，故D错误．
答案：C
10．如图所示，竖直的弹簧支持着一倒立气缸内的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动．缸壁导热性良好，缸内气体的温度与外界大气温度相同．下列结论中正确的是( )
A．若外界大气压增大，则弹簧的压缩量将会增大一些
B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
C．若外界气温上升，则气缸的上底面距地面的高度将减小
D．若外界气温上升，则气缸的上底面距地面的高度将增大
解析：外界大气压增大时，气体体积减小，但对于整个系统，弹簧的弹力恒等于系统的总重量，弹簧的形变量不变．
答案：D
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)
11．2021年6月20日，女航天员王亚平成为中国第一位“太空老师”，在太空中给全国青少年讲解了液体表面张力的作用、微重力环境下物体运动的特点等学问．下列现象中哪些是由于表面张力引起的( ) A．钢针浮在水面上
B．船只浮在水面上
C．飞船中自由漂移的水滴呈球形
D．布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水
解析：钢针受到水的表面张力作用与重力平衡，钢针浮在水面上，故A正确；船只在水的浮力作用下浮在水面上，与表面张力无关，故B错误；飞船中自由漂移的水滴在表面张力作用下呈球形，故C正确；由于雨水表面存在表面张力，虽然布伞有孔，但不漏水，与表面张力有关，故D正确．
答案：ACD
12．下列叙述正确的是( )
A．可能从单一热库吸取热量，使之完全变成功
B．相对湿度大绝度湿度肯定大
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．其次类永动机是不行能制成的，是由于它违反了热力学第肯定律
解析：热力学其次定律指出：不行能从单一热库吸取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取热量，使之完全变成功，只是会存在其他影响，故A正确；由相对湿度和确定湿度的定义可知，确定湿度大，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肯定大，即相对湿度不肯定大，故B错误；由表面张力形成的缘由可知，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；依据热力学其次定律，热机不行能使从单一热源吸取的热量全部变成有用的功，故其次类永动机违反了热力学其次定律，故D错误．
答案：AC
13．下列说法正确的是( )
A．飞虫停在水面上，是由于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章性
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：飞虫停在水面上是由于液体表面存在张力，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章运动，故B 错误；打气时会反弹是由于气体压强的缘由，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．下列说法中正确的是( ) A ．空气中PM2.5的运动属于分子热运动 B ．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 C ．液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的
D ．空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作空气的相对湿度
解析：PM2.5是固体小颗粒，是分子团，不是分子，所以空气中PM2.5的运动不属于分子热运动，故A 错误．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用而形成的，故B 正确．液晶具有液体的流淌性，同时具有晶体的各向异性特征，液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的．故C 正确；空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作空气的相对湿度，故D 正确．
答案：BCD
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依据题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)
15．(8分)在做“用油膜法估测分子大小”的试验中，已知试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，对比图示的油酸膜，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“吸取”或“放出”)的热量等于________J.
解析：由热力学第肯定律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)肯定质量抱负气体经受如图所示的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，依据抱负气体状态方程：V A T A ＝V C T C ，得：T C ＝V C V A
T A ＝150 K. (2)依据热力学第肯定律：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，在导热性能良好、开口向上的气缸内，用活塞封闭有肯定质量的抱负气体，气体的体积V 1＝8.0×10－3
m 3
，温度T 1＝400 K ．现使外界环境温度缓慢降低至T 2，此过程中气体放出热量700 J ，内能削减了500 J ．不计活塞的质量及活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强p 0＝1.0×105
Pa ，求T 2的大小．
解析：设温度降低至T 2时，气体的体积为V 2，由于活塞的质量不计，则气缸内封闭气体的压强等于大气压．则
外界对气体做功W ＝p 0(V 1－V 2)，①
由热力学第肯定律得ΔU＝W＋Q，②
由①②结合解得V2＝6×10－3 m3.
由于封闭气体发生等压变化，则由盖·吕萨克定律得
V1 T1＝
V2
T2
，解得T2＝300 K.
答案：300 K
20.(10分)如图所示，竖直放置的U形玻璃管与容积为V0＝15 cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭肯定质量的抱负气体．开头时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝15 cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0＝9 cm.现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好 (已知大气压p0＝75 cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S＝1 cm2)．求：
(1)此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？
(2)需要加入的水银体积．
解析：(1)气体温度不变，则内能不变；向左管中加入水银时，外界对气体做功，依据热力学第肯定律ΔU＝Q＋W可知，封闭气体要放热．
(2)初态：p1＝p0－p h＝(75－15) cmHg＝60 cmHg，
V1＝V0＋h0S＝(15＋9×1) cm3＝24 cm3，
末态：p2＝75 cmHg，
温度不变，依据玻意耳定律：p1V1＝p2V2，
解得：V2＝p1V1
p2
＝19.2 cm3.
右侧水银柱上升的高度Δh1＝V1－V2
S
＝4.8 cm，
左侧水银柱上升的高度Δh2＝h1＋Δh1＝19.8 cm，
所以需要加入的水银体积为V＝SΔh1＋4SΔh2＝84 cm3. 答案：(1)此过程中被封气体内能不变，是放热
(2)84 cm3。