2021年高考物理复习导与练 《选修3-3》模块综合检测
2020-2021学年鲁科版高中物理选修3-3模块综合测评含答案解析
(1)气缸A中气体的压强pA以及气缸B中气体的体积VB;
(2)估算油酸分子直径的表达式为__________.(用题目中物理量的字母表示)
四、解答题
10.如图所示,U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为7℃的空气柱,左、右两管水银面高度差为36 cm,外界大气压为76 cmHg.若给左管的封闭气体加热,使管内气柱长度变为30 cm,则此时左管内气体的温度为多少摄氏度?
E.根据热力学第三定律可知,热力学温度的0 K达不到,故E错误。
故选BCD.
2.BCE
【解析】
【分析】
晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点.同时晶体内部排列有规则,而非晶体则没有,但形状不一定有规则.晶体分为单晶体和多晶体:其中单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体一样具有各向同性.
【详解】
A.晶体分为单晶体和多晶体:其中单晶体具有各向异性,多晶体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的,多晶体和非晶体一样具有各向同性,故A错误;
【最新】鲁科版高中物理选修3-3模块综合测评
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.下列说法中正确的是( )
A.分子的热运动是指物体的整体运动和物体内部分子的无规则运动的总和
B.分子的热运动是指物体内部分么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
人教版高中物理选修3-3模块综合测试卷【解析版】
( 2)第一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
m3;
m2;
( 3)由以上数据,估算出油酸分子的直径
m。
13.( 3 分) 2007 年 2 月 5 日早晨 6:00 左右,南京牌楼巷与汉中路交叉路口北侧因发生渗水造成路面约
50-60
平方米的局部塌陷,造成地下自来水管断裂、煤气管道破裂,并产生火苗燃烧,在塌陷区北侧约
塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为
10 cm ,如果缸内空气变为 0℃,则:重物是上升还是下降?这
时重物从原处移动了多少厘米 ?(设活塞与气缸壁间无摩擦)
人教版高中物理选修 3-3 模块综合测试卷参考答案
1.【 答案】C 解析:由图中可知: a 点的压强和体积分别是: Pa=3P,Va=V;b 点的压强和体积分别是: Pb=2P,Vb=2V ; c 点的压强和体积分别是: Pc=P,Vc=3V 由理想状态方程 PV=nRT, 可知 Ta: Tb:Tc=3 :4: 3。故答案 C 正确
二、填空题(本题共 4 小题,共 17 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求填写。 ) 11.( 6 分)医疗方法中的“拔火罐”可以治疗跌打损伤、淤血及内寒等病,一种做法是将纸片或酒精棉球点
燃后放在口径较大些的玻璃瓶里,迅速将瓶口紧贴在患病部位,就可以将伤处的淤血“吸出” 理知识解释其医疗方法的原理 _________________________________________ 。
5.【答案】 D 气体的温度升高,压强增大,体积可能膨胀,这个过程气体对外做功,
A 可能;气体的温度不
变,压强增大,则气体体积减小,此过程外界对气体做功
.由热力学第一定律,气体要向外界放热,所放的热
量等于外界对气体做的功, B 可能;气体的温度降低,压强减小,体积可能增大,这个过程气体对外做功,由
人教版高中物理选修3-3综合测试题及答案2套.doc
最新人教版高中物理选修3-3综合测试题及答案2套模块综合检测(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)A. 水的密度和水的摩尔质量1.下列数据中,可以算出阿伏加德罗常数的是()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B.水的摩尔质量和水分子的体积解析: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・物体由大量分子组成,下列说法正确的是()A・分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大B.分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C・物体的内能跟物体的温度和体积有关D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能解析:分子热运动越剧烈,物体分子的平均动能越大,A错误;分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大,B错误;物体的内能跟物体的温度和体积有关,C正确;做功和热传递都能改变物体的内能,D错误.答案:C4.下列说法正确的是()A.液体中悬浮颗粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加D.物体对外界做功,其内能一定减少解析:布朗运动是液体中悬浮颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,故A 对,B错;改变物体内能的途径有做功和热传递,物体从外界吸收热量,其内能不一定增加,物体对外界做功,其内能也不一定减少,故C、D均错.答案:A5.下列关于湿度的说法中正确的是()A.不同温度下,水的绝对湿度不同,而相对湿度相同B.在绝对湿度不变而降低温度时,相对湿度减小C.相对湿度越小,人感觉越舒服D.相对湿度反映了空气中水蒸气含量接近饱和的程度解析:不同温度下,水的绝对湿度可以相同,A错;降低温度,水的饱和汽压减小,绝对湿度不变的条件下,相对湿度增大,B错;相对湿度越小表示空气越干燥,相对湿度越大,表示空气越潮湿,太干燥或太潮湿,人都会感觉不舒服,所以C错;相对湿度是空气中水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和.汽压之比,所以它反映了水蒸气含量接近饱和的程度,D对.答案s D6.在一个标准大气压下,把粗细均匀玻璃管开口向下竖直地压入水中,管2中共有彳部分充满了水,假设温度不变,则此时管内空气压强相当于()A・3个大气压 B. 1个大气压2 1C〒个大气压D〒个大气压解析:管子中的气体的初始压强为必,体积为S厶压缩后的压强未知,体积为根据玻意耳定律,有p(ySL=p• 3SL,.解得p=3po ・答案:A7.一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过一系列变化后又回到开始的状态,用炉1表示外界对气体做的功,昭表示气体对外界做的功,0表示气体吸收的热量,02表示气体放出的热量,则在整个过程中一定有()A.Q-Qi=W1-W xB.0 = 02C.W X = W2D・。
人教版高中物理选修3-3模块综合检测(一).docx
