高二物理人教版选修3-3学业分层测评2+Word版含答案
2017-2018学年高二物理人教版选修3-3学业分层测评13+Word版含答案.pptx
学业分层测评(十三)
(建议用时：45 分钟) [学业达标]
1． 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A．外界对 气体做功，气体的内能一定增大 B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大 C．气 体温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大 D．做功和热传递对改变物体的内能是等效的 E．温度是气体分子无规则运动平均动能的标志 【解析】 物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关．外界对气体做功， 同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小，故 A 错；同理，
【解析】 冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热 量直接通过热传导的方式传到铁块上．用暖水袋暖手，道理同上．开空调后整个
房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温．晒小麦是依靠太阳热辐
射来吸收热量的，所以 A、D、E 正确． 【答案】 ADE
学无 止 境
3．关于温度、热量、内能，以下说法中不正确的是( )
球膨胀后，体积相等，则 A 球吸收的热量
B 球吸收的热量．(填“大于”
或“小于”或“等于”)【导学号：11200085】
图 10•1•7 【解析】 两球初、末态温度分别相同，初、末态体积也相同，所以内能增
量相同，但水银中的 B 球膨胀时对外做功多，所以吸热较多．
【答案】 小于 8．(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随 着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法. “钻木取火”是通过
(2)将烧瓶放进热水中，烧瓶内的气体吸热膨胀．
【答案】 (1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大 [能力提升]
9．如图 10•1•9 所示，A、B 两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻 璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相 同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管 内)，水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下 列说法不正确的是( )
人教版高中物理选修3-3测试题全套及答案
人教版高中物理选修3-3测试题全套及答案第七章 学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，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，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10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．(河北省“名校联盟”2018届高三教学质量检测)下列选项正确的是( D )A ．液体温度越高，悬浮颗粒越大，布朗运动越剧烈B ．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动C ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的D ．当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小解析：温度越高，分子运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越容易不平衡，则它的布朗运动就越显著，A 错误；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B 错误；液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的，C 错误；当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，D 正确。
2．(上海市鲁迅中学2017～2018学年高二上学期期末)一定质量0℃的水，凝固成0℃的冰时，体积变化，下列正确的说法是( A )A ．分子平均动能不变，分子势能减小B ．分子平均动能减小，分子势能增大C ．分子平均动能不变，分子势能增大D ．分子平均动能增大，分子势能减小解析：因为0℃的水凝固成0℃的冰需要放出热量，所以质量相同的0℃的冰比0℃的水内能小；因为内能包括分子动能和分子势能，由于温度不变，分子平均动能不变，因此放出的部分能量应该是由分子势能减小而释放的。
故选A 。
3．已知阿伏加德罗常数为N A ，某物质的摩尔质量为M ，则该物质的分子质量和m kg 水中所含氢原子数分别是( A )A.M N A ，19mN A ×103 B ．MN A,9mN A C.M N A ，118mN A ×103 D.N A M，18mN A 解析：某物质的摩尔质量为M ，故其分子质量为M N A ；m kg 水所含摩尔数为m ×10318，故氢原子数为m ×10318×N A ×2＝mN A ×1039，故A 选项正确。
高中物理人教版选修3-3 气体 学业分层测评
学业分层测评(七)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是( )A ．温度每升高1 ℃，压强的增量是原来压强的1273B ．温度每升高1 ℃，压强的增量是0 ℃时压强的1273C ．气体的压强和热力学温度成正比D ．气体的压强和摄氏温度成正比E ．压强的变化量与热力学温度的变化量成正比【解析】 根据查理定律：p ＝CT ，知C 正确；将T ＝(273＋t )K 代入得：p ＝C (273＋t )，升高1 ℃时的压强为p 1＝C (274＋t )，所以Δp ＝C ＝p 273＋t ＝p 0273，B 正确；由p T ＝Δp ΔT可知E 正确． 【答案】 BCE2．对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则正确说法是( )A ．气体的摄氏温度升高到原来的两倍B ．气体的热力学温度升高到原来的两倍C ．温度每升高1 K 体积增加是原来的1273D ．体积的变化量与温度的变化量成正比E ．气体的体积与热力学温度成正比 【解析】 由盖—吕萨克定律可知A 错误，B 正确；温度每升高1 ℃即1 K ，体积增加是0℃体积的1273，C 错误；由盖—吕萨克定律的变形式V T ＝ΔV ΔT 可知D 正确；答案B 、D 、E.【答案】 BDE3．(2016·海淀高二检测)如图826所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程不相符合的是( )【导学号：11200041】图826【解析】由于密闭气体与外界温度相同，保持不变，是等温变化，图象A 表示等容过程，A错；B表示等压变化，B错；C表示温度发生变化，C错；D、E 表示等温变化，故D、E正确．【答案】ABC4．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入—个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上．对其原因下列说法中不正确的是( )A．当火罐内的气体温度不变时，体积减小，压强增大B．当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小C．当火罐内的气体压强不变时，温度降低，体积减小D．当火罐内的气体质量不变时，压强增大，体积减小E．当火罐内的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比【解析】纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由p∝T知封闭气体压强减小，在外界大气压作用下罐紧紧“吸”在皮肤上，B、E选项正确；答案为A、C、D.【答案】ACD5．如图827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( ) 【导学号：11200042】甲乙图827A．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．乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变E．由甲图表明温度每升高1 ℃，体积的增加相同，但乙图表明随温度的升高体积不变【解析】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错；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错；由于图线是直线，故D、E正确．【答案】ADE6．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__________℃.【解析】以升温前房间里的气体为研究对象，由盖—吕萨克定律：T＋3 T＝V＋V，解得：T＝300 K，t＝27 ℃.【答案】277．(2016·济南高二检测)如图828所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0 ℃，B中气体的温度为20 ℃，如果将它们的温度都降低10℃，则水银柱将__________(填向A移动或向B移动或不动) 【导学号：11200043】图828【解析】由Δp＝ΔTTp，可知Δp∝1T，所以A部分气体压强减小的多，水银柱将向左移动．【答案】向A移动8．如图829所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B 两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B 之间容积为0.1V 0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B.求：图829(1)活塞移动到B时，缸内气体温度T B；(2)画出整个过程的pV图线；【导学号：11200044】【解析】(1)活塞由A移动到B的过程中，先做等容变化，后做等压变化．p A T A ＝pT，VAT＝VA＋ΔVTB解得T＝330 K、T B＝363 K.(2)活塞在A位置先经历等容变化，温度由297 K→330 K，压强由0.9p0→p0，之后活塞由A移动到B，气体做等压变化，压强为p0不变，温度由330 K→363 K，体积由V0→1.1V0，其pV图如图所示：【答案】(1)363 K (2)见解析[能力提升]9．(2016·长春检测)如图8210所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板．初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的pT图象或pV图象不能正确反映缸内气体压强变化情况的是( ) 【导学号：11200045】图8210【解析】初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A错误；在pT图象中，等容线为过原点的直线，所以C错误，B正确；答案为ACD.【答案】ACD10．如图8211所示为竖直放置的上粗下细的两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成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，A、B 两部分气体压强变化量分别为Δp A、Δp B，则Δp A与Δp B的大小关系为：Δp A________Δp B(填>或<或＝)图8211【解析】 由于不知道水银柱的移动情况．不妨假设水银柱不动，这时上下两边的封闭气体均做等容变化，由查理定律p T ＝Δp ΔT 可得Δp ＝ΔT T p ＝kp ，其中ΔT T ＝k 为常数，又初始状态满足p B ＝p A ＋ρgh ，可见p B >p A ，因此Δp B >Δp A .【答案】 <11．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V ＝355 mL.假设在室温(17 ℃)下罐内装有0.9 V 的饮料，剩余空间充满CO 2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm ，则保存温度不能超过多少？【解析】 取CO 2气体为研究对象，则：初态：p 1＝1 atm ，T 1＝(273＋17)K ＝290 K ，末态：p 2＝1.2 atm ，T 2未知．气体发生等容变化，由查理定律p 2p 1＝T 2T 1得 T 2＝p 2p 1T 1＝1.2×2901K ＝348 K t ＝(348－273) ℃＝75 ℃.【答案】 75 ℃12．容积为2 L 的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa 时，用塞子塞住瓶口，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被弹开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ℃，求：(1)塞子弹开前的最大压强；(2)27 ℃时剩余空气的压强．【导学号：11200046】【解析】 塞子弹开前，瓶内气体的状态变化为等容变化．塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解．(1)塞子打开前，选瓶中气体为研究对象：初态：p 1＝1.0×105 Pa ，T 1＝(273＋27) K ＝300 K末态：p 2＝？T 2＝(273＋127) K ＝400 K由查理定律可得p 2＝T 2p 1T 1＝400×1.0×105300Pa≈1.33×105 Pa. (2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象：初态：p 1′＝1.0×105 Pa ，T 1′＝400 K末态：p2′＝？，T2′＝300 K由查理定律可得p2′＝T2′p1′T1′＝300×1.0×105400Pa≈7.5×104 Pa.【答案】(1)1.33×105 Pa (2)7.5×104 Pa。
高二物理人教版选修3-3模块综合测评(B)+Word版含答案
模块综合测评(B)(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本题共10小题．每小题6分，共60分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分．)1．下列说法正确的是()A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在永不停息地做无规则运动B．气体的温度升高，个别气体分子运动的速率可能减小C．液体表面具有收缩的趋势，是由于液体表面层分子的分布比内部稀疏D．对任何一类宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述E．密闭器中有一定质量的理想气体，当其在完全失重状态下，气体的压强为零【解析】布朗运动是观察者利用显微镜观察到的固体颗粒的运动，颗粒之所以能运动，是因为液体分子的撞击使颗粒受力不平衡造成的，所以布朗运动反映了液体分子的无规则运动，A错；温度是分子平均动能的反映，温度升高分子平均动能增大，但不表示每一个分子动能都增大，B对；根据液体表面张力的特征易知，C对；由热力学第二定律克劳修斯表述，热量不能自发地从低温物体传向高温物体而不引起其他变化．热力学第二定律指出在自然界中任何的热学过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必须借助外界的作用，D对；密闭容器内的压强是由气体分子对器壁的碰撞而产生的，与超重、失重无关，E错．【答案】BCD2．下列说法正确的是()A．对于一定量的气体，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零B．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率可以达到100%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．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由悬浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果E．一定量的理想气体等压膨胀对外做功，气体一定吸热【解析】根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项A错误；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，选项B错误；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，选项C正确；宇宙飞船中自由悬浮的水滴处于完全失重状态，由于重力引起的液体内部的压力为零，故液滴呈球形是液体表面张力作用的结果，选项D正确；一定量的理想气体等压膨胀，温度一定升高，内能一定增加，ΔU＞0，膨胀对外做功，W＜0，由热力学第一定律W＋Q＝ΔU可知，Q＞0，说明气体一定吸热，故选项E正确．【答案】CDE3．下列有关热现象的叙述中正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了液体分子在永不停息地做无规则运动B．物体的温度越高，分子运动速率越大C．不违背能量守恒定律的实验构想也不一定能够实现D．晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的E．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，若空气向外界放出1.5×105 J的热量，则空气内能增加5×104 J【解析】布朗运动是液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，A错误；物体的温度越高，分子运动的平均速率越大，B错误；热力学第二定律表明第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但仍不能实现，选项C正确；晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的，D正确；根据热力学第一定律可知选项E 正确．【答案】CDE4．对于一定量的理想气体，下列说法正确的是()A．气体的体积指的不是该气体的所有气体分子体积之和，而是指该气体所有分子所能到达的空间的体积B．只要气体的温度降低，气体分子热运动的剧烈程度一定减弱C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．外界对气体做功，气体的内能一定增加E．气体在等温膨胀的过程中一定从外界吸收热量【解析】气体的体积是指该气体所有分子所能到达的空间的体积，故A 对；温度是气体分子热运动的剧烈程度的标志，故B对；由气体压强的微观定义可知C错；做功和热传递都能改变气体的内能，故D错；气体在等温膨胀的过程中，对外界做功，而内能没变，则气体一定吸收热量，故E对．【答案】ABE5．下列说法中正确的是()A．尽管技术不断进步，但热机的效率仍不能达到100%，而制冷机却可以使温度降到热力学零度B．雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的C．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显【解析】热力学零度只能接近而不能达到，A错误；雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的，B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，温度每升高1 K，内能增加，所吸收的热量与气体体积是否变化有关，即与气体经历的过程有关，C正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，故D错误；微粒越大，某一瞬间撞击它的分子数越多，受力越容易平衡，布朗运动越不显著，E正确．【答案】BCE6．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．密封在体积不变的容器中的气体在温度升高时，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力E．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大【解析】气体分子之间有很大的间隙，摩尔体积除以阿伏加德罗常数所得体积比气体分子的体积大得多，故A错误；悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消得越少，则布朗运动就越明显，故B正确；在体积不变的情况下，气体分子的密集程度不变，温度越高，则分子的平均动能越大，气体分子对器壁撞击力越大，压强越大，故C正确；打气筒的活塞压缩气体很费力是气体压强的作用导致的，故D错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大，故E正确．【答案】BCE7．如图1是分子间引力(或斥力)大小随分子间距离变化的图象，下列说法正确的是()【导学号：11200112】图1A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离等于两曲线交点的横坐标时，分子势能为零D．当分子间距离等于两曲线交点的横坐标时，分子力为零E．