最新高中物理选修3-3综合测试题含答案
人教版高中物理选修3-3--综合-测试含答案和详细解析
人教版高中物理选修3-3--综合-测试含答案和详细解析-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN绝密★启用前人教版高中物理选修3-3 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是( )A.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用2.在显微镜下观察稀释了的墨汁,将会看到( )A.水分子无规则运动的情况B.炭颗粒无规则运动的情况C.炭分子无规则运动的情况D.水分子和炭颗粒无规则运动的情况3.温度都是0 ℃的水和冰混合时,以下说法正确的是()A.冰将熔化成水B.水将凝固成冰C.如果水比冰多的话,冰熔化;如果冰比水多的话,水结冰D.都不变,冰水共存4.关于布朗运动,下列说法中正确的是()A.因为布朗运动与温度有关,所以布朗运动又叫热运动B.布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映C.布朗运动是固体颗粒周围液体(或气体)分子无规则运动的反映D.春风刮起的砂粒在空中的运动是布朗运动5.固体分子的热运动表现是它们总在平衡位置附近做无规则的振动.我们只讨论其中的两个分子,下面的说法中正确的是()A.这两个分子间的距离变小的过程,就是分子力做正功的过程B.这两个分子间的距离变小的过程,就是分子力做负功的过程C.这两个分子间的距离变小的过程,分子势能是先变小后变大D.这两个分子间的距离最近的时刻,就是分子动能最大的时刻6.关于理想气体,正确的说法是()A.只有当温度很低时,实际气体才可当作理想气体B.只有压强很大时,实际气体才可当作理想气体C.在常温常压下,许多实际气体可当作理想气体D.所有的实际气体在任何情况下,都可以当作理想气体7.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处静止释放,在分子力的作用下靠近甲.图中d点是分子靠得最近的位置,则乙分子速度最大处可能是()A.a点B.b点C.c点D.d点8.关于内能的正确说法是()A.物体分子热运动的动能的总和就是物体的内能B.对于同一种物体,温度越高,分子平均动能越大C.同种物体,温度高、体积大的内能大D.温度相同,体积大的物体内能一定大9.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有 ()A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.热量是热传递过程中内能转移量的量度10.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气,每次能把体积为V0,压强为p0的空气打入容器内,若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度不变,则打了n次后容器内气体的压强为()A.B.p0+np0C.p+n()D.p0+()n·p011.下列物理现象及其原理的叙述正确的是()A.纤细小虫能停在平静的液面上,是由于受到浮力的作用B.墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果C.“破镜不能重圆”,是因为接触部分的分子间斥力大于引力D.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向异性的表现12.将一枚硬币轻轻地置于水面,可以不下沉,此时与硬币重力相平衡的力是()A.水的浮力B.水的表面张力C.水的浮力和表面张力的合力D.水的浮力和空气的浮力的合力13.对饱和汽,下面说法正确的是 ()A.液面上的汽分子的密度不断增大B.液面上的汽分子的密度不断减小C.液面上的汽分子的密度不变D.液面上没有汽分子14.容积V=20 L的钢瓶充满氧气后,压强为p=30个大气压,打开钢瓶盖阀门,让氧气分别装到容积为V0=5 L的小瓶子中去,若小瓶子已抽成真空,分装到小瓶子中的氧气压强均为p0=2个大气压,在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变,那么最多可装的瓶数是()A. 4B. 50C. 56D. 6015.一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5 ℃升高到10 ℃,体积的增量为ΔV1;温度由10 ℃升高到15 ℃,体积的增量为ΔV2,则()A.ΔV1=ΔV2B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2D.无法确定第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成一层单分子油膜的形状如图所示.(1)若每一方格的边长为30 mm,则油酸薄膜的面积为________ m2;(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______ m3;(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为______ m.三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图所示,均匀薄壁U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口且足够长,用两段水银封闭了A、B两部分理想气体,下方水银的左右液面高度相差ΔL=10 cm,右管上方的水银柱高h=14 cm,初状态环境温度为27 ℃,A部分气体长度l1=30 cm,外界大气压强p0=76 cmHg.现保持温度不变,在右管中缓慢注入水银,使下方水银左右液面等高,然后给A部分气体缓慢升温,使A部分气体长度回到30 cm.求:(1)右管中注入的水银高度是多少?(2)升温后的温度是多少?18.0 ℃的冰和100 ℃的水蒸气混合后,(1)若冰刚好全部熔化,则冰和水蒸气的质量比是多少?(2)若得到50 ℃的水,则冰和水蒸气的质量比是多少?(已知水在100 ℃的汽化热是L=2.25×106J/kg,冰的熔化热是λ=3.34×105J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃))19.某次科学实验中,从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热汽缸,把它放在大气压强p0=1 atm、温度t0=27 ℃的环境中自然冷却.该汽缸内壁光滑,容积V=1 m3,开口端有一厚度可忽略的活塞.开始时,汽缸内密封有温度t=447 ℃、压强p=1.2 atm的理想气体,将汽缸开口向右固定在水平面上,假设汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的.求:(1)活塞刚要向左移动时,汽缸内气体的温度t1;(2)最终汽缸内气体的体积V1;(3)在整个过程中,汽缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”),汽缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量.答案解析1.【答案】D【解析】挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围内,故不脱落的主要原因是分子之间的引力,故D正确,A、B、C错误.2.【答案】B【解析】在显微镜下观察稀释了的墨汁,将会看到炭颗粒无规则运动的情况,故B对.显微镜观察不到分子,所以A、C、D错.3.【答案】D【解析】因为水和冰的温度均为0 ℃,它们之间不发生热交换,故冰和水可以共存,而且含量不变,故D正确.4.【答案】C【解析】试题分析:A、热运动指的是分子的无规则运动,而布朗运动时微粒的运动;错误B、布朗运动是固体微粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的反映;错误C、称为布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒不停地做无规则运动,是由液体分子对微粒撞击的不平衡产生的;正确D、砂粒的体积和质量远远大于布朗运动中的微粒的体积和质量,很难发生布朗运动,所以刮起的砂粒在空中的运动不是布朗运动;错误故选C点评:布朗运动是悬浮的固体颗粒的运动,不是单个分子的运动,但是布朗运动反映了液体分子的无规则运动.5.【答案】C【解析】两分子的距离变小的过程,可分为两个阶段,第一阶段是从相距较远到平衡位置,这段时间分子间的作用力表现为引力,分子力做正功,分子势能减小而动能增大;第二阶段是从平衡位置再继续靠近的过程,这段时间分子间的作用力表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大而动能逐渐减为0.6.【答案】C7.【答案】C【解析】从a点到c点分子间的作用力表现为引力,分子间的作用力做正功,速度增加;从c点到d点分子间的作用力表现为斥力,分子间的作用力做负功,速度减小,所以在c点速度最大.8.【答案】B【解析】内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和,故A错;温度是分子平均动能的标志,温度高,分子平均动能大,B对;物体的内能是与物体的物质的量、温度、体积以及存在状态都有关的量,C、D中的描述都不完整.9.【答案】D【解析】物体的内能由温度、体积及物质的量决定,不只由温度决定,故选项A、B错误.在自发的热传递过程中,热量是由高温物体传给低温物体,而内能大的物体不一定温度高,在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大,内能小的物体内能继续减小,故选项C错误;关于热量的论述,选项D是正确的.10.【答案】C【解析】将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态,将打气后容器内气体看成是末态,利用等温分态分式,有pV+np0V0=p′V,得n次打气后容器内气体的压强p′=p+n(),即C正确.11.【答案】B【解析】纤细小虫能停在平静的液面上,是由于液体表面张力的作用;墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果;“破镜不能重圆”,是因为接触部分的分子间引力较微弱的结果.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向同性的表现,选项B正确.12.【答案】B【解析】13.【答案】C【解析】对于饱和汽来说,飞入液体的分子和从液面上飞出的分子数目相同,已达到动态平衡,故液面上方的汽分子的密度保持不变,C项正确.14.【答案】C【解析】设最多可装的瓶数为n,由玻意耳定律有pV=p0(V+nV0),所以n===56.15.【答案】A【解析】由盖—吕萨克定律=可得=,即ΔV=·V1,所以ΔV1=×V1,ΔV2=×V2(V1、V2分别是气体在5 ℃和10 ℃时的体积),而=,所以ΔV1=ΔV2,A正确.16.【答案】(1)7.65×10-2(2)1.2×10-11(3)1.6×10-10【解析】(1)用填补法数出在油膜范围内的格数(四舍五入)为85个,油膜面积为S=85×(3.0×10-2)2m2=7.65×10-2m2.(2)因为50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL,且溶液含纯油酸的浓度为0.06%,故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为:V0=×0.06% mL=1.2×10-11m3.(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径,可估算出油酸分子的直径为d==m≈1.6×10-10m.17.【答案】(1)30 cm (2)117 ℃【解析】(1)设右管中注入的水银高度是Δh,对A部分气体分析,其做等温变化,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2p1=p0+14 cmHg+10 cmHg,p2=p0+14 cmHg+ΔhV1=l1S,V2=(l1-ΔL)S代入数据解得再加入的水银高Δh=30 cm.(2)设升温前温度为T0,升温后温度为T,缓慢升温过程中,对A部分气体分析,升温前V2=(l1-ΔL)S,p2=p0+14 cmHg+Δh升温结束后V3=l1S,p3=p0+14 cmHg+Δh+ΔL由理想气体状态方程得=T0=300 K解得T=390 K则升温后的温度为t=117 ℃.18.【答案】(1)8(2)4.5【解析】(1)冰刚好全部熔化指的是混合后的温度恰好为0 ℃.设冰的质量为m1,水蒸气的质量为m2,则有m1λ=m2L+cm2Δt,所以==≈8.(2)同(1)可得方程式如下:m1λ+m1cΔt′=m2L+cm2Δt′,即==≈4.5.19.【答案】(1)327 ℃(2) 0.5 m3(3)做负功大于【解析】(1)气体做等容变化,由查理定律得=解得T1=600 K ,即t1=327 ℃.(2)由理想气体状态方程得=解得V1=0.5 m3.(3)体积减小,汽缸内气体对外界做负功;由ΔU=W+Q知,汽缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量.。
高二物理选修3-3综合测试题答案
高二物理选修3-3综合测试题答案和解析【答案】1 A2 C3 D4 D5 C6 B7 D8 A9 C10 A11 BDE12 ADE13 AD14 ABD15 BCE16 解:(i)打开K2之前,A缸内气体p A=3p0,B缸内气体p B=p0,体积均为V,温度均为T=(273+27)K=300K,打开K2后,B缸内气体(活塞上方)等温压缩,压缩后体积为V1,A缸内气体(活塞下方)等温膨胀,膨胀后体积为2V−V1,活塞上下方压强相等均为p1,则:对A缸内(活塞下方)气体:3p0V=p1(2V−V1),对B缸内(活塞上方)气体:p0V=p1V1,联立以上两式得:p1=2p0,V1=12V;即稳定时活塞上方体积为12V,压强为2p0;(ⅱ)打开K3,活塞上方与大气相连通,压强变为p0,则活塞下方气体等温膨胀,假设活塞下方气体压强可降为p0,则降为p0时活塞下方气体体积为V2,则3p0V=p0V2,得V2=3V>2V,即活塞下方气体压强不会降至p0,此时活塞将处于B气缸顶端,缸内气压为p2,3p0V=p2×2V,得p2=32p0,即稳定时活塞位于气缸最顶端;(ⅱ)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高,等容升温过程,升温后温度为T3=(300+20)K=320K,由p2T =p3T3得:p3=1.6p0,即此时活塞下方压强为1.6p0。
答:(i)打开K2,稳定时活塞上方气体的体积为12V,压强为2p0;(ii)打开K3,稳定时位于气缸最顶端;(iii)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,此时活塞下方气体的压强为1.6p0。
17 解:(1)初态压强P1=(76−16)cmHg末态时左右水银面的高度差为:(16−2×3)cm=10cm末状态压强为:P 2=(76−10)cmHg =66cmHg 由理想气体状态方程得:P 1V 1T 1=P 2V 2T 2解得:T 2=P 2V2P 1V 1T 1=66×2560×22×280K =350K(2)加注水银后,左右水银面的高度差为:由玻意耳定律得,P 1V 1=P 3V 3,其中P 3=76−(20−l ) 解得:l =10cm18 解:U 形管两边水银面的高度差为△ℎ=25cmA 种气体的压强为:P A1=P 0+△ℎ=75+25cmHg =100cmHgB 中为大气,设活塞产生压强为P 塞,由平衡得:P 0S +P 塞S =P A1S解得:P 塞=25cmHg闭合阀门,容器内温度降低,压强均减小且A 处降低较多,活塞下移 设此时表示A 种气体的压强为P A2=P 0−25=75−25cmHg 由理想气体状态方程得:P A1L A1S T 1=P A2L A2S T 2解得:L A2=P A1L A1T 2P A2T 1=100×50×(273−57)50×300cm =72cm >50cm假设不成立,说明U 管表示的应该是B 种气体的压强,P B2=50cmHg则A 种气体压强为:P A2=P B2+P 塞=75cmHg对A 种气体由理想气体状态方程得:P A1L A1S T 1=P A2L A2S T 2代入数据解得:L A2=48cm活塞离容器底部的高度为:L′=L A2=48cm (2)对B 中气体由理想气体状态方程得:P B1L B1ST 1=P B2L B2S T 2设整个柱形容器的高度H ,则P B1(H−L A1)ST 1=P B2(H−L A2)ST 2代入数据解得:H=75cm答:(1)此时活塞离容器底部高度L′=48cm;(2)整个柱形容器的高度H=75cm。
人教版高二物理选修3-3全册复习测试卷【有答案】
选修3-3一、单项选择题(共10小题,每小题3分,共计30分,每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法正确的是( )A.已知某物质的摩尔质量和分子质量,可以算出阿伏加德罗常数B.已知某物质的摩尔质量和分子体积,可以算出阿伏加德罗常数C.当两个分子之间的距离增大时,分子引力和斥力的合力一定减小D.当两个分子之间的距离增大时,分子势能一定减小2.下列说法正确的是()A.叶面上的小露珠呈球形是由于液体内部分子间吸引力作用的结果B.晶体熔化过程中要吸收热量,分子的平均动能变大C.天然水晶是晶体,熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体D.当液晶中电场强度不同时,液晶对不同颜色光的吸收强度不同,就显示不同颜色3.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能B.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子平均动能增加C.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和D.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加4.关于液体,下列说法正确的是( )A.液体的性质介于气体和固体之间,更接近固体B.小液滴成球状,说明液体有一定形状和体积C.液面为凸形时表面张力使表面收缩,液面的凹形成表面张力使表面伸张D.硬币能浮在水面上是因为所受浮力大于重力5.做布朗运动实验,得到某个观测记录如图所示,图中记录的是()。
A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度-时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线6.做这样的实验:先把一个棉线圈拴在铁丝环上,再把环在肥皂水里浸一下,使环上布满肥皂的薄膜,如图所示,如果用热针刺破棉线里那部分薄膜,则棉线圈将成为( )A.椭圆形B.长方形C.圆形D.任意形状7.对于一定质量的理想气体,下列情况中不可能发生的是( )A.分子热运动的平均动能不变,分子间平均距离减小,压强变大B.分子热运动的平均动能不变,分子间平均距离减小,压强减小C.分子热运动的平均动能增大,分子间平均距离增大,压强增大D.分子热运动的平均动能减小,分子间平均距离减小,压强不变8.带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,如图所示.设气体在状态b和状态c的压强分别为和,在过程ab和ac中吸收的热量分别为和,则( )A.p b>p c,Q ab>Q acB.p b>p c,Q ab<Q acC.p b<p c,Q ab>Q acD.p b<p c,Q ab<Q ac9.图中的四个图象是一定质量的气体,按不同的方法由状态a变到状态b,则反映气体变化过程中从外界吸热的是( )A B C D10.如图所示,天平右盘放砝码,左盘是一个水银气压计,玻璃管固定在支架上,天平已调节平衡,若大气压强增大,则( )A.天平失去平衡,左盘下降B.天平失去平衡,右盘下降C.天平仍平衡D.无法判定天平是否平衡二、多项选择题(共6小题,每小题4分,共计24分,每小题有多个选项符合题意。
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D . 1 kg 铜所含有的原子数目是 解析: 1 m3 铜所含有的原子数为
μ 铜原子的质量为 m0 = , B 正确.一个铜原子所占的体积为 NA 1 NA 正确 .1 kg 铜所含原子数目为 n= ・ N = , D 错误. μ A μ 答案: D 2.下列说法中正确的是 ( )
A .热的物体中的分子有热运动,冷的物体中的分子无热运动 B.气体分子有热运动,固体分子无热运动 C .高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈 D .运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈 解析: 不论物体处于何种状态以及温度高低,分子都是不停地做无规则运 动,只是剧烈程度与温度有关. 答案: C
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3-3 测试题及答案全套 分子动理论
满分: 100 分 )
单元测评 ( 一 )
( 时间: 90 分钟
第 Ⅰ卷 (选择题,共 48 分 ) 一、选择题 ( 本题有 12 小题,每小题 4 分,共 48 分. ) 1.阿伏加德罗常数是 kg/mol,铜的密度是 ρ N A mol ,铜的摩尔质量是 μ ) ρN A μ
cd
・ L cd= F
ac
・ L ac,所以
60 ℃时温度计的示数,其中正
A . 41 ℃ C . 35 ℃
解析:此温度计每一刻度表示的实际温度为
41 ℃时, 它上升的格数为 41- 20= 21(格 ) , 对应的实际温度应为
60 同理,当实际温度为 60 ℃时,此温度计应从 20 开始上升格数 = 36(格 ) ,它的 5 3 示数应为 (36+ 20) ℃= 56 ℃ . 答案: C
a= 100 m 的长方形厚油层.已