高中物理学习材料桑水制作模块综合检测(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.下列数据中,可以算出阿伏加德罗常数的是( )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.关于内能,下列说法正确的是( )A.物体的运动速度越大,具有的内能越多B.静止的物体没有动能,因而也没有内能C.温度高的物体具有内能,温度低的物体没有内能D.静止的冰块虽不具有动能,但具有内能解析:内能是物体所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,是不同于机械能的另一种形式的能;不论物体的温度高低,组成物体的分子都在不停息地做无规则热运动,因此一切物体都具有内能,故A、B、C错误.答案:D4.关于液体和固体,以下说法不正确的是( )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长期固定的平衡位置D.液体的扩散比固体的扩散快解析:液体具有一定的体积,是液体分子密集在一起的缘故,但液体分子间的相互作用不像固体微粒那样强,所以选项B是正确的,选项A是错误的.液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定,液体分子可以在液体中移动;也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易,所以其扩散也比固体的扩散快,选项C、D都是正确的.答案:A5.下列关于湿度的说法中正确的是( )A.不同温度下,水的绝对湿度不同,而相对湿度相同B.在绝对湿度不变而降低温度时,相对湿度减小C.相对湿度越小,人感觉越舒服D.相对湿度反映了空气中水蒸气含量接近饱和的程度解析:不同温度下,水的绝对湿度可以相同,A错;降低温度,水的饱和汽压减小,绝对湿度不变的条件下,相对湿度增大,B错;相对湿度越小表示空气越干燥,相对湿度越大,表示空气越潮湿,太干燥或太潮湿,人都会感觉不舒服,所以C错;相对湿度是空气中水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比,所以它反映了水蒸气含量接近饱和的程度,D对.答案:D6.下列说法中正确的是( )A.任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C.做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D.满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行解析:内能的改变有两种方式:做功是不同形式的能间的转化,热传递是同种能间的转移,故C项正确.内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能之和,故A项错.由热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%,且一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的,故B、D均错.答案:C7.一定质量的理想气体,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:A8.如图所示为一定质量的理想气体的p-1V图象,图中BC为过原点的直线,A、B、C为气体的三个状态,则下列说法中正确的是( )A.T A>T B=T C B.T A>T B>T CC.T A=T B>T C D.T A<T B<T C解析:由题图可知A→B为等容变化,根据查理定律,p A>p B,T A>T B.由B →C 为等温变化,即T B =T C .所以T A >T B =T C ,选项A 正确.答案:A9.一定质量的理想气体从状态a 变化到状态b 的P -V 图象如图所示,在这一过程中,下列表述正确的是( )A .气体在a 状态的内能比b 状态的内能大B .气体向外释放热量C .外界对气体做正功D .气体分子撞击器壁的平均作用力增大解析:由P -V 图象可知,由a 到b 气体的压强和体积均增大,根据理想气体状态方程:PV T =C 可知,气体温度升高,理想气体内能由温度决定,故内能增加,即ΔU >0,根据热力学第一定律:ΔU =W +Q 可知,Q >0,气体从外界吸收热量,故A 错误,B 错误;由P -V 图象可知,由a 到b 气体的压强和体积均增大,气体对外做功,W <0,故C 错误;根据理想气体状态方程:PV T=C 可知,气体温度升高,温度是分子平均动能的标志,所以气体分子的平均动能增大;由P -V 图象可知,由a 到b 气体的压强和体积均增大,单位体积内分子数减少,又压强增大,故气体分子撞击器壁的作用力增大,故D 正确.答案:D10.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)11.当两个分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,设r1<r0<r2,则当两个分子间的距离由r1变为r2的过程中( ) A.分子力先减小后增加B.分子力先减小再增加最后再减小C.分子势能先减小后增加D.分子势能先增大后减小解析:r<r0时,分子力为斥力,r>r0时,分子力为引力,故分子间距由r1变到r2的过程中,分子力先减小到零,再增加到最大,然后减小逐渐趋近零,B正确;分子力先做正功后做负功,故分子势能先减小而后增大,C正确.答案:BC12.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长期固定的平衡位置D.液体的扩散比固体的扩散快解析:液体具有一定的体积,是液体分子密集在一起的缘故,但液体分子间的相互作用不像固体微粒那样强,所以选项B是正确的,选项A是错误的.液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定,液体分子可以在液体中移动;也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易,所以其扩散也比固体的扩散快,选项C、D都是正确的.答案:BCD13.以下说法中正确的是( )A.系统在吸收热量时内能一定增加B.悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒,气温越高,运动越剧烈C.封闭容器中的理想气体,若温度不变,体积减半,则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍,气体的压强加倍D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,说明此时分子间只存在引力而不存在斥力解析:做功和热传递都可以改变内能,根据热力学第一定律ΔU =W+Q,若系统吸收热量Q>0,对外做功W<0,有可能ΔU小于零,即系统内能减小,故A错误;温度越高,布朗运动越剧烈,故B正确;根据理想气体状态方程pVT=k知,若温度不变,体积减半,则气体压强加倍,单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍,故C正确;用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,分子间有引力,也有斥力,对外宏观表现的是分子间存在吸引力,故D错误.答案:BC14.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VN,含有的油酸体积为VAN,形成单分子油膜,面积为Xa2,油膜厚度即分子直径d=VA NXa2=VA NXa2.(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)VANXa2(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2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×105J.