当分子间距离小于两曲线交点横坐标时，分子力表现为斥力【解析】根据分子动理论，分子间相互作用的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小，但分子间斥力减小快，所以A正确、B错误；当分子间距离等于两曲线交点横坐标时，引力等于斥力，D正确；当分子间距离等于两曲线交点横坐标时，分子势能最小，但不一定为零，C错误；当分子间距离小于两曲线交点横坐标时，斥力大于引力，分子力表现为斥力，E正确．【答案】ADE8．下列说法中正确的是()A．分子间的距离增大时，分子势能一定增大B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D．物体吸热时，它的内能可能不增加E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热【解析】分子间的距离有一个特殊值r0，此时分子间引力与斥力平衡，分子势能最小．当分子间的距离小于r0时，分子势能随距离的增大而减小，当分子间的距离大于r0时，分子势能随距离的增大而增大，选项A错误．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化．在有外力做功的情况下热量可以从低温物体传到高温物体，选项C错误．【答案】BDE9．下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是()图2A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用E．洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力【解析】微粒运动反映了液体分子的无规则热运动，微粒运动即布朗运动，A错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，B正确；食盐晶体的物理性质沿各个方向是不一样的，C错误；由于表面张力的作用，液体要收缩至表面积最小，所以小草上的露珠呈球形，D正确；洁净的玻璃板接触水面，由于水分子和玻璃分子之间存在吸引力，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于或等于玻璃板的重力与水分子和玻璃分子之间的引力之和，E 正确．【答案】 BDE10．如图3所示，一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B 、C 和D 后再回到状态A .其中A 、B 和C 、D 为等温过程，B 、C 为等压过程，D 、A 为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是( )【导学号：11200113】图3A ．A 、B 过程中，气体放出热量B ．B 、C 过程中，气体分子的平均动能增大 C ．C 、D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D ．D 、A 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化E ．若气体在B 、C 过程中内能变化量的数值为2 kJ ，与外界交换的热量为7 kJ ，则在此过程中气体对外做的功为5 kJ【解析】 因为A 、B 为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有ΔU ＝W ＋Q ，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，选项A 正确；B 、C 为等压过程，因为体积增大，由理想气体状态方程pV T ＝C 可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，选项B 正确；C 、D 为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，选项C 错误；D 、A 为等容过程，体积不变，压强变小，由pV T ＝C 可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，选项D 错误；B 、C 为等压过程，体积增大，气体对外做功，该过程中气体的温度升高，则气体的内能增加2 kJ ，气体从外界吸收的热量为7 kJ ，气体对外界做功为5 kJ ，故选项E 正确．【答案】ABE二、非选择题(共4小题，共40分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(10分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n 滴．现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则：(1)估算油酸分子的直径大小是_______cm.(2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的___．A．摩尔质量B．摩尔体积C．质量D．体积【解析】(1)油酸酒精溶液的浓度为ab，一滴油酸酒精溶液的体积为1n mL，一滴油酸酒精溶液含纯油酸abn mL，则油酸分子的直径大小为d＝abSn cm.(2)设一个油酸分子体积为V，则V＝43π⎝⎛⎭⎪⎫d23，由N A＝V molV可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积．【答案】(1)abSn(2)B12．(10分)如图4所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的倒U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长L1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．先将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后左管水银面高出右管水银面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)图4(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位)．(2)此过程中外界对左管内气体________(填“做正功”“做负功”“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．【导学号：11200114】【解析】(1)设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为L2，稳定后低压舱内的压强为p，左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2p1＝p0p2＝p－p hV1＝L1SV2＝L2Sh＝2(L2－L1)联立各式，代入数据得p＝70 cmHg.(2)此过程气体体积增大，外界对气体做负功，温度不变，内能不变，故吸热．【答案】(1)70 cmHg(2)负功吸热13．(10分)如图5所示，在圆柱形汽缸中用具有质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，已知外界大气压为p0＝75 cmHg，室温t0＝27 ℃，稳定后两边水银面的高度差为Δh＝1.5 cm，此时活塞离容器底部的高度为L＝50 cm.已知柱形容器横截面积S＝0.01 m2，75 cmHg＝1.0×105 Pa.(1)求活塞的质量．(2)使容器内温度降至－63 ℃，求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度L′.【导学号：11200115】图5【解析】(1)根据U形管两侧水银面的高度差为Δh＝1.5 cm，可知A中气体压强p A1＝p0＋pΔh＝75 cmHg＋1.5 cmHg＝76.5 cmHg而p A1＝p0＋p塞所以活塞产生的压强p 塞＝1.5 cmHg ＝1.5×175×105 Pa ＝0.02×105 Pa由p 塞＝mg /S ，解得m ＝2 kg.(2)由于活塞光滑，所以气体等压变化，U 形管两侧水银面的高度差不变 仍为Δh ＝1.5 cm初状态：温度T 1＝300 K ，体积V 1＝50 cm·S末状态：温度T 2＝210 K ，体积V 2＝L ′S由盖-吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2解得活塞离容器底部的高度L ′＝35 cm.【答案】 (1)2 kg (2)1.5 cm 35 cm14．(10分)如图6所示，一个绝热的汽缸竖直放置，上方有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A 和B .活塞的质量为m ，横截面积为S ，与隔板相距h .现通过电热丝缓慢加热气体A ，当气体吸收热量Q 时，活塞上升了h ，此时气体的温度为T 1.已知大气压强为p 0，重力加速度为g.图6(1)加热过程中，若A 气体内能增加了ΔE 1，求B 气体内能增加量ΔE 2.(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时，A 气体的温度为T 2，求此时添加砂粒的总质量Δm .【解析】 (1)B 气体对外做功W ＝p 1Sh ＝(p 0S ＋mg )h由热力学第一定律得ΔE 1＋ΔE 2＝Q －W解得ΔE 2＝Q －(mg ＋p 0S )h －ΔE 1.(2)B 气体的初状态p 1＝p 0＋mg S ，V 1＝2hS ，T 1B 气体末状态 p 2＝p 0＋(m ＋Δm )g S ，V 2＝hS ，T 2 由理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得Δm ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2T 2T 1－1⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0S g ＋m .【答案】 见解析。
高中物理人教版选修3-3(学业分层测评)第九章 固体、液体和物态变化 学业分层测评12 Word版含答案
学业分层测评(十二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列对蒸发和沸腾的说法正确的是()A．蒸发在任何温度均能发生B．沸腾只在一定温度下才能发生C．蒸发和沸腾都只发生在液体表面D．沸点与大气压有关，大气压越高，沸点越高E．沸点与大气压有关，大气压越低，沸点越高【解析】蒸发在任意温度下都能进行，且只在液体表面进行．沸腾在沸点下才能进行，在液体表面和内部同时进行．大气压强越高，沸点越高．故A、B、D正确，C、E错误．【答案】ABD2．关于熔化热，下列说法不正确的是()A．熔化热是指晶体熔化过程中所需的能量与质量的比值B．熔化热只与物质的种类有关C．熔化热只与物质的质量有关D．熔化热与物质的种类、质量都有关E．熔化热与物质的种类、质量有关，还与气压有关【解析】要理解熔化热就要从熔化热的概念入手，熔化热是指晶体熔化过程中所需能量和质量的比值，因此与质量无关，更与气压无关．【答案】CDE3．要使水在100 ℃以上沸腾，下列说法不正确的是()A．移到高山上去烧B．在锅上加密封的盖C．在水中加盐D．加大火力E．给容器加盖后，将瓶内水上方空气抽出一部分【解析】气压增大，水的沸点升高．在高山上，气压低，水的沸点下降；在锅上加密封的盖，锅内气压增大，沸点升高；加大火力并不能升高沸点；水中加盐增大分子间作用沸点升高，B、C正确，故选A、D、E.【答案】ADE4．如图9-3-2所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则下列说法不正确的是()【导学号：11200075】图9-3-2A．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变E．液面上方水蒸气的饱和汽压与体积无关【解析】活塞上提前，密闭容器中水面上方水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡．达到饱和状态．在温度保持不变的条件下．水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故A、B、C错，D、E对．【答案】ABC5．由饱和汽与饱和汽压的概念判断下列说法哪些是正确的()A．气体和液体之间的动态平衡是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等B．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高饱和汽密度增大C．一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而增大D．一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而减小E．一定温度下的饱和汽压与体积无关【解析】由动态平衡的概念可知，汽化与液化的速率相等．故A正确．在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随温度的升高而增大，B正确；一定温度下饱和汽压与体积无关，C，D错误、E正确．【答案】ABE6．关于饱和汽压，下列说法正确的是()A．在一定温度下，饱和汽压一定B．同温下，未饱和汽压小于饱和汽压C．饱和汽压随温度而变D．饱和汽压与温度无关E．在温度不变的情况下，饱和汽压与体积有关【解析】饱和汽压与温度有关，温度一定，饱和汽压一定；温度发生变化，饱和汽压也发生变化；同温下，未饱和汽压小于饱和汽压，故A、B、C正确，D、E错误．【答案】ABC7．液体的饱和汽压随温度的升高而增大，下列说法不正确的是()A．其规律遵循查理定律B．是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大C．是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大D．是因为饱和汽的密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大E．在一定温度下，同种液体的饱和汽压及密度不变【解析】饱和汽的压强与温度的关系不遵循查理定律，当温度升高时，蒸汽分子的平均速率增大，蒸汽分子的密度增大，所以D、E选项正确．【答案】ABC8．(2016·银川高二检测)在一个大气压下，1 g 100 ℃的水吸收2.26×103 J热量变为1 g 100 ℃的水蒸气．在这个过程中，下列说法不正确的是() A．2.26×103 J＝汽的内能＋水的内能B．2.26×103 J＝汽的内能－水的内能C．2.26×103 J＝汽的内能＋水的内能＋水变成汽体积膨胀对外界做的功D．2.26×103 J＝汽的内能－水的内能＋水变成气体体积膨胀对外界做的功E．在这个过程中质量守恒【解析】液体汽化时吸收的热量一部分用来克服分子引力做功，增加内能，一部分用来膨胀对外界做功，D、E对．【答案】ABC[能力提升]9．将未饱和汽转化成饱和汽，下列方法可靠的是()A．保持温度不变，减小体积B．保持温度不变，减小压强C．保持体积不变，降低温度D．保持体积不变，减小压强E．保持体积不变，增大压强【解析】未饱和汽的密度小于饱和汽的密度，压强小于饱和汽压，因为未饱和汽对气体定律是近似适用的，保持温度不变，减小体积，可以增大压强，增大未饱和气的密度，A正确，B错误；若保持体积不变，降低温度，则饱和汽压减小；若使压强减小，则温度降低，饱和汽压减小，C、D均正确、E错误．【答案】ACD10．空气湿度对人们的生活有很大的影响，当湿度与温度搭配得当，通风良好时，人们才会舒适．关于空气湿度，以下说法正确的是() 【导学号：11200076】A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对温度一定大B．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度这一条件C ．相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱和状态D ．在绝对湿度一定的情况下，气温降低时，相对湿度减小E ．在绝对湿度一定的情况下，气温升高时，相对湿度减小【解析】 相对湿度的定义B ＝p p s×100%，式中p 为空气中所含水蒸气的实际压强，p s 为同一温度下水的饱和汽压，p s 在不同温度下的值是不同的，温度越高，p s 越大，A 错误、B 正确；相对湿度为100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实际压强已达到饱和汽压，C 正确；绝对湿度p 不变时，气温降低，p s 减小，相对湿度增加，气温升高，p s 增大，相对湿度减小，故D 错误，E 正确．【答案】 BCE11．白天的气温是30 ℃，空气的相对湿度是60%，天气预报夜里的气温要降到20 ℃，那么夜里会不会有露珠形成？为什么？(30 ℃时，空气的饱和汽压为4.24×103 Pa ；20 ℃时，饱和汽压为2.3×103 Pa)【解析】 有露珠形成．B ＝p p s，p ＝Bp s ＝60%×4.24×103 Pa ＝2.544×103 Pa ＞2.3×103 Pa ，大于20 ℃时的饱和汽压，故夜里会出现饱和汽，即有露珠形成．【答案】 见解析12．(2016·青岛高二检测)绝热容器里盛有少量温度是0 ℃的水，从容器里迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成0 ℃的冰，则结成冰的质量是原有水质量的多少？(已知0 ℃的水的汽化热L ＝2.49×106 J /kg ，冰的熔化热λ＝3.34×105 J/kg)．【解析】 设蒸发的水的质量是m 1，结成冰的质量是m 2，蒸发所需吸收的热量Q 1＝m 1L ，水结成冰所放出热量Q 2＝m 2λ，由于容器与外界不发生热交换，由Q 1＝Q 2，即m 1L ＝m 2λ，得m 2m 1＝L λ.所以结成冰的质量与原有水质量之比： m 2m 1＋m 2＝L λ＋L ＝ 2.49×1063.34×105＋2.49×106＝0.88，即m 2＝88%m 水．【答案】见解析第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________．2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________．3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________．4．广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是____________．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．5．广义相对论的几个结论：(1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播．(2)引力场使光波发生________．(3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢．(4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________．6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是( )A．u＝u′＋v B．u<u′＋vC．u>u′＋v D．以上均不正确7．以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移概念规律练知识点一相对论速度变换公式的应用1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？2．一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．知识点二相对论质量3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量)知识点三质能方程5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？知识点四了解广义相对论的原理7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．方法技巧练巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s)10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为 3.8×1026 J，则可算出( )A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论2．下面的说法中正确的是( )A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的B ．真空中的光速是速度的极限C ．空间和时间与物质的运动状态有关D ．牛顿力学是相对论力学在v ≪c 时的特例3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明( )A ．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B ．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C ．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D ．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大4．下列说法中，正确的是( )A ．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B ．强引力作用可使光谱线向红端偏移C ．引力场越强的位置，时间进程越慢D ．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A ．内部也是漆黑一片，没有任何光B ．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C ．内部应该是很亮的D ．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去6．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( )A ．