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高中物理学习材料唐玲收集整理第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的不得分)1.下列说法中正确的是()A.温度是分子平均动能的标志 B.物体的体积增大时,分子势能一定增大C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D.利用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度,就一定可以求出该种气体的分子质量2.如图1所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,则()A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大C.乙分子由a到c的过程,动能先增后减D.乙分子由b到d的过程,两分子间的分子势能一直增加图1 3.若以M表示水的摩尔质量,V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积, 为在标准状N为阿伏加德罗常数,m、v分别表示每个水分子的质量和体积,下面态下水蒸气的密度,A是四个关系式,正确的是:()A .A V N m ρ=B .A M N v ρ=C .A M m N =D .A V v N = 4.关于液体和固体,以下说法正确的是 ( )A .液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B .液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的C .液体分子的热运动没有固定的平衡位置D .液体的扩散比固体的扩散快5.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为 甲p 、 乙p ,且 甲p < 乙p ,则( )A .甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B .甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C .甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D .甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能6.如图2所示,两个相通的容器P 、Q 间装有阀门K ,P 中充满气体,Q 为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K 后,P 中的气体进入Q 中,最终达到平衡,则 ( )A. 气体体积膨胀对外做功,内能减小,温度降低B. 气体对外做功,内能不变,温度不变C. 气体不做功,内能不变,温度不变,压强减小D. Q 中气体不可能自发地全部退回到P 中 7.恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积会逐渐增大,不考虑气泡内气体分子势能的变化,下列说法中正确的是 ( )A .气泡内的气体对外界做功B .气泡内的气体内能增加C .气泡内的气体与外界没有热传递D .气泡内气体分子的平均动能保持不变8.如图3所示,某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定,筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作用,则被掩没的金属筒在缓慢下降过程中,筒内空气体积减小. ( )A.从外界吸热B.内能增大 图3图2C.向外界放热D.内能减小9.一定质量的理想气体,初始状态为p 、V 、T 。
高考物理总复习(教科版)试题:选修3-3 综合检测 含解析
《选修3-3》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分.在每小题给出的选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.如图是某喷水壶示意图.未喷水时阀门K闭合,压下压杆A可向瓶内储气室充气;多次充气后按下按柄B打开阀门K,水会自动经导管从喷嘴处喷出.储气室内气体可视为理想气体,充气和喷水过程温度保持不变,则( ACE)A.充气过程中,储气室内气体内能增大B.充气过程中,储气室内气体分子平均动能增大C.喷水过程中,储气室内气体吸热D.喷水过程中,储气室内气体压强增大E.喷水过程中,储气室内气体压强减小解析:充气过程中,储气室内气体的质量增加,气体的温度不变,故气体分子的平均动能不变,气体内能增大,选项A正确,B错误;喷水过程中,气体对外做功,体积增大,而气体温度不变,则气体吸热,所以气体压强减小,选项C,E正确,D错误.2.下列说法中正确的是(BDE)A.物体速度增大,则分子动能增大,内能也增大B.一定质量气体的体积增大,但既不吸热也不放热,内能减小C.相同质量的两种物体,提高相同的温度,内能的增量一定相同D.物体的内能与物体的温度和体积都有关系E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性解析:速度增大,不会改变物体的分子的动能,选项 A 错误;体积增大时,气体对外做功,不吸热也不放热时,内能减小,选项B正确;质量相同,但物体的物质的量不同,故提高相同的温度时,内能的增量不一定相同,选项C错误;物体的内能取决于物体的温度和体积,选项D正确;由热力学第二定律可知,凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性, 选项E正确.3.如图所示,是氧气分子在0℃和100℃下的速率分布图线,由图可知( ADE)A.随着温度升高,氧气分子的平均速率增大B.随着温度升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度升高,氧气分子中速率小的分子所占比例增大D.同一温度下,氧气分子速率分布呈现“中间多,两头少”的规律E.随着温度升高,氧气分子的平均动能增大解析:读取图像信息知,同一温度下,分子速率分布呈现“中间多,两头少”的特点,故D正确.由分子动理论知,不同温度下的图像不同,温度升高,分子中速率大的分子所占比例增大,其分子运动的平均速率也增大,平均动能增大,故A,E正确,C错误.温度升高,多数分子的速率会变大,少数分子的速率会变小,故B错误.4.下列说法正确的是(BCD)A.凡是不违背能量守恒定律的实验构想,都是能够实现的B.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,表明要使物体的内能发生变化,既可以通过做功来实现,也可以通过热传递来实现C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大E.在水池中,一个气泡从池底浮起,此过程可认为气泡的温度不变,气泡内气体视为理想气体,则外界对气泡做正功,同时气泡放热解析:由热力学第二定律可知,A错误.由热力学第一定律可知,B正确.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,分子平均速率增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,C正确.温度越高,分子热运动的平均动能越大,分子的平均速率增大,这是统计规律,具体到少数个别分子,其速率的变化不确定 ,因此仍可能有分子的运动速率非常小,D正确.随着气泡的上升,压强减小,因为温度不变,根据=C,所以体积增大,即为气泡对外做正功;根据ΔE=W+Q可知温度不变,所以ΔE 不变,W<0,所以Q>0,即气泡吸热,E错误.5.下列说法正确的是(BDE)A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.水可以浸润玻璃,但不能浸润石蜡,表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系C.液晶的各种物理性质,在各个方向上都是不同的D.相同温度下相对湿度越大,表明空气中水汽越接近饱和E.对一定质量的理想气体,在压强不变而体积增大时,单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少解析:布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,故选项A错误;液体是否浸润某种固体取决于相关液体及固体的性质,故选项B正确;液晶的某些物理性质,在各个方向上是相同的,故C 错误;相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度水的饱和汽压的比值,故选项D正确;一定质量的理想气体,体积增大时,分子数密度减小,而压强不变,说明分子的平均动能变大,则每次碰撞的冲击力变大,所以单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少,故选项E正确.6.如图所示,a,b,c,d 表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,cd平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,以下说法正确的是(BCD)A.从状态d到c,气体不吸热也不放热B.从状态c到b,气体放热C.从状态a到d,气体对外做功D.从状态b到a,气体吸热E.从状态d到c,气体内能减小解析:读取p T图像信息,从状态d到c,气体等温变化,内能不变,体积变大,气体对外界做功,由热力学第一定律知气体要吸热,故 A 错误.从状态c到b,气体体积变小,外界对气体做功,又内能减小,则气体放热,故B正确.从状态a到d,气体等压变化,温度升高,体积变大,气体对外界做功,故C正确.从状态b到a,气体等容变化,温度升高,内能变大,气体吸热,故D正确.从状态d到c,气体温度不变,则理想气体的内能不变,故E错误.7.以下有关热现象的叙述,正确的是(CDE)A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.当气体膨胀时,气体的内能一定减少C.即使没有漏气,也没有摩擦的能量损失,内燃机也不可能把内能全部转化为机械能D.单晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征E.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加解析:气体体积主要是气体所充满的空间,故选项A错误;气体膨胀时,对外做功,但不清楚传热情况,所以不能确定内能的变化情况,故选项B错误;由热力学第二定律知,内燃机不可能把内能全部转化为机械能,故选项C正确;由单晶体的特点知选项D正确;100℃的水变成100℃的水蒸气,吸热但分子动能不变,所以分子之间的势能增加,故选项 E 正确.8.一定质量的理想气体分别在T,T温度下发生等温变化,相应的两1 2条等温线如图所示,T对应的图线上有A,B两点,表示气体的两个状态.2下列说法正确的是(BCD)A.温度为T时气体分子的平均动能比T时的大1 2B.A到B的过程中,气体内能不变C.A到B的过程中,气体从外界吸收热量D.A到B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少E.A到B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数增多解析:由题图知T>T,温度为T时气体分子的平均动能比T时小,选项2 1 1 2A错误;A到B的过程中,气体体积增大,对外做功,温度不变,内能不变,由热力学第一定律,可知气体从外界吸收热量,选项B,C正确;气体的压强由气体分子平均动能和单位体积的分子数目决定,A到B的过程中,气体温度不变,分子平均动能一定,气体体积增大,单位体积的分子数目减小,气体压强减小,所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少,选项D正确,E错误.9.下列关于固体、液体、气体的性质的说法正确的是( BDE)A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B.液体表面具有收缩的趋势,这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故C.黄金、白银等金属容易加工成各种形状,没有固定的外形,所以金属不是晶体D.某温度下空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数E.水很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现解析:气体如果失去了容器的约束就会散开,这是气体分子无规则运动的缘故,选项A错误;液体表面具有收缩的趋势,这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故,选项B正确;黄金、白银等金属一般是多晶体,容易加工成各种形状,没有固定的外形,选项 C 错误;某温度下空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数,选项D正确;水很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现,选项E正确.10.下列说法中正确的是(ABC)A.气体放出热量,其分子的平均动能可能增大B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了热力学第一定律E.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V,则阿伏伽德罗常量可表示为N=A解析:根据热力学第一定律,气体放出热量,若外界对气体做功,使气体温度升高,其分子的平均动能增大,选项A正确;布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动,选项 B 正确;当分子力表现为斥力时,分子力总是随分子间距离的减小而增大,随分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能也增大,选项C正确;第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了热力学第二定律,选项D错误;某固体或液体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V,则阿伏伽德罗常量可表示为N=,对于气体此式不成立,选项E错误.A11.下列说法正确的是(ACD)A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B.足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.一定质量的理想气体体积保持不变,单位体积内分子数不变,温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数不变解析:单晶体冰糖有固定的熔点,磨碎后物质微粒排列结构不变,熔点不变,选项 A 正确;足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因,与气体的分子之间的作用力无关,选项B错误;一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,没有对外做功,根据热力学第一定律可知,其内能一定增加,选项 C 正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,选项D 正确;一定质量的理想气体体积保持不变,单位体积内分子数不变,温度升高,分子的平均动能增大,则平均速率增大,单位时间内撞击单位面积上的分子数增大,选项E错误.12.如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态.现通过电热丝对气体 A 加热一段时间,后来活塞达到新的平衡,不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,大气压强保持不变,则下列判断正确的是(ACE)A.气体A吸热,内能增加B.气体B吸热,对外做功,内能不变C.气体A分子的平均动能增大D.气体A和气体B内每个分子的动能都增大E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少解析:气体A做等容变化,则W=0,根据ΔU=W+Q可知气体A吸收热量,内能增加,温度升高,气体A分子的平均动能变大,但不是每个分子的动能都增加,选项A,C正确,D错误;因为中间是导热隔板,所以气体B 吸收热量,温度升高,内能增加;又因为压强不变,故体积变大,气体对外做功,选项B错误;气体B的压强不变,但是体积增大,平均动能增大,所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少,选项E正确.13.如图为某同学设计的喷水装置,内部装有2L水,上部密封1atm的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入1atm的空气0.1L,设在所有过程中空气可看成理想气体,且温度不变,下列说法正确的有(ACD)A.充气后,密封气体的压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.充气过程,外界对密封气体做功D.打开阀门后,密封气体对外界做正功E.打开阀门后,不再充气也能把水喷光解析:以两部分气体整体为研究对象,初状态有p=1 atm,V=(0.5+1 10.1)L,末状态有V=0.5 L,p未知.由玻意耳定律p V=p V,解得2 2 1 1 22p== atm=1.2atm,则充气后压强增大,故选项A正确;温度2不变,则气体分子平均动能不变,故选项 B 错误;充气过程,气体体积减小,外界对其做功,故选项 C 正确;打开阀门后气体体积增大,则气体对外界做正功,故选项D正确;打开阀门后,水向外流出,假设水全部流出,则气体充满容器,初状态为 p=1.2atm,V=0.5 L,末状态为2 2V=2.5 L,p未知,由玻意耳定律p V=p V,解得p=0.24 atm,小于外部3 3 2 2 3 3 3气压,故水不会喷光,故选项E错误.二、非选择题(共48分)14.(9分)油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了 1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm,试问:(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为能地在水面上散开,则形成的油膜可视为模型,让油酸尽可油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的.图中油酸膜的面积为m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是m.(结果保留两位有效数字) (2)某同学在实验过程中,在距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?请写出你分析的原因:.解析:(1)油膜面积约占70小格,面积约为S=70×25×25×10-6 m2≈4.4×10-2m2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V= ××10-6m3=1.2×10-11 m3,油酸分子的直径约等于油膜的厚度D= = m≈2.7×10-10m.(2)主要有两个原因:①水面受到落下的油酸酒精溶液的冲击,先陷下后又恢复水平,因此油膜的面积扩张;②油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩.答案:(1)球体单分子直径 4.4×10-2 1.2×10-112.7×10-10(2)见解析评分标准:第(1)问6分,第(2)问3分.15.(9分)某同学估测室温的装置如图所示,汽缸导热性能良好,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=66mL,将汽1缸竖直放置于冰水混合物中,稳定后封闭气体的体积V=60mL.不计活2塞重力及活塞与缸壁间的摩擦,室内大气压p=1.0×105Pa.(1)根据题干条件可得室温是多少?(2)上述过程中,外界对气体做的功是多少?解析:(1)设室温为T,则= ,(2分)1又T=273K,(2分)2代入解得T=300.3K,t=27.3℃.(1分)1 1(2)外界对气体做的功W=p·ΔV,(2分)解得W=0.60J.(2分)答案:(1)27.3℃(2)0.60 J16.(9分)如图所示,一粗细均匀的玻璃瓶水平放置,瓶口处有阀门K,瓶内有A,B两部分用一活塞分开的理想气体.开始时,活塞处于静止状态,A,B两部分气体长度分别为2L和L,压强均为p.若因阀门封闭不严,B中气体向外缓慢漏气,活塞将缓慢移动,整个过程中气体温度不变,瓶口处气体体积可以忽略.当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L 时,(忽略摩擦阻力)求此时:(1)A中气体的压强;(2)B中剩余气体与漏气前B中气体的质量之比.解析:(1)对A中气体,由玻意耳定律可得p·2LS=p(2L+0.4L)S(2分)A得p=p.(1分)A(2)AB气体通过活塞分开,AB中气体压强始终保持相同p=pA B设漏气后B中气体和漏出气体总长度为LBpLS=p L S(1分)B B得L=L(2分)B此时B中气体长度为L′=L-0.4L=0.6L(1分)B则此时B中气体质量m′与原有质量m之比为B B= =.(2分)答案:(1)p(2)17.(9分)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示,气体在状态A时的压强p=p,温度T=T,线段AB与V轴平A 0 A 0行,BC的延长线过原点.求:(1)气体在状态B时的压强p;B(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10 J,该过程中气体吸收的热量为多少;(3)气体在状态C时的压强p和温度T.C C解析:(1)A 到 B 是等温变化,压强和体积成反比,根据玻意耳定律有p V=p V,(2分)A AB B解得p=p.(1分)B 0(2)A状态至B状态过程是等温变化,气体内能不变,即ΔU=0气体对外界做功W=-10 J(1分)根据热力学第一定律有ΔU=W+Q(1分)解得Q=-W=10J.(1分)(3)由B到C等压变化,则p=p=pC B 0根据盖吕萨克定律得= (2分)解得T=T.(1分)C 0答案:(1)p(2)10 J (3)p00T 018.(12分)如图所示,有一个高度为h=0.6 m的金属容器放置在水平地面上,容器内有温度为 t=27 ℃的空气,容器左侧壁有一阀门距底1面高度为h=0.3 m,阀门细管直径忽略不计.容器内有一质量为m= 15.0kg的水平活塞,横截面积为S=20cm2,活塞与容器壁紧密接触又可自由活动,不计摩擦,现打开阀门,让活塞下降直至静止并处于稳定状态.外界大气压强为 p=1.0×105 Pa.阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10m/s2.求:(1)若不考虑气体温度变化,则活塞静止时距容器底部的高度h;2 (2)活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到327℃,求此时活塞距容器底部的高度h.3解析:(1)活塞在阀门以上时,容器内气体的压强为p=1.0×105Pa,活1塞静止时,气体压强为p=p+ =1.25×105Pa,(2分)2 0活塞刚到阀门时,容器内气体体积为 V=h S,活塞静止时,气体的体积1 1为V=h S,2 2根据玻意耳定律有p V=p V,(2分)1 12 2代入数据得h=0.24 m.(2分)2(2)活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为p=p=1.25×105Pa,3 2等压变化,T=T=300K,T=600 K,V=h S,V=h S,(2分)2 13 2 2 33根据盖吕萨克定律有= ,(2分)代入数据得h==0.48m.(2分)3答案:(1)0.24 m (2)0.48 m。
