物理同步优化指导教科版选修33练习：模块综合一含解析

模块综合(一)
(时间：90分钟满分：100分)
一、选择题(共10小题，共60分)
1．以下说法正确的选项是( )
．液体中的扩散现象是因为液体的对流形成的
B．液晶显示器利用了液晶对光拥有各向异性的性质
C．雨伞伞面上有很多渺小的孔却能遮雨，是因为水的表面张力的作用
D．大气中PM2.5的运动是分子的无规则运动
E．正午与清早对比车胎内气压高升、体积增大，此过程中胎内气体对外做功，内能增
大
分析：液体中的扩散现象是因为液体分子的无规则运动形成的，不是因为对流形成的，故A错误，液晶拥有与晶体相像的性质，如拥有光学各向异性，液晶显示器利用了液晶对光拥有各向异性的性质，故B正确．雨伞伞面上有很多渺小的孔却能遮雨，是因为水的表面张力的作用，故C正确．大气中PM2.5的运动是悬浮在气体中的固体颗粒的无规则运动，这些固体颗粒是由大批的分子构成的，所以PM2.5的运动不是分子的无规则运动，故D错误．正午与清早对比车胎内气压高升、体积增大，此过程中胎内气体对外做功，温度高升，内能增大，故E正确，应选BCE．
答案：BCE
2．以下说法正确的选项是( )
．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁屡次碰撞的结果
B．足球充分气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
C．必定质量的理想气体等压膨胀过程总气体必定从外界汲取热量
D．自然发生的热传达过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．饱和汽压与分子密度相关，与温度没关
分析：气体对容器壁的压强是气体分子对容器壁屡次碰撞的结果，故A正确；足球充足气后很难压缩是因为足球内外的压强差的原由，与气体的分子之间的作使劲没关，故B 错误；依据理想气体的状态方程，pV＝C可知，必定质量的理想气体等压膨胀过程中气体的
T
温度高升，内能增大，所以必定从外界汲取热量，故
C正确；依据热力学第二定律，自然
发生的热传达过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故
D正确；饱和汽压与温
度相关，且跟着温度的高升而增大，故
E错误．
答案：ACD
3．以下对于分子运动和热现象的说法正确的选
项是
()
A．必定量100℃的水变为100℃的水蒸气，其分子之间的势能增添B．气体假如失掉了容器的拘束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘由
C．假如气体分子总数不变，而气体温度高升，气体分子的均匀动能增大，所以压强必
然增大
D．对于必定量的气体，假如压强不变，体积增大，那么它必定从外界吸热
E．必定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
分析：必定量100℃的水变为100℃的水蒸汽时，汲取热量，内能增添，因为分子均匀
动能不变，所以分子势能增添，故A正确；气体分子之间的距离很大分子力近似为零，气
体假如失掉了容器的拘束就会散开，是因为分子凌乱无章运动的结果，故
B错误；假如气体分子总数不变，而气体温度高升，
气体分子的均匀动能增大，可是若同时体积增大，
则单位时间碰撞到单位面积上的分子数减少，压强不必定增大，故
C错误；对于必定量的气体，假如压强不变，体积增大，由气态方程
pV知温度必然高升，内能增大，而气体对外做功，T
依据热力学第必定律U＝W＋Q可知必定汲取热量，故D正确；物体的内能指所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故E正确．
答案：ADE
4．以下说法正确的选项是()
．必定量的气体，体积不变，分子均匀碰撞频率跟着温度降低而减小
B．必定量的气体，气体膨胀，气体分子之间的势能减小
C．必定量的干冰，升华成同温度的二氧化碳，其分子之间的势能增添
D．物体汲取了热量，其内能必定会增添
E．物体从单调热源汲取的热量能够所有用于做功
分析：必定量的气体，体积不变，温度降低，分子均匀动能减少，则分子均匀碰撞频率
减小，故A正确；必定量的气体，气体膨胀，因为分子间的作使劲表现为引力，所以分子力做负功，势能增添，故B错误；必定量的干冰，升华成同温度的二氧化碳，要汲取热量，因为分子动能不变，则其分子之间的势能增添，故C正确；做功和热传达都能够改变物体的内能，物体汲取了热量，其内能不必定增添，还与做功状况相关，故D错误；依据热力
学第二定律知，在外界的影响下，物体从单调热源汲取的热量能够所有用于做功，故E正确．
答案：ACE
5．以下说法中正确的选项是()
．温度高的物体比温度低的物体内能多
B．温度高的物体不必定比温度低的物体的内能多
C．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的均匀速率大
D．物体的温度越高，分子热运动越强烈，分子均匀动能越大
E．互相间达到热均衡的两物体的内能必定相等
F．不行能使热量由低温物体传达到高温物体，而不惹起其余变化
分析：物体的内能除了与温度相关之外，还和物质的种类、质量等要素相关，故
A错误，B
正确；温度高的物体比温度低的物体分子热运动的均匀动能大，
可是均匀速率不必定
大，选项
C错误；物体的温度越高，分子热运动越强烈，分子均匀动能越大，选项
D正确，互相间达到热均衡的两物体的温度必定相等，可是内能不必定同样，选项
E错误，不行能把热量由低温物体传达到高温物体，而不惹起其余变化，选项
F正确；应选
BDF．答案：BDF
6．以下说法中正确的选项是()
．悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越显然