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B ．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的7．下列说法中正确的是( )A ．物质的引力使光线弯曲B ．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C ．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D ．广义相对论可以解释引力红移现象8.地球上一观察者，看见一飞船A 以速度2.5×108 m/s 从他身边飞过，另一飞船B 以速度2.0×108 m/s 跟随A 飞行．求：(1)A 上的乘客看到B 的相对速度；(2)B 上的乘客看到A 的相对速度．9．一物体静止时质量为m ，当分别以v 1＝7.8 km/s 和v 2＝0.8c 的速度飞行时，质量分别是多少？10．你能否根据质能方程推导动能的表达式E k ＝12mv 2?11．广义相对论得出了哪些重要的结论？第4节 相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节 广义相对论点滴课前预习练1．v ＝u ＋v′1＋uv′c 2 2．E ＝mc 2 越大 越多 正比 ΔE ＝Δmc 23．m ＝m 01－v 2c2 4．(1)一样的5．(1)偏折 (2)频移 (3)延缓 (4)引力波6．B [由相对论速度变换公式可知B 正确．]7．CD [由引力红移可知C 、D 错误．]课堂探究练1．在地面的观察者看来，光速是c 不是v ＋c. 解析 由相对论速度变换公式u ＝u′＋v 1＋u′v c 2，求得光对地速度u ＝v ＋c 1＋vc c2＝c v ＋c v ＋c ＝c. 点评 若仍然利用经典相对性原理解答此类题目，会导致错误结论．在物体的运动速度与光速可比拟时，要用相对论速度变换公式进行计算．2．0.817c解析 已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c.由相对论速度叠加公式得u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c 2＝(u x ′＋v)c 2c 2＋u x ′vu x ＝(0.8c ＋0.05c)c 2c 2＋0.8c×0.05c≈0.817c. 点评 对于微观、高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规律，而是遵守相对论速度变换公式．3．1.000 000 000 35解析 c ＝3×108 m/s ，v c ＝8×1033×108，v 2c 2≈7.1×10－10. 由m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，得 m m 0＝1.000 000 000 35. 点评 根据m ＝m 01－(v c)2直接计算m m 0不需先算m. 4．0.866c 解析 m ＝2m 0，代入公式m ＝m 01－(v c )2，可得2m 0＝m 01－(v c )2，解得v ＝32c ＝0.866c. 点评 在v c 时，可以认为质量是不变的，但当v 接近光速时，m 的变化一定要考虑．5．总能量E 中已经计入了物体的动能．解析 总能量E ＝E 0＋Ek ，E 0为静质能，实际上包括分子的动能和势能、化学能、电磁能、结合能等．E 0＝m 0c 2，Ek 为动能，Ek ＝m 0c 2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1 1－v 2c2 －1，E ＝E 0＋Ek ＝mc 2. 点评 有人根据E ＝mc 2得出结论说“质量可以转化为能量、能量可以转化为质量”这是对相对论的曲解，事实上质量决不会变成能量，能量也决不会变成质量．一个系统能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统因接受而增加能量时，其质量也相应增加．对一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的．6．2.69×10－30 kg 0.94c解析 Ek ＝eU ＝(1.6×10－19×106) J ＝1.6×10－13 J对高速运动的电子，由Ek ＝mc 2－m 0c 2得m ＝Ek c ＋m 0＝1.6×10－13(3×10)kg ＋9.1×10－31 kg ≈2.69×10－30 kg. 由m ＝m 01－v 2c2得，v ＝c 1－m 20m 2＝2.82×108 m·s －1≈0.94c 点评 当v c 时，宏观运动规律仍然适用，物体的动能仍然根据Ek ＝12mv 2来计算．但当v 接近光速时，其动能由Ek ＝mc 2－m 0c 2来计算．7．见解析解析 飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．点评 把一个做匀加速运动的参考系等效为一个均匀的引力场，从而使物理规律在非惯性系中也成立．8．见解析解析 由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g ＝9.8 m/s 2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．9．1.78×10－29 kg 1.871×10－29 kg解析 由动能定理，加速后电子增加的动能ΔEk ＝eU ＝1.6×10－19×107 J ＝1.6×10－12 J由ΔE ＝Δmc 2得电子增加的质量Δm ＝ΔEk c 2＝1.6×10－12(3×108)2kg≈1.78×10－29 kg ，此时电子的质量m ＝m 0＋Δm ＝1.871×10－29 kg方法总结 物体的能量变化ΔE 与质量变化Δm 的对应关系为ΔE ＝Δmc 2，即当物体的能量增加时，物体对应的质量也增大；当物体的能量减少时，物体对应的质量也减小．10．C [由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t ，故C 正确．]课后巩固练1．D [狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．]2．ABCD3．ABD [据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，核反应中，物体的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变反应，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误；由质能关系知，D 正确．]4．ABCD [由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A 、D 是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B 、C 正确．]5．BCD6．AD [由广义相对论基本原理可知A 、D 正确．]7．ACD [由广义相对论的几个结论可知A 、C 、D 正确．]8．(1)－1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地以－2.5×108 m/s 向后．B 在地面看以2.0×108 m/s 向前，则A 上乘客看B 的速度为u ＝u′＋v 1＋u′·v c 2＝－2.5＋2.01＋－2.5×232×108 m/s≈－1.125×108 m/s.(2)B 看A 则相反为1.125×108 m/s.9．见解析解析 速度为7.8 km/s 时，质量为m 1＝m 01－(v c )2＝m 01－(7.8×1033×108)2≈m 0＝m 速度为0.8c 时，质量设为m 2，有m 2＝m 01－(0.8)2＝m 00.6＝53m 0＝53m. 10．见解析解析 质能方程E ＝mc 2表示的是物体质量和能量之间的关系，所以物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek即Ek ＝E －E 0又因为E ＝mc 2＝m 01－(v c)2c 2，E 0＝m 0c 2 所以Ek ＝m 0c 2[11－(v c )2－1]当v 很小时，即v c 1时，根据数学公式有[1－(v c )2]－12≈1＋12(v c)2 所以Ek ＝E －E 0≈12m 0v 2 11．广义相对论得出的结论：(1)物质的引力使光线弯曲．时空几乎在每一点都是弯曲的．只有在没有质量的情况下，时空才没有弯曲，如质量越大，时空弯曲的程度也越大．在引力场存在的条件下，光线是沿弯曲的路径传播的．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．例如在强引力的星球附近，时钟要走得慢些．按照广义相对论光在强引力场中传播时，它的频率或波长会发生变化，出现引力红移现象．。
高中物理人教版选修3-3(学业分层测评)第七章 分子动理论 学业分层测评3 Word版含答案
学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则下列说法不正确的是()A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C．F引与F斥跟分子间的距离有关D．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大E．分子之间的距离越大，F引越大，F斥越小【解析】分子间的引力和斥力同时存在，它们的大小随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些．当r<r0时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小；当r>r0时，合力表现为引力，引力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小．正确选项是A、C，B、D、E符合题意．【答案】BDE2．如图7-3-2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，其主要原因下列说法正确的是() 【导学号：11200010】图7-3-2A．铅分子间的距离达到引力范围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E．铅柱间的分子引力等于下方铅柱和钩码的总重力【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，铅柱不脱落的主要原因是分子之间的引力，故A、D、E正确，B、C 错误．【答案】ADE3．两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力() 【导学号：11200011】A．一定增大B．一定减小C．可能增大D．可能减小E．一定变化【解析】分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知，增大多少也未知．由图可知，分子间距离r在从无限小到无限大的区间内，分子力随r的增大是先减小后增大再减小，故C、D、E正确．【答案】CDE4．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，关于水分子间的作用力的说法不正确的是()A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大E．引力、斥力中斥力增大的更快【解析】因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大．故D、E选项正确，其他选项符合题意．【答案】ABC5．关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是() 【导学号：11200012】A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力D．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力E．当分子间的距离r>10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计【解析】分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A 错误；当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，C错误．【答案】BDE6．有一种咸鸭蛋的腌制过程是将鸭蛋放在掺入食盐的泥巴里，经过很长一段时间泥巴干了后，鸭蛋也就成了咸鸭蛋．此鸭蛋的腌制过程下列说法不正确的是()图7-3-3A．布朗运动B．扩散C．分子间作用力D．热胀冷缩E．盐分子进入鸭蛋中【解析】食盐进入鸭蛋属于扩散现象．【答案】ACD7．下列说法正确的是()A．温度越高布朗运动就越激烈B．由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏加罗常数C．在压缩气体时需对气体做功，这是因为气体分子间的斥力大于引力D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力E．固体和液体很难被压缩是因为斥力大于引力【解析】温度越高，布朗运动越激烈，A正确；对液体和固体可以由摩尔体积和每个分子的体积估算出阿伏加德罗常数，B正确；在压缩气体时需对气体做功是因为需要克服气体压强才能压缩，C错误；水和酒精混合后的体积小于原来体积之和说明分子间存在间隙，D错误．压缩固体和液体时，分子间的引力和斥力是同时存在的，只不过斥力大于引力，分子力表现为斥力，选项E正确；答案为A、B、E.【答案】ABE8．如图7-3-4所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端，使玻璃板水平接触水面．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．图7-3-4【解析】玻璃板接触水面，水分子与玻璃的分子间存在相互作用力，将玻璃板向上提时，分子间表现为引力，故此时向上的拉力比玻璃板的重力大．【答案】大引力[能力提升]9．(2016·南京高二检测)如图7-3-5所示，设有一分子位于图中的坐标原点O 处不动，另一分子可位于正x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系，e 为两曲线的交点，则下列说法不正确的是() 【导学号：11200013】图7-3-5A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15 mB．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10 mC．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10 mD．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15 mE．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点引力和斥力平衡【解析】由于分子间斥力的大小随两分子间距离变化比引力快，所以图中曲线ab表示斥力，cd表示引力，e点引力和斥力平衡，分子间距为r0，数量级为10－10 m，所以B、E选项正确，答案为A、C、D.【答案】ACD10．关于分子间相互作用力的以下说法不正确的是() 【导学号：11200014】A．分子间同时存在着引力和斥力，分子间斥力实质为电荷之间的库仑力，分子间引力实质为万有引力B．当分子间距离r＝r0时，分子间的分子力为零，此时分子间没有相互作用力C．当r<r0时，r增大，分子间斥力、引力都增大，但斥力增加更快，故分子间作用力体现为斥力D．当r>r0时，r增大，分子间引力减小，斥力也减小，但斥力比引力减小得更快，故分子间作用力表现为引力，且分子力随着分子间距r的增大而先增大后减小直到为零E．分子间的平衡距离r0可以看做分子直径的大小，其数量级为10－10【解析】从本质上讲，分子力属于电荷之间的相互作用力，分子间的斥力主要是指不同分子的原子核所带的正电荷之间的库仑斥力，而分子间的引力则是不同分子的原子核所带的正电荷与电子所带的负电荷之间的库仑引力，与这两种电荷之间的相互作用力相比，分子之间的万有引力就显得微不足道了，即在研究分子的运动及其相互作用时，可以忽略它们之间的万有引力的影响．无论是分子间的引力还是斥力都随着分子间距离的减小而增大，随着分子间距离的增大而减小，只不过斥力比引力变化得快．由于分子力指的是分子间引力和斥力的矢量和，因而，当r＝r0时，只是引力和斥力的矢量和为零(引力与斥力大小相等、方向相反)，此时分子间的引力和斥力均不为零．当分子间距离r>10r0(即可认为此时r→∞)时，分子间的引力、斥力均趋近于零，这时才能说分子间无相互作用力．综上所述，本题正确答案为A、B、C.【答案】ABC11．玻璃破裂后对接在一起，不能恢复原状，但把破口处熔化后对接在一起，即能粘接成整体，怎样解释这个现象？【解析】直接对接的玻璃，接口处分子的距离较远，分子间的引力不发生作用，因此不能成为整体，破口处熔化后对接在一起，熔化的部分与两边分子的距离较近，各部分之间的分子引力发生作用，凝固后重新成为一个整体．这说明分子间的作用力是短程力，只有距离很近时才起作用．【答案】见解析12．最近几年出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等．摩擦焊接是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了，试用所学知识分析摩擦焊接的原理．【导学号：11200015】【解析】摩擦焊接是利用分子引力的作用．当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面焊接在一起，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体．【答案】见解析。
2017-2018学年高中物理选修3-2学业分层测评：第3章 第
学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)1．如图3－2－10所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )图3－2－10A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零【解析】线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生做周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错．线圈处于图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电流最大，ab边向右运动，由右手定则得，ab边的感应电流方向为a→b，故B错、C对．线圈平面与磁感线平行时，磁通量的变化率最大．故D错．【答案】 C2．(多选)一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图3－2－11所示，则( )【导学号：05002068】图3－2－11A．t1时刻穿过线圈的磁通量为零B．t2时刻穿过线圈的磁通量为零C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零【解析】t1时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大；t2时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零；t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，感应电动势最大；t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，选项A、D正确．【答案】AD3．(多选)线圈在匀强磁场中转动产生感应电动势e＝10sin 20πt V，则下列说法正确的是( )A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大D．t＝0.4 s时，e有最大值10 2 V【解析】由电动势的瞬时值表达式知，计时是从线圈位于中性面时开始的，所以t＝0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，故A、B正确，C错误．当t＝0.4 s时，e＝10sin 20πt＝10×sin(20π×0.4)V＝0，D错误．【答案】AB4. 矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转时，如图3－2－12所示，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈中的感应电动势大小为( )图3－2－12A．50 V B．253VC．25 V D．10 V【解析】由题意可知：线圈从题图所示位置开始转动，产生的瞬时感应电动势表示为e＝E m cos ωt，转过30°时，e′＝E m cos 30°＝50×32V＝253V，故B正确．【答案】 B5．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图3－2－13所示，下列说法中正确的是( )【导学号：05002069】图3－2－13A ．交变电流的频率为0.02 HzB ．交变电流的瞬时值表达式为i ＝5 cos(50πt ) AC ．在t ＝0.01 s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量为零D ．1 s 末线圈平面与磁感线垂直，感应电流最大【解析】 从题图中可得该交变电流的周期为0.02 s ，频率为50 Hz.交变电流的瞬时值表达式为i ＝5 cos(100πt )A.在t ＝0.01 s 时，感应电流最大，穿过交流发电机线圈的磁通量为零.1 s 末线圈平面与磁感线平行，感应电流最大．故正确选项为C.【答案】 C6．欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是( ) A ．增大转速 B ．增大磁感应强度 C ．增加线圈匝数 D ．