人教版高中物理选修3-3综合测试题及答案3套.doc
最新人教版高中物理选修3-3综合测试题及答案3套期中检测“(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.已知阿伏加德罗常数为驱,某物质的摩尔质量为则该物质的分子质量和加kg水中所含氢原子数分别是()A.炸,*”N A X10‘B・MN A9mN A C.炸,令加N A XIO’ D.労, 伽iN»2.关于分子I'可距与分子力的下列说法屮,正确的是()A.水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和,说明分子间有空隙;正是由于水分子间有空隙,才可以将物体压缩B.水的体积很难被压缩,这是由于水分子间距稍微变小时,分子间的作用力就表现为斥力C.一般悄况下,当分子间距厂v厂。
(平衡距离)时,分子力表现为斥力;当r=r0时,分子力为零,当时分子力表现为引力D.弹簧被拉伸或被压缩时表现的弹力,正是分子引力和斥力的对应表现3.下列说法不符合分子动理论观点的是()A.用气筒打气需外力做功,是因为分子间的斥力作用B.温度升高,布朗运动显著,说明悬浮颗粒的分子运动剧烈C.相距较远的两个分子相互靠近的过程中,分子势能先减小后增加D.相距较远的两个分子相互靠近的过程中,分子间引力先增大后减小4.关于物体的内能,正确的说法是()A.温度、质量相同的物体具有相等的内能B.物体的内能与物体的体积有关C.机械能越大的物体,内能也一定越大D.温度相同的物体具有相同的内能5.关于液晶的以下说法正确的是()A.液晶态只是物质在一定温度范圉内才具有的状态B.因为液晶在一定条件下发光,所以可以用來做显示屏C.液品表现各向同性的性质D.笔记本电脑的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中电场强度不同吋,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色6.下列情况晾出的湿衣服最不容易干的是()A.气温5°C,绝对湿度5.058X 102 PaB.气温10°C,绝对湿度6.754X 1O2 PaC.气温15°C,绝对湿度1.023XIo 3 PaD.气温20°C,绝对湿度2.320X 10’Pa7. 一定质量的理想气体,处于某一状态,要使它的压强经过变化乂冋到初始状态值,用下列哪些方法可能实现()B. 先保持温度不变,使它的体积缩小,接着保持体积不变而降低温度C. 先保持体枳不变,升高温度,接着保持温度不变而使它的体枳膨胀图18. 如图1所示,a, b, c 三根完全相同的玻璃管,一端封闭,管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气,a 管竖直向下做自由落体运动,b 管竖直向上做加速度为g 的匀加速运动,c 管沿倾角为45。
[精品]新人教版高中物理选修3-3综合复习测试卷及答案
新课标人教版选修3-3综合复习测试卷注意事项:1本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分第Ⅰ卷为选择题,48分; 第Ⅱ卷为非选择题,72分;全卷满分120分,考试时间为100分钟;2考生务必将班级、姓名、号写在相应的位置上第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的不得分)1下列说法中正确的是()A.温度是分子平均动能的标志 B.物体的体积增大时,分子势能一定增大.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D.利用阿伏伽德罗常和某种气体的密度,就一定可以求出该种气体的分子质量2.如图1所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F >0为斥力,F<0为引力,、b、c、d为轴上四个特定的位置,现把乙分子从处由静止释放,则()图1A .乙分子由到b 做加速运动,由b 到c 做减速运动B .乙分子由到c 做加速运动,到达c 时速度最大.乙分子由到c 的过程,动能先增后减D .乙分子由b 到d 的过程,两分子间的分子势能一直增加3.若以M 表示水的摩尔质量,V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,A N 为阿伏加德罗常,、v分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式,正确的是:( )A .A V N m ρ=B .A M N v ρ= .AM m N = D .A V v N = 4.关于液体和固体,以下说法正确的是 ( )A .液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B .液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的.液体分子的热运动没有固定的平衡位置 D .液体的扩散比固体的扩散快5甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为 甲p 、 乙p ,且 甲p < 乙p ,则( )A .甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B .甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D .甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能6.如图2所示,两个相通的容器P 、Q 间装有阀门K ,P 中充满气体,Q 为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K 后,P 中的气体进入Q 中,最终达到平衡,则 ( )A.气体体积膨胀对外做功,内能减小,温度降低 B.气体对外做功,内能不变,温度不变 C.气体不做功,内能不变,温度不变,压强减小D. Q 中气体不可能自发地全部退回到P 中7恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积会逐渐增大,不考虑气泡内气体分子势能的变,下列说法中正确的是 ( )A .气泡内的气体对外界做功B .气泡内的气体内能增加.气泡内的气体与外界没有热传递 D .气泡内气体分子的平均动能保持不变8.如图3所示,某同将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定,筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作用,则被掩没的金属筒在缓慢下降过程中,筒内空气体积减小 ( )A 从外界吸热B 内能增大向外界放热 D 内能减小9.一定质量的想气体,初始状态为p 、V 、T 。
最新人教版高中物理选修3-3测试题全套及答案
最新人教版高中物理选修3-3测试题全套及答案油膜法是一种粗略测定分子大小的方法,其方法是把油酸滴到水面上,油酸在水面上散开,形成单分子油膜,如图1所示.如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径.图11.计算方法(1)首先要准确计算出纯油酸的体积V.①一滴油酸酒精溶液的平均体积VV=N滴油酸酒精溶液的体积N②一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积VV=V×油酸酒精溶液的体积比(体积比=纯油酸体积溶液的体积).(2)其次计算出油膜的面积S.S=n×1 cm2(n为有效格数,小方格的边长为1 cm).(3)最后利用公式d=VS求出的数值就是分子直径的大小(代入数据时注意统一单位).2.注意事项(1)油酸酒精溶液的浓度以小于1‰为宜.(2)油酸酒精溶液的液滴要适当多一些.(3)每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做.(4)痱子粉不宜撒得过厚,器具用后要清洗好.[复习过关]1.(多选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是()A.把油酸分子视为球体,其直径即为油膜的厚度B.让油酸在水面上充分散开,形成单分子油膜C.油酸分子的直径等于滴到水面上的纯油酸的体积除以油膜的面积D.油酸分子直径的数量级是10-15 m答案ABC解析油膜法估测分子直径的实验中,首先建立分子模型——球形,然后让油酸在水面上形成单分子油膜,故A、B、C正确;油酸分子直径的数量级是10-10 m,故D错.2.(多选)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小,下列哪些措施是可行的()A.油酸浓度适当大一些B.油酸浓度适当小一些C.油酸扩散后立即绘出轮廓图D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图答案BD解析为能形成单分子油膜,油酸浓度应适当小些;绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行,B、D选项正确.3.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,下列关于油膜法实验的说法中正确的是()A.可以直接将油酸滴到浅水盆中进行实验B.实验中撒痱子粉应该越多越好C.该实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜D.实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓答案 C解析为了使油酸分子紧密排列,实验时先将痱子粉均匀洒在水面上,再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,故A错误;实验时先将痱子粉均匀洒在水面上适量即可,不能太多.故B错误;油膜为单分子紧密排列的,因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径,故C正确;实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量,故D错误.4.如图2所示,在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,下列说法中正确的是()图2A.用油膜法可以精确测量分子的大小B.油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积C.计算油膜面积时,应舍去所有不足一格的方格D.实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉洒在水面上答案 B解析由于油膜法假设分子是单层并且紧密相连的,并不完全符合实际,故不能精确测量分子的大小,故A错误;根据实验原理可知,分子直径是由纯油酸的体积除以相应的油膜的面积,故B正确;在计算面积时,超过半个的按一个,不足半格的才能舍去,故C错误;实验时要先洒痱子粉,再滴油酸酒精溶液,故D错误.5.(多选)某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中,测得的分子直径明显偏大,其原因可能是() A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量的酒精C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数误多记了10滴答案AC解析计算油酸分子直径的公式是d=VS,V是纯油酸的体积,S是油膜的面积.油酸未完全散开,S偏小,故得到的分子直径d将偏大,故A正确;计算时利用的是纯油酸的体积,如果含有大量的酒精,则油酸的实际体积偏小,则直径将偏小,故B错误;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,故C正确;求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数误多记了10滴,由V0=Vn可知,纯油酸的体积将偏小,则计算得到的分子直径将偏小,故D错误.6.在用油膜法估测分子的大小的实验中,具体操作如下:①取油酸1 mL注入250 mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液.②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1 mL为止,恰好共滴了100滴.③在浅盘内注入蒸馏水,静置后滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一油膜.④测得此油膜面积为3.60×102 cm2.(1)这种粗测方法是将每个分子视为____________,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为__________,这层油膜的厚度可视为油酸分子的______________.(2)利用数据可求得油酸分子的直径为__________ m.答案(1)球形单分子油膜直径(2)1.11×10-97.本实验利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜,估测分子大小.实验步骤如下:①将5 mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中,盖上盖并摇动,使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液,读出该溶液的体积为N mL.②用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中,记下当杯中溶液到达1 mL时的总滴数n.③在边长约40 cm的浅盘里倒入自来水,深约2 cm,将少许细石膏粉均匀地轻轻撒在水面上.④用滴管往盘中水面上滴一滴油酸酒精溶液.由于酒精溶于水而油酸不溶于水,于是该滴中的油酸就在水面上散开,形成油酸薄膜.⑤将玻璃板放在浅盘上方,待油酸薄膜稳定后可认为已形成单分子层油酸膜.用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上.⑥取下玻璃板放在坐标纸上,量出该单分子层油酸膜的面积S cm2.在估算油酸分子大小时,可将分子看成球形.用以上实验步骤中的数据和符号表示,油酸分子的半径r=______.答案52nNS cm解析由①得油酸酒精溶液中的油酸浓度为5N ;由②得1滴油酸酒精溶液中的纯油酸含量为V=1n·5N mL;油酸分子的半径r=d2=V2S=52nNS cm.8.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,(1)某同学操作步骤如下:①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;④在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积.改正其中的错误:________________________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3 mL,其形成的油膜面积为40 cm2,则估测出油酸分子的直径为________ m.答案(1)②在量筒中滴入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10-9解析(1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时相对误差太大,应用微小量累积法减小测量误差.③水面上不撒痱子粉时,滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败.(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得:d=VS=4.8×10-3×10-6×0.10%40×10-4m=1.2×10-9 m.9.如图3所示,在用油膜法估测分子的大小的实验中,现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个倒入约2 cm深的水的浅盘,一支滴管,一个量筒.请补充下述估测分子大小的实验步骤:图3(1)________(需测量的物理量自己用字母表示).(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,等油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图4所示.(已知坐标纸上每个小方格面积为S,求油膜面积时,半个以上方格面积记为S,不足半个舍去)则油膜面积为________.(3)估算油酸分子直径的表达式为d=________.答案见解析解析(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液,读其体积为V.(2)利用补偿法,可查得油膜面积为106S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V′=VN×nm+n,油膜面积S′=106S,由d=V′S′得d=nV106NS(m+n).一、阿伏加德罗常数及相关估算问题阿伏加德罗常数N A是联系宏观量和微观量的桥梁,在已知宏观物理量的基础上,往往可借助N A计算出某些微观物理量,有关计算主要有:1.已知物质的摩尔质量M,可以求得物质分子的质量m=M N A.2.已知物质的摩尔体积V,可以求得物质分子的体积V0=VN A(此式只适用于固、液体的计算,对气体来说求得的是分子平均占有的空间体积).3.物质分子个数的计算,一般先算出物质的量n,则总个数为N=nN A.[复习过关]1.已知地球的半径为6.4×103km,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1.设想将1 kg水均匀地分布在地球表面,则1 cm2的地球表面上分布的水分子数目约为()A.7×103个B.7×106个C.7×1010个D.7×1012个答案 B解析 1 kg水中的水分子总数:n=mM N A=11.8×10-2×6.02×1023个≈3.3×1025个.地球表面积:S=4πR2=4×3.14×(6.4×106)2 m2≈5×1018 cm2,则1 cm2的地球表面上分布的水分子数:n′=nS≈7×106个,故选项B正确.2.空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥.某空调工作一段时间后,排出液化水的体积为V,水的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,则液化水中水分子的总数N和水分子的直径d分别为()A.N=MρVN A,d=36MπρN AB.N=ρVN AM,d=3πρNA6MC.N=ρVN AM,d=36MπρN AD.N=MρVN A,d=3πρNA6M答案 C解析水的摩尔体积V mol=M ρ水分子数n=VV mol N A=ρVN A M将水分子看成球形,由V molN A =16πd3,解得水分子直径为d=36MπρN A.故选C.3.(多选)一般物质分子非常小,分子质量也非常小,科学家采用摩尔为物质的量的单位,实现了微观物理量与宏观物理量间的换算.1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量称为阿伏加德罗常数N A,通过下列条件可以得出阿伏加德罗常数的是()A.己知水分子的体枳和水的摩尔质量B.己知水的摩尔质量和水分子的质量C.已知氧气分子的质量和氧气的摩尔质量D.己知氧气分子的体积和氧气的摩尔体积答案BC解析已知水分子体积和水的摩尔质量,不能求出阿伏加德罗常数,故A错误;用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏加德罗常数,故B正确;氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量等于阿伏加德罗常数,故C正确;气体分子间隙较大,利用氧气分子占据空间的体积和氧气的摩尔体积,不可求出阿伏加德罗常数.故D错误;故选B、C.二、扩散现象、布朗运动和分子热运动1.分子热运动:分子永不停息的无规则运动.(1)宏观表现:布朗运动和扩散现象.(2)特点:①永不停息.②运动无规则.③温度越高,分子的热运动越激烈.2.扩散现象是分子无规则运动的直接结果,是分子无规则运动的宏观表现.(1)扩散现象发生时,气态物质的扩散现象最快、最显著,液态次之,固态物质的扩散现象最慢,短时间内非常不明显.(2)在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越显著.(3)扩散现象发生的明显程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制,当浓度低时,扩散现象较为显著.3.布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动.(1)布朗运动不是液体分子的无规则运动,也不是固体颗粒分子的无规则运动,而是固体小颗粒的无规则运动.(2)布朗运动产生的原因不是外界因素造成的,如加热、对流、重力等都不能形成布朗运动,布朗运动是液体分子无规则运动撞击固体小颗粒形成的.(3)布朗运动是永不停息的无规则运动,实验中的折线是固体颗粒的位置连线,不代表颗粒运动的轨迹.[复习过关]4.下列说法正确的是()A.温度升高时,物体内每个分子的热运动速度都增大B.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动C.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动D.