B．用气筒给自行车打气，越打越费力，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力
C．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能老是随分子间距离的增大而减小
D．必定质量的理想气体，温度高升，体积减小，气体的压强必定增大
E．内能所有转变为机械能的热机是不行能制成的
分析：悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越显然，故A正确；给自行车打气
时，要战胜活塞上下的压强差带来的压力来压活塞，故B错误；当分子力表现为引力时，
分子力是随分子间距离的增大而先增大，后减小，分子势能随分子间距离的增大而增大，
故C错误；必定质量的理想气体，温度高升，体积减小，由理想气体的状态方程
pV＝
C
T
可知，
气体的压强必定增大，故D第二定律，故E正确，应选正确；热机的效率不行能提升到
ADE．
100%，是因为他违反了热力学
答案：ADE
7．以下说法中正确的选项是()
．对于必定质量的理想气体，气体温度高升，气体分子的均匀动能增大，则气体压强必然增大B．对于必定质量的理想气体，在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能必定增添
C．对于必定质量的理想气体，假如压强不变，体积增大，那么它必定向外界放热
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质拥有各向异性的特色
E．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
分析：对于必定质量的理想气体，
气体温度高升，气体分子的均匀动能增大，
依据pV＝
T
C可知因为体积的变化未知，则气体压强不必定增大，选项＝W ＋Q可知，对于必定质量的理想气体，在绝热过程中，A错误；依据热力学第必定律U Q＝0，外界对气体做功W＞0，
得U ＞0，气体的内能必定增添，选项B 正确；依据
pV
＝C ，对于必定质量的理想气体，
T
假如压强不变，体积增大，则温度高升，W ＜0，U ＞0，依据U ＝W ＋Q ，则Q ＞0，那么它必定从外界吸热，选项C 错误；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质拥有各向异性的特色，选项D 正确；当分子力表现为引力时，随分子间距的增大，分子力做负功，则分子
势能随分子间距离的增大而增大，选项 E 正确，应选 BDE ． 答案：BDE
8．以下说法正确的选项是 ( )
．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气体分子的均匀动能都相关
B ．气体的温度变化时，其分子均匀动能和分子间势能也随之改变
C ．温度一准时，饱和汽的密度为必定值，温度高升，饱和汽的密度增大
D ．功能够所有转变为热，但热量不可以所有转变为功
E ．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越靠近饱和汽压
分析：气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与分子数密度和分子均匀速率
相关，也就是与单位体积内的分子数及气体分子的均匀动能都相关，故 A 正确；温度是分 子均匀动能的标记，气体的温度变化时，其分子均匀动能必定随之改变，
而分子间势能不一
定改变，故B 错误；饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的天性和温度， 故必定温度下的饱和汽的分子数密度是必定值，温度高升，饱和汽的密度增大，
C 正确；功
能够所有转变为热，依据热力学第二定律可知，在外界的影响下热量也能够所有转变为功，
故D 错误；依据相对湿度的特色可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越靠近饱和汽压，故E 正确，应选ACE ．
答案：ACE
9．以下说法中正确的选项是 ( )
．当分子间距离增大时，分子势能可能增大
B ．已知某物质的摩尔质量为 M ，密度为ρ，阿伏伽德罗常量为 N A ，则这类物质的分子
M 体积 V 0
＝
ρN A
C ．自然界全部过程能量都是守恒的，切合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D ．布朗运动其实不是分子的运动，但间接证了然分子在永不暂停地做无规则运动
E ．必定质量的理想气体，压强不变，体积增大，分子均匀动能增添
分析：分子力随距离的变化关系是先减小后增大，
再减小，而分子力做正功分子势能减
小，分子力做负功分子势能增添，故当分子间距离增大时，分子势能可能增大，选项
A 正
确．若该种物质是固体或液体，物质的摩尔质量为
M ，密度为 ρ，阿伏伽德罗常量为
N A ，
则该种物质的分子体积为V＝M
，对气体分子该计算方式不建立，故B错误．切合能量守
0ρN A
恒定律的宏观过程有方向性，故其实不可以所有自然发生，比方温度低的物体就不可以自动给温度
高的物体传递热量，故C错误．布朗运动其实不是分子的运动，是悬浮在液体表面的固体颗
粒的无规则运动，但间接证了然分子在永不暂停地做无规则运动，选项D正确；由理想气
体方程：pV
＝C，可知压强不变，体积增大，则温度高升，可知分子均匀动能增大，故E正T
确，应选ADE．
答案：ADE
10．(2017全·国卷Ⅲ)如图，必定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab抵达