增大线圈的包围面积【解析】 设线圈匝数为N ，磁感应强度为B ，线圈围成的面积为S ，角速度为ω，转速为n (转/秒)，由E m ＝NBS ω＝NBS ·2πn ，又由频率f ＝ω/2π＝2πn 2π＝n ，可知B 、C 、D项只改变E m 大小，没改变频率，而A 项改变了频率，故选A.【答案】 A7．如图3－2－14所示的电路中，A 是熔断电流I 0＝2 A 的保险丝，R 是可变电阻，交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e ＝2202sin 314t (V)．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )图3－2－14【导学号：05002070】A ．110 2 ΩB ．110 ΩC ．220 ΩD ．220 2 Ω【解析】 该交变电流电动势的有效值为U ＝22022V ＝220 V ，故可变电阻的最小阻值R min ＝U I 0＝2202Ω＝110 Ω.【答案】 B8. 如图3－2－15所示，一半径为r ＝10 cm 的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B ＝5π2T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO ′以n ＝600 r/min 的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始计时．图3－2－15(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式； (2)求线圈从图示位置经160s 时的电动势的瞬时值．【解析】 (1)当线圈从中性面开始计时时，产生的感应电动势的瞬时值为e ＝E m sin ωt其中ω＝2πn60＝2π×10 rad/s＝20π rad/s峰值E m ＝NBS ω＝100×5π×π×0.12×20πV ＝100 V所以e ＝100sin 20πt (V)．(2)当t ＝160s 时，由e ＝100 sin 20πt (V)得：e ＝100 sin(20π×160)V ＝50 3 V.【答案】 (1)e ＝100 sin 20πt (V) (2)50 3 V9．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图3－2－16甲所示，则下列说法中正确的是( )甲乙图3－2－16A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻Φ的变化率达到最大C．t＝0.02 s时刻感应电动势达到最大D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示【解析】t＝0时Φ最大，线圈应在中性面位置，A错；t＝0.01 s时，磁通量为零，此时Φ的变化率最大，B对；t＝0.02 s时，Φ最大，e＝0，C错；因Φ－t图象为余弦图象，故e－t图象应为正弦图象，D错．【答案】 B10．(多选)图3－2－17甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )甲乙图3－2－17A．电流表的示数为10 AB．线圈转动的角速度为50π rad/sC．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左【解析】由题图乙知I m＝10 2 A，I＝I m2＝10 A，A正确．T＝2×10－2s，ω＝2πT＝100πrad/s，B错误．t＝0.01 s时，I＝I m，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确．由右手定则判定0.02 s时电阻R中电流方向自左向右，D错误．【答案】AC11. 如图3－2－18所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t＝0时刻线圈平面与磁感线垂直．图3－2－18(1)表示出线圈经过图示位置时，通过电阻R 的感应电流的方向； (2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；(3)求线圈从t ＝0位置开始到转过90°的过程中的平均电动势； (4)求线圈从t ＝0位置开始到转过60°时的瞬时电流．【解析】 (1)根据右手定则或楞次定律判断可知，线圈中电流方向是badcb .故流过R 的电流是自下而上 .(2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势E m ＝nBab ω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e ＝nBab ωsin ωt .(3)E ＝nΔΦΔt ＝n Bab π/2ω＝2nBab ωπ. (4)i ＝eR ＋r ＝nBab ωsinπ3R ＋r＝3nBab ωR ＋r. 【答案】 (1)自下而上 (2)nBab ωsin ωt (3)2nBab ωπ (4)3nBab ωR ＋r12．如图3－2－19所示，一个电阻为R 的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图象如图所示，图中的最大磁通量Φ0和变化的周期T 都是已知量．求：图3－2－19(1)在一个周期T 内金属环中产生的热量； (2)交变电流的有效值；(3)在一个周期T 内通过金属环某一横截面的电荷量.【导学号：05002071】【解析】 (1)0～T /4时间内，感应电动势为：E 1＝ΔΦΔt ＝4ΔΦ0T，0～T /4时间内，感应电流为：I 1＝E 1R＝4Φ0RT，T /2～3T /4时间内，感应电动势、感应电流大小同0～T /4内相同，T /4～T /2及3/4T ～T 时间内感应电动势、感应电流为0，一个周期内产生的热量为：2I 21R T 4＝8Φ2RT.(2)由有效值的定义可知I 2RT ＝8Φ20RT ，有效值为I ＝22Φ0RT.(3)由于一个周期T 内穿过金属环的磁通量变化ΔΦ＝0，通过金属环某一横截面的电荷量也为零．【答案】 (1)8Φ20RT (2)22Φ0RT(3)0。
2017-2018学年高二物理人教版选修3-3章末综合测评2+Word版含答案.pdf
学无 止 境
章末综合测评(二)
(时间：60 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，每小题有三项符合题 目要求，选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分) 1．对一定质量的理想气体，下列说法不正确的是( ) A．气体体积是指所有气体分子的体积之和 B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高 C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少 D．气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的 E．气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内 的气体对器壁没有压强 【解析】 由于气体分子间的距离较大，分子间距离不能忽略，所以气体体 积要比所有气体分子的体积之和要大，A 错误；气体分子的热运动越剧烈，分子 的平均速率就越大，平均动能越大，温度就越高，B 正确；理想气体的内能只与 气体的温度有关，只要气体的温度不变，则内能不变，C 错误；气体压强是由气 体分子对容器壁频繁地撞击而产生的，与气体的重力没有关系，所以在失重的情 况下，气体对器壁仍然有压强，D 正确，E 错误． 【答案】 ACE 2．如图 1 所示是一定质量的某种气体的等压线，比较等压线上的 a、b 两个 状态，下列说法正确的是( )
人教版高中物理选修3-2高二检测题：答案.docx
高中物理学习材料一、单项选择题：题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案DCBBCDBC二、双项选择题： 题号 9 10 11 12 13 14 答案BCBDBCADBDCD15．（1）E ＝BLv ，A hrR r R r R I 4.0=+=+=+=，方向为：N Q → （2）F 外＝F 安＝BIh ＝0.02N ，方向向左 （3）E ab ＝BLv ，U ab ＝E ab －Ihr ＝0.32V16、解：（1）（3分）导体棒cd 静止时受力平衡，设所受安培力为F 安，则：F 安=mg sin θ------3分 解得 F 安=0.10N------1分（2）（8分）设导体棒ab 的速度为v 时，产生的感应电动势为E ，通过导体棒cd 的感应电流为I ，则： E =Blv I =rE2 F 安=BIl 联立上述三式解得v =222F rB l安 --- 5分 代入数据得 v =1.0m/s ----1分 （3）（7分）设对导体棒ab 的拉力为F ，导体棒ab 受力平衡，则F =F 安+mg sin θ 3分 解得 F =0.20N 1分 拉力的功率P =Fv 1分 解得 P = 0.20W 1分 17．（1）全校消耗的功率64022⨯⨯=用P W=5280W ，设线路电流为线I ，输电电压为2U ，降压变压器原线圈电压为3U ，144343==n n U U ，而2204=U V ，则22043⨯=U V=880V ，A A U P I 688052803===用线，线路损失功率4362⨯==线线损R I P W=144W ，所以5424=+=损用出P P P W（2）46⨯==线线损R I U V=24V ，90432=+==U U U U 损送V ，由2121n n U U =得：226419042121=⨯==V n n U U V ，升压变压器原线圈 电流226542411==U P I 出A=24A ，发电机的电动势25022612411=+⨯=+=U r I E V。
高中物理人教版选修3-3(学业分层测评)第七章 分子动理论 学业分层测评2 Word版含答案
学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(2016·石家庄高二检测)对下列相关物理现象的解释正确的是()A．粉笔字在黑板上久了，不易擦除，说明分子做无规则运动B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动C．高压下的油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下分子无规则运动加剧的结果E．花香四溢，说明分子间有空隙【解析】选项A、B属于扩散现象，说明分子都在做无规则的热运动，A、B正确；高压下的油会透过钢壁渗出，这属于物体在外力作用下的机械运动，并不能说明分子是不停运动着的，选项C错误；选项D属于扩散现象，D正确；E 项说明分子不停地做无规则运动．【答案】ABD2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因，下列说法不正确的是() A．盐分子太小了，很容易进入萝卜中B．盐分子间互相碰撞C．萝卜分子间有空隙，易扩散D．炒菜时温度高，分子热运动激烈E．腌菜时温度低，分子热运动缓慢【解析】萝卜之所以咸的原因是盐分子进入萝卜中，这种现象产生的原因是盐分子的扩散．在扩散现象中，扩散的快慢跟温度有关，温度越高，扩散得越快；温度越低，扩散得越慢．在腌萝卜时，是盐分子在常温下的扩散现象，炒菜时，是盐分子在高温下的扩散现象，因此，炒菜时萝卜咸得快，腌菜时萝卜咸得慢，A、B、C是错误的．【答案】ABC3．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的颗粒在不停的运动，这些颗粒的运动()A．是布朗运动B．不是布朗运动C．是自由落体运动D．不是自由落体运动E．是由气流和重力引起的【解析】这些用肉眼可以看到的微粒是相当大的，某时刻它们所受到的各方向空气分子碰撞的合力几乎为零．这么微小的合力对相当大的微粒来说，是不能使它做布朗运动的．这时微粒的运动是气体对流和重力作用引起的．【答案】BDE4．(2016·长沙高二检测)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图7-2-3所示，下列说法中不正确的是() 【导学号：11200005】图7-2-3A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动C．越小的炭粒，运动越明显D．越大的炭粒，运动越明显E．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的【解析】水分子在显微镜下是观察不到的，故A错；根据布朗运动的含义可判断B、C对，D错；水分子并不是静止不动的，故E错．【答案】ADE5．布朗运动是分子做无规则运动的有力证明，下面关于布朗运动的说法中正确的是()【导学号：11200006】A．布朗运动指的是液体分子的无规则运动B．布朗运动指的是液体内悬浮固体颗粒中的分子的无规则运动C．布朗运动指的是液体内悬浮固体颗粒的无规则运动D．布朗运动反映了液体分子的无规则运动E．布朗运动是由于液体分子对固体颗粒的撞击不平衡引起的【解析】布朗运动指的是液体内悬浮固体颗粒的无规则运动，这些固体颗粒都是由成千上万个分子组成的，固体分子的运动我们是看不到的，但它的形成是由于液体分子在做无规则运动时对固体颗粒的碰撞不均匀而造成的，因此布朗运动是液体分子无规则运动的反映．【答案】CDE6．(2016·长春检测)关于热运动的说法中，不正确的是()A．热运动是物体受热后所做的运动B．仅温度高的物体中的分子做无规则运动C．单个分子做永不停息的无规则运动D．大量分子做永不停息的无规则运动E．温度越高，分子无规则运动越剧烈【解析】热运动是指物体内大量分子做无规则运动，不是单个分子做无规则运动，在物体内的分子运动速度不同，即使是同一个分子在不同时刻其速度也不同，热运动在宏观上表现的是温度，当分子的平均速率变化时，物体的温度变化，不仅高温物体中的分子在做无规则运动，低温物体内的分子也同样做无规则运动，只是其平均速率不同而已，A、B、C错误，D、E正确．【答案】ABC7．(2016·西安一中高二检测)下面所列举的现象中，能说明分子是不断运动着的是()【导学号：11200007】A．将香水瓶盖打开后能闻到香味B．汽车开过后，公路上尘土飞扬C．洒在地上的水，过一段时间就干了D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动E．烟囱里冒出的黑烟【解析】扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动．香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而尘土、黑烟不是单个分子，是由若干分子组成的固体颗粒，所以尘土飞扬、冒出的黑烟不是分子的运动．【答案】ACD8．下列各现象中解释正确的是()A．腌茶叶蛋时，酱油里的色素进入蛋清，是扩散现象B．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象C．把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金互相会渗入，这是两种金属分别做扩散运动的结果D．把碳素墨水滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是由碳分子的无规则运动引起的E．含有泥沙的水经一定时间会澄清是布朗运动【解析】A、B、C都是扩散现象；D中做布朗运动的是炭颗粒，而不是碳分子，水的澄清过程是由于泥沙在重力作用下的沉淀，不是布朗运动．【答案】ABC[能力提升]9．下列关于布朗运动的说法，正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度较高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的E．布朗运动是液体分子无规则运动的反映【解析】布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微小粒子的无规则运动，是由液体分子对微小粒子的撞击作用的不平衡产生的，不是液体分子的无规则运动，是液体无规则运动的反映．选项A、C错误，D、E正确；温度越高，分子运动速率越大，布朗运动越剧烈，粒子越小，惯性越小，运动状态越容易改变，受撞击后加速度越大，运动越剧烈，所以液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈，选项B正确．【答案】BDE10．用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10 s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图7-2-4所示，则下列说法中正确的是()【导学号：11200008】图7-2-4A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹B．花粉颗粒的运动是水分子和规则运动的反映C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等D．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能不在de连线上E．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能在de连线上，但不一定在de连线的中点【解析】因为图中各点是每隔10 s记下它的位置，那么在每个10 s内花粉颗粒位于何处，还无法确定，所以这些点连接的折线不表示花粉颗粒运动的径迹，选项A错误，D、E正确；选项B正确；图中六条折线的长度并不相等，所以在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不相等，选项C错误．【答案】BDE11．在房间的一端打开一瓶香水，如果没有空气对流，在房间的另一端的人并不能马上闻到香味，这是由于分子运动速率不大．这种说法正确吗？为什么？【解析】这种说法是不正确的．气体分子运动的速率实际上是比较大的．并不能马上闻到香味的原因：虽然气体分子运动的速率比较大，但由于分子运动的无规则性，且与空气分子不断地碰撞，方向不停地在改变，大量的分子扩散到另一个位置需要一定的时间，并且人要闻到香味必须等香味达到一定的浓度才行．【答案】见解析12．下面关于布朗运动的两种说法都是错误的，试分析它们各错在哪里．(1)在北方冬天的大风天气时，常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动．(2)一滴碳素墨水滴在清水中，过一会儿整杯水都黑了，这是碳分子做无规则运动的结果．【导学号：11200009】【解析】(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒(可称为布朗微粒)都是很小的，一般数量级在10－6m，这种微粒肉眼是看不见的，必须借助于显微镜．冬天大风天气看到的风沙、尘土，都是较大的颗粒，它们的运动不能称为布朗运动．空气中悬浮着许多布朗微粒，但我们的眼睛看不到．(2)碳素墨水是由研磨得很细的炭粒散布在水溶液中构成的，把它滴入水中，由于碳并不溶于水，它仍以小炭粒的形式存在，这些小炭粒受水分子的撞击，要做布朗运动，并使得整杯水都黑了．布朗运动并不是固体分子的运动，因此说“这是碳分子做无规则运动的结果”是错误的．【答案】见解析第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________．2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________．3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________．4．广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是____________．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．5．广义相对论的几个结论：(1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播．(2)引力场使光波发生________．(3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢．(4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________．6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是( )A．u＝u′＋v B．u<u′＋vC．u>u′＋v D．以上均不正确7．以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移概念规律练知识点一相对论速度变换公式的应用1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？2．一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．知识点二相对论质量3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量)知识点三质能方程5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？知识点四了解广义相对论的原理7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．方法技巧练巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s)10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为 3.8×1026 J，则可算出( )A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论2．下面的说法中正确的是( )A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的B．真空中的光速是速度的极限C．空间和时间与物质的运动状态有关D．