扩散现象可以在液体、气体中进行,也可以在固体中发生答案 D解析温度升高时,物体内分子的热运动平均动能增大,故平均速度增大,不是每个分子的速度都增大,故A 错误;布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动,不是液体分子的无规则运动,而是液体分子无规则运动的反映,故B错误;布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动,是由大量分子撞击引起的,反应了液体分子的无规则运动,故C错误;扩散现象可以在液体、气体中进行,也能在固体中发生,故D正确.5.(多选)下列四种现象中,属于扩散现象的有()A.雨后的天空中悬浮着很多的小水滴B.海绵吸水C.在一杯开水中放几粒盐,整杯水很快就会变咸D.把一块煤贴在白墙上,几年后铲下煤后发现墙中有煤答案CD解析扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方中去的现象,它是分子运动引起的.天空中的小水滴不是分子,小水滴是由大量水分子组成的,这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为,故A项不对.同样海绵吸水也不是分子运动的结果,故B项也不对.而整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间所致,墙中有煤也是煤分子渗透的结果,故C、D项正确.6.下列关于布朗运动的叙述,正确的是()A.固体小颗粒做布朗运动是由于固体小颗粒内部的分子运动引起的B.液体的温度越低,悬浮小颗粒的运动越缓慢,当液体的温度降到零摄氏度时,固体小颗粒的运动就会停止C.被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动是因为冰中的水分子不运动D.固体小颗粒做布朗运动是由于液体分子对小颗粒的碰撞引起的答案 D解析固体小颗粒的布朗运动是由于液体分子的无规则运动引起的,故A错误,D正确;温度越低,小颗粒的运动由于液体分子的运动减慢而减慢,但即使降到零摄氏度,液体分子还是在运动的,布朗运动是不会停止的,故B项错误;被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动是因为受力平衡,而不是由于水分子不运动(水分子不可能停止运动,因为热运动是永不停息的),故C项错误.三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离的变化图象非常相似,但却有着本质的区别.1.分子力的变化由分子力与分子间距的关系图判断,如图1所示;图12.判断分子势能的变化有两种方法:①看分子力做功情况;②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断,如图2所示,但要注意r=r0是分子势能最小的点.图2[复习过关]7.如图3所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,若规定无限远处分子势能为零,则()图3A.乙分子在b处势能最小,且势能为负值B.乙分子在c处势能最小,且势能为负值C.乙分子在d处势能一定为正值D.乙分子在d处势能一定小于在a处势能答案 B解析(1)由于乙分子由静止开始,在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动,引力做正功,分子势能一直在减小,到达c点时所受分子力为零,加速度为零,速度最大,分子动能最大,分子势能最小为负值;(2)到达c点后乙分子继续向甲分子靠近,由于分子力为斥力,故乙分子做减速运动,直到速度减为零,设到达d点后返回,故乙分子运动范围在ad之间;(3)在分子力表现为斥力的那一段cd上,随分子间距的减小,乙分子克服斥力做功,分子力、分子势能随间距的减小一直增加.8.(多选)如图4所示为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线,下列说法正确的是()图4A.当r>r1时,分子间的作用力表现为引力B.当r<r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当r=r1时,分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功E.当r<r1时,随着r的减小,分子势能增大,分子间相互作用的引力和斥力也增大答案BE解析从分子势能图象可知,当0<r<r2时,分子间表现为斥力,当r>r2时,表现为引力,故A错误;当r <r1时,分子间的作用力表现为斥力,故B正确;由图可知,当r=r2时分子势能最小;当分子势能最小时,即r=r2时分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,而不是r=r1时作用力为零,故C错误;在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力,即为斥力,做正功,故D错误;当r<r1时,体现斥力,当随着r的减小,斥力做负功,则分子势能增大,分子间相互作用的引力和斥力也增大,不过斥力增大较快,故E正确.9.(多选)如图5所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图5中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则()图5A.乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动B.乙分子从a到c做加速运动,到达c时速度最大C.乙分子由a到c的过程中,两分子间的分子势能先减少后增大D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能先减少后增大答案BD解析从a到c,分子力一直为引力,分子力一直做正功,分子乙一直做加速运动,故A错误;乙分子由a到c,分子力为引力,分子力对乙做正功,乙做加速运动,c到d分子力为斥力,分子乙做减速运动,所以到达c点时速度最大.故B正确;乙分子由a到c的过程中,分子力一直做正功,故分子势能一直减小,故C错误;乙分子由b到d的过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,故D正确.四、物体的内能物体的内能指物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和.1.内能的决定因素(1)从宏观上看:物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定.(2)从微观上看:物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定.2.内能与机械能的区别内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能;机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能.物体的机械能在一定的条件下可以等于零,但物体的内能不可能等于零,这是因为组成物体的分子在永不停息地做着无规则的热运动,分子之间彼此有相互作用.在热现象的研究中,一般不考虑物体的机械能.3.内能与热量的区别内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下有不同的内能,而热量是一个过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量,即内能的改变量.如果没有热传递,就无所谓热量,但此时物体仍有一定的内能.例如,我们不能说“某物体在某温度时具有多少热量”.[复习过关]10.下列说法正确的是()A.温度低的物体内能一定小B.温度低的物体分子运动的平均速率小C.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大D.分子距离增大,分子势能一定增大答案 C解析温度低的物体分子平均动能小,但如果物质的量大,则内能也可能大,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度低的物体若分子的质量小,平均速率不一定小,故B错误;温度是分子平均动能的标志,是大量分子运动的统计规律.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大.故C正确;当r<r0时,分子力为斥力,分子距离增大时,分子势能减小,D错误.11.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子平均动能增加C.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和D.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加答案 C解析气体分子间的距离比较大,甚至可以忽略分子间的作用力,分子势能也就不存在了,所以气体在没有容器的约束下散开是分子无规则热运动的结果,所以A错.100 ℃的水变成同温度的水蒸气,分子的平均动能不变,所以B错误.根据内能的定义可知C正确.如果气体的温度升高,分子的平均动能增大,热运动的平均速率也增大,这是统计规律,但就每一个分子来讲,速率不一定增加,故D项错误.12.(多选)关于内能和机械能的下列说法中不正确的是()A.内能和机械能各自包含动能和势能,因此它们在本质上是一样的B.运动物体的内能和机械能均不为零C.一个物体的机械能可以为零,但它们的内能永远不可能为零D.物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变答案AB解析机械能是指宏观物体动能、重力势能、弹性势能等,内能是指分子动能、分子势能,有本质的区别,A 错.物体的分子运动永不停息,内能不能为零,但物体机械能可以为零,B错,C对.机械能、内能在一定条件下可相互转化,但没有转化时,一个可以变化,另一个可以不变,D对.一、气体压强的计算方法1.参考液面法选取一个假想的液体薄片(自重不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立力的平衡方程,约去横截面积,得到液片两侧的压强平衡方程,解方程,求得气体压强.2.平衡法如果要求固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据力的平衡条件求解.3.动力学法当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体的压强,首先要恰当地选择研究对象(如与气体相关联的液柱、固体等),并对其进行受力分析(特别要注意分析内、外气体的压力),然后应用牛顿第二定律列方程求解.1.如图1所示,两端开口的U型管中装有水银,在右管中用水银封闭着一段空气,要使两侧水银面高度差h 增大,应()图1A.从左管滴入水银B.从右管滴入水银C.让气体升温D.增大大气压强答案 B解析以右侧管中封闭气体作为研究对象,封闭气体的压强p=p0+h=p0+h右,要使两侧水银面高度差h增大,封闭气体的压强p=p0+h变大;从左侧管口滴入水银,h右不变,封闭气体压强p=p0+h右不变,两侧水银面高度差h不变,故A错误;从右侧管口滴入水银,h右变大,封闭气体压强p=p0+h右变大,由p=p0+h可知,两侧水银高度差h增大,故B正确;使气体升温,h右不变,封闭气体压强p=p0+h右不变,两侧水银面高度差h不变,故C错误;增大大气压强,封闭气体的压强p=p0+h=p0+h右,h=h右,不变,故D错误;故选B. 2.(多选)如图2所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使汽缸悬空静止.若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较()图2A.绳子张力不变B.缸内气体压强变小C.绳子张力变大D.缸内气体体积变小答案AD解析由整体法可知绳子的张力不变,故A对,C错;取活塞为研究对象,气体降温前后均处于静止,mg、p0S=C,当T减小时,V一定减小,和拉力F T均不变,故pS不变,p不变,故B选项错;由盖—吕萨克定律可知VT故D选项正确.3.有一段12 cm长的汞柱,在均匀玻璃管中封住一定质量的气体,若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上,在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0=76 cmHg)()A.76 cmHg B.82 cmHgC.88 cmHg D.70 cmHg。
高中物理人教版《选修3-3模块》综合检测试题(含答案)
高中物理人教版《选修3-3模块》综合检测试题(时间:50分钟满分:60分)1.(15分)(全国甲卷) (1)(5分)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示。
其中对角线ac的延长线过原点O。
下列判断正确的是________。
A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功(2)(10分)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。
某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。
当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。
若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
2.(15分)(全国乙卷)(1)(5分)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(2)(10分)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=2σr,其中σ=0.070 N/m。
现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。
已知大气压强p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。
(ⅰ)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(ⅱ)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。
3.(15分)(全国丙卷)(1)(5分)关于气体的内能,下列说法正确的是______。
高中物理选修3-3综合测试题(内含详细答案)
高中物理选修3-3综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.对一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体温度越高,气体分子的热运动就越剧烈C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时,气体分子的势能减小,因而气体的内能一定减少[答案]BC[解析]气体分子间空隙较大,不能忽略,选项A错误;气体膨胀时,分子间距增大,分子力做负功,分子势能增加,并且改变内能有两种方式,气体膨胀,对外做功,但该过程吸、放热情况不知,内能不一定减少,故选项D错误.2.(2011·深圳模拟)下列叙述中,正确的是()A.物体温度越高,每个分子的动能也越大B.布朗运动就是液体分子的运动C.一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能可能不变D.热量不可能从低温物体传递给高温物体[答案] C[解析]温度高低反映了分子平均动能的大小,选项A错误;布朗运动是微小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动,而不是液体分子的运动,选项B错误;物体内能改变方式有做功和热传递两种,吸收热量的同时对外做功,其内能可能不变,选项C正确;由热力学第二定律可知,在不引起其他变化的前提下,热量不可能从低温物体传递给高温物体,选项D错误.3.以下说法中正确的是()A.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加C.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D.水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系[答案]BD[解析]一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,选项A错误;布朗运动是在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动,选项C错误.4.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是()A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小[答案] C[解析]当分子力表现为引力时,说明分子间距离大于平衡距离,随着分子间距离的增大分子力先增大后减小,但分子力一直做负功,分子势能增大,A、B错误;当分子力表现为斥力时,说明分子间距离小于平衡距离,随着分子间距离的减小分子力增大,且分子力一直做负功,分子势能增大,只有C正确.5.(2011·西安模拟)一定质量气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是()A.温度升高后,气体分子的平均速率变大B.温度升高后,气体分子的平均动能变大C.温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大D.温度升高后,单位体积内的分子数增多,撞击到单位面积器壁上的分子数增多了[答案]ABC[解析]温度升高后,气体分子的平均速率、平均动能变大,撞击器壁的平均撞击力增大,压强增大,A、B、C对;分子总数目不变,体积不变,则单位体积内的分子数不变,D 错.6.(2011·抚顺模拟)下列说法中正确的是()A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小[答案]BC[解析]布朗运动间接反映液体分子永不停息地无规则运动,A错;当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间距离增大,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,D错.7.(2011·东北地区联合考试)低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活,同时也是一种低成本、低代价的生活方式.低碳不仅是企业行为,也是一项符合时代潮流的生活方式.人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中()A.外界对封闭气体做正功B.封闭气体向外界传递热量C.封闭气体分子的平均动能增大D.封闭气体由于气体分子密度增大,而使压强增大[答案]ABD[解析]由温度与分子的平均动能关系可确定分子平均动能的变化,再结合热力学第一定律可分析做功的情况.因为气体的温度不变,所以气体分子的平均动能不变,C错误;当气体体积减小时,外界对气体做功,A正确;由热力学第一定律可得,封闭气体将向外界传递热量,B正确;气体分子的平均动能不变,但单位体积内的分子数目增大,故压强增大,D正确.8.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大[答案]BC[解析]气体散开是气体分子无规则运动的结果,故A错;水蒸气的分子势能大于水的分子势能,故B对;压强不变,体积增大,温度一定升高,对外做功,故吸热,故C对;而D项中不能确定气体体积的变化,故D错.9.一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些,如图所示,则缸内封闭着的气体()A.每个分子对缸壁的冲力都会减小B.单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C.分子平均动能不变D.若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量[答案] B[解析]把活塞向上拉起体积增大,气体对活塞做功,气体内能减小,温度降低,分子的平均冲力变小,碰撞次数减少,故AC错B对;气体内能的减小量等于对大气做的功减去F做的功,故D错.10.如图所示,带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体,将一个半导体NTC热敏电阻R置于气缸中,热敏电阻与气缸外的电源E和电流表A组成闭合回路,气缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能,若发现电流表的读数增大,以下判断正确的是(不考虑电阻散热)()A.气体一定对外做功B.气体体积一定增大C.气体内能一定增大D.气体压强一定增大[答案]CD[解析]电流表读数增大,说明热敏电阻温度升高,即气体温度升高,而理想气体的内能只由温度决定,故其内能一定增大,C正确.由热力学第一定律ΔU=W+Q,因绝热,所以Q=0,而ΔU>0,故W>0,即外界对气体做功,气体体积减小,由p、V、T的关系知,压强增大,D正确.第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分.把答案直接填在横线上)11.(6分)体积为4.8×10-3cm3的一个油滴,滴在湖面上扩展为16cm2的单分子油膜,则1mol这种油的体积为________.[答案] 8.5×10-6m 3[解析] 根据用油膜法估测分子的大小的原理,设油分子为球形,可算出一个油分子的体积,最后算出1mol 这种油的体积.V =16πd 3N A =16π(V S)3·N A =16×3.14×(4.8×10-3×10-616)3×6.02×1023m 3 ≈8.5×10-6m 3.12.(6分)汽车内燃机气缸内汽油燃烧时,气体体积膨胀推动活塞对外做功.已知在某次对外做功的冲程中,汽油燃烧释放的化学能为1×103J ,因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8×102J.该内燃机的效率为________.随着科技的进步,可设法减少热量的损失,则内燃机的效率能不断提高,其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.[答案] 20% 不可能[解析] 内燃机的效率η=W 有W 总=1×103J -8×103J 1×103J =20%;内燃机的效率永远也达不到100%.13.(6分)(2011·烟台模拟)如图所示,一定质量的理想气体经历如图所示的AB 、BC 、CA 三个变化过程,则:符合查理定律的变化过程是________;C →A 过程中气体____________(选填“吸收”或“放出”)热量,__________(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功,气体的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”).