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=2.0×105J、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 cm3,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2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 AT 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)某容积为20 L 的氧气瓶里装有30 atm 的氧气,现把氧气分装到容积为5 L 的小钢瓶中,使每个小钢瓶中氧气的压强为4 atm,如每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm.问最多能分装多少瓶(设分装过程中无漏气,且温度不变)?解析:设最多能分装N个小钢瓶,并选取氧气瓶中的氧气和N 个小钢瓶中的氧气整体为研究对象.按题设,分装前后温度T不变.分装前整体的状态:p1=30 atm,V1=20 L,p2=1 atm,V2=5N L.分装后整体的状态:p1′=p2′=4 atm,V1′=20 L,V2′=5N L,由玻意耳定律分态式得:p1V1+p2V2=p1′V1′+p2′V2′,代入数据解得:N=34.7,取34瓶.答案:34瓶20.(10分)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.(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?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:ΔU =Q +W =Q -(mg +p 0S )d .答案:(1)h 0+dh 0T 0 (2)Q -(mg +p 0S )d。
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》(精品整理含答案)
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体):一个分子的体积V 0=43π(d 2)3=16πd 3,d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体):一个分子占据的平均空间V 0=d 3,d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁,计算时要注意抓住与其相关的三个量:摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质,既可以流动,又可以表现出单晶体的分子排列特点,在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势,表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关,温度越高,饱和气压越大,且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即:B =pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大,气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关,所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定,气体分子的平均速率增大,则气体分子的平均动能增大,分子数密度可能减小,故气体的压强不一定增大,A错误;叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,B正确;液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,C正确;热运动属于分子的运动,而布朗运动是微小颗粒的运动,D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大,人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大,越接近饱和气压,水蒸发越慢;故A错误;单晶体和多晶体都具有固定的熔点,选项B错误;水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的,选项C正确;当分子间作用力表现为斥力时,分子距离减小,分子力做负功,故分子势能随分子间距离的减小而增大,选项D正确;故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大,分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可算出气体分子的体积C.一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒,这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时,分子力先减小后增大,再减小,选项A错误;只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可算出气体分子运动占据的空间大小,而不能计算气体分子的体积,选项B错误;当有些物质溶解达到饱和度时,会达到溶解平衡,所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态,故C正确;从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒,这是因为酱油对塑料是不浸润的,选项D错误;故选C.3.关于能量和能源,下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中,能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒,所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知,在能源使用过程中,能量在数量上并未减少,故A正确,C错误;虽然总能量不会减小,但是由于能源的品质降低,无法再应用,故还需要节约能源,故B错误;根据能量守恒可知,能量不会被创造,也不会消失,故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律,能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行,不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体,没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律,能量耗散不违反能量守恒定律,选项A 正确;扩散现象可以在液体、气体中进行,也能在固体中发生,选项B错误;有规则外形的物体是单晶体,没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体,选项C错误;由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,所以存在表面张力,选项D正确;故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象:对于变质量问题要保证研究质量不变的部分;对于多部分气体问题,要各部分独立研究,各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量:气体在初、末状态,往往会有两个(或三个)参量发生变化,把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程:准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示,用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分,A部分气体压强p A=6.0×105 Pa,体积V A=1 L;B部分气体压强p B=2.0×105 Pa,体积V B=3 L.