鲁科版高中物理选修33模块综合测评

模块综合测评一、选择题(本题包括8小题，每小题6分．在每小题给出的五个选项中有三项符合题目要求，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分；选错1个扣3分，最低得分为0分)1．下列说法中正确的是()A．分子的热运动是指物体的整体运动和物体内部分子的无规则运动的总和B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大D．分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力，当r>r0时，引力大于斥力E．热力学温标的0 K是可能达到的【解析】分子的热运动与物体的宏观运动无关，选项A错；分子的热运动是指分子永不停息地做无规则运动，B对；温度是分子平均动能的标志，C对；分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F斥>F引，分子间距离大于r0时，F引>F斥，分子间的作用力表现为引力，D对．根据热力学第三定律可知，热力学温度的0 K达不到，E项错误．【答案】BCD2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．所有晶体沿各个方向的光学性质都相同B．非晶体沿各个方向的物理性质都相同C．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性D．物质是晶体还是非晶体，是绝对的，不可能相互转化E．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体【解析】晶体分为单晶体和多晶体：其中单晶体具有各向异性，多晶体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的，多晶体和非晶体一样具有各向同性，故A错误；非晶体具有各向同性，故B正确；无论是单晶体还是多晶体，内部的分子按一定的规则排布，既具有一定的规律性，空间上的周期性，故C正确；物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故D错误，E正确．【答案】BCE3．(2019·全国丙卷)关于气体的内能，下列说法正确的是()A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【解析】气体的内能由物质的量、温度和体积决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，说法A错误．内能与物体的运动速度无关，说法B错误．气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，说法C正确．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，说法D正确．根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在压强不变的情况下，体积变大，则温度一定升高，内能一定增加，说法E正确．【答案】CDE4．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是()A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布【解析】非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A正确；液晶与某些晶体相似，具有各向异性，B错误；水滴呈球形是表面张力的作用，C正确；根据饱和汽压的特点知D正确；大量分子做无规则运动时，呈现“两头少，中间多”的分布规律，E错误．【答案】ACD5．(2019·全国乙卷)关于热力学定律，下列说法正确的是()A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡【解析】根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，说法A错误．改变物体内能的方式有做功和传热，对气体做功可以改变其内能，＝恒量知，膨胀过程一定吸说法B正确．理想气体等压膨胀对外做功，根据pVT热，说法C错误．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，说法D正确．两个系统达到热平衡时，温度相等，如果这两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，说法E正确．故选B、D、E.【答案】BDE6．下列说法正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能可能增大C．物体对外做功时，W<0D．物体吸收热量时，Q<0E．物体内能减少时，ΔU<0【解析】根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)和物体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错误；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能可能增大，B正确；根据热力学第一定律可知，物体对外做功时W<0，C正确；物体吸收热量时，Q>0，D错误；物体内能减少时，ΔU<0，E正确．【答案】BCE7．关于系统的内能，下列说法中正确的是()【导学号：30110074】A．物体内所有分子的平均动能与分子势能的总和叫物体的内能B．当一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝WD．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即ΔU＝QE．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但两者也有不同【解析】在分子动理论中，我们把物体内所有分子的动能和分子势能的总和定义为物体的内能，A正确；物体的内能与机械能是两个不同的概念，两者没有什么关系，B正确；只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增加量(或减少量)，故C、D错误；做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的，但两者也有区别．做功是内能和其他形式能的转化，热传递是不同物体或一个物体不同部分之间内能的转移，故E正确．【答案】ABE8．如图1所示，封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是()图1A．气体的密度增大B．所有气体分子的运动速率一定增大C．气体的压强增大D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多E．气体的内能增大【解析】封闭气体发生的是等容变化，气体质量不变，体积不变，所以密度不变，A错误；温度升高，气体分子运动的平均速率增大，但不是所有分子的运动速率都增大，B错误；根据查理定律可知，当气体温度升高时，压强增大，C正确；分子密度不变，压强增大，所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，D正确．理想气体的内能包括分子动能和分子势能，当温度升高，分子动能增加，所以气体内能增加，E正确．【答案】CDE二、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答)9．(12分)在“用单分子油膜估测单分子的大小”的实验中，按照酒精与油酸体积比为m∶n配制油酸酒精溶液，现用滴管滴取油酸酒精溶液，N滴溶液的总体积为V.【导学号：30110075】图2(1)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待稳定后将油酸薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸上每个小方格面积为S，则油膜面积约为________．(2)估算油酸分子直径的表达式为________(用题目中物理量的字母表示)【解析】(1)估算油膜面积时以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出10格，则油酸薄膜面积为10S.(2)油酸酒精溶液中油酸的浓度为ρ＝n m ＋n一滴溶液中纯油酸的体积为V ′＝ρV N由于形成单分子的油膜，则分子的直径为d ＝V ′10S ＝nV 10NS （m ＋n ）. 【答案】(1)10S (2)nV 10NS （m ＋n ） 10．(12分)如图3所示，U 形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm 、温度为280 K 的空气柱，左右两管水银面高度差为36 cm ，外界大气压为76 cm Hg.若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm ，则此时左管内气体的温度为多少？图3【解析】 设左管和右管内水银液面的高度差原来是h 1，升温后变为h 2，左管的横截面积为S ，由理想气体的状态方程得（p 0－h 1）l 1S T 1＝（p 0－h 2）l 2S T 2其中h 2＝h 1－3(l 2－l 1)解得T 2＝420 K.【答案】 420 K11．(14分)某同学估测室温的装置如图4所示．气缸导热性能良好，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体．室温时，气体的体积V 1＝66 mL ，将气缸竖起放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积V 2＝60 mL.不计活塞重力、活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压p 0＝1.0×105 Pa.问：【导学号：30110076】图4(1)室温是多少？(2)上述过程中，外界对气体做的功是多少？【解析】 (1)对活塞研究，因不计活塞重力、活塞与缸壁间的摩擦，活塞只受外部气体对其向下的压力和内部气体对其向上的托力，所以气缸内的气体为等压变化，设室温为T 1，则V 1T 1＝V 2T 2，代入数据解得：T 1＝300.3 K. (2)因压强恒定，所以外界对气体做功为W ＝ρ0·ΔV ＝p 0·(V 1－V 2)，代入数据解得：W ＝0.60 J.【答案】 (1)300.3 K (2)0.60 J12．(14分)将如图5所示的装置的右端部分气缸B 置于温度始终保持不变的环境中，绝热气缸A 和导热气缸B 均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方形气缸内装有理想气体，压强均为p 0、体积均为V 0、温度均为T 0，缓慢加热A 中气体，使气缸A 的温度升高到1.5T 0，稳定后，求：【导学号：30110077】图5(1)气缸A 中气体的压强p A 以及气缸B 中气体的体积V B ；(2)此过程中B 中气体吸热还是放热？试分析说明．【解析】 (1)因为此时活塞处于平衡状态，根据平衡条件可知：p A ＝p B ，选气缸A 中气体为研究对象，根据理想气体状态方程得：p 0V 0·1T 0＝p A V A ·11.5T 0，选气缸B 中气体为研究对象，根据玻意耳定律得：p 0V 0＝p B V B ，又因为：2V 0＝V A ＋V B ，联立得：p A ＝p B ＝1.25p 0，V B ＝0.8V 0.(2)放热，因为B 中气体温度不变，所以内能不变，活塞对B 中气体做正功，由热力学第一定律可知气体放热．【答案】 (1)1.25p 0 0.8V 0(2)放热 分析见解析。