[答案] B →C 吸收 气体对外界 增大三、论述计算题(共4小题,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14.(10分)如图甲所示,用面积为S 的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m .现对气缸缓缓加热,使气缸内的空气温度从T 1升高到T 2,空气柱的高度增加了ΔL ,已知加热时气体吸收的热量为Q ,外界大气压强为p 0.求:(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少?(2)气缸内温度为T 1时,气柱的长度为多少?(3)请在图乙的V -T 图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向).[答案] (1)Q -(p 0S +mg )ΔL (2)T 1ΔL T 2-T 1 (3)见解析图 [解析](1)对活塞和砝码:mg +p 0S =pS ,得p =p 0+mgS气体对外做功W =pS ΔL =(p 0S +mg )ΔL由热力学第一定律W +Q =ΔU得ΔU =Q -(p 0S +mg )ΔL(2)V 1T 1=V 2T 2,LS T 1=(L +ΔL )S T 2解得L =T 1ΔL(T 2-T 1)(3)如图所示.15.(10分)如图所示,一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ,再从状态B 变化到状态C .已知状态A 的温度为480K.求:(1)气体在状态C 时的温度;(2)试分析从状态A 变化到状态B 整个过程中,气体是从外界吸收热量还是放出热量.[答案] (1)160K (2)吸热[解析] (1)A 、C 两状态体积相等,则有p A T A =p CT C得:T C =p Cp A T A =0.5×4801.5K =160K(2)由理想气体状态方程p A V A T A =p B V BT B得:T B =p B V B p A V A T A =0.5×3×1801.5×1K =480K由此可知A、B两状态温度相同,故A、B两状态内能相等,而该过程体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律得:气体吸收热量.16.(11分)(2011·陕西省五校模拟)对于生态环境的破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上春季干旱少雨,所以近年来我国北方地区3、4月份扬尘天气明显增多.据环保部门测定,在北京地区沙尘暴严重时,最大风速达到12m/s,同时大量的微粒在空中悬浮.沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到 5.8×10-6kg/m3,悬浮微粒的密度为2.0×103kg/m3,其中悬浮微粒的直径小于10-7m的称为“可吸入颗粒物”,对人体的危害最大.北京地区出现上述沙尘暴时,设悬浮微粒中总体积的150为可吸入颗粒物,并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×10-8m,求1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少?(计算时可把吸入颗粒物视为球形,计算结果保留一位有效数字)[答案]9×105个[解析]先求出可吸入颗粒物的体积以及1m3中所含的可吸入颗粒物的体积,即可求出1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量.沙尘暴天气时,1m3的空气中所含悬浮微粒的总体积为V=mρ=5.8×10-6×12.0×103m3=2.9×10-9m3那么1m3中所含的可吸入颗粒物的体积为:V′=V50=5.8×10-11m3又因为每一个可吸入颗粒的体积为:V0=16πd3≈6.54×10-23m3所以1m3中所含的可吸入颗粒物的数量:n=V′V0≈8.9×1011个故 1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为:n′=n×1.0×10-6=8.9×105(个)≈9×105(个)17.(11分)(2011·广州模拟)如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S,将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,求:(1)外界空气的温度是多少?(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?[答案] (1)h 0+d h T 0(2)Q -(mg +p 0S )d [解析] (1)取密闭气体为研究对象,活塞上升过程为等压变化,由盖·吕萨克定律有V V 0=T T 0得外界温度T =V V 0T 0=h 0+d h 0T 0(2)活塞上升的过程,密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,所以外界对系统做的功W =-(mg +p 0S )d根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能ΔE =Q +W =Q -(mg +p 0S )d。
高中物理 选修3-3 综合训练试卷 (含答案解析)
高中物理 选修3-3 综合训练试卷 (含答案解析)1.(1)如题12A-1图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。
离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。
下列说法正确的是( )A .转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量B .转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C .转动的叶片不断搅动热水,水温升高D .叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如题12A-2图所示,内壁光滑的气缸水平放置。
一定质量的理想气体被密封在气缸内,外界大气压强为P 0。
现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q 后,体积由V 1增大为V 2。
则在此过程中,气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了_____________。
(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283kg ·mol -1,密度ρ=0.895×103kg ·m -3.若100滴油酸的体积为1ml ,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取N A =6.02×1023mol -1.球的体积V 与直径D 的关系为316V D π=,结果保留一位有效数字) 2.(1)以下说法正确的是A .当两个分子间的距离为r 0(平衡位置)时,分子势能最小B .布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C .一滴油酸酒精溶液体积为V ,在水面上形成的单分子油膜面积为S ,则油酸分子的直径V d S= D .温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质 (2)如图所示,一直立的气缸用一质量为m 的活塞封闭一定量的理想 气体,活塞横截面积为S ,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞被固定,打开固定螺栓K ,活塞上升,经过足够长时间后,活塞停在B 点,则活塞停在B 点时缸内封闭气体的压强为 ,在该过程中,缸内气体 (填“吸热”或“放热”).(设周围环境温度保持不变,已知AB =h ,大气压强为p 0,重力加速度为g )(3)“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆.水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池,游泳池长50 m 、宽25 m 、水深3 m .设水的摩尔质量为M =1.8×10-2kg /mol ,试估算该游泳池中水分子数.3.封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A 变到状态D ,其体积V 与热力学温度关T 系如图所示,该气体的摩尔质量为M ,状态A 的体积为V 0,温度为T 0,O 、A 、D 三点在同一直线上,阿伏伽德罗常数为N A 。
人教版高中物理选修3-3--综合-测试含答案和详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-3 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是( )A.铅分子做无规则热运动!B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用2.在显微镜下观察稀释了的墨汁,将会看到( )A.水分子无规则运动的情况B.炭颗粒无规则运动的情况C.炭分子无规则运动的情况D.水分子和炭颗粒无规则运动的情况\3.温度都是0 ℃的水和冰混合时,以下说法正确的是()A.冰将熔化成水B.水将凝固成冰C.如果水比冰多的话,冰熔化;如果冰比水多的话,水结冰D.都不变,冰水共存4.关于布朗运动,下列说法中正确的是()A.因为布朗运动与温度有关,所以布朗运动又叫热运动B.布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映&C.布朗运动是固体颗粒周围液体(或气体)分子无规则运动的反映D.春风刮起的砂粒在空中的运动是布朗运动5.固体分子的热运动表现是它们总在平衡位置附近做无规则的振动.我们只讨论其中的两个分子,下面的说法中正确的是()A.这两个分子间的距离变小的过程,就是分子力做正功的过程B.这两个分子间的距离变小的过程,就是分子力做负功的过程C.这两个分子间的距离变小的过程,分子势能是先变小后变大D.这两个分子间的距离最近的时刻,就是分子动能最大的时刻6.关于理想气体,正确的说法是()}A.只有当温度很低时,实际气体才可当作理想气体B.只有压强很大时,实际气体才可当作理想气体C.在常温常压下,许多实际气体可当作理想气体D.所有的实际气体在任何情况下,都可以当作理想气体7.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处静止释放,在分子力的作用下靠近甲.图中d点是分子靠得最近的位置,则乙分子速度最大处可能是()A.a点B.b点,C.c点D.d点8.关于内能的正确说法是()A.物体分子热运动的动能的总和就是物体的内能B.对于同一种物体,温度越高,分子平均动能越大C.同种物体,温度高、体积大的内能大D.温度相同,体积大的物体内能一定大9.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有 (),A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.热量是热传递过程中内能转移量的量度10.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气,每次能把体积为V0,压强为p0的空气打入容器内,若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度不变,则打了n次后容器内气体的压强为()A.B.p0+np0C.p+n()、D.p0+()n·p011.下列物理现象及其原理的叙述正确的是()A.纤细小虫能停在平静的液面上,是由于受到浮力的作用B.墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果C.“破镜不能重圆”,是因为接触部分的分子间斥力大于引力D.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向异性的表现12.将一枚硬币轻轻地置于水面,可以不下沉,此时与硬币重力相平衡的力是() A.水的浮力'B.水的表面张力C.水的浮力和表面张力的合力D.水的浮力和空气的浮力的合力13.对饱和汽,下面说法正确的是 ()A.液面上的汽分子的密度不断增大B.液面上的汽分子的密度不断减小C.液面上的汽分子的密度不变D.液面上没有汽分子`14.容积V=20 L的钢瓶充满氧气后,压强为p=30个大气压,打开钢瓶盖阀门,让氧气分别装到容积为V0=5 L的小瓶子中去,若小瓶子已抽成真空,分装到小瓶子中的氧气压强均为p0=2个大气压,在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变,那么最多可装的瓶数是()A. 4B. 50C. 56D. 6015.一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5 ℃升高到10 ℃,体积的增量为ΔV1;温度由10 ℃升高到15 ℃,体积的增量为ΔV2,则()A.ΔV1=ΔV2B.ΔV1>ΔV2!C.ΔV1<ΔV2D.无法确定第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加 1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成一层单分子油膜的形状如图所示.(1)若每一方格的边长为30 mm,则油酸薄膜的面积为________ m2;~(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______ m3;(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为______ m.三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图所示,均匀薄壁U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口且足够长,用两段水银封闭了A、B两部分理想气体,下方水银的左右液面高度相差ΔL=10 cm,右管上方的水银柱高h=14 cm,初状态环境温度为27 ℃,A部分气体长度l1=30 cm,外界大气压强p0=76 cmHg.现保持温度不变,在右管中缓慢注入水银,使下方水银左右液面等高,然后给A部分气体缓慢升温,使A 部分气体长度回到30 cm.求:(1)右管中注入的水银高度是多少?(2)升温后的温度是多少?18.0 ℃的冰和100 ℃的水蒸气混合后,)(1)若冰刚好全部熔化,则冰和水蒸气的质量比是多少?(2)若得到50 ℃的水,则冰和水蒸气的质量比是多少?(已知水在100 ℃的汽化热是L=2.25×106J/kg,冰的熔化热是λ=3.34×105J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃))19.某次科学实验中,从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热汽缸,把它放在大气压强p0=1 atm、温度t0=27 ℃的环境中自然冷却.该汽缸内壁光滑,容积V=1 m3,开口端有一厚度可忽略的活塞.开始时,汽缸内密封有温度t=447 ℃、压强p=1.2 atm的理想气体,将汽缸开口向右固定在水平面上,假设汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的.求:(1)活塞刚要向左移动时,汽缸内气体的温度t1;(2)最终汽缸内气体的体积V1;(3)在整个过程中,汽缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”),汽缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量.$答案解析1.【答案】D【解析】挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围内,故不脱落的主要原因是分子之间的引力,故D正确,A、B、C错误.2.【答案】B【解析】在显微镜下观察稀释了的墨汁,将会看到炭颗粒无规则运动的情况,故B对.显微镜观察不到分子,所以A、C、D错.3.【答案】D【解析】因为水和冰的温度均为0 ℃,它们之间不发生热交换,故冰和水可以共存,而且含量不变,故D正确.》4.【答案】C【解析】试题分析:A、热运动指的是分子的无规则运动,而布朗运动时微粒的运动;错误B、布朗运动是固体微粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的反映;错误C、称为布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒不停地做无规则运动,是由液体分子对微粒撞击的不平衡产生的;正确D、砂粒的体积和质量远远大于布朗运动中的微粒的体积和质量,很难发生布朗运动,所以刮起的砂粒在空中的运动不是布朗运动;错误故选C点评:布朗运动是悬浮的固体颗粒的运动,不是单个分子的运动,但是布朗运动反映了液体分子的无规则运动.5.【答案】C【解析】两分子的距离变小的过程,可分为两个阶段,第一阶段是从相距较远到平衡位置,这段时间分子间的作用力表现为引力,分子力做正功,分子势能减小而动能增大;第二阶段是从平衡位置再继续靠近的过程,这段时间分子间的作用力表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大而动能逐渐减为0.6.【答案】C7.【答案】C【解析】从a点到c点分子间的作用力表现为引力,分子间的作用力做正功,速度增加;从c点到d点分子间的作用力表现为斥力,分子间的作用力做负功,速度减小,所以在c点速度最大.'8.【答案】B【解析】内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和,故A错;温度是分子平均动能的标志,温度高,分子平均动能大,B对;物体的内能是与物体的物质的量、温度、体积以及存在状态都有关的量,C、D中的描述都不完整.9.【答案】D【解析】物体的内能由温度、体积及物质的量决定,不只由温度决定,故选项A、B错误.在自发的热传递过程中,热量是由高温物体传给低温物体,而内能大的物体不一定温度高,在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大,内能小的物体内能继续减小,故选项C错误;关于热量的论述,选项D是正确的.10.【答案】C【解析】将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态,将打气后容器内气体看成是末态,利用等温分态分式,有pV+np0V0=p′V,得n次打气后容器内气体的压强p′=p+n(),即C 正确.11.【答案】B【解析】纤细小虫能停在平静的液面上,是由于液体表面张力的作用;墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果;“破镜不能重圆”,是因为接触部分的分子间引力较微弱的结果.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向同性的表现,选项B正确.;12.【答案】B【解析】13.【答案】C【解析】对于饱和汽来说,飞入液体的分子和从液面上飞出的分子数目相同,已达到动态平衡,故液面上方的汽分子的密度保持不变,C项正确.14.【答案】C【解析】设最多可装的瓶数为n,由玻意耳定律有pV=p0(V+nV0),所以n===56.15.【答案】A【解析】由盖—吕萨克定律=可得=,即ΔV=·V1,所以ΔV1=×V1,ΔV2=×V2(V1、V2分别是气体在5 ℃和10 ℃时的体积),而=,所以ΔV1=ΔV2,A正确.%16.【答案】(1)7.65×10-2(2)1.2×10-11(3)1.6×10-10【解析】(1)用填补法数出在油膜范围内的格数(四舍五入)为85个,油膜面积为S=85×(3.0×10-2)2m2=7.65×10-2m2.(2)因为50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL,且溶液含纯油酸的浓度为0.06%,故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为:V0=×0.06% mL=1.2×10-11m3.(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径,可估算出油酸分子的直径为d==m≈1.6×10-10m.17.【答案】(1)30 cm (2)117 ℃【解析】(1)设右管中注入的水银高度是Δh,对A部分气体分析,其做等温变化,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2p1=p0+14 cmHg+10 cmHg,p2=p0+14 cmHg+Δh·V1=l1S,V2=(l1-ΔL)S代入数据解得再加入的水银高Δh=30 cm.(2)设升温前温度为T0,升温后温度为T,缓慢升温过程中,对A部分气体分析,升温前V2=(l1-ΔL)S,p2=p0+14 cmHg+Δh升温结束后V3=l1S,p3=p0+14 cmHg+Δh+ΔL由理想气体状态方程得=T0=300 K解得T=390 K则升温后的温度为t=117 ℃.18.【答案】(1)8(2)4.5【解析】(1)冰刚好全部熔化指的是混合后的温度恰好为0 ℃.设冰的质量为m1,水蒸气的质量为m2,则有m1λ=m2L+cm2Δt,所以==≈8.(2)同(1)可得方程式如下:m1λ+m1cΔt′=m2L+cm2Δt′,即==≈4.5.19.【答案】(1)327 ℃(2) 0.5 m3(3)做负功大于【解析】(1)气体做等容变化,由查理定律得=解得T1=600 K ,即t1=327 ℃.(2)由理想气体状态方程得=解得V1=0.5 m3.(3)体积减小,汽缸内气体对外界做负功;由ΔU=W+Q知,汽缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量.。
人教版高二物理选修3-3综合检测试卷【答案+解析】