牛顿力学是相对论力学在v≪c时的特例3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明( )A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大4．下列说法中，正确的是( )A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B．强引力作用可使光谱线向红端偏移C．引力场越强的位置，时间进程越慢D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A．内部也是漆黑一片，没有任何光B．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C．内部应该是很亮的D．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去6．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( )A．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的7．下列说法中正确的是( )A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D．广义相对论可以解释引力红移现象8.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行．求：(1)A上的乘客看到B的相对速度；(2)B上的乘客看到A的相对速度．9．一物体静止时质量为m，当分别以v1＝7.8 km/s和v2＝0.8c的速度飞行时，质量分别是多少？10．你能否根据质能方程推导动能的表达式E k ＝12mv 2?11．广义相对论得出了哪些重要的结论？第4节 相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节 广义相对论点滴课前预习练1．v ＝u ＋v′1＋uv′c 2 2．E ＝mc 2 越大 越多 正比 ΔE ＝Δmc 23．m ＝m 01－v 2c2 4．(1)一样的5．(1)偏折 (2)频移 (3)延缓 (4)引力波6．B [由相对论速度变换公式可知B 正确．]7．CD [由引力红移可知C 、D 错误．]课堂探究练1．在地面的观察者看来，光速是c 不是v ＋c. 解析 由相对论速度变换公式u ＝u′＋v 1＋u′v c 2，求得光对地速度u ＝v ＋c 1＋vc c2＝c v ＋c v ＋c ＝c. 点评 若仍然利用经典相对性原理解答此类题目，会导致错误结论．在物体的运动速度与光速可比拟时，要用相对论速度变换公式进行计算．2．0.817c解析 已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c.由相对论速度叠加公式得u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c 2＝(u x ′＋v)c 2c 2＋u x ′v u x ＝(0.8c ＋0.05c)c 2c 2＋0.8c×0.05c≈0.817c. 点评 对于微观、高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规律，而是遵守相对论速度变换公式．3．1.000 000 000 35解析 c ＝3×108 m/s ，v c ＝8×1033×108，v 2c 2≈7.1×10－10. 由m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，得 m m 0＝1.000 000 000 35. 点评 根据m ＝m 01－(v c)2直接计算m m 0不需先算m. 4．0.866c 解析 m ＝2m 0，代入公式m ＝m 01－(v c )2，可得2m 0＝m 01－(v c )2，解得v ＝32c ＝0.866c. 点评 在v c 时，可以认为质量是不变的，但当v 接近光速时，m 的变化一定要考虑．5．总能量E 中已经计入了物体的动能．解析 总能量E ＝E 0＋Ek ，E 0为静质能，实际上包括分子的动能和势能、化学能、电磁能、结合能等．E 0＝m 0c 2，Ek 为动能，Ek ＝m 0c 2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1 1－v 2c2 －1，E ＝E 0＋Ek ＝mc 2. 点评 有人根据E ＝mc 2得出结论说“质量可以转化为能量、能量可以转化为质量”这是对相对论的曲解，事实上质量决不会变成能量，能量也决不会变成质量．一个系统能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统因接受而增加能量时，其质量也相应增加．对一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的．6．2.69×10－30 kg 0.94c解析 Ek ＝eU ＝(1.6×10－19×106) J ＝1.6×10－13 J对高速运动的电子，由Ek ＝mc 2－m 0c 2得m ＝Ek c 2＋m 0＝1.6×10－13(3×108)2 kg ＋9.1×10－31 kg ≈2.69×10－30 kg.由m ＝m 01－v 2c 2得，v ＝c 1－m 20m 2＝2.82×108 m·s －1≈0.94c 点评 当v c 时，宏观运动规律仍然适用，物体的动能仍然根据Ek ＝12mv 2来计算．但当v 接近光速时，其动能由Ek ＝mc 2－m 0c 2来计算．7．见解析解析 飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．点评 把一个做匀加速运动的参考系等效为一个均匀的引力场，从而使物理规律在非惯性系中也成立．8．见解析解析 由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g ＝9.8 m/s 2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．9．1.78×10－29 kg 1.871×10－29 kg解析 由动能定理，加速后电子增加的动能ΔEk ＝eU ＝1.6×10－19×107 J ＝1.6×10－12 J由ΔE ＝Δmc 2得电子增加的质量Δm ＝ΔEk c 2＝1.6×10－12(3×108)2kg≈1.78×10－29 kg ，此时电子的质量m ＝m 0＋Δm ＝1.871×10－29 kg方法总结 物体的能量变化ΔE 与质量变化Δm 的对应关系为ΔE ＝Δmc 2，即当物体的能量增加时，物体对应的质量也增大；当物体的能量减少时，物体对应的质量也减小． 10．C [由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t ，故C 正确．]课后巩固练1．D [狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．]2．ABCD3．ABD [据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，核反应中，物体的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变反应，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误；由质能关系知，D 正确．]4．ABCD [由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A 、D 是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B 、C 正确．]5．BCD6．AD [由广义相对论基本原理可知A 、D 正确．]7．ACD [由广义相对论的几个结论可知A 、C 、D 正确．]8．(1)－1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地以－2.5×108 m/s 向后．B 在地面看以2.0×108 m/s 向前，则A 上乘客看B 的速度为u ＝u′＋v 1＋u′·v c 2＝－2.5＋2.01＋－2.5×232×108 m/s≈－1.125×108 m/s.(2)B 看A 则相反为1.125×108 m/s.9．见解析解析 速度为7.8 km/s 时，质量为m 1＝m 01－(v c )2＝m 01－(7.8×1033×108)2≈m 0＝m 速度为0.8c 时，质量设为m 2，有m 2＝m 01－(0.8)2＝m 00.6＝53m 0＝53m. 10．见解析解析 质能方程E ＝mc 2表示的是物体质量和能量之间的关系，所以物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek即Ek ＝E －E 0又因为E ＝mc 2＝m 01－(v c)2c 2，E 0＝m 0c 2 所以Ek ＝m 0c 2[11－(v c )2－1]当v 很小时，即v c 1时，根据数学公式有[1－(v c )2]－12≈1＋12(v c)2 所以Ek ＝E －E 0≈12m 0v 2 11．广义相对论得出的结论：(1)物质的引力使光线弯曲．时空几乎在每一点都是弯曲的．只有在没有质量的情况下，时空才没有弯曲，如质量越大，时空弯曲的程度也越大．在引力场存在的条件下，光线是沿弯曲的路径传播的．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．例如在强引力的星球附近，时钟要走得慢些．按照广义相对论光在强引力场中传播时，它的频率或波长会发生变化，出现引力红移现象．。
高中物理人教版选修3-3(学业分层测评)第七章 分子动理论 学业分层测评4 Word版含答案
学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于热平衡定律的理解，正确的是()A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同E．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量【解析】两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同但压强、体积不一定相同，故A、B、E对，C、D错．【答案】ABE2．下列说法不正确的是()A．处于热平衡的两个系统的状态参量不再变化B．达到热平衡的两个系统分开后，再接触有可能发生新的变化C．两个未曾接触的系统不可能处于热平衡D．若a系统与b系统处于热平衡，b系统与c系统处于热平衡，则a与c未必处于热平衡E．用温度计测量温度是根据热平衡的原理【解析】据热平衡的意义，两个系统处热平衡，无论分开，还是再接触，系统的状态参量都不再发生变化，故A正确，B错误．两个未曾接触的系统有可能处于热平衡，所以C错误，据热平衡定律，系统a、系统c分别与系统b处于热平衡，则系统a与系统c一定也处于热平衡，故D错误；当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热交换，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡．E正确．答案为B、C、D.【答案】BCD3．(2016·聊城高二检测)关于热平衡，下列说法正确的是()A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值B．标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡C．量体温时温度计需和身体接触达到5 min是为了让温度计跟身体达到热平衡D．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态E．两个处于热平衡的系统，温度可以有微小的差别【解析】两系统达到热平衡的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，A、D正确；标准状况下冰水混合物的温度为0 ℃，与0 ℃的水的温度相同，所以达到热平衡，B错误；量体温时温度计需和身体接触达5 min是为了使温度计的温度和身体的温度相同，达到热平衡，C正确；温度是热平衡的标志，必须相同，E错误．【答案】ACD4．伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计，如图7-4-1所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则下列说法不正确的是()【导学号：11200016】图7-4-1A．该温度计的测温物质是槽中的液体B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体C．该温度计的测温物质是球形瓶D．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气E．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的【解析】细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物体是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B、C错误，D、E正确．【答案】ABC5．实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图7-4-2所示．已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有()【导学号：11200017】双金属温度计图7-4-2A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D．由右图可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁E．由右图无法判断其双金属片内、外层的情况【解析】双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的．如左图中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正确．如题图右图中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D选项是错误的；E错误．【答案】ABC6．小明自定一种新温标p，他将冰点与沸点之间的温度等分为200格，且将冰点的温度定为50p，今小明测量一杯水的温度为150p时，则该温度用摄氏温度表示时应为______℃. 【导学号：11200018】【解析】每格表示的摄氏度为100200＝0.5 ℃，比冰点高出的温度为(150－50)×0.5 ℃＝50 ℃.【答案】507．当甲、乙两物体相互接触后，热量从甲物体传向乙物体，这样的情况表示甲物体具有较高的__________．【解析】热量总是自发地从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，因此热量传递的决定因素是温度．【答案】温度8．入冬以来，冷空气频繁来袭，我省气温不断下降，24日更是降到自入冬来的最低，鲁中山区更是低至－5℃，如果用热力学温度表示该温度为________K；高温超导材料是各国争相研究的新型导体材料，有着非常广阔的应用前景，目前临界温度比较高的超导体是铋锶钙铜氧超导体，临界温度为110 K，用摄氏温度表示为________℃.【解析】由T＝t＋273 K可得－5 ℃的热力学温度为268 K，110 K的摄氏温度为－163 ℃.【答案】268－163[能力提升]9．(2016·济南高二检测)实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测1标准大气压下沸水的温度时，其读数为80 ℃.当温度计示数为41 ℃时对应的实际温度为______℃，当实际温度为60 ℃时温度计的示数为__________℃.【导学号：11200019】【解析】此温度计每一刻度表示的实际温度为10080－20℃＝53℃，当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为41－20＝21(格)，对应的实际温度应为21×53℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20开始上升格数为6053＝36(格)，它的示数为36 ℃＋20 ℃＝56 ℃.【答案】355610．一个系统的温度由200 K升高到300 K，另一个系统的温度由200 ℃升高到300 ℃，则它们升高了__________(填相同或不同)温度，它们升高到的温度__________(填相同或不同)．【答案】相同不同11．“在冬天，一昼夜的温差为15 ℃”和“在冬天，一昼夜的温差为15 K”，以上两种叙述中的温度差哪种说法大些？【解析】以上两种说法中，一种是用摄氏温度表示的，一种是用热力学温度表示的，摄氏温度与热力学温度的温度间隔是相同的．所以，两种说法的温度差相同．【答案】以上两种说法的温度差一样大12．在某一温度计的管子上刻有150格均匀的标度．在1标准大气压下，当温度计的玻璃泡进入冰水混合物中时，水银柱位置在40刻度处；当玻璃泡进入沸水中时，水银柱的位置在90刻度处．当水银柱上升到100刻度处时，应相当于多少摄氏度？相当于热力学温度多少度？【解析】摄氏温标规定：冰水混合物的温度为0℃，1标准大气压下沸水温度为100℃，由此可见，题中所说的40刻度处就是0℃，90刻度处就是指100℃.从40到90有50等份，每1等份的实际温度是10050℃＝2℃.当水银柱上升到100刻度处时，共占有的等份数是：100－40＝60.所以100刻度处的实际温度是：2℃×60＝120℃.由热力学温度与摄氏温度的关系式：T＝t＋273 K可得120℃相当于热力学温度：T＝(120＋273)K＝393 K.即该温度计100刻度处相当于120℃，相当于393 K.【答案】120℃393 K。
2017-2018学年高中物理选修3-2学业分层测评：第2章 第
学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)1．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是( )A ．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B ．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量C ．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D ．自感电动势总与原电流方向相反【解析】 线圈的自感系数L 只由线圈本身的因素决定，选项A 错误．由E 自＝L ΔI Δt知，E 自与ΔI Δt成正比，与ΔI 无直接关系，选项B 错误，C 正确．E 自方向在电流增大时与原电流方向相反，在电流减小时与原电流方向相同，选项D 错误．【答案】 C2．(多选)下列说法正确的是( )A ．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B ．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C ．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D ．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【解析】 由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A 对；当线圈中电流反向时，相当于电流先减小后反向增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B 错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C 对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D 错．【答案】 AC3. 如图2－2－4所示的是自感现象的实验装置，A 是灯泡，L 是带铁芯的线圈，E 为电源，S 是开关．下述判断正确的是( )【导学号：05002037】图2－2－4A ．S 接通的瞬间，L 产生自感电动势，S 接通后和断开瞬间L 不产生自感电动势B ．S 断开的瞬间L 产生自感电动势，S 接通瞬间和接通后L 不产生自感电动势C．S在接通或断开的瞬间L都产生自感电动势，S接通后L不再产生自感电动势D．S在接通或断开瞬间以及S接通后，L一直产生自感电动势【解析】S断开和接通瞬间，通过线圈的电流都发生变化，都产生感应电动势，S接通后通过线圈的电流不再变化，没有感应电动势产生，故A、B、D错误，C正确．【答案】 C4．(多选)某线圈通有如图2－2－5所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )图2－2－5A．第1 s末B．第2 s末C．第3 s末D．第4 s末【解析】在自感现象中，当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同；当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反．在0～1 s内原电流沿正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向；在1～2 s内原电流沿负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s、3～4 s、4～5 s内自感电动势的方向分别是沿负方向、负方向、正方向，可得正确答案为选项B、 D.【答案】BD5. (多选)如图2－2－6所示，E为电池组，L是自感线圈(直流电阻不计)，D1、D2是规格相同的小灯泡．下列判断正确的是( )图2－2－6A．开关S闭合时，D1先亮，D2后亮B．闭合S达稳定时，D1熄灭，D2比起初更亮C．断开S时，D1闪亮一下D．断开S时，D1、D2均不立即熄灭【解析】开关S闭合时D1、D2同时亮，电流从无到有，线圈阻碍电流的增加，A错．闭合S达稳定时D1被短路，电路中电阻减小，D2比起初更亮，B对．断开S时，线圈阻碍电流减小，故D1会闪亮一下，而D2在S断开后无法形成通路，会立即熄灭，所以C对，D错．【答案】BC6. 