高中物理 模块综合检测(一粤教版选修3-3

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．根据下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )A．水的密度和水的摩尔质量B．水的摩尔质量和水分子的体积C．水分子的体积和水分子的质量D．水分子的质量和水的摩尔质量解析：水的摩尔质量除以水分子的质量等于一摩尔水分子的个数，即阿伏加德罗常数．故D正确．答案：D2．关于热现象和热学规律的说法中，正确的是( )A．第二类永动机违背了能量守恒定律B．当物体被拉伸时，分子间的斥力减小、引力增大C．冰融化为同温度的水时，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：第二类永动机是效率100%的机器，违背了热力学第二定律，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；故冰融化为同温度的水时，吸收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：C3．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则，因而晶体具有各向同性B．在任何条件下，晶体和非晶体都不可能互相转化C．液晶的物理性质会随外界因素的影响而发生改变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；在一定的条件下，晶体和非晶体可能互相转化，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：C4．下列关于内能的说法正确的是( )A．温度高的物体，其内能也一定大B．物体吸收热量，其内能一定增加C．一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，其内能一定增大D．物体克服摩擦力做功，其内能一定增大解析：物体的内能是由物体内所有分子的动能和势能决定的，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．物体吸收热量，如果还同时对外做功，其内能不一定增加，故B错．一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，要吸收热量，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，故内能不一定增大，故D错．答案：C5．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，具有液体的所有性质C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D．液晶具有液体的流动性，又具有多晶体的各向同性解析：液晶有液体的流动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．液晶有液体的流动性与晶体的各向异性，不具有液体的所有性质，故B错误．液晶像液体一样可以流动，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．液晶有液体的流动性与晶体的各向异性，故D错误．答案：C6．有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”，分别得到如下四幅图象(如图所示)．则下列有关他们的说法，不正确的是( )A．若甲研究的是查理定律，则他作的图象可能是图aB．若乙研究的是玻意耳定律，则他作的图象是图bC．若丙研究的是查理定律，则他作的图象可能是图cD．若丁研究的是盖·吕萨克定律，则他作的图象是图d解析：查理定律研究的是等容变化，压强与温度成正比，且过坐标原点，故A正确，C 错误；玻意耳定律研究的是等温变化，压强与体积成反比，故B正确；盖·吕萨克定律，研究的是等压变化，体积与温度成正比，故D正确．答案：C7．分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，分子间( )A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加解析：分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，引力与斥力同时增加，但斥力增加的更快，故A、C、D错误，B正确．答案：B8．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1>Q2解析：因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化，ΔU＝0，根据热力学第一定律可知W1－W2＋Q1－Q2＝ΔU＝0，即Q1－Q2＝W2－W1，故A正确．答案：A9．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．甲状态做无规则运动平均速率较大，氮气分子较多C．乙状态下氮气分子做无规则运动更剧烈D．某时刻速率为1 000 m/s的分子在下一时刻的速率一定还是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，分子无规则运动的平均速率较大，分子运动更剧烈，故A、D错误，C正确；由于分子运动无规则，故在下一时刻的速率无法确定，故D错误．答案：C10．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．若外界气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将减小D．若外界气温升高，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)11．2013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知识．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．飞船中自由漂浮的水滴呈球形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；飞船中自由漂浮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：ACD12．下列叙述正确的是( )A．可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功B．相对湿度大绝度湿度一定大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．第二类永动机是不可能制成的，是因为它违背了热力学第一定律解析：热力学第二定律指出：不可能从单一热库吸收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收热量，使之完全变成功，只是会存在其他影响，故A正确；由相对湿度和绝对湿度的定义可知，绝对湿度大，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一定大，即相对湿度不一定大，故B 错误；由表面张力形成的原因可知，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；根据热力学第二定律，热机不可能使从单一热源吸收的热量全部变成有用的功，故第二类永动机违反了热力学第二定律，故D错误．答案：AC13．下列说法正确的是( )A．飞虫停在水面上，是因为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则性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：飞虫停在水面上是因为液体表面存在张力，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则运动，故B错误；打气时会反弹是因为气体压强的原因，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：AD14．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．液晶具有液体的流动性，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按照题目要求作答．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)15．(8分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实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，对照图示的油酸膜，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“吸收”或“放出”)的热量等于________J.解析：由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，W ＝2.0×105 J 、ΔU ＝1.5×105 J 、Q ＝ΔU －W ＝－5×104 J.答案：放出 5×10417．(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 0N A ＝1.3×1025个． 答案：1.3×1025个18.(10分)一定质量理想气体经历如图所示的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，根据理想气体状态方程：V A T A ＝V C T C ，得：T C ＝V C V A T A ＝150 K.(2)根据热力学第一定律：E A －E C ＝Q －W ＝150 J且E A E C ＝T A T C ＝300150，解得：E C ＝150 J. 答案：(1)150 K (2)150 J19.(10分)如图所示，在导热性能良好、开口向上的气缸内，用活塞封闭有一定质量的理想气体，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 ，内能减少了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＝1.0×105Pa ，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由热力学第一定律得ΔU ＝W ＋Q ，②由①②结合解得V 2＝6×10－3 m 3.由于封闭气体发生等压变化，则由盖·吕萨克定律得 V 1T 1＝V 2T 2，解得T 2＝300 K. 答案：300 K20.(10分)如图所示，竖直放置的U 形玻璃管与容积为V 0＝15 cm 3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一定质量的理想气体．开始时，U 形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h 1＝15 cm ，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h 0＝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p 0＝75 cmHg ，U 形玻璃管的右侧横截面积为S ＝1 cm 2)．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，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，封闭气体要放热．(2)初态：p 1＝p 0－p h ＝(75－15) cmHg ＝60 cmHg ，V 1＝V 0＋h 0S ＝(15＋9×1) cm 3＝24 cm 3，末态：p 2＝75 cmHg ，温度不变，根据玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2，解得：V 2＝p 1V 1p 2＝19.2 cm 3.右侧水银柱上升的高度Δh 1＝V 1－V 2S ＝4.8 cm ，左侧水银柱上升的高度Δh 2＝h 1＋Δh 1＝19.8 cm ，所以需要加入的水银体积为V ＝S Δh 1＋4S Δh 2＝84 cm 3.答案：(1)此过程中被封气体内能不变，是放热(2)84 cm 3。