人教版高二物理选修3-3综合检测试卷一、单选题(共6小题,每小题5分,共30分)1.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中()A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减少C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减少2.用显微镜观察悬浮在水中的花粉,发现花粉微粒不停地做无规则运动,这是布朗运动.这里的“布朗运动”指的是()A.水分子的运动B.花粉分子运动C.花粉微粒的运动D.花粉微粒和花分子的运动3.房间里气温升高3 ℃时,房间内的空气将有1%逸出到房间外,由此可计算出房间内原来的温度是()A.-7 ℃B. 7 ℃C. 17 ℃D. 27 ℃4.一定质量的气体从状态a,经历如图所示的过程,最后到达状态c,设a、b、c三状态下的密度分别为、ρb、ρc,则()A.ρa>ρb>ρcB.ρa=ρb=ρcC.ρa<ρb=ρcD.ρa>ρb=ρc5.当两个分子从相距很远处逐渐靠拢直到不能再靠拢的全过程中,分子力做功和分子势能的变化情况是()A.分子力一直做正功,分子势能一直减小B.分子力一直做负功,分子势能一直增加C.先是分子力做正功,分子势能减小,后是分子力做负功,分子势能增加D.先是分子力做负功,分子势能增加,后是分子力做正功,分子势能减小6.有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不再靠近为止,在这整个过程中,分子势能的变化情况是()A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大二、多选题(共7小题,每小题5.0分,共35分)7.(多选)如图所示为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同.使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为ΔVA、ΔVB,压强变化量ΔpA、ΔpB,对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB,则()A.水银柱向上移动了一段距离B.ΔVA<ΔVBC.ΔpA>ΔpBD.ΔFA=ΔFB8.(多选)有两个分子,它们之间的距离大于10r0,其中一个分子以一定的初动能向另一个分子靠近,在两个分子间的距离逐渐减小的过程中,下列说法正确的是()A.r>r0时,分子势能不断减小,分子动能不断增大B.r=r0时,分子势能为零,分子动能最大C.r<r0时,分子势能增大,分子动能减小D.r具有最小值时,分子动能最小,分子温度最低9.(多选)关于液体的表面张力,下列说法中正确的是()A.液体表面层内的分子分布比液体内部要密B.液体表面层内分子间的引力大于斥力C.表面张力就其本质而言,就是万有引力D.表面张力的方向与液面相切,与分界线垂直10.(多选)一定质量的气体做等压变化时,其V-t图象如图所示,若保持气体质量不变,而改变气体的压强,再让气体做等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是()A.等压线与V轴之间夹角变小B.等压线与V轴之间夹角变大C.等压线与t轴交点的位置不变D.等压线与t轴交点的位置一定改变11.(多选)关于热力学温标和摄氏温标,下列说法正确的是()A.热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃C.热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃D.某物体摄氏温度为10 ℃,即热力学温度为10 K12.(多选)非晶体具有各向同性的特点是由于()A.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C.非晶体内部结构的无规则性D.非晶体内部结构的有规则性13.(多选)下面关于气体压强的说法正确的是()A.气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的B.气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力C.从微观角度看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关D.从宏观角度看,气体压强的大小跟气体的温度和体积有关三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)14.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm,该油酸膜的面积是________ m2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10-6mL,则油酸分子的直径是________ m.(上述结果均保留1位有效数字)四、计算题(共3小题,每小题18.0分,共54分)16.如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再从状态B变化到状态C.已知状态A 的温度为480 K.求:(1)气体在状态C的温度;(2)试分析从状态A变化到状态B的整个过程中,气体是从外界吸收热量还是放出热量.17.如图甲所示,内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体,现在活塞上方缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127 ℃.(1)求汽缸内气体的最终体积;(2)在图乙上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(外界大气压强为1.0×105Pa).18.如图所示,均匀薄壁U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口且足够长,用两段水银封闭了A、B两部分理想气体,下方水银的左右液面高度相差ΔL=10 cm,右管上方的水银柱高h=14 cm,初状态环境温度为27 ℃,A部分气体长度l1=30 cm,外界大气压强p0=76 cmHg.现保持温度不变,在右管中缓慢注入水银,使下方水银左右液面等高,然后给A部分气体缓慢升温,使A 部分气体长度回到30 cm.求:(1)右管中注入的水银高度是多少?(2)升温后的温度是多少?答案解析1.【答案】D【解析】绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递.膨胀过程气体体积增大,气体对外界做正功,外界对气体做负功,W<0,由ΔU=W=U2-U1知,气体内能减小.由于气体分子间的势能可忽略,分子总数不变,所以气体分子的平均动能减小.2.【答案】C【解析】3.【答案】D【解析】以升温前房间里的气体为研究对象,由盖—吕萨克定律:=,解得:T=300 K,t=27 ℃,所以答案选D.4.【答案】D【解析】一定质量的气体从a到b温度不变,压强减小,体积增大,由ρ=可知ρa>ρb,由状态b 到c等容变化,密度不变,ρb=ρc,故D项正确.5.【答案】C【解析】分子距离较远时,分子力表现为引力,靠拢过程中引力做正功,分子势能减小,分子力表现为斥力后分子力做负功,分子势能增大,C对.6.【答案】D【解析】当乙分子由无穷远处向r0移动时,分子力做正功,分子势能减小;当乙分子由r0向甲分子继续靠近时,要克服分子斥力做功,分子势能增大.所以移动的整个过程,分子势能是先减小后增大,选项D正确.7.【答案】AC【解析】假定水银柱不动,升高相同的温度,对气体A:=,得=,同理知=,又因为pA>pB,故pA′-pA>pB′-pB,所以水银柱向上移动,水银柱上下液面压强差更大,所以ΔpA>ΔpB,因此A、C两项正确;因为水银不可压缩,故ΔVA=ΔVB,B项错误;因为ΔFA=ΔpA·SA,ΔFB=ΔpB·SB,故D项错.故正确答案为A、C.8.【答案】AC【解析】r=r0时分子势能最小(与分子势能为0不是一回事);对单个分子而言温度是没有意义的,故选项B、D错误.在r>r0时,分子力表现为引力,分子间的距离减小时,分子力做正功,分子势能减小,分子动能增大,选项A正确;在r<r0时,分子力表现为斥力,分子间的距离减小,分子力做负功,分子势能增大,分子动能减小,选项C正确.9.【答案】BD【解析】在液体与气体相接触的表面层中,液体分子的分布较内部稀疏,分子力表现为引力,A项错,B项对;表面张力的实质是分子力,方向与液面相切,与分界线垂直,C项错,D项对.10.【答案】ABC【解析】对于一定质量气体的等压线,其V-t图象的延长线一定与t轴交于-273.15 ℃点,故C 正确,D错误;由于题目中没有给出压强p的变化情况,因此A、B都有可能,故选A、B、C. 11.【答案】AC【解析】热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准下的计数方式,但仅是起点不同,热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1 ℃是相同的,故A、C对,B错.摄氏温度为10 ℃的物体,热力学温度为283 K,D错.12.【答案】BC【解析】非晶体的各向同性是非晶体内部结构的无规则性使不同方向上物质微粒的排列情况相同.13.【答案】ABCD【解析】气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的,大小等于器壁单位面积上的平均作用力.一定气体的压强大小,微观上取决于分子的平均动能和分子的密集程度,宏观上取决于气体的温度和体积.14.【答案】8×10-35×10-10【解析】正方形小方格的个数约为80个,油膜的面积为:S=80×102mm2=8×10-3m2油酸分子的直径为:d==m=5×10-10m15.【答案】5.0×10-10m【解析】V=××10-6m3=10-10m3d==m=5.0×10-10m16.【答案】(1)160 K (2)见解析【解析】(1)A、C两状态体积相等,则有=得TC=TA=K=160 K.(2)由理想气体状态方程得=得TB=TA=K=480 K由此可知A、B两状态温度相同,故内能相等,因VB>VA,从A到B气体对外界做功.要使A、B两状态内能不变,气体必须从外界吸收热量.17.【答案】(1)1.47×10-3m3(2)见解析图【解析】(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变,即p0V0=p1V1解得p1=p0=×1.0×105Pa=2.0×105Pa在缓慢加热到127 ℃的过程中压强保持不变,则=所以V2=V1=×1.0×10-3m3≈1.47×10-3m3.(2)整个过程中汽缸内气体的状态变化如图所示18.【答案】(1)30 cm (2)117 ℃【解析】(1)设右管中注入的水银高度是Δh,对A部分气体分析,其做等温变化,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2p1=p0+14 cmHg+10 cmHg,p2=p0+14 cmHg+ΔhV1=l1S,V2=(l1-ΔL)S代入数据解得再加入的水银高Δh=30 cm.(2)设升温前温度为T0,升温后温度为T,缓慢升温过程中,对A部分气体分析,升温前V2=(l1-ΔL)S,p2=p0+14 cmHg+Δh升温结束后V3=l1S,p3=p0+14 cmHg+Δh+ΔL由理想气体状态方程得=T0=300 K解得T=390 K则升温后的温度为t=117 ℃.。
人教版高中物理选修3-3测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-3测试题及答案解析全套含模块综合测试题,共5套阶段验收评估(一)分子动理论(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题中只有一个选项符合题意,第6~8小题中有多个选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1.下列说法中正确的是()A.扩散现象就是布朗运动B.布朗运动是扩散现象的特例C.布朗运动就是分子热运动D.扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈解析:选D扩散现象:相互接触的物质彼此进入对方的现象。
不同的固体间、液体间、气体间均可以发生。
扩散现象可以是分子的扩散,也可以是原子、电子等微观粒子的扩散,是由两种接触物质的浓度差引起的。
同种物质间无所谓扩散运动,但同种物质内分子也存在永不停息的无规则运动。
布朗运动:悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则的运动。
它是由液体或气体分子对悬浮颗粒的无规则的碰撞不平衡引起的,并不是分子的无规则运动,也不是扩散现象。
但是扩散现象和布朗运动都反映了分子的无规则热运动。
2.关于温度的概念,下述说法中正确的是()A.温度是分子平均动能的标志,温度越高,则分子平均动能越大B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大C.当某物体的内能增加时,则该物体的温度一定升高D.甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大解析:选A温度是分子平均动能的标志,温度升高,则分子平均动能增大,但不是每一个分子的动能都增大,A正确,B错误。
物体的内能等于所有分子动能和势能之和,内能的变化与分子动能、势能都有关系,C错误。
甲物体的温度比乙物体的温度高,甲物体分子平均动能比乙物体分子平均动能大,由于不明确甲、乙物体分子质量的大小,无法判定两者分子平均速率大小,D错误。
3.A、B两个分子的距离等于分子直径的10倍,若将B分子向A分子靠近,直到不能再靠近的过程中,关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是()A.分子力始终对B做正功,分子势能不断减小B.B分子始终克服分子力做功,分子势能不断增大C.分子力先对B做正功,而后B克服分子力做功,分子势能先减小后增大D.B分子先克服分子力做功,而后分子力对B做正功,分子势能先增大后减小解析:选C由于两分子的距离等于分子直径的10倍,即r=10-9m,则将B分子向A分子靠近的过程中,分子间相互作用力对B分子先做正功、后做负功,分子势能先减小、后增大。
最新精编高中人教版高考物理总复习选修3-3综合测试题及解析
选修3-3综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.对一定质量的想气体,下列说法正确的是( )A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体温度越高,气体分子的热运动就越剧烈.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时,气体分子的势能减小,因而气体的内能一定减少[答案] B[解析] 气体分子间空隙较大,不能忽略,选项A错误;气体膨胀时,分子间距增大,分子力做负功,分子势能增加,并且改变内能有两种方式,气体膨胀,对外做功,但该过程吸、放热情况不知,内能不一定减少,故选项D错误.2.(2012·乌鲁木齐模拟) 在分子力存在的范围内,分子间距离减小时,以下说法中正确的是( )A.斥力减小,引力增大B.斥力增大,引力减小.斥力减小,引力减小D.斥力增大,引力增大[答案] D[解析] 当分子间的距离减小时引力与斥力均增大.3.(2012·南京模拟)关于热现象和热规律,以下说法正确是( )A.布朗运动就是液体分子的运动B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力.随分子间的距离增大,分子间的引力减小,分子间的斥力也减小D.晶体熔时吸收热量,分子平均动能一定增大[答案] B[解析] 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动,A选项错误;晶体吸收热量熔过程中的固液共存态温度不变,分子的平均动能不变,D选项错误,B选项正确.4.做布朗运动实验,得到某个观测记录如图,图中记录的是( )A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线[答案] D[解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,而非分子的运动,故A项错误;既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹,故B项错误;对于某个微粒而言,在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,故也就无法描绘其速度—时间图线,故项错误,D项错误.5.(2012·长沙模拟)下列说法正确的是( )A.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点B.单晶体和多晶体物性质是各向异性的,非晶体是各向同性的.露珠呈球形,是由于表面张力作用的结果D.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中气泡内气体组成的系统的熵增加[答案] AD[解析] 晶体分为单晶体和多晶体,单晶体有固定的熔点和各向异性;而多晶体虽然也有固定的熔点但是却是各向同性的.非晶体和晶体不同的是它没有固定的熔点,而且是各向同性,故A正确,B错误;由于表面张力的作用露珠呈球形,故正确;气泡内气体做等温膨胀,根据熵增加原可知D正确.6(2012·太原模拟)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿轴方向运动,两分子间的分子势能E p与两分子间距离的变关系如图中曲线所示,设分子间所具有的总能量为0,则以下说法正确的是( )A.乙分子在P点(=2)时加速度为零B.乙分子在P点(=2)时动能最大.乙分子在Q点(=1)时处于平衡状态D.乙分子在Q点(=1)时分子势能最小[答案] AB[解析] 由图可知,沿轴负方向看,分子势能先减小,后增加,在P点最小,说明分子力先做正功,后做负功.先是分子引力后是分子斥力,P点为转折点,分子力为零,在P点右边为分子引力,左边为分子斥力.所以乙分子在P点的分子力为零,则加速度也为零,且在P点的动能最大.所以答案为AB 7.(2012·南昌模拟)下列说法中正确的是( )A.只要技术可行,物体的温度可降至-274℃B.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子间的作用表现为相互吸引.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次,与单位体积内的分子和温度有关D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间斥力大于引力[答案] B[解析] 物体的温度不可能降至热力温度以下,A错;根据分子引力和斥力的作用范围和大小关系分析可得,B对;根据气体压强的微观解释可得,对;气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子永不停息地做无规则运动,D错.8.(2012·武汉模拟)对于一定质量的想气体,下列说法正确的是( )A.温度升高,分子的平均动能增大,每次碰撞对容器壁的作用力增大,压强一定增大B.体积减小,单位体积内的分子增多,气体的内能一定增大.绝热压缩一定质量的想气体时,外界对气体做功,内能增加,压强一定增大D.一定质量的想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小[答案][解析] 对于一定质量的想气体温度升高,但如果气体体积增大,压强不一定增大,A错;体积减小,单位体积内的分子增多,但如果对外放热,气体的内能可能减小,B错;孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,D错.只有对.9.(2012·东北三省模拟)下列说法中正确的是( )A.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律B.自然界中的能量虽然是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,故要节约能.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大D.分子从远处靠近固定不动的分子b,当只在b的分子力作用下到达所受的分子力为零的位置时,的动能一定最大[答案] BD[解析] 第一类永动机违背了能量守恒定律,第二类永动机违背了能量转的方向性这一规律,即热力第二定律;气体温度升高时分子热运动剧烈可以导致压强增大,但不知气体体积如何变,由错误!未定义书签。
高中物理 选修3-3 综合复习测试卷(含答案解析)
高中物理 选修3-3 综合复习测试卷(含答案解析)注意事项:1.本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分:第Ⅰ卷为选择题,48分; 第Ⅱ卷为非选择题,72分;全卷满分120分,考试时间为100分钟;2.考生务必将班级、姓名、学号写在相应的位置上.第Ⅰ卷(选择题 共48分)一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的不得分)1.下列说法中正确的是 ( )A .温度是分子平均动能的标志B .物体的体积增大时,分子势能一定增大C .分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D .利用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度,就一定可以求出该种气体的分子质量2.如图1所示,甲分子固定在坐标原点O ,乙分子位于x 轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F >0为斥力,F <0为引力,a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置,现把乙分子从a 处由静止释放,则 ( )A .乙分子由a 到b 做加速运动,由b 到c 做减速运动B .乙分子由a 到c 做加速运动,到达c 时速度最大C .乙分子由a 到c 的过程,动能先增后减D .乙分子由b 到d 的过程,两分子间的分子势能一直增加 3.若以M 表示水的摩尔质量,V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,A N 为阿伏加德罗常数,m 、v 分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式,正确的是:( )A .A V N mρ= B .A M N v ρ= C .A M m N = D .A V v N = 4.关于液体和固体,以下说法正确的是 ( )A .液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B .液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的图1C .液体分子的热运动没有固定的平衡位置D .液体的扩散比固体的扩散快5.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为 甲p 、 乙p ,且 甲p < 乙p ,则( )A .甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B .甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C .甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D .甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能6.如图2所示,两个相通的容器P 、Q 间装有阀门K ,P 中充满气体,Q 为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K 后,P 中的气体进入Q 中,最终达到平衡,则 ( )A. 气体体积膨胀对外做功,内能减小,温度降低B. 气体对外做功,内能不变,温度不变C. 气体不做功,内能不变,温度不变,压强减小D. Q 中气体不可能自发地全部退回到P 中 7.恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积会逐渐增大,不考虑气泡内气体分子势能的变化,下列说法中正确的是 ( )A .气泡内的气体对外界做功B .气泡内的气体内能增加C .气泡内的气体与外界没有热传递D .气泡内气体分子的平均动能保持不变8.如图3所示,某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定,筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作用,则被掩没的金属筒在缓慢下降过程中,筒内空气体积减小. ( )A.从外界吸热B.内能增大C.向外界放热D.内能减小9.一定质量的理想气体,初始状态为p 、V 、T 。