如图2－2－7所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2，零点均在刻度盘的中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆，在电路接通后再断开开关S的瞬间，下述说法中正确的是( )【导学号：05002038】图2－2－7A．G1指针向右摆，G2指针向左摆B．G1指针向左摆，G2指针向右摆C．G1、G2的指针都向右摆D．G1、G2的指针都向左摆【解析】在电路接通后再断开开关S的瞬间，由于线圈L中的原电流突然减小，线圈L中产生自感现象，线圈中的电流逐渐减小，电流流经L、G2、R、G1，方向顺时针，由于从表G1的“＋”接线柱流入，表G2的“－”接线柱流入，因此G1指针右偏，表G2的指针左偏，答案选A.【答案】 A7．如图2－2－8所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是( )图2－2－8【导学号：05002039】A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电【解析】S闭合瞬间，通过L的电流增大，L产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电，A板带正电，B板带负电，A项正确；S保持闭合时，L的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；S断开瞬间，通过L的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在L、C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C项错误．综上D项错误．【答案】 A8. 如图2－2－9所示，R1、R2的阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝E2R.现将S闭合，于是电路中产生自感电动势，自感电动势的作用是( )图2－2－9A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0【解析】当S闭合时，电路中电阻减小，电流增大，线圈的作用是阻碍电流的增大，选项A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度减缓，选项B、C错误；最后达到稳定时，I＝ER＝2I0，故选项D正确．【答案】 D9．(多选)如图2－2－10所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则( )【导学号：05002040】图2－2－10A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C．稳定后，L和R两端电势差一定相同D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同【解析】 闭合瞬间，A 2立刻变亮，A 1逐渐变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们的电压相同，L 和R 两端电势差一定相同，选项B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】 BC10．如图2－2－11所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值．在t ＝0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t ＝t 1时刻断开S.下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图象中，正确的是( )图2－2－11【解析】 S 闭合时，由于自感L 的作用，经过一段时间电流稳定时L 电阻不计．可见电路的外阻是从大变小的过程．由U 外＝R 外R 外＋r E 可知U 外也是从大变小的过程．t 1时刻断开S ，由于自感在L 、R 、D 构成的回路中电流从B 向A 且中间流过D ，所以t 1时刻U AB 反向，B 正确．【答案】 B11. 如图2－2－12所示，电源的电动势E ＝15 V ，内阻忽略不计．R 1＝5 Ω，R 2＝15 Ω，电感线圈的电阻不计，求当开关S 接通的瞬间，S 接通达到稳定时及S 切断的瞬间流过R 1的电流．图2－2－12【解析】 开关S 接通瞬间，流过线圈L 的电流不能突变，所以流过R 1的电流仍为0.达到稳定时，线圈相当于导线，所以流过R 1的电流为I 1＝E R 1＝155A ＝3 A. 开关S 断开瞬间，流过线圈L 的电流不能突变，所以流过R 1的电流仍为3 A.【答案】 0 3 A 3 A12. 如图2－2－13所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t ＝1×10－3s 时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L 的电流(如图2－2－14)．已知电源电动势E ＝6 V ，内阻不计，灯泡R 1的阻值为6 Ω，电阻R 的阻值为2 Ω.求：图2－2－13图2－2－14(1)线圈的直流电阻R L是多少？(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势.【导学号：05002041】【解析】由图象可知S闭合稳定时I L＝1.5 AR L＝EI L －R＝61.5Ω－2 Ω＝2 Ω此时小灯泡电流I1＝ER1＝66A＝1 AS断开后，L、R、R1组成临时回路电流由1.5 A逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭，自感电动势E＝I L(R＋R L＋R1)＝15 V. 【答案】(1)2 Ω(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭(3)15 V。
人教版高中物理选修3-5学业分层测评2
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下面关于物体动量和冲量的说法正确的是()A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快E．物体所受合外力越大，则它的动量变化越大【解析】由Ft＝Δp知，Ft≠0，Δp≠0，即动量一定变化，Ft越大，Δp 越大，但动量不一定大，它还与初态的动量有关，故A错误，B正确；冲量不仅与Δp大小相等，而且方向相同，所以C正确；由F＝ΔpΔt知，物体所受合外力越大，动量的变化率ΔpΔt越大，即动量变化越快，但动量的变化量不一定大，D正确，E错误．【答案】BCD2．在任何相等时间内，物体动量的变化量总是相等的运动可能是() A．匀速圆周运动B．匀变速直线运动C．自由落体运动D．平抛运动E．行星绕太阳的运动【解析】物体做匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变．由动量定理可知，它们在任何相等时间内的动量变化量总相等，而物体做匀速圆周运动及行星绕太阳的运动合外力是变力，故B、C、D均正确，A、E错误．【答案】BCD3．如图16-2-5所示，铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v 抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点，第二次以速度2v抽出纸条，则()【导学号：66390004】图16-2-5A．铁块落地点在P点左边B．铁块落地点在P点右边C．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短D．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长E．第二次抽纸条的过程中，铁块受合力的冲量比第一次小【解析】以不同的速度抽出纸条时，铁块所受摩擦力相同，抽出纸条的速度越大，铁块与纸条相互作用的时间越短，铁块受到合力的冲量越小，故铁块获得的速度越小，铁块平抛的水平位移越小，所以选项A、C、E正确．【答案】ACE4．竖直上抛一质量为m的小球，经t秒小球重新回到抛出点，若取向上为正方向，那么从抛出到重新回到抛出点的过程中，小球动量变化量为________．【解析】由动量定理得－mgt＝Δp.【答案】－mgt5．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是为什么？【解析】人跳远时落地前的速度v一定，则初动量相同；落地后静止，末动量为零，所以人在下落过程中的动量变化量Δp一定，即沙坑和水泥地对人的冲量大小相等．因落在沙坑上作用的时间长，落在水泥地上作用的时间短，根据动量定理Ft＝Δp可知，作用时间t长，则作用力F小．【答案】见解析6．将质量为m＝1 kg的小球，从距水平地面高h＝5 m处，以v0＝10 m/s 的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)抛出后0.4 s内重力对小球的冲量；(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp；(3)小球落地时的动量p′. 【导学号：66390005】【解析】(1)重力是恒力，0.4 s内重力对小球的冲量I＝mgt＝1×10×0.4 N·s ＝4 N·s方向竖直向下．(2)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故h＝12gt2落地时间t＝2hg＝1 s小球飞行过程中只受重力作用，所以合外力的冲量为I＝mgt＝1×10×1 N·s ＝10 N·s方向竖直向下由动量定理得Δp＝I＝10 N·s，方向竖直向下．(3)小球落地时竖直分速度为v y＝gt＝10 m/s.由速度合成知，落地速度v＝v20＋v2y＝102＋102m/s＝10 2 m/s所以小球落地时的动量大小为p′＝m v＝102kg·m/s方向与水平方向的夹角为45°.【答案】(1)4 N·s方向竖直向下(2)10 N·s方向竖直向下(3)10 2 kg·m/s方向与水平方向的夹角为45°[能力提升]7．(2015·北京高考改编)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是() A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能先增大后减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力大于人所受的重力E．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力【解析】从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力．绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功．故选项A、B、D正确，选项C、E错误．【答案】ABD8．质量为1 kg的物体做直线运动，其速度图象如图16-2-6所示．则物体在前10 s内所受外力的冲量是________，在后10 s内所受外力的冲量是________．【导学号：66390006】图16-2-6【解析】由图象可知，在前10 s内初末状态的动量相等，p1＝p2＝5 kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10 s内p3＝－5 kg·m/s，I2＝p3－p2＝－10 N·s.【答案】0－10 N·s9．(2014·天津高考)如图16-2-7所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量m A＝4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量m B＝2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6 s，二者的速度达到v t＝2 m/s.求：图16-2-7(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小．【解析】(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有F＝m A a①代入数据解得a＝2.5 m/s2.②(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6 s的过程，由动量定理得Ft＝(m A＋m B)v t－(m A＋m B)v③代入数据解得v＝1 m/s.④【答案】(1)2.5 m/s2(2)1 m/s10．(2015·安徽高考)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图16-2-8所示，物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止，g取10 m/s2.图16-2-8(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ.(2)若碰撞时间为0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F.(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W. 【导学号：66390007】【解析】(1)由动能定理，有－μmgs＝12m v2－12m v2可得μ＝0.32.(2)由动量定理：有FΔt＝m v′－m v 可得F＝130 N.(3)W＝12m v′2＝9 J.【答案】(1)0.32(2)130 N(3)9 J。
高中物理人教版选修3-3(学业分层测评)第十章 热力学定律 学业分层测评14 Word版含答案
学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在热力学第一定律的表达式ΔU＝W＋Q中，关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中不正确的是()A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负E．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正【解析】根据公式ΔU＝W＋Q中的符号法则知选项C、E正确，故选A、B、D.【答案】ABD2．(2016·大连高二检测)如图10-3-4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，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小，下列说法中正确的是()图10-3-4A．从外界吸热B．向外界放热C．分子势能不变D．内能减小E．内能不变【解析】水温恒定，即空气分子平均动能不变；不计分子间相互作用，即分子势能不变，由此可知空气内能不变．筒内空气体积减小，说明外界对空气做功，根据热力学第一定律知空气放出热量．正确选项为B、C、E.【答案】BCE3．—物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统的下列说法中正确的是()A．机械能守恒B．总能量守恒C．机械能和内能增加D．机械能减少，内能增加E．摩擦力对物体做负功【解析】物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少．由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变，B、D、E 正确．【答案】BDE4．如图10-3-5是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对汽缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，汽缸内气体的下列说法不正确的是()图10-3-5A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 JE．气体分子对器壁的压强增大【解析】对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，且体积减小，选项AE正确，故选B、C、D.【答案】BCD5.(2016·上海检测)景颇族的祖先发明的点火器如图10-3-6所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中的下列说法中不正确的是()图10-3-6A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少E．外界对气体做正功，气体内能增加【解析】由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功．由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量．根据热力学第一定律，这时外力做的功只能用来增加气体的内能，这就使气体分子的运动加剧，引起气体分子平均动能增加，气体温度升高．所以艾绒即刻被点燃．由于被封闭的气体质量不变，温度升高，而体积变小，则由气体状态方程知压强变大．故B、E选项正确，其他选项都错．【答案】ACD6．(2016·济南高二检测)如图10-3-7所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走．若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中的下列说法中正确的是()【导学号：11200091】图10-3-7A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能可能不变C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加E．气体压强减小，温度可能不变【解析】由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变，但压强减小．【答案】ABE7．关于物体内能的变化，以下说法中不正确的是()A．物体吸收热量，内能—定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变E．物体放出热量，外界对物体做功，内能可能不变．【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)，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，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，B错，若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能可能不变，C正确；同理，E正确．若物体放热同时对外做功，物体内能一定减少，故D错．【答案】ABD8．(2016·青岛高二检测)一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？【导学号：11200091】【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J．即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J，即外界对气体做功80 J.【答案】(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J[能力提升]9．关于一定量的气体，下列叙述不正确的是()A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减小C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体的内能一定增加E．外界对气体做功，气体内能可能减少【解析】如果气体等温膨胀，则气体的内能不变，吸收的热量全部用来对外做功，A正确；当气体体积增大时，对外做功，若同时吸收热量．且吸收的热量大于或等于对外做功的数值时，内能不会减少，所以B错误；若气体吸收热量同时对外做功，其内能也不一定增加，C错误；若外界对气体做功的同时气体向外放出热量，且放出的热量多于外界对气体所做的功，则气体内能不但未增加反而减少，所以D错误，E正确，故选B、C、D.【答案】BCD10．(2016·沈阳模拟)如图10-3-8所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是( )图10-3-8A ．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少B ．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少C ．电流对气体做功，气体对外做功，其内能一定增加D ．电流对气体做的功一定大于气体对外做功E ．电流对气体做的功一定等于气体对外做的功【解析】 由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由pVT 为恒量知，气体温度升高，内能一定增加，由能的转化和守恒知，电流对气体做功一定大于气体对外做功，B 错，D 项正确．由气体压强的微观解释知温度升高，气体分子与活塞碰一次对活塞的冲击力增大，而压强不变；单位时间内对活塞的冲击力不变．因此单位时间内对活塞的碰撞次数减少，A 对．【答案】 ACD11．风沿水平方向以速度v 垂直吹向一直径为d 的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高到h 的高度，效率为80%，求单位时间内最多可提升的水的质量m .【导学号：11200093】【解析】 设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m 0，则m 0＝14πd 2·v t ·ρ 风的动能E k ＝12m 0v 2＝18πd 2v 3tρ根据题意：18πd2v3tρ×50%×80%＝mgh，则mt＝πd2ρv320gh.【答案】πd2ρv3 20gh12．(2016·长春高二检测)如图10-3-9所示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，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞重力．