状态b，再经过等温过程bc抵达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.以下说法正确的选项是
()
A．在过程ab中气体的内能增添
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界汲取热量
E．在过程ca中气体从外界汲取热量
分析：ab过程是等容变化，ab过程压强增大，温度高升，气体内能增大，选项A正确；
而因为体积不变，气体对外界不做功，选项C错误．ca过程是等压变化，体积减小，外界
对气体做功，选项B正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选
项E错误．bc过程是等温变化，内能不变，体积增大，气体对外界做功，则需要汲取热量，选项D正确．
答案：ABD
二、计算题(此题共3小题，共40分)
11．(10分)在室温条件下研究等容变化，实验装置如下图，因为不慎使水银压强计左
管水银面下h＝10cm处有长为L＝4cm的空气柱．开始时压强计的双侧水银柱最高端均在
同一水平面，温度计读数为7℃，以后对水加热，使水温上涨到
77℃，并经过调理压强计
的右管，使左管水银面仍在本来的地点．若大气压为标准大气压(取76cmHg)，求：
(1)加热后左管空气柱的长度L′；
(2)加热后压强计两管水银面的高度差Δh．
分析：研究的对象为两部分气体，一部分为球形容器中的气体A，这部分气体做的是等
容变化．另一部分气体B，即为压强计左管中封入的气体，这部分气体做的是等温变化．(1)依据题意p B＝p0＋(h＋L)＝(76＋10＋4)cmHg＝90cmHg
而p A＝p B－h＝80cmHg
部分气体在做等容变化时，依据查理定律，有
p A＝p′A
T1T2
解得p′A＝T2
p A＝
273＋77
×80cmHg＝100cmHg
T1273＋7
B部分气体的压强p B′＝p A′＋10cmHg＝110cmHg
依据玻意耳定律p B LS＝p B′L′S
p B L90×4
解得L′＝＝cm≈3.27cm．
(2)压强计左、右两管水银面之差h，有
h＋10＋3.27＋76＝110
解得h＝(110－10－3.27－76)cm＝20.73cm．
答案：
(1)3.27cm(2)20.73cm
12．(2017·国卷Ⅰ全
)(15分)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽视
)连
通，阀门
K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B
中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽视
)．初始时，三个阀门均翻开，活塞在B的底部；封闭
K2、K3，通过K1给汽缸充气，使
A中气体的压强达到大气
压
p0的3倍后封闭K1.已知室温为
27℃，汽缸导热．
(ⅰ)翻开K2，求稳准时活塞上方气体的体积和压强；
(ⅱ)接着翻开K3，求稳准时活塞的地点；
(ⅲ)再迟缓加热汽缸内气体使其温度高升20℃，求此时活塞下方气体的压强．
分析：(ⅰ)设翻开K2后，稳准时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得
p0V＝p1V1①
(3p0)V＝p1(2V－V1)②
联立①②式得
V1＝V
③2
p1＝2p0④(ⅱ)翻开K3后，由④式知，活塞必然上涨．设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时，活塞下气体压强为p2.由玻意耳定律得
(3p0)V＝p2V2⑤由⑤式得
p2＝3V
⑥V2p0
由⑥式知，翻开K3后活塞上涨直到B的顶部为止；此时
3
p2为p2′＝p0．
2
(ⅲ)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300K高升到T2＝320K的等容过程中，由查理定律得
p2′
＝p3
⑦
T1T2
将相关数据代入⑦式得
p3＝1.6p0⑧
答案：(ⅰ)V
2p0(ⅱ)上涨直到B的顶部2
(ⅲ)1.6p0
13．(15分)如下图，一个截面积为2S、盛有足够深的水的圆柱形
容器搁置在水平面上，容器内有一个活塞将水和一部分空气封闭，活塞
能沿容器壁无摩擦滑动而不漏气；容器内水面上飘荡着一只倒扣的、薄
壁圆柱形杯(杯的厚度能够忽视)，其截面积为S，杯内封闭着一部分气
体．当活塞与容器中杯外水面距离为H时，杯底与容器内的水面高度差
为h，此时杯内气柱的高度为2h，压强与2h的水柱形成的压强相等．将
活塞向下挪动，使得杯底恰巧与容器内的水面相平常，杯内、外水面高度均不变，杯内气柱的高度变为h，求活塞向下挪动的距离x.(整个过程温度不变)
分析：设水的密度为ρ，对于杯内气体：变化前：p1＝2ρgh；V1＝2hS
变化后：压强p2；体积V2＝hS
依据玻意耳定律：p1V1＝p2V2
解得p2＝2p1＝4ρgh
对容器内的气体，变化前：p3＝p1－ρgh＝ρgh；
体积V3＝2HS－hS
变化后：p4＝p2－ρgh＝3ρgh
体积V4＝2S(H－x)
依据玻意耳定律：p3V3＝p4V4
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11解得：x＝
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．
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答案：x＝
4H＋h
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