现拔去销钉,外界温度保持不变,活塞与汽缸间摩擦可忽略不计,整个过程无漏气,A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉,待活塞稳定后,p A′=p B′①根据玻意耳定律,对A部分气体,p A V A=p A′(V A+ΔV) ②对B部分气体,p B V B=p B′(V B-ΔV) ③由①②③联立:p A′=3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V -T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p -T 图象,并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出,A 与B 连线的延长线过原点,所以A →B 是等压变化,即p A =p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A=V B T B,所以T A =V A V BT B =0.40.6×300 K =200 K(2)由题图甲可知,由B →C 是等容变化,根据查理定律得p B T B=p CT C所以p C =T C T Bp B =400300×1.5×105 Pa =2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p -T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球,发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等,当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃,常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求:高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得:在地面球内压强: p 1=76 cmHg1 600 m 处球内气体压强: p 2=70 cmHg由气态方程得:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2T 2=p 2V 2p 1V 1T 1=70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2=(290-273) ℃=17 ℃7.如图4所示,竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞的质量为m ,横截面积为S ,缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒,直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热,让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0,大气温度为T 0,重力加速度为g ,不计活塞与汽缸壁间摩擦.求:图4(1)所添加砂粒的总质量;(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m +p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0,最初气体压强为p 1=p 0+mgS 添加砂粒后气体压强为p 2=p 0+(m +m 0)gS该过程为等温变化, 有p 1S ·2h =p 2S ·h 解得m 0=m +p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1,该过程为等压变化,有V 1T 0=V 2T 1解得T 1=2T 08.如图5所示,一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭,上端与大气(视为理想气体)相通,初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭,该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出,平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2,在保持温度不变的条件下将管倒置,平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1=52T 2,大气压强为p 0,重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ,初始时气体压强为p 0,体积为V 0=LS 注入水银后下部气体压强为p 1=p 0+ρgh 体积为V 1=34(L -h )S由玻意耳定律有:p 0LS =(p 0+ρgh )×34(L -h )S 将管倒置后,管内气体压强为p 2=p 0-ρgh 体积为V 2=(L -h )S由理想气体状态方程有:p0LST1=(p0-ρgh)(L-h)ST2解得:h=215L,ρ=105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体;(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提;(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程,代入具体数值求解,并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体;(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的,压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关;(3)做功和热传递都可以改变物体的内能,理想气体的内能只与温度有关;(4)温度变化时,意味着物体内分子的平均动能随之变化,并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断,然后利用ΔU=W+Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功,即W=p·ΔV,然后结合其他条件,利用ΔU=W+Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体,对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大,气体对外界做功,W<0;气体的体积减小,外界对气体做功,W>0.例3如图6所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2.