问：图10-3-9(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？(2)若以适当的速度压缩气体，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) 【导学号：11200094】【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：ΔU＝W1＋W2＋Q，将Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J.【答案】(1)1.1×106 Pa(2)82 J第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________．2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________．3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________．4．广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是____________．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．5．广义相对论的几个结论：(1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播．(2)引力场使光波发生________．(3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢．(4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________．6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是( )A．u＝u′＋v B．u<u′＋vC．u>u′＋v D．以上均不正确7．以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移概念规律练知识点一相对论速度变换公式的应用1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？2．一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．知识点二相对论质量3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量)知识点三质能方程5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？知识点四了解广义相对论的原理7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．方法技巧练巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s)10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为 3.8×1026 J，则可算出( )A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论2．下面的说法中正确的是( )A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的B．真空中的光速是速度的极限C．空间和时间与物质的运动状态有关D．牛顿力学是相对论力学在v≪c时的特例3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明( )A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C ．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D ．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大4．下列说法中，正确的是( )A ．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B ．强引力作用可使光谱线向红端偏移C ．引力场越强的位置，时间进程越慢D ．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A ．内部也是漆黑一片，没有任何光B ．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C ．内部应该是很亮的D ．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去6．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( )A ．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B ．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的7．下列说法中正确的是( )A ．物质的引力使光线弯曲B ．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C ．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D ．广义相对论可以解释引力红移现象8.地球上一观察者，看见一飞船A 以速度2.5×108 m/s 从他身边飞过，另一飞船B 以速度2.0×108 m/s 跟随A 飞行．求：(1)A 上的乘客看到B 的相对速度；(2)B 上的乘客看到A 的相对速度．9．一物体静止时质量为m ，当分别以v 1＝7.8 km/s 和v 2＝0.8c 的速度飞行时，质量分别是多少？10．你能否根据质能方程推导动能的表达式E k ＝12mv 2?11．广义相对论得出了哪些重要的结论？第4节 相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节 广义相对论点滴课前预习练1．v ＝u ＋v′1＋uv′c 2 2．E ＝mc 2 越大 越多 正比 ΔE ＝Δmc 23．m ＝m 01－v 2c2 4．(1)一样的5．(1)偏折 (2)频移 (3)延缓 (4)引力波6．B [由相对论速度变换公式可知B 正确．]7．CD [由引力红移可知C 、D 错误．]课堂探究练1．在地面的观察者看来，光速是c 不是v ＋c. 解析 由相对论速度变换公式u ＝u′＋v 1＋u′v c 2，求得光对地速度u ＝v ＋c 1＋vc c2＝c v ＋c v ＋c ＝c. 点评 若仍然利用经典相对性原理解答此类题目，会导致错误结论．在物体的运动速度与光速可比拟时，要用相对论速度变换公式进行计算．2．0.817c解析 已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c.由相对论速度叠加公式得u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c2＝(u x ′＋v)c 2c 2＋u x ′v u x ＝(0.8c ＋0.05c)c 2c 2＋0.8c×0.05c≈0.817c. 点评 对于微观、高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规律，而是遵守相对论速度变换公式．3．1.000 000 000 35解析 c ＝3×108 m/s ，v c ＝8×1033×108，v 2c 2≈7.1×10－10. 由m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，得 m m 0＝1.000 000 000 35. 点评 根据m ＝m 01－(v c)2直接计算m m 0不需先算m. 4．0.866c 解析 m ＝2m 0，代入公式m ＝m 01－(v c )2，可得2m 0＝m 01－(v c )2，解得v ＝32c ＝0.866c. 点评 在v c 时，可以认为质量是不变的，但当v 接近光速时，m 的变化一定要考虑．5．总能量E 中已经计入了物体的动能．解析 总能量E ＝E 0＋Ek ，E 0为静质能，实际上包括分子的动能和势能、化学能、电磁能、结合能等．E 0＝m 0c 2，Ek 为动能，Ek ＝m 0c 2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1 1－v 2c2 －1，E ＝E 0＋Ek ＝mc 2. 点评 有人根据E ＝mc 2得出结论说“质量可以转化为能量、能量可以转化为质量”这是对相对论的曲解，事实上质量决不会变成能量，能量也决不会变成质量．一个系统能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统因接受而增加能量时，其质量也相应增加．对一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的．6．2.69×10－30 kg 0.94c解析 Ek ＝eU ＝(1.6×10－19×106) J ＝1.6×10－13 J对高速运动的电子，由Ek ＝mc 2－m 0c 2得m ＝Ek c ＋m 0＝1.6×10－13(3×10)kg ＋9.1×10－31 kg ≈2.69×10－30 kg. 由m ＝m 01－v 2c2得，v ＝c 1－m 20m 2＝2.82×108 m·s －1≈0.94c 点评 当v c 时，宏观运动规律仍然适用，物体的动能仍然根据Ek ＝12mv 2来计算．但当v 接近光速时，其动能由Ek ＝mc 2－m 0c 2来计算．7．见解析解析 飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．点评 把一个做匀加速运动的参考系等效为一个均匀的引力场，从而使物理规律在非惯性系中也成立．解析 由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g ＝9.8 m/s 2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．9．1.78×10－29 kg 1.871×10－29 kg解析 由动能定理，加速后电子增加的动能ΔEk ＝eU ＝1.6×10－19×107 J ＝1.6×10－12 J由ΔE ＝Δmc 2得电子增加的质量Δm ＝ΔEk c 2＝1.6×10－12(3×108)2kg≈1.78×10－29 kg ，此时电子的质量m ＝m 0＋Δm ＝1.871×10－29 kg方法总结 物体的能量变化ΔE 与质量变化Δm 的对应关系为ΔE ＝Δmc 2，即当物体的能量增加时，物体对应的质量也增大；当物体的能量减少时，物体对应的质量也减小．10．C [由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t ，故C 正确．]课后巩固练1．D [狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．]2．ABCD3．ABD [据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，核反应中，物体的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变反应，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误；由质能关系知，D 正确．]4．ABCD [由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A 、D 是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B 、C 正确．]5．BCD6．AD [由广义相对论基本原理可知A 、D 正确．]7．ACD [由广义相对论的几个结论可知A 、C 、D 正确．]8．(1)－1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地以－2.5×108 m/s 向后．B 在地面看以2.0×108 m/s 向前，则A 上乘客看B 的速度为u ＝u′＋v 1＋u′·v c 2＝－2.5＋2.01＋－2.5×232×108 m/s≈－1.125×108 m/s.(2)B 看A 则相反为1.125×108 m/s.9．见解析解析 速度为7.8 km/s 时，质量为m 1＝m 01－(v c )2＝m 01－(7.8×1033×108)2≈m 0＝m 速度为0.8c 时，质量设为m 2，有m 2＝m 01－(0.8)2＝m 00.6＝53m 0＝53m.解析 质能方程E ＝mc 2表示的是物体质量和能量之间的关系，所以物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek 即Ek ＝E －E 0又因为E ＝mc 2＝m 01－(v c)2c 2，E 0＝m 0c 2 所以Ek ＝m 0c 2[11－(v c )2－1]当v 很小时，即v c 1时，根据数学公式有[1－(v c )2]－12≈1＋12(v c )2 所以Ek ＝E －E 0≈12m 0v 2 11．广义相对论得出的结论：(1)物质的引力使光线弯曲．时空几乎在每一点都是弯曲的．只有在没有质量的情况下，时空才没有弯曲，如质量越大，时空弯曲的程度也越大．在引力场存在的条件下，光线是沿弯曲的路径传播的．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．例如在强引力的星球附近，时钟要走得慢些．按照广义相对论光在强引力场中传播时，它的频率或波长会发生变化，出现引力红移现象．。
2017-2018学年高中物理选修3-2学业分层测评：第1章 第2节 含答案 精品
学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)1．由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)( )A．穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达最大B．穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零C．穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大D．穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大【解析】感应电动势大小和磁通量大小、磁通量变化量的大小无关，它由磁通量变化率决定，故选D.【答案】 D2. (多选)无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力．两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图1－2－10所示，下列说法正确的是( )图1－2－10A．若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C．A中电流越大，B中感应电动势越大D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大【解析】根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，电流变化越快即变化率越大，电动势越大，所以C错误，D正确．【答案】BD3．闭合电路的磁通量Φ随时间t变化图象分别如图1－2－11甲、乙、丙、丁所示，关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是( )甲乙丙丁A ．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B ．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C ．图丙中回路在0～t 0时间内产生的感应电动势大于t 0～2t 0时间内产生的感应电动势D ．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变【解析】 根据法拉第电磁感应定律，图甲中回路不产生感应电动势，图乙中回路产生的感应电动势保持不变，图丁中斜率先减小后增大，回路中感应电动势先减小后增大．图丙中0～t 0时间内的磁通量的变化率大于t 0～2t 0时间内的磁通量的变化率，故选C.【答案】 C4. 如图1－2－12所示，MN 、PQ 为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R ，金属棒ab 斜放在两导轨之间，与导轨接触良好．磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面．设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L ，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v 水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为( )图1－2－12【导学号：05002008】A ．I ＝BLv R B ．I ＝3BLv 2R C ．I ＝BLv 2R D ．I ＝3BLv 3R【解析】 公式E ＝BLv 适用于B 、L 、v 三者互相垂直的情况．本题B 与L ，B 与v 是相互垂直的，但L 与v 不垂直，故取L 垂直于v 的长度L sin θ，即有效切割长度，所以E ＝BLv sin 60°＝32BLv ，由欧姆定律I ＝E R 得I ＝3BLv 2R，故B 正确． 【答案】 B5．如图1－2－13所示，两个相连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过小金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在小环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点间的电势差为( )【导学号：05002009】A.12E .13E C.23E D ．E【解析】 等效电路如图所示，由题意知R ＝2r ，a 、b 两点间的电势差为U ＝R R ＋r E ＝23E ，故选C.【答案】 C6．如图1－2－14所示，在匀强磁场中，MN 、PQ 是两根平行的金属导轨，而ab 、cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，下列说法正确的有( )图1－2－14A ．电压表有读数，电流表有读数B ．电压表无读数，电流表有读数C ．电压表无读数，电流表无读数D ．电压表有读数，电流表无读数【解析】 因两根金属棒以相同速度向右运动，穿过闭合回路的磁通量不变，无感应电流产生，两电表均无读数，故选项C 正确．【答案】 C7. (多选)一个面积恒为S ＝0.04 m 2，匝数n ＝100匝的线圈垂直放入匀强磁场中，已知磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图1－2－15所示，则下列说法正确的是( )【导学号：05002010】图1－2－15A ．在0～2 s 内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08 Wb/sB ．在0～2 s 内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0C ．在0～2 s 内，线圈中产生的感应电动势等于8 VD ．在第3 s 末线圈中产生的电动势为0【解析】 0～2 s 内，ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝2－01×0.04 Wb/s＝0.08 Wb/s ，A 对，B 错．E ＝n ΔΦΔt ＝100×0.08 V＝8 V ，C 对．第3 s 末，尽管B ＝0，但ΔΦΔt≠0，故E ≠0，D 错． 【答案】 AC8．如图1－2－16所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下，在磁场中有一边长为l 的正方形导线框，ab 边质量为m .其余边质量不计，cd 边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动，现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间t 运动到竖直位置，此时ab 边的速度为v .求：图1－2－16(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小；(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小．【解析】 (1)线框在初位置Φ1＝BS ＝Bl 2转到竖直位置Φ2＝0根据法拉第电磁感应定律知E ＝ΔΦΔt ＝Bl 2t. (2)转到竖直位置时，bc 、ad 两边不切割磁感线，ab 边垂直切割磁感线，此时求的是瞬时感应电动势，且感应电动势的大小为E ＝Blv . 【答案】 (1)Bl 2t(2)Blv9．如图1－2－17所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔB Δt的大小应为( )【导学号：05002011】图1－2－17A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π【解析】 设圆的半径为L ，电阻为R ，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E 1＝12B 0ωL 2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时E 2＝12πL 2ΔB Δt ，由E 1R ＝E 2R 得12B 0ωL 2＝12πL 2ΔB Δt ，即ΔB Δt ＝ωB 0π，故C 项正确． 【答案】 C10．如图1－2－18所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平的初速度v 0抛出，设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )【导学号：05002012】图1－2－18A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法判断【解析】 金属棒做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，速度虽然增大，但不切割磁感线；水平方向做匀速运动，切割磁感线的速度不发生变化，所以产生的感应电动势大小不变．【答案】 C11．如图1－2－19甲所示，一个500匝的线圈的两端跟R ＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 cm 2，电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图1－2－19乙所示，求磁场变化过程中通过电阻R 的电流．图1－2－19【解析】 由题图乙知：线圈中磁感应强度B 均匀增加，其变化率ΔB Δt ＝－4 T/s ＝10 T/s.由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为E ＝nΔΦΔt ＝n ΔB Δt S ＝500×10×20×10－4V ＝10 V由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为I ＝E R ＋r ＝1099＋1 A ＝0.1 A. 【答案】 0.1 A12．一个边长为a ＝1 m 的正方形线圈，总电阻为R ＝2 Ω，当线圈以v ＝2 m/s 的速度通过磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度b ＞1 m ，如图1－2－20所示，求：(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小；(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热．【导学号：05002013】图1－2－20【解析】 (1)根据E ＝Blv ，I ＝E R ，知I ＝Bav R ＝0.5×1×22A ＝0.5 A. (2)线圈穿过磁场过程中，由于b ＞1 m ，故只在进入和穿出时有感应电流，故Q ＝2I 2Rt＝2I 2R ·a v ＝2×0.52×2×12J ＝0.5 J. 【答案】 (1)0.5 A (2)0.5 J。