(完整word版)高中物理选修3-3综合测试题含解析
选修3- 3 综合测试题本卷分第I卷(选择题)和第n卷(非选择题)两部分•满分100分,考试时间90分钟.第I卷(选择题共40分)一、选择题(共10 小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1 •对一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A •气体的体积是所有气体分子的体积之和B •气体温度越高,气体分子的热运动就越剧烈C •气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D •当气体膨胀时,气体分子的势能减小,因而气体的内能一定减少[答案] BC[解析]气体分子间空隙较大,不能忽略,选项 A 错误;气体膨胀时,分子间距增大,分子力做负功,分子势能增加,并且改变内能有两种方式,气体膨胀,对外做功,但该过程吸、放热情况不知,内能不一定减少,故选项D错误.2. (2011深圳模拟)下列叙述中,正确的是()A .物体温度越高,每个分子的动能也越大B •布朗运动就是液体分子的运动C. 一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能可能不变D •热量不可能从低温物体传递给高温物体[答案] C[解析]温度高低反映了分子平均动能的大小,选项A 错误;布朗运动是微小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动,而不是液体分子的运动,选项 B 错误;物体内能改变方式有做功和热传递两种,吸收热量的同时对外做功,其内能可能不变,选项 C 正确;由热力学第二定律可知,在不引起其他变化的前提下,热量不可能从低温物体传递给高温物体,选项D错误.3. 以下说法中正确的是()A •熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B •在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加C.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D .水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系[答案] BD[解析]一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,选项 A 错误;布朗运动是在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动,选项C错误.4. 下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是()A .当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B .当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D .当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小[答案] C[解析]当分子力表现为引力时,说明分子间距离大于平衡距离,随着分子间距离的增大分子力先增大后减小,但分子力一直做负功,分子势能增大,A、B 错误;当分子力表现为斥力时,说明分子间距离小于平衡距离,随着分子间距离的减小分子力增大,且分子力一直做负功,分子势能增大,只有 C 正确.5. (2011西安模拟)一定质量气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是()A .温度升高后,气体分子的平均速率变大B .温度升高后,气体分子的平均动能变大C.温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大D .温度升高后,单位体积内的分子数增多,撞击到单位面积器壁上的分子数增多了[答案] ABC[解析]温度升高后,气体分子的平均速率、平均动能变大,撞击器壁的平均撞击力增大,压强增大,A、B、C对;分子总数目不变,体积不变,则单位体积内的分子数不变,D 错.6. (2011抚顺模拟)下列说法中正确的是()A .布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动B .叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C. 液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D. 当两分子间距离大于平衡位置的间距r o时,分子间的距离越大,分子势能越小[答案] BC[解析]布朗运动间接反映液体分子永不停息地无规则运动, A 错;当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间距离增大,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大, D 错.7. (2011东北地区联合考试)低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活,同时也是一种低成本、低代价的生活方式.低碳不仅是企业行为,也是一项符合时代潮流的生活方式.人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术. 在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中()A .外界对封闭气体做正功B •封闭气体向外界传递热量C •封闭气体分子的平均动能增大D •封闭气体由于气体分子密度增大,而使压强增大[答案] ABD[解析]由温度与分子的平均动能关系可确定分子平均动能的变化,再结合热力学第一定律可分析做功的情况•因为气体的温度不变,所以气体分子的平均动能不变,C错误;当气体体积减小时,外界对气体做功,A 正确;由热力学第一定律可得,封闭气体将向外界传递热量,B 正确;气体分子的平均动能不变,但单位体积内的分子数目增大,故压强增大,D正确.&下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A •气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B .一定量100C的水变成100 C的水蒸气,其分子之间的势能增加C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D •如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大[答案] BC[解析]气体散开是气体分子无规则运动的结果,故 A 错;水蒸气的分子势能大于水的分子势能,故 B 对;压强不变,体积增大,温度一定升高,对外做功,故吸热,故 C 对;而D项中不能确定气体体积的变化,故D错.9•一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些,如图所示,则缸内封闭着的气体()A •每个分子对缸壁的冲力都会减小B .单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C.分子平均动能不变D .若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量[答案]B[解析]把活塞向上拉起体积增大,气体对活塞做功,气体内能减小,温度降低,分子的平均冲力变小,碰撞次数减少,故AC错B对;气体内能的减小量等于对大气做的功减去F做的功,故D错.10. 如图所示,带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体,将一个半导体NTC热敏电阻R置于气缸中,热敏电阻与气缸外的电源E和电流表A组成闭合回路,气缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能,若发现电流表的读数增大,以下判断正确的是(不考虑电阻散热)()A .气体一定对外做功B .气体体积一定增大C.气体内能一定增大 D .气体压强一定增大[答案]CD[解析]电流表读数增大,说明热敏电阻温度升高,即气体温度升高,而理想气体的内能只由温度决定,故其内能一定增大,C正确.由热力学第一定律A U= W+ Q,因绝热,所以Q = 0,而A U>0,故W>0,即外界对气体做功,气体体积减小,由p、V、T的关系知,压强增大,D 正确.第n 卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分.把答案直接填在横线上)11. (6分)体积为4.8 x 10_ 3cm 3的一个油滴,滴在湖面上扩展为 16cm 2的单分子油膜, 则1mol 这种油的体积为 _________ .[答案]8.5X 10_6m 3[解析]根据用油膜法估测分子的大小的原理,设油分子为球形,可算出一个油分子的体积,最后算出1mol 这种油的体积.(4.8x 101J <10)3x 6.02 x 1023m 3~ 8.5X 10-6m 312. (6分)汽车内燃机气缸内汽油燃烧时,气体体积膨胀推动活塞对外做功.已知在某 次对外做功的冲程中,汽油燃烧释放的化学能为1x 103J ,因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8 x 102J 该内燃机的效率为 __________ •随着科技的进步,可设法减少热量的损失, 则内燃机的效率能不断提高,其效率 ____________ (选填“有可能”或“仍不可能” )达到100%.[答案]20%不可能W 有 1x 1O 3J — 8x 103J[解析]内燃机的效率 n == = 20% ;内燃机的效率永远也达不到 W 总1 x 10 J100%.13. (6分)(2011烟台模拟)如图所示,一定质量的理想气体经历如图所示的 AB 、BC 、CA 三个变化过程,则:符合查理定律的变化过程是:C T A 过程中气体________ ;:: 艸(选填“吸收”或“放出”)热量, ______________________________ (选填“外界对° 型 他 气体”或“气体对外界”)做功,气体的内能 _____________ (选填“增大”、“减小”或“不变”).[答案]B T C 吸收 气体对外界 增大三、论述计算题(共4小题,共42分•解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算V = 6n d 3N A = 6 荷N A=g x 3.14X6步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14. (10分)如图甲所示,用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m.现对气缸缓缓加热,使气缸内的空气温度从T i升高到T2, 空气柱的高度增加了△!,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p o.求:(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少?⑵气缸内温度为T i时,气柱的长度为多少?⑶请在图乙的V —T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向).J人;⑶见解析图[答案](1)Q —(p o S+ mg) A L (2)I 2—I 1[解析](1)对活塞和砝码:mgmg+ p o S= pS,得p = p o+ $气体对外做功W= pS A L = (p o S+ mg) A L由热力学第一定律 W + Q = A U 得 A U = Q — (p o S + mg) A_V i V 2 LS L +A L S ⑵T 1= T 2, T 1 = T 2 -由此可知A 、B 两状态温度相同,故 A 、B 两状态内能相等,而该过程体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律得:气体吸收热量. 16.(11分)(2011陕西省五校模拟)对于生态环境的破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上春季干旱少雨,所以近年来我国北方地区 3、4月份扬尘天气明显增多.据环保部门测 定,在北京地区沙尘暴严重时,最大风速达到12m/s ,同时大量的微粒在空中悬浮.沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到 5.8X 10-6kg/m 3,悬浮微粒的密度为2.0X 103kg/m 3,其中悬浮微粒的直径小于10-7m 的称为“可吸入颗粒物”,对人体的危害1最大.北京地区出现上述沙尘暴时,设悬浮微粒中总体积的盍为可吸入颗粒物,并认为所有50 可吸入颗粒物的平均直径为 5.0 X 10-8m ,求1.0cm 3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多解得L = T i A LT 2- T i ⑶如图所示.15. (10分)如图所示,一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态B ,再从状态B 变化到状态 C.已知状态A 的温度为480K.求:(1) 气体在状态C 时的温度;(2) 试分析从状态A 变化到状态B 整个过程中,气体是从外界吸 收热量还是放出热量.[答案](1)160K⑵吸热[解析](1)A 、C 两状态体积相等,则有 学=pC得:T C =匹T A =P A0.5 X 480K = 160K(2)由理想气体状态方程P A V AP B V BT A = T B得:T B = P B V BP A V A T A = 0.5X 3 X 1801.5X 1 K = 480K 。
最新人教版高中物理选修3-3:测试卷(三)含答案
高中同步测试卷(三)第三单元气体实验定律(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共11小题,每小题5分,共55分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分.)1.各种卡通形状的氢气球,受到孩子们的喜欢,特别是年幼的小孩,小孩一不小心松手,氢气球就会飞向天空,上升到一定高度会胀破,是因为( )A.球内氢气温度升高B.球内氢气压强增大C.球外空气压强减小D.以上说法均不正确2.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中,管竖直放置时,管内水银面比管外高h,上端空气柱长为l,如图所示,已知大气压强为ρgH,下列说法正确的是( )A.此时封闭气体的压强是ρg(l+h)B.此时封闭气体的压强是ρg(H-h)C.此时封闭气体的压强是ρg(H+h)D.此时封闭气体的压强是ρg(H-l)3.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法中正确的是( )A.从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的C.由图可知T1>T2D.由图可知T1<T24.一定质量的气体,压强为3 atm,保持温度不变,当压强减小了2 atm,体积变化了4 L,则该气体原来的体积为( )A.43L B.2 LC.83L D.3 L5.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增加量为Δp1,当它由100 ℃升高到110 ℃时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( )A.1∶1 B.1∶10C.10∶110 D.110∶106.如图所示,甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是( )A.甲是等压线,乙是等容线B.乙图中p-t线与t轴交点对应的温度是-273.15 ℃,而甲图中V-t线与t轴的交点不一定是-273.15 ℃C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明随温度每升高1 ℃,压强增加相同,但甲图随温度的升高压强不变7.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时感觉很紧,不易拔出来,这主要是因为( )A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高,大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强变小8.如图所示,在一个圆柱形导热汽缸中,用活塞封闭了一部分理想气体,活塞与汽缸壁间是密封而光滑的.用一弹簧测力计挂在活塞上,将整个汽缸悬挂在天花板上,当外界温度升高(大气压不变)时( )A.弹簧测力计示数变大B.弹簧测力计示数变小C.汽缸下降D.汽缸内气体压强变大9.一端封闭的均匀玻璃管,开口向上竖直放置,管中有两段水银柱封闭了两段空气柱,开始时V1=2V2.现将玻璃管缓慢地均匀加热,下列说法中正确的是( ) A.加热过程中,始终有V1′=2V2′B.加热后V1′>2V2′C.加热后V1′<2V2′D.条件不足,无法判断10.如图所示,两个直立汽缸由管道相通.具有一定质量的活塞a、b用刚性杆固连,可在汽缸内无摩擦地移动,缸内及管中封有一定质量的气体,整个系统处于平衡状态.大气压强不变,现令缸内气体的温度缓慢升高一点,则系统再次达到平衡状态时( )A .活塞向下移动了一点,缸内气体压强不变B .活塞向下移动了一点,缸内气体压强增大C .活塞向上移动了一点,缸内气体压强不变D .活塞的位置没有改变,缸内气体压强增大11.如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A 和B ,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气,空气柱长度l 1>l 2,水银柱高度h 1>h 2.今使封闭气柱降低相同的温度(大气压强保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是( )A .均向下移动,A 管移动较多B .均向上移动,A 管移动较多C .A 管向上移动,B 管向下移动D .无法判断题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案二、非选择题(本题共5小题,共45分.按题目要求作答.解答题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.)12.(9分)用注射器做“验证玻意耳定律”的实验,如图所示.(1)若测得注射器的全部刻度长为l ,由________直接读出其容积为V ,由________测得注射器的活塞和钩码框架的总质量为m 1,由________读出大气压强为p 0.当框架两侧对称悬挂钩码总质量为m 2时,则气体压强为________;去掉钩码,用弹簧测力计竖直向上拉框架,测得拉力为F ,则气体压强为________.(2)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p 和体积V 的值后,用p 作纵轴、1V作横轴,画出p -1V图象如图甲、乙、丙,则甲产生的可能原因是____________;乙产生的可能原因是____________;丙产生的可能原因是____________.A .各组的p 、1V取值范围太小B .实验过程中有漏气现象C .实验过程中气体温度升高D .在计算压强时,没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强 (3)在该实验中,需要用刻度尺测量的物理量有________. A .注射器全部刻度的长度 B .活塞移动的距离 C .活塞的直径 D .注射器内空气柱的长度13.(8分)如图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为V 0,压强为p 0的气体,当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩.若气泡内气体可视为理想气体,其温度保持不变,当体积压缩到V 时气泡与物品接触面的面积为S ,求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力.14.(9分)一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形汽缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分;已知活塞的质量为m ,活塞面积为S ,达到平衡时,这两部分气体的体积相等,如图甲所示;为了求出此时上部气体的压强p 10,将汽缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上下两部分气体的体积之比为3∶1,如图乙所示.设外界温度不变,重力加速度大小为g ,求:图甲中上部气体的压强p 10.15.