已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与汽缸的摩擦,求:图6(1)活塞上升的高度;(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化,有hS(h+Δh)S=T1T2(1分)解得Δh=T2-T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W=pS·Δh=(p0S+mg)h T2-T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU=Q-W=Q-(p0S+mg)h T2-T1T1(1分)答案(1)T2-T1T1h(2)Q-(p0S+mg)hT2-T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p-V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高,A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T =C ,可得从A 到B 为等温变化,温度应不变,从B 到C 为等容变化,压强增大,温度升高,从外界吸热,从C 到A 为等压变化,体积减小,温度降低,所以C 温度最高,从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0,球内气体的压强为p 0,温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体,使球内气体压强变为3p 0,同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U =aT (a 为正常数),充气过程中气体向外放出Q 的热量,篮球体积不变.求:(1)充入气体的体积;(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q +aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ,由理想气体状态方程可知:p 0(V 0+ΔV )T 0=3p 0V 02T 0则ΔV =0.5V 0(2)由题意ΔU =a (2T 0-T 0)=aT 0由热力学第一定律ΔU =W +(-Q )可得:W =Q +aT 011.如图8所示,一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体,密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0,大气的温度为T 0,气体内能U 与温度的关系为U =aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中,求:图8(1)气体内能减少量ΔU ;(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0-12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU =a (2T 0-T 0)=aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′,则V 2T 0=V ′T 0外界对气体做功W =p 0·(V -V ′)热力学第一定律ΔU =W +Q解得Q =aT 0-12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液体分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水,吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体,且气体质量保持不变,大气压强为p 0=1.0×105 Pa ,g =10 m/s 2,湖水温度保持不变,气泡在上升的过程中,气体________(填“吸热”或者“放热”);气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ=0.8×103 kg/m 3的某种油,用滴管滴一滴在水面上形成油膜,已知这滴油的体积为V =0.5×10-3 cm 3,形成的油膜面积为S =0.7 m 2,油的摩尔质量M =9×10-2 kg/mol ,若把油膜看成单分子层,每个油分子看成球形,那么:①油分子的直径是多少?②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少?(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10-10 m ②6×1023 mol -1解析 (1)水的沸点和气压有关,高原地区水的沸点较低,是因为高原地区大气压较低,A 错误;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,故B 正确;布朗运动显示的是悬浮微粒的运动,反应了液体分子的无规则运动,C错误;由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液体分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势,D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大,对外做功,由于保持温度不变,故内能不变,由热力学第一定律可得,气泡需要吸热;气泡初始时的压强p1=p0+ρgh=2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2=p0=1.0×105 Pa由气体的等温变化可知,p1V1=p2V2带入数据可得:V2=2 cm3(3)①油分子的直径d=VS=0.5×10-3×10-60.7m≈7×10-10 m②油的摩尔体积为V mol=M ρ,每个油分子的体积为V0=4πR33=πd36,阿伏加德罗常数可表示为N A=V mol V0,联立以上各式得N A=6Mπd3ρ,代入数值计算得N A≈6×1023 mol-1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度,下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽,可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽,若温度升高,同时增大容器的容积,饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时,人会感觉空气干燥(2)如图1所示,一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化,从状态A到状态B,在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”),从状态A经B、C再回到状态A,气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1,在标准状态(压强p0=1 atm、温度t0=0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L,已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃,求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度,温度越高,饱和气压越大,则使未饱和汽变成饱和汽,可采用降低温度的方法,故A正确;根据相对湿度的特点可知,空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近饱和气压,故B正确;温度升高,饱和气压增大.