高二物理新人教版选修3-2学业分层测评：第5章 5 电能的输送【含解析】
学业分层测评(十一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于电能输送的以下分析，正确的是()A．由公式P＝U2R知，输电电压越高，输电线上功率损失越少B．由公式P＝U2R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比【解析】输电线上损失的功率P损＝I2R线＝U2损R线，U损指输电线上的分压，而不是输电电压，选项C正确．【答案】 C2．某用电器离供电电源的距离为l，线路上的电流为I.若要求线路上的电压降不超过U.已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是()A.ρlIU B．I2ρC.2ρlIU D.2UlIρ【解析】因为导线的总长度为2l，所以电压降U＝IR＝Iρ2lS，解得S＝2ρlIU.正确选项为C.【答案】 C3．(多选)远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损耗和功率损耗的说法中，正确的是()A．输电线上的电功率损耗原来的1 nB．输电线上的电功率损耗是原来的1 n2C．输电线上的电压损耗是原来的1 nD．输电线上的电压损耗是原来的n倍【解析】由P＝UI知，当输送的功率P一定，电压升高为原来的n倍时，输电电流I′＝PU′＝PnU＝1n I.又P损＝I2r线，所以输电线上的功率损失P′损＝⎝⎛⎭⎪⎫1n I2r线＝1n2P损，即B正确，A错误；输电线上的电压损失ΔU′＝I′r线＝1n Ir线＝1nΔU，C正确，D错误．【答案】BC4．“西电东送”工程中，为了减少输电损耗，必须提高输电电压．从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW，输电电压为1 000 kV，输电线电阻为100 Ω.若改用超导材料作为输电线，则可减少输电损耗的功率为() A．105 kW B．104 kWC．106 kW D．103 kW【解析】输电电流I＝PU，输电线路损失的电功率P损＝I2r＝⎝⎛⎭⎪⎫PU2r＝1×105kW；当改用超导输电时，就不损失电能，因此减少的输电损耗就等于P损，A正确．【答案】 A5．(多选)随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A．输电线上损耗的功率小于P20R U22B．输电线上损耗的功率为P20R U21C．若要减小输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率【解析】用户端电功率为P0，电压为U2，用户端电流I2＝P0U2，但从输电线到用户端经过降压变压器，电流变大，即输电线电流小于I2，所以输电线上损耗的功率小于P20U22R，选项A对，选项B错．设输电线上的电流为I，则损耗的功率为I2R＝P2U2R，P是电厂输出功率，U为升压变压器输出电压，所以输电电压越高，损耗的功率越小，选项C对．输电的效率η＝P－P2U2RP＝1－PU2R，输电电压越高，效率越高，选项D错．【答案】AC6．远距离输电原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的110，则输电电压应为()A．100U0 B.10U0C.U010 D.U0100【解析】设线路电阻为r，损失功率为P损＝I2r，线路电流为I＝PU0，解得P损＝P2rU20，则P损∝1U20，当P损为原来的110时，U′0＝10U0，故B正确．【答案】 B7．用电压U和KU分别输送相同电功率，且在输电线上损失的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为() A．K∶1 B．1∶KC．K2∶1 D．1∶K2【解析】由R＝ρlS，P＝UI，ΔP＝I2R，得ΔP＝P2ρlU2S，可见在其他物理量一定时，S与U2成反比，故C正确．【答案】 C8．右图5-5-6甲所示，一个小型水力发电站，发电机输出电压U0＝250 V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为P m＝30 kW，它通过总电阻r线＝2.0 Ω的输电线直接向远处的居民区供电，设居民区所有用电器都是额定电压U用＝220 V的白炽灯，总功率为P用＝22 kW，不计灯丝电阻随温度的变化.甲乙图5-5-6(1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏？发电机实际输出的电功率多大？(2)若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗，已知用户变压器的降压比为40∶1，如图乙所示．当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大？【解析】(1)由P用＝U2用R用求得用户总的电阻R用＝2.2 Ω，电路中的电流为I＝U0R用＋r线＝250 V4.2 Ω＝59.5 AU灯＝IR用＝130.9 V≈131 VP输＝U0I＝14 875 W≈14.9 kW.(2)P用＝U4I4，U4＝220 V，I4＝P用U4＝100 AI3 I4＝n4n3，I3＝I440＝2.5 AP损＝I23r线＝12.5 W.【答案】(1)131 V14.9 kW(2)12.5 W[能力提升]9．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是() A．输电线上输送的电流大小为2×105 AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r, U为输电电压，r为输电线的电阻【解析】输出电功率P＝3×106kW，输电电压U＝500 kV，则输电线上输送的电流大小为I ＝PU ＝6×103 A ，所以A 错；输电线上由电阻造成的损失电压ΔU ＝Ir ＝15 kV ，所以B 正确；输电线上损失的功率ΔP 损＝ΔU ·I ＝P 2U 2r ，所以D 错误；若改用5 kV 电压输电，其损失的功率不可能高于输出功率，否则违反能量守恒定律，故C 错．【答案】 B10．远距离输电的原理图如图5-5-7所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R .变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )图5-5-7A.I 1I 2＝n 1n 2B ．I 2＝U 2R C ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2【解析】 由理想变压器可知I 1I 2＝n 2n 1，选项A 错；I 2＝U RR ，而U 2＝U R ＋U 3，故I 2＜U 2R ，B 错；P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2，而U 2≠I 2R ，C 项错，D 项正确．【答案】 D11．(多选)水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多项功能，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一．如图5-5-8所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电，已知输电线的总电阻R ＝10 Ω，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器组成闭合电路．若T 1、T 2均为理想变压器，T 2的副线圈两端的电压u ＝2202sin 100πt V ，当用电器电阻R 0＝11 Ω时( )图5-5-8A ．通过用电器的电流有效值是20 AB ．升压变压器的输入功率为4 650 WC ．发电机中的电流变化频率为100 HzD ．当用电器的电阻R 0减小时，发电机的输出功率减小【解析】 由T 2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端电压的有效值为220 V ，电流I ＝22011 A ＝20 A ，选项A 正确；由于输电线电流I ′＝204 A ＝5 A ，所以升压变压器的输入功率P ＝P 线＋I 2R 0＝52×10 W ＋202×11 W ＝4 650 W ，选项B 正确；发电机中的电流变化频率与T 2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 Hz ，选项C 错误；当用电器的电阻R 0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D 错误．【答案】 AB12．如图5-5-9所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV 高压输电，最后用户得到“220 V 9.5 kW ”的电能，求：图5-5-9(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n 1n 2；(2)输电线路导线电阻R ；(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4.【解析】 (1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比 n 1n 2＝U 1U 2＝4002 000＝15.(2)由P 损＝I 22R ，输送电流取决于输出电压及输送功率，有I 2＝PU 2所以R＝P损I22＝P损⎝⎛⎭⎪⎫PU22＝10 000－9 500⎝⎛⎭⎪⎫10 0002 0002Ω＝20 Ω.(3)设降压变压器原线圈上电压为U3，U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20) V＝1 900 V 所以降压变压器原、副线圈匝数比n3 n4＝U3U4＝1 900220＝9511.【答案】(1)15(2)20 Ω(3)9511。
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学业分层测评(二)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．对下列相关物理现象的解释正确的是()
A．粉笔字在黑板上久了，不易擦除，说明分子做无规则运动
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动
C．高压下的油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的
D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下分子无规则运动加剧的结果
E．花香四溢，说明分子间有空隙
【解析】选项A、B属于扩散现象，说明分子都在做无规则的热运动，A、B正确；高压下的油会透过钢壁渗出，这属于物体在外力作用下的机械运动，并不能说明分子是不停运动着的，选项C错误；选项D属于扩散现象，D正确；E 项说明分子不停地做无规则运动．
【答案】ABD
2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因，下列说法不正确的是() A．盐分子太小了，很容易进入萝卜中
B．盐分子间互相碰撞
C．萝卜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动激烈
E．腌菜时温度低，分子热运动缓慢
【解析】萝卜之所以咸的原因是盐分子进入萝卜中，这种现象产生的原因是盐分子的扩散．在扩散现象中，扩散的快慢跟温度有关，温度越高，扩散得越快；温度越低，扩散得越慢．在腌萝卜时，是盐分子在常温下的扩散现象，炒菜时，是盐分子在高温下的扩散现象，因此，炒菜时萝卜咸得快，腌菜时萝卜咸得慢，A、B、C是错误的．
【答案】ABC
3．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的颗粒在不停的运动，这些颗粒的运动()
A．是布朗运动
B．不是布朗运动
C．是自由落体运动
D．不是自由落体运动
E．是由气流和重力引起的
【解析】这些用肉眼可以看到的微粒是相当大的，某时刻它们所受到的各方向空气分子碰撞的合力几乎为零．这么微小的合力对相当大的微粒来说，是不能使它做布朗运动的．这时微粒的运动是气体对流和重力作用引起的．【答案】BDE
4．把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图7-2-3所示，下列说法中不正确的是() 【导学号：11200005】
图7-2-3
A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒
B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C．越小的炭粒，运动越明显
D．越大的炭粒，运动越明显
E．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的
【解析】水分子在显微镜下是观察不到的，故A错；根据布朗运动的含义可判断B、C对，D错；水分子并不是静止不动的，故E错．
【答案】ADE
5．布朗运动是分子做无规则运动的有力证明，下面关于布朗运动的说法中正确的是()
【导学号：11200006】
A．布朗运动指的是液体分子的无规则运动
B．布朗运动指的是液体内悬浮固体颗粒中的分子的无规则运动
C．布朗运动指的是液体内悬浮固体颗粒的无规则运动
D．布朗运动反映了液体分子的无规则运动
E．布朗运动是由于液体分子对固体颗粒的撞击不平衡引起的
【解析】布朗运动指的是液体内悬浮固体颗粒的无规则运动，这些固体颗粒都是由成千上万个分子组成的，固体分子的运动我们是看不到的，但它的形成是由于液体分子在做无规则运动时对固体颗粒的碰撞不均匀而造成的，因此布朗运动是液体分子无规则运动的反映．
【答案】CDE
6．关于热运动的说法中，不正确的是()
A．热运动是物体受热后所做的运动
B．仅温度高的物体中的分子做无规则运动
C．单个分子做永不停息的无规则运动
D．大量分子做永不停息的无规则运动
E．温度越高，分子无规则运动越剧烈
【解析】热运动是指物体内大量分子做无规则运动，不是单个分子做无规则运动，在物体内的分子运动速度不同，即使是同一个分子在不同时刻其速度也不同，热运动在宏观上表现的是温度，当分子的平均速率变化时，物体的温度变化，不仅高温物体中的分子在做无规则运动，低温物体内的分子也同样做无规则运动，只是其平均速率不同而已，A、B、C错误，D、E正确．
【答案】ABC
7．下面所列举的现象中，能说明分子是不断运动着的是()
【导学号：11200007】
A．将香水瓶盖打开后能闻到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动
E．烟囱里冒出的黑烟
【解析】扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动．香水
的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而尘土、黑烟不是单个分子，是由若干分子组成的固体颗粒，所以尘土飞扬、冒出的黑烟不是分子的运动．
【答案】ACD
8．下列各现象中解释正确的是()
A．腌茶叶蛋时，酱油里的色素进入蛋清，是扩散现象
B．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象
C．把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金互相会渗入，这是两种金属分别做扩散运动的结果
D．把碳素墨水滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是由碳分子的无规则运动引起的
E．含有泥沙的水经一定时间会澄清是布朗运动
【解析】A、B、C都是扩散现象；D中做布朗运动的是炭颗粒，而不是碳分子，水的澄清过程是由于泥沙在重力作用下的沉淀，不是布朗运动．【答案】ABC
[能力提升]
9．下列关于布朗运动的说法，正确的是()
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．液体温度较高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的E．布朗运动是液体分子无规则运动的反映
【解析】布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微小粒子的无规则运动，是由液体分子对微小粒子的撞击作用的不平衡产生的，不是液体分子的无规则运动，是液体无规则运动的反映．选项A、C错误，D、E正确；温度越高，分子运动速率越大，布朗运动越剧烈，粒子越小，惯性越小，运动状态越容易改变，受撞击后加速度越大，运动越剧烈，所以液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈，选项B正确．
【答案】BDE
10．用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10 s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图7-2-4所示，则下列说法中正确的是()【导学号：11200008】
图7-2-4
A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹
B．花粉颗粒的运动是水分子无规则运动的反映
C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等
D．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能不在de连线上
E．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能在de连线上，但不一定在de连线的中点
【解析】因为图中各点是每隔10 s记下它的位置，那么在每个10 s内花粉颗粒位于何处，还无法确定，所以这些点连接的折线不表示花粉颗粒运动的径迹，选项A错误，D、E正确；选项B正确；图中六条折线的长度并不相等，所以在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不相等，选项C错误．【答案】BDE
11．在房间的一端打开一瓶香水，如果没有空气对流，在房间的另一端的人并不能马上闻到香味，这是由于分子运动速率不大．这种说法正确吗？为什么？
【解析】这种说法是不正确的．气体分子运动的速率实际上是比较大的．并不能马上闻到香味的原因：虽然气体分子运动的速率比较大，但由于分子运动的无规则性，且与空气分子不断地碰撞，方向不停地在改变，大量的分子扩散到另一个位置需要一定的时间，并且人要闻到香味必须等香味达到一定的浓度才行．【答案】见解析
12．下面关于布朗运动的两种说法都是错误的，试分析它们各错在哪里．
(1)在北方冬天的大风天气时，常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动．
(2)一滴碳素墨水滴在清水中，过一会儿整杯水都黑了，这是碳分子做无规则运动的结果．
【导学号：11200009】
【解析】(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒(可称为布朗微粒)都是很小的，一般数量级在10－6 m，这种微粒肉眼是看不见的，必须借助于显微镜．冬天大风天气看到的风沙、尘土，都是较大的颗粒，它们的运动不能称为布朗运动．空气中悬浮着许多布朗微粒，但我们的眼睛看不到．
(2)碳素墨水是由研磨得很细的炭粒散布在水溶液中构成的，把它滴入水中，由于碳并不溶于水，它仍以小炭粒的形式存在，这些小炭粒受水分子的撞击，要做布朗运动，并使得整杯水都黑了．布朗运动并不是固体分子的运动，因此说“这是碳分子做无规则运动的结果”是错误的．
【答案】见解析。