高考总复习 物理11章末综合检测

第11章末综合检测一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在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，有错选的得0分)1．液体表面张力产生的原因是() A．液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力解析：液体表面层分子间距离介于气体和液体之间．液体分子力可认为为零，则表面层分子力表现为引力，故C正确．答案：C2．下面说法正确的是() A．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加B．我们可以制造一种热机，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化C．假设两个液体分子从紧靠在一起开始相互远离，直到无穷远处，在这一过程中分子力先做正功后做负功D．空调制冷，虽然是人为的使热量由低温处传到高温处，但这不违背热力学第二定律解析：根据热力学第一定律，物体吸收热量但同时对外做功时，物体内能有可能减少，A 错；B选项中描述的现象要实现必须引起其他变化．否则就违背了热力学第二定律，B错；开始分子力表现为斥力，越过r0位置后分子力表现为引力，所以分子力先做正功后做负功，C选项正确；虽然热量由低温处向高温处传递，但这引起了其他变化，就是消耗了电能，所以D选项正确．答案：CD3．关于晶体和非晶体的几种说法中，正确的是() A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B．晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性C．若物体表现为各向同性，它就一定是非晶体D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度解析：考查晶体、非晶体、多晶体和单晶体的特点及区别．单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性，单晶体有天然规则外形，多晶体没有规则外形；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定熔点．答案：BD4．温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来．海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家”，从而避免温室效应．在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是() A．压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大B．二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少C．二氧化碳分子平均动能会减少D．每一个二氧化碳分子的动能都会减少解析：考查热力学第一定律．压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A 对；二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B是对的．二氧化碳温度降低，分子平均动能减小，但不是每个分子的动能都减小，C正确，D错．答案：ABC图15．某校开展探究性课外活动，一同学用如图1所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系．该同学选用导热良好的气缸将其开口向下，内有理想气体，并将气缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气．把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现给沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则() A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增加解析：细沙漏出，气缸内气体压强增大，体积减小，外界对气体做功；气缸导热良好，细沙慢慢漏出，外部环境温度稳定，气体温度不变，亦即内能不变，选项B正确．答案：B6．以下有关热现象说法正确的是() A．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动B．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大C．两个分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大后变小，再变大D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律图2解析：热运动是分子运动，布朗运动虽然与温度有关，但不是分子的运动，而是大颗粒集团的运动，故A项错误；气体分子的平均动能增大，说明气体的温度升高，气体压强的大小除了受温度影响外，还与单位体积内分子的个数有关，仅温度升高，不能判断气体压强就一定增大，故B项错误；由分子力的图像可知，C项正确；第二类永动机违背的是热力学第二定律，而不是违背能量守恒定律，故D项错误．答案：C图37．如图3所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体(不考虑分子势能)．将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能．下列说法正确的是() A．若发现欧姆表读数变大，则气缸内气体内能一定减小B．若推动活塞使气缸内气体体积减小，则气缸内气体内能减小C．若推动活塞使气缸内气体体积减小，则气缸内气体压强减小D．若推动活塞使气缸内气体体积减小，则欧姆表读数将变小解析：发现欧姆表读数变大，由热敏电阻特性知，缸内气体温度降低，气体的内能减小，A正确；推动活塞使缸内气体体积减小，对气体做功，又因气缸和活塞均具有良好的绝热性能，没有热量交换，由热力学第一定律知，缸内气体的内能增大，温度升高，热敏电阻阻值变小，欧姆表读数将变小，而气体的压强将变大，B、C均错误，D正确．答案：AD图48．用如图4所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变() A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动解析：由pVT＝C(常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管(A)水银面要比左管(B)水银面高，故选项A正确；同理可知选项D正确．