故C错误;相对湿度过小时,人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B,压强不变,体积变大,分子的密集程度减小,所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小,从状态A经B、C再回到状态A,内能不变,一个循环过程中,A到B外界对气体做功W1=-2×3=-6 J,B到C过程中外界对气体做功W2=12×()1+3×2=4 J,C到A体积不变不做功,所以外界对气体做功W=W1+W2=-2 J,根据ΔU=W+Q,Q=2 J,即一个循环气体吸热2 J,所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖-吕萨克定律:V0T0=V1T1,代入数据:1273+27=V1 273,解得标准状态下气体的体积为V1=0.91 L,N=V1V mol N A=0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验,先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图2.图2(1)在气球膨胀过程中,下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,则该密闭气体的分子个数为________;(3)若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了0.6 J的功,同时吸收了0.9 J的热量,则该气体内能变化了________ J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀,分子间距变大,分子间的引力和斥力同时变小,故A错误;根据热力学第二定律,一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行,故该密闭气体组成的系统熵增加,故B正确;气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的,故C错误;气体分子间隙很大,该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和,故D错误.(2)气体的量为:n=ρVM;该密闭气体的分子个数为:N=nN A=ρVM N A;(3)气体对外做了0.6 J的功,同时吸收了0.9 J的热量,根据热力学第一定律,有:ΔU=W+Q=-0.6 J+0.9 J=0.3 J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,气压气体迅速碰撞,对外做功,内能减小,温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示,图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率,由图可知()图3A.气体的所有分子,其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,已知在此过程中,气体内能增加100 J,则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3,平均摩尔质量为0.29 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.0×1023 mol-1,取气体分子的平均直径为2×10-10 m,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10-5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知,在一定温度下,大多数分子的速率都接近某个数值,不是所有,故A错误;高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率,不是所有,有个别分子的速率会更大或更小,故B正确;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,即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大,故C正确,故D错误.(2)根据公式:ΔU=W+Q和外界对气体做功W=pΔV=200 J,可以得到:Q=-100 J,所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1,完全变为液体后体积为V2气体质量:m=ρV1含分子个数:n =m M N A每个分子的体积:V 0=43π(D 2)3=16πD 3液体体积为:V 2=nV 0液体与气体体积之比:V 2V 1=πρN A D 36M =3.14×1.29×6×1023×(2×10-10)36×0.29≈1×10-5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p -T 图象.从A 到B 的过程,该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2,试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A =6.0×1023 mol -1,碳的摩尔质量M =12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽;饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关;在一定温度下,饱和蒸汽的分子数密度是一定的,因而其压强也是一定的,这个压强叫做饱和气压;故饱和气压随温度升高而增大,故A 正确;液体表面张力使液体具有收缩的趋势,露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,故B 正确;分子力做功等于分子势能的减小量;当分子间的引力和斥力平衡时,分子力的合力为零;此后不管是增加分子间距还是减小分子间距,分子力都是做负功,故分子势能增加;故C 错误;液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点,故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计,气体等压升温,温度升高则气体的内能一定增大;根据热力学第一定律ΔU =Q +W ,温度升高,内能增大,即ΔU 为正值;同时气体的体积增大,对外做功,则W 为负值,故Q 必定为正值,即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知,已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2,1 m 2石墨烯的质量:m =12600 g ,而1 m 2石墨烯所含原子个数:n =m M N A =1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机内水位升高,与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时,设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小,压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体,在上述(1)中空气体积变化的过程中,外界对空气做0.6 J 的功,则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量;当洗完衣服缸内水位迅速降低时,则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V =1 L ,密度ρ=1.29 kg/m 3,平均摩尔质量M =0.029 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.02×1023 mol -1,试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高,压强增大,被封闭气体做等温变化,根据理想气体状态方程可知,气体体积减小,分子之间距离减小,因此引力和斥力都增大,故A、D正确;气体温度不变,因此分子的热运动情况不变,分子平均动能不变,故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中,气体温度不变,内能不变,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知,气体放出热量;若水位迅速降低,压强则迅速减小,体积迅速膨胀,气体对外做功,由于过程迅速,没有来得及吸放热,因此内能减小.(3)物质的量为:n=ρV M分子总数:N=nN A=ρVM N A代入数据得:N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。