(9分)如图所示,一端封闭的长l =100 cm 、粗细均匀的玻璃管水平放置时,有l 0=50 cm 的空气柱被水银柱封住,水银柱长h =30 cm.将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有Δh =15 cm 的水银柱进入玻璃管.设整个过程中温度始终保持不变,大气压强p 0=1.0×105Pa ,ρ水银=13.6×103kg/m 3.求插入水银槽后管内气体的压强p .(保留两位有效数字)16.(10分)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m 1=2.50 kg ,横截面积为S 1=80.0 cm 2;小活塞的质量为m 2=1.50 kg ,横截面积为S 2=40.0 cm 2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l =40.0 cm ;汽缸外大气的压强为p =1.00×105 Pa ,温度为T =303 K .初始时大活塞与大圆筒底部相距l2,两活塞间封闭气体的温度为T 1=495 K .现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度; (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.参考答案与解析1.[导学号:65430033] 解析:选C.气球上升时,由于高空处空气稀薄,球外气体的压强减小,球内气体要膨胀,到一定程度时,气球就会胀破.2.[导学号:65430034] 解析:选B.取等压面法,选管外水银面为等压面,则由p 气+p h =p 0得p 气=p 0-p h ,即p 气=ρg (H -h ),B 项正确.3.[导学号:65430035] 解析:选ABD.一定质量的气体的等温线为双曲线,由等温线的物理意义可知,压强与体积成反比,且在不同温度下等温线是不同的,所以A 、B 正确.对于一定质量的气体,温度越高,等温线离坐标原点的位置就越远,故C 错误,D 正确.4.[导学号:65430036] 解析:选B.设该气体原来的体积为V 1,由玻意耳定律得3V 1=(3-2)·(V 1+4),解得V 1=2 L.5.[导学号:65430037] 解析:选A.做等容变化,这四个状态在同一条等容线上,因ΔT 相同,所以Δp 也相同.6.[导学号:65430038] 解析:选AD.由查理定律p =CT =C (t +273.15)及盖-吕萨克定律V =CT =C (t +273.15)可知,甲图是等压线,乙图是等容线,故A 项正确;由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t 轴的交点温度为-273.15 ℃,即热力学温度的0 K ,故B 项错误;查理定律及盖-吕萨克定律是气体的实验定律,都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的,当压强很大、温度很低时,这些定律就不成立了,故C 项错误;由于图线是直线,故D 项正确.7.[导学号:65430039] 解析:选D.暖水瓶内气体的温度降低,压强减小,外部大气压强大于内部气体压强,所以软木塞不易拔出来,D 正确,A 、B 、C 错误.8.[导学号:65430040] 解析:选C.测力计上的拉力跟汽缸和活塞总重力相等,当气温升高时,不影响弹簧弹力大小,所以示数不变,故A 、B 错误;以汽缸为研究对象可知,最终达到平衡时,汽缸重力与汽缸内压力之和等于大气压力,因为重力和大气压力均不变,所以汽缸内压力不变,即汽缸内气体压强不变,故D 错误;温度升高,气体的体积膨胀,汽缸下降,故C 正确.9.[导学号:65430041] 解析:选A.加热前后,上段气体的压强保持p 0+ρgh 1不变,下段气体的压强保持p 0+ρgh 1+ρgh 2不变,整个过程为等压变化,根据盖—吕萨克定律得V 1T=V 1′T ′,V 2T =V 2′T ′,所以V 1′V 2′=V 1V 2=21,即V 1′=2V 2′,故A 正确. 10.[导学号:65430042] 解析:选A.假设活塞不动,根据p 1T 1=p 2T 2,温度升高,压强增大,设升温前封闭气体压强为p ,升温后封闭气体压强为p +Δp ,对整体受力分析有pS a +p 0S b +Mg =pS b +p 0S a ,当升温后,因S a >S b ,则(p +Δp )S a +p 0S b +Mg >(p +Δp )S b +p 0S a ,活塞下移,直到气体压强变为p ,A 对.11.[导学号:65430043] 解析:选 A.因为在温度降低过程中,被封闭气柱的压强恒等于大气压强与水银柱因自重而产生的压强之和,故封闭气柱均做等压变化.并由此推知,封闭气柱下端的水银面高度不变.根据盖-吕萨克定律的分比形式ΔV =ΔTT·V ,因A 、B 管中的封闭气柱,初温T 相同,温度降低量ΔT 也相同,且ΔT <0,所以ΔV <0,即A 、B 管中气柱的体积都减小;又因为l 1>l 2,A 管中气柱的体积较大,|ΔV 1|>|ΔV 2|,A 管中气柱减小得较多,故A 、B 两管气柱上方的水银柱均向下移动,且A 管中的水银柱下移得较多.12.[导学号:65430044] 解析:(1)被封闭的气体体积可直接从带刻度的注射器上读出,由天平测量活塞和框架的总质量m 1,由气压计读出当时的大气压p 0,当两边挂上总质量为m 2的钩码时,对活塞根据平衡条件可得:(m 2+m 1)g +p 0S =pS整理得:p =p 0+(m 2+m 1)g S当去掉钩码用测力计向上施加拉力F 时,对活塞由平衡条件可得:F +pS =m 1g +p 0S整理得:p =p 0+m 1g -FS. (2)甲图:是线性关系,但不过原点,相当于把图线向右平移了一个距离或向下平移了一个距离.分析知,体积计算不会出错误,应该是少了一部分压强.乙图:图线向上弯曲,说明pV 乘积变大,是温度升高或质量增加造成的现象. 丙图:图线向下弯曲,说明pV 乘积变小,是温度下降或质量减小造成的现象. (3)A 项正确,这样做的目的是间接测量活塞的横截面积,该注射器最大刻度显示的容积为V m ,测出全部刻度的长度l ,则S =V m l.答案:(1)注射器的刻度 天平 气压计 p 0+m 2g +m 1g S p 0+m 1g -FS(2)D C B (3)A13.[导学号:65430045] 解析:设压力为F ,压缩后气体压强为p ,由等温过程:p 0V 0=pV ,F =pS解得:F =V 0Vp 0S . 答案:V 0Vp 0S14.[导学号:65430046] 解析:设汽缸倒置前下部气体的压强为p 20,倒置后上下气体的压强分别为p 2、p 1,由力的平衡条件有p 20=p 10+mg S ,p 1=p 2+mg S倒置过程中,两部分气体均经历等温过程,设气体的总体积为V 0,由玻意耳定律得p 10V 02=p 1V 04,p 20V 02=p 23V 04解得p 10=5mg4S .答案:5mg 4S15.[导学号:65430047] 解析:设当转到竖直位置时,水银恰好未流出,由玻意耳定律p =p 0l 0l -h=7.1×104Pa ,由于p +ρ水银gh =1.118×105Pa ,大于p 0,必有水银流出,设管内此时水银柱长为x ,由玻意耳定律p 0Sl 0=(p 0-ρ水银gx )S (l -x ),解得x =25 cm ,设插入槽内后管内空气柱长为l ′,l ′=l -(x +Δh )=60 cm ,插入后压强p =p 0l 0l ′=8.3×104Pa. 答案:8.3×104Pa16.[导学号:65430048] 解析:(1)设初始时气体体积为V 1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V 2,温度为T 2.由题给条件得V 1=S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2+S 2⎝⎛⎭⎪⎫l -l 2① V 2=S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中,用p 1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S 1(p 1-p )=m 1g +m 2g +S 2(p 1-p )③故缸内气体的压强不变.由盖-吕萨克定律有V 1T 1=V 2T 2④ 联立①②④式并代入题给数据得T 2=330 K .⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′,由查理定律,有p ′T =p 1T 2⑥ 联立③⑤⑥式并代入题给数据得p ′=1.01×105 Pa.答案:(1)330 K (2)1.01×105Pa。
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选修3-3综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.对一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体温度越高,气体分子的热运动就越剧烈C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时,气体分子的势能减小,因而气体的内能一定减少[答案]BC[解析]气体分子间空隙较大,不能忽略,选项A错误;气体膨胀时,分子间距增大,分子力做负功,分子势能增加,并且改变内能有两种方式,气体膨胀,对外做功,但该过程吸、放热情况不知,内能不一定减少,故选项D错误.2.(2011·深圳模拟)下列叙述中,正确的是()A.物体温度越高,每个分子的动能也越大B.布朗运动就是液体分子的运动C.一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能可能不变D.热量不可能从低温物体传递给高温物体[答案] C[解析]温度高低反映了分子平均动能的大小,选项A错误;布朗运动是微小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动,而不是液体分子的运动,选项B错误;物体内能改变方式有做功和热传递两种,吸收热量的同时对外做功,其内能可能不变,选项C正确;由热力学第二定律可知,在不引起其他变化的前提下,热量不可能从低温物体传递给高温物体,选项D错误.3.以下说法中正确的是()A.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加C.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D.水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系[答案]BD[解析]一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,选项A错误;布朗运动是在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动,选项C错误.4.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是()A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小[答案] C[解析]当分子力表现为引力时,说明分子间距离大于平衡距离,随着分子间距离的增大分子力先增大后减小,但分子力一直做负功,分子势能增大,A、B错误;当分子力表现为斥力时,说明分子间距离小于平衡距离,随着分子间距离的减小分子力增大,且分子力一直做负功,分子势能增大,只有C正确.5.(2011·西安模拟)一定质量气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是()A.温度升高后,气体分子的平均速率变大B.温度升高后,气体分子的平均动能变大C.温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大D.温度升高后,单位体积内的分子数增多,撞击到单位面积器壁上的分子数增多了[答案]ABC[解析]温度升高后,气体分子的平均速率、平均动能变大,撞击器壁的平均撞击力增大,压强增大,A、B、C对;分子总数目不变,体积不变,则单位体积内的分子数不变,D 错.6.(2011·抚顺模拟)下列说法中正确的是()A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小[答案]BC[解析]布朗运动间接反映液体分子永不停息地无规则运动,A错;当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间距离增大,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,D错.7.(2011·东北地区联合考试)低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活,同时也是一种低成本、低代价的生活方式.低碳不仅是企业行为,也是一项符合时代潮流的生活方式.人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中()A.外界对封闭气体做正功B.封闭气体向外界传递热量C.封闭气体分子的平均动能增大D.封闭气体由于气体分子密度增大,而使压强增大[答案]ABD[解析]由温度与分子的平均动能关系可确定分子平均动能的变化,再结合热力学第一定律可分析做功的情况.因为气体的温度不变,所以气体分子的平均动能不变,C错误;当气体体积减小时,外界对气体做功,A正确;由热力学第一定律可得,封闭气体将向外界传递热量,B正确;气体分子的平均动能不变,但单位体积内的分子数目增大,故压强增大,D正确.8.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大[答案]BC[解析]气体散开是气体分子无规则运动的结果,故A错;水蒸气的分子势能大于水的分子势能,故B对;压强不变,体积增大,温度一定升高,对外做功,故吸热,故C对;而D项中不能确定气体体积的变化,故D错.9.一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些,如图所示,则缸内封闭着的气体()A.每个分子对缸壁的冲力都会减小B.单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C.分子平均动能不变D.若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量[答案] B[解析]把活塞向上拉起体积增大,气体对活塞做功,气体内能减小,温度降低,分子的平均冲力变小,碰撞次数减少,故AC错B对;气体内能的减小量等于对大气做的功减去F 做的功,故D 错.10.如图所示,带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体,将一个半导体NTC 热敏电阻R 置于气缸中,热敏电阻与气缸外的电源E 和电流表A 组成闭合回路,气缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能,若发现电流表的读数增大,以下判断正确的是(不考虑电阻散热)( )A .气体一定对外做功B .气体体积一定增大C .气体内能一定增大D .气体压强一定增大[答案] CD[解析] 电流表读数增大,说明热敏电阻温度升高, 即气体温度升高,而理想气体的内能只由温度决定,故其内能一定增大,C 正确.由热力学第一定律ΔU =W +Q ,因绝热,所以Q =0,而ΔU >0,故W >0,即外界对气体做功,气体体积减小,由p 、V 、T 的关系知,压强增大,D 正确.第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分.把答案直接填在横线上)11.(6分)体积为4.8×10-3cm 3的一个油滴,滴在湖面上扩展为16cm 2的单分子油膜,则1mol 这种油的体积为________.[答案] 8.5×10-6m 3 [解析] 根据用油膜法估测分子的大小的原理,设油分子为球形,可算出一个油分子的体积,最后算出1mol 这种油的体积.V =16πd 3N A =16π(V S)3·N A =16×3.14×(4.8×10-3×10-616)3×6.02×1023m 3 ≈8.5×10-6m 3. 12.(6分)汽车内燃机气缸内汽油燃烧时,气体体积膨胀推动活塞对外做功.已知在某次对外做功的冲程中,汽油燃烧释放的化学能为1×103J ,因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8×102J.该内燃机的效率为________.随着科技的进步,可设法减少热量的损失,则内燃机的效率能不断提高,其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.[答案] 20% 不可能[解析] 内燃机的效率η=W 有W 总=1×103J -8×103J 1×103J=20%;内燃机的效率永远也达不到100%.13.(6分)(2011·烟台模拟)如图所示,一定质量的理想气体经历如图所示的AB 、BC 、CA 三个变化过程,则:符合查理定律的变化过程是________;C →A 过程中气体____________(选填“吸收”或“放出”)热量,__________(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功,气体的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”).[答案] B →C 吸收 气体对外界 增大三、论述计算题(共4小题,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14.(10分)如图甲所示,用面积为S 的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m .现对气缸缓缓加热,使气缸内的空气温度从T 1升高到T 2,空气柱的高度增加了ΔL ,已知加热时气体吸收的热量为Q ,外界大气压强为p 0.求:(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少?(2)气缸内温度为T 1时,气柱的长度为多少?(3)请在图乙的V -T 图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向).[答案] (1)Q -(p 0S +mg )ΔL (2)T 1ΔL T 2-T 1(3)见解析图 [解析](1)对活塞和砝码:mg +p 0S =pS ,得p =p 0+mg S气体对外做功W =pS ΔL =(p 0S +mg )ΔL由热力学第一定律W +Q =ΔU得ΔU =Q -(p 0S +mg )ΔL(2)V 1T 1=V 2T 2,LS T 1=(L +ΔL )S T 2解得L =T 1ΔL (T 2-T 1)(3)如图所示.15.(10分)如图所示,一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ,再从状态B 变化到状态C .已知状态A 的温度为480K.求:(1)气体在状态C 时的温度;(2)试分析从状态A 变化到状态B 整个过程中,气体是从外界吸收热量还是放出热量.[答案] (1)160K (2)吸热[解析] (1)A 、C 两状态体积相等,则有p A T A =p C T C得:T C =p C p A T A =0.5×4801.5K =160K (2)由理想气体状态方程p A V A T A =p B V B T B得:T B =p B V B p A V A T A =0.5×3×1801.5×1K =480K 由此可知A 、B 两状态温度相同,故A 、B 两状态内能相等,而该过程体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律得:气体吸收热量.16.(11分)(2011·陕西省五校模拟)对于生态环境的破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上春季干旱少雨,所以近年来我国北方地区3、4月份扬尘天气明显增多.据环保部门测定,在北京地区沙尘暴严重时,最大风速达到12m/s ,同时大量的微粒在空中悬浮.沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到 5.8×10-6kg/m 3,悬浮微粒的密度为2.0×103kg/m 3,其中悬浮微粒的直径小于10-7m 的称为“可吸入颗粒物”,对人体的危害最大.北京地区出现上述沙尘暴时,设悬浮微粒中总体积的150为可吸入颗粒物,并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×10-8m ,求1.0cm 3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少?(计算时可把吸入颗粒物视为球形,计算结果保留一位有效数字)[答案] 9×105个[解析] 先求出可吸入颗粒物的体积以及1m 3中所含的可吸入颗粒物的体积,即可求出1.0cm 3的空气中所含可吸入颗粒物的数量.沙尘暴天气时,1m 3的空气中所含悬浮微粒的总体积为V =m ρ=5.8×10-6×12.0×103m 3=2.9×10-9m 3那么1m 3中所含的可吸入颗粒物的体积为:V ′=V 50=5.8×10-11m 3又因为每一个可吸入颗粒的体积为:V 0=16πd 3≈6.54×10-23m 3所以1m 3中所含的可吸入颗粒物的数量:n =V ′V 0≈8.9×1011个 故 1.0cm 3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为:n ′=n ×1.0×10-6=8.9×105(个)≈9×105(个)17.(11分)(2011·广州模拟)如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S ,将整个装置放在大气压恒为p 0的空气中,开始时气体的温度为T 0,活塞与容器底的距离为h 0,当气体从外界吸收热量Q 后,活塞缓慢上升d 后再次平衡,求:(1)外界空气的温度是多少?(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?[答案] (1)h 0+d h T 0(2)Q -(mg +p 0S )d [解析] (1)取密闭气体为研究对象,活塞上升过程为等压变化,由盖·吕萨克定律有V V 0=T T 0得外界温度T =V V 0T 0=h 0+d h 0T 0(2)活塞上升的过程,密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,所以外界对系统做的功W =-(mg +p 0S )d根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能ΔE=Q+W=Q-(mg+p0S)d。