答案：AD二、实验题(本题包括2小题，共10分)图59．(1)如图5所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面．如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在__________作用．(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色．这一现象在物理学中称为__________现象，是由于分子的__________而产生的．这一过程是沿着分子热运动的无序性__________的方向进行的．解析：(1)由于玻璃分子与液体分子间存在引力的作用，所以向上的拉力大于玻璃本身的重力．(2)分子永不停息地做无规则运动，扩散现象就是一个很好的例证，根据热力学第二定律，任何宏观的热学现象总是向着无序性增加的方向进行．答案：(1)大分子引力(2)扩散无规则运动(热运动)增加10．在用油膜法估测分子的大小实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL溶液油酸是250滴，那么一滴溶液的体积是________ mL ，所以一滴溶液中纯油酸体积为________ cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L 0＝1.12×10－10m 做比较，判断此实验是否符合数量级的要求.解析：由题给条件得，一滴溶液的体积V ＝125 mL由题意可知：一滴溶液中油酸体积 1500×125cm 3＝8×10－6 cm 3 据此算得3次测得L 的结果分别为1.50×10－8 cm 、1.62×10－8 cm 、1.42×10－8 cm ，其平均值L ＝L 1＋L 2＋L 33＝1.51×10－8 cm ＝1.51×10－10 m ，这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求．答案：125 8×10－6 1.50×10－8 cm 1.62×10－8 cm1．42×10－8 cm 1.51×10－10m三、填空与计算题(本题包括7小题，共58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)图611．一位质量为60 kg 的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图6所示．(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是( )A ．大于大气压强B ．是由于气体重力而产生的C ．是由于气体分子之间的斥力而产生的D ．是由于大量气体分子的碰撞而产生的(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是( )A ．球内气体体积变大B ．球内气体体积变小C ．球内气体内能变大D ．球内气体内能不变(3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面向气球一侧表面贴上间距为2.0 cm 的方格纸．表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图7所示．若表演时大气压强为1.013×105 Pa ，取g ＝10 m/s 2，则气球内气体的压强为________ Pa.(取4位有效数字)图7气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系？解析：(1)由于气球被充气，所以，气球内空气的密度比大气的密度大，内部压强也高于一个大气压，因此A 正确．根据气体压强的微观解释，气体对器壁产生的压强是由大量气体分子频繁碰撞而产生的，D 正确．(2)一定质量的理想气体，内能只与温度有关，温度不变，理想气体的内能就不变，所以D 正确；根据pVT＝常数，当压强p 增大时，若保持温度T 不变，体积V 必减小，B 正确．(3)以球壁为研究对象，内部气体的压强等于大气压与塑料板产生的压强之和，即P 内＝P 0＋F s .从图中数据得4个“印迹”共376格，即s ＝376×4×10－4 m 2＝0.1504 m 2代入上式，可得P 内＝1.053×105 Pa ，以整个气球为研究对象，下层木板对气体的支持力应该等于上层塑料板对气球的压力，由于气球内部压强处处相等，所以上下两个面上的“印迹”面积是相等的．答案：(1)AD (2)BD (3)1.053×105 Pa 面积相同12．物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出．由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂．若已知排气孔的直径为0.3 cm ，外界大气压为1.0×105 Pa ，温度为20℃，要使高压锅内的温度达到120℃，则限压阀的质量应为多少？(g 取10 m/s 2)解析：选锅内气体为研究对象，则 初状态：T 1＝293 K ，p 1＝1.0×105 Pa 末状态：T 2＝393 K 由查理定律得p 2＝T 2p 1T 1＝393×1.0×105293 Pa ＝1.34×105 Pa对限压阀受力分析可得 mg ＝p 2S －p 1S ＝(p 2－p 1)S ＝(p 2－p 1)π·d 24＝(1.34×105－1.0×105)×3.14×(0.3×10－2)24N＝0.24 N 所以m ＝0.024 kg.图8答案：0.024 kg13． (1)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V —T 图8所示．设气体在状态b 和状态c 的压强分别为P b 和P c ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ，则__________(填入选项前的字母，有填错的不得分)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 ac图9(2)图9中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S 的容器组成．左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭．两容器的下端由可忽略容积的细管连通．容器内两个绝热的活塞A 、B 下方封有氮气，B 上方封有氢气．大气的压强为p 0，温度为T 0＝273 K ，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p 0.