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高中物理学习材料桑水制作模块综合检测(二)(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.下列说法中正确的是( )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,分子势能一定减小解析:阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值,A正确,B错误;两个分子之间的距离增大时,分子引力和斥力都要减小,但在r>r0区域,随着分子间距的增大,分子引力的斥力的合力表现为引力,是先变大到最大再减小,C错误;在r>r0区域,随着分子间距的增大,分子引力和斥力的合力表现为引力,且引力做负功,分子势能增加,D错误.答案:A2.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.答案:B3.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,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.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,但就某一个分子来讲,速率不一定增加,故D错.答案:C4.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,液面为凹形时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解析:液体性质介于气体和固体之间,更接近于固体,具有不易被压缩,有一定体积,没有一定形状,扩散比固体快等特点,A对、B错.无论液面为凸面还是凹面,表面张力总是使表面收缩,C错.硬币能浮在水面上是因为受到表面张力的缘故,而不是浮力作用的结果,D错.答案:A5.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解析:大气压增大,水银槽中的水银被压入试管中,水银槽中的水银质量减小,天平失去平衡,右盘下降,B项正确.而试管中的水银作用在支架上.答案:B6.下列说法中不正确的是( )A.给轮胎打气的过程中,轮胎内气体内能不断增大B.洒水车在不断洒水的过程中,轮胎内气体的内能不断增大C.太阳下暴晒的轮胎爆破,轮胎内气体内能减小D.拔火罐过程中,火罐能吸附在身体上,说明火罐内气体内能减小解析:给轮胎打气的过程中,轮胎内气体质量增加,体积几乎不变,压强增加,温度升高,内能增加,选项A正确;洒水车内水逐渐减少,轮胎内气体压强逐渐减小,体积增大,对外做功,气体内能减小,选项B错误;轮胎爆破的过程中,气体膨胀对外做功,内能减小,选项C正确;火罐内气体温度逐渐降低时,内能减小,选项D正确.答案:B7.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体( )A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加解析:向下压缩活塞,对气体做功,气体的内能增加,温度升高,对活塞受力分析可得出气体的压强增大,故C选项正确.答案:C8.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,V-T图如图所示.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( )A.p b>p c,Q ab>Q a B.p b>p c,Q ab<Q acC.p b<p c,Q ab>Q ac D.p b<p c,Q ab<Q ac解析:由V=KpT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=ΔE-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.答案:C9.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度变化如图所示,则此过程( )A.气体的密度减小B.外界对气体做功C.气体从外界吸收了热量D.气体分子的平均动能增大解析:由图线可知,在从A到B的过程中,气体温度不变,压强变大,由玻意耳定律可知,气体体积变小,V B<V A;气体质量不变,体积变小,由密度公式可知气体密度变大,故A错误;气体体积变小,外界对气体做功,故B正确;气体温度不变,内能不变,ΔU=0,外界对气体做功,W>0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知:Q<0,气体要放出热量,故C错误;气体温度不变,分子平均动能不变,故D 错误.答案:B10.用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B 两部分,如图所示.A和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气,均可视为理想气体,则当两部分气体处于热平衡时( )A.内能相等B.分子的平均动能相等C.分子的平均速率相等D.分子数相等解析:两种理想气体处于热平衡时,温度相同,所以分子的平均动能相同,但气体种类不同,其分子质量不同,所以分子的平均速率不同,故B正确,C错误;两种气体的质量相同,而摩尔质量不同,所以分子数不同,故D错误;两种气体的分子平均动能相同,但分子个数不同,故内能也不相同,A错误.答案:B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)11.一般情况下,分子间同时存在分子引力和分子斥力.若在外力作用下两分子间的间距达到不能再靠近为止,且甲分子固定不动,乙分子可自由移动,则去掉外力后,当乙分子运动到相距很远时,速度为v,则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)( )A.乙分子的动能变化量为12 mv2B.分子力对乙分子做的功为12 mv2C.分子引力比分子斥力多做了12mv2的功D.分子斥力比分子引力多做了12mv2的功解析:当甲、乙两分子间距离最小时,两者都静止,当乙分子运动到分子力的作用范围之外时,乙分子不再受力,此时速度为v,故在此过程中乙分子的动能变化量为12mv2;且在此过程中,分子斥力始终做正功,分子引力始终做负功,即W合=W斥+W引,由动能定理得W引+W斥=12mv2,故此分子斥力比分子引力多做了12mv2的功.答案:ABD12.关于空气湿度,下列说法正确的是( )A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析:相对湿度越大,人感觉越潮湿,相对湿度大时,绝对湿度不一定大,故A错误;相对湿度较小时,使人感觉干燥,故B正确.