系统平衡时，各气柱的高度如图9所示．现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A 上升了一定高度．用外力将A 缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h .氮气和氢气均可视为理想气体．求：(ⅰ)第二次平衡时氮气的体积； (ⅱ)水的温度．解析：(1)由V ＝Kp T 可知V －T 图线的斜率越大，压强p 越小，故p b <p c .由热力学第一定律有：Q ＝ΔU －W ，因T b ＝T c ，所以ΔE ab ＝ΔE ac ，而W ab >W ac ，故Q ab >Q ac .综上C 正确．(2)(ⅰ)考虑氢气的等温过程．该过程的初态压强为p 0，体积为hS ，末态体积为0.8hS .设末态的压强为p ，由玻意耳定律得p ＝p 0hS 0.8hS＝1.25p 0 ①活塞A 从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程．该过程的初态压强为1.1p 0，体积为V ；末态压强为p ′，体积为V ′，则p ′＝p ＋0.1p 0＝1.35p 0 ② V ′＝2.2hS ③ 由玻意耳定律得V ＝1.35p 01.1p 0×2.2hS ＝2.7hS ④(ⅱ)活塞A 从最初位置升到最高点的过程为等压过程．该过程的初态体积和温度分别为2hS 和T 0＝273 K ，末态体积为2.7hS .设末态温度为T ，由盖·吕萨克定律得T ＝2.7hS2hS T 0＝368.55 K ⑤答案：(1)C (2)(ⅰ)2.7hS (ⅱ)368.55 K图1014．如图10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 时的温度；(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． 解析：(1)A 、C 两状态体积相等，则有p A T A ＝p CT C ①得T C ＝p Cp A T A ＝0.5×4801.5 K ＝160 K ． ②(2)由理想气体状态方程得p A V A T A ＝p B V BT B ③得T B ＝p B V Bp A V A T A ＝0.5×3×4801.5×1 K ＝480 K ④由此可知A 、B 两状态温度相同，故A 、B 两状态内能相等．即从A→B，ΔU＝0又因为从A→B，体积增大，对外做功W<0，由热力学第一定律：ΔU＝W＋Q可知Q>0，吸热．答案：(1)160 K(2)吸热图1115．如图11是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力．问：(1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强有多大？(2)若以适当的速度压缩气体时，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS，缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律得p0V0＝pV解得p＝1.1×106 Pa(2)大气压力对活塞做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J人做功W2＝100 J由热力学第一定律得ΔU＝W1＋W2－Q代入数据，解得ΔU＝82 J答案：(1)1.1×106Pa(2)82 J图1216．如图12所示装置是医生给病人输液用的普通输液器．在输液时，A 管与空气相连，B 管下面连接一小容器C ，然后再用皮管连接到注射器，溶液沿皮管下流到容器C 中被隔断(C 内有少量的空气)，并以液滴形式下滴，再经皮管和注射器进入人体．试分析：(1)容器C 的作用．(2)设输液瓶口到注射针头D 的平均高度h 为70 cm ，人体血管内血液的平均压强约为一个大气压，普通人注射用针头的内径为0.3 mm ，并假设液体流动时，所受粘滞等阻力为重力的1/2，试估算注射500 mL 盐水所需的时间．(g 取10 m/s 2)解析：(1)液体在皮管内连续流动，它的速度是很难观察，而液滴下滴的快慢是很容易观察的．因此，小容器C 主要是用来观察输液的快慢．医生开始输液时，总是先观察C 中液滴的快慢，并通过适当的调节以控制输液的速度．(2)以管中液体为研究对象，受重力与阻力作用，其加速下落的加速度：a ＝mg －F f m ＝12g ＝5 m/s 2设下落70 cm 的速度为v ，则v 2＝2ahv ＝2ah ＝2×5×0.7 m/s ＝2.64 m/s单位时间内流出的液体体积为Q ＝v ·S ＝v ·πR 2＝2.64×3.14×(1.5×10－4)2 m 3 ＝1.87×10－7 m 3 所用时间t ＝500×10－61.87×10－7 s ＝2673 s ≈45分钟． 大多数情况下，医生要根据不同的病情，用皮管上的夹子控制输液的速度，因此实际输液时间往往是它的二到三倍．答案：(1)用来观察输液的快慢 (2)45分钟17．某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107 L ，冷冻室容积118 L ，假设室内空气为理想气体．(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10－3 m 3/mol ，阿伏加德罗常量为6.0×1023 mol －1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？(2)若室内温度为27 ℃，大气压为1×105 Pa ，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6 ℃，冷冻室温度降为－9 ℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大？(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律．解析：(1)N ＝V 1＋V 2V mol N A＝(107＋118)×10－322.5×10－3×6.0×1023 ＝6.0×1024个(2)设气体初始温度为t 0，压强为p 0；后来冷藏室与冷冻室中的温度和压强分别为t 1、p 1和t 2、p 2，由于两部分气体分别做等容变化，根据查理定律p 1p 0＝273＋t 1273＋t 0，p 1＝273＋t 1273＋t 0p 0同理：p 2＝273＋t 2273＋t 0p 0，得Δp ＝p 1－p 2＝t 1－t 2273＋t 0p 0代入数据得Δp ＝5.0×103 Pa(3)不违背热力学第二定律，因为热量不是自发的由低温向高温传递，电冰箱工作过程中要消耗电能．答案：(1)6.0×1024个 (2)5.0×103 Pa (3)不违背。