用空气中水蒸气的压强表示的温度叫作空气的绝对湿度,用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相对湿度,故C正确,D错误.答案:BC13.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( ) A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加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.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析:第二类永动机违反了热力学第二定律,但不违反能量守恒定律,所以A错误;做功和热传递都可以改变物体的内能,物体从外界吸收了热量,同时也对外做了功,则物体的内能有可能减少,所以B错误;保持气体的质量和体积不变,根据理想气体的状态方程pV T=C知,当温度升高时,气体的压强增大,故每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,所以C正确;做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的,D正确.答案:CD14.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p-V图上,气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态,再沿与横轴平行的直线变化到c状态,a、c两点位于与纵轴平行的直线上,以下说法中正确的是( )A.由a状态至b状态的过程中,气体放出热量,内能不变B.由b状态至c状态的过程中,气体对外做功,内能增加,平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变C.c状态与a状态相比,c状态分子平均距离较大,分子平均动能较大D.b状态与a状态相比,b状态分子平均距离较小,分子平均动能相等解析:由a到b的过程是等温过程,所以内能不发生变化,气体体积减小,所以外界对气体做功,放出热量,分子平均距离减小,分子平均动能不变,A、D正确;由b到c的过程是等压过程,体积增大,温度升高,内能增加,所以气体对外界做功,应该吸收热量,因为压强不变,且气体分子热运动的平均动能增大,碰撞次数减少,B 错误;由c到a的过程是等容过程,压强减小,温度降低,所以分子平均距离不变,分子平均动能减小,C错误.答案:AD三、非选择题(本题共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.(6分)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是________.解析:根据理想气体状态方程,空气等温压缩,pV=C,p与1V 成正比,所以该过程中空气的压强p和体积V关系的是图(B).答案:图(B)16.(10分)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24 kJ的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5 kJ的热量.在上述两个过程中,空气的内能共减小________kJ,空气________(选填“吸收”或“放出”)的总能量为________kJ.解析:将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,气体内能保持不变;外界做了24 kJ的功,空气放出24 kJ能量,气瓶缓慢地潜入海底的过程中,放出了5 kJ的热量,所以在上述两个过程中,空气的内能共减小5 kJ,空气放出的总能量为24 kJ+5 kJ=29 kJ.答案:5 放出2917.(8分)已知金刚石密度为3.5×103kg/m3,体积为4×10-8m3的一小块金刚石中含有多少碳原子?并估算碳原子的直径(取两位有效数字).解析:这一小块金刚石的质量m=ρV=3.5×103×4×10-8 kg=1.4×10-4kg,这一小块金刚石的物质的量n=mM=1.4×10-4kg0.012 kg=76×10-2mol,所含碳分子的个数N=n×6.02×1023=76×10-2×6.02×1023个=7×1021个.一个碳原子的体积为V′=VN=4×10-87×1021m3=47×10-29m3.碳原子的直径d=2r=2 33V′4π=2 33×47×10-294πm≈2.2×10-10m.答案:7.0×1021个 2.2×10-10m18.(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 AT A =p CT C.①得T C=p Cp AT A=0.5×4801.5K=160 K.②(2)由理想气体状态方程得p A V AT A=p B V BT B.③解得T B =p B V B p A V A T A =0.5×3×4801.5×1K =480 K. 由此可知A 、B 两状态温度相同,故A 、B 两状态内能相等.答案:(1)160 K (2)既不吸热也不放热19.(10分)如图所示,横截面积S =10 cm 2的活塞,将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内,开始活塞与气缸底部距离H =30 cm.在活塞上放一重物,待整个系统稳定后.测得活塞与气缸底部距离变为h =25 cm.已知外界大气压强始终为p 0=1×105Pa ,不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦,取g =10 m/s 2.求:(1)所放重物的质量;(2)在此过程中被封闭气体与外界交换的热量.解析:(1)封闭气体发生等温变化:气体初状态的压强为p 1=1×105 Pa ,气体末状态的压强为p 2=p 0+mg S. 根据玻意耳定律得p 1HS =p 2hS .解得:m =2 kg.(2)外界对气体做的功为W =(p 0S +mg )(H -h ).根据热力学第一定律知ΔU =W +Q =0,解得Q =-6 J ,即放出6 J 热量.答案:(1)2 kg (2)放出6 J 热量20.(10分)如图所示,两个充有空气的容器A 、B ,以装有活塞栓的细管相连通,容器A浸在温度为t1=-23 ℃的恒温箱中,而容器B浸在t2=27 ℃的恒温箱中,彼此由活塞栓隔开.容器A的容积为V1=1 L,气体压强为p1=1 atm;容器B的容积为V2=2 L,气体压强为p2=3 atm,求活塞栓打开后,气体的稳定压强是多少.解析:设活塞栓打开前为初状态,打开后稳定的状态为末状态,活塞栓打开前后两个容器中的气体总质量没有变化,且是同种气体,只不过是两容器中的气体有所迁移流动,故可用分态式求解.将两容器中的气体看成整体,由分态式可得:p1V1 T1+p2V2T2=p1′V1′T1′+p2′V2′T2′.因末状态为两部分气体混合后的平衡态,设压强为p′,则p1′=p2′=p′,代入有关的数据得:p′=2.25 atm.因此,活塞栓打开后,气体的稳定压强为2.25 atm.答案:稳定压强为2.25 atm。
人教版高中物理选修3-3模块综合测试.docx
高中物理学习材料桑水制作模块综合测试(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.以下说法正确的是()A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的浮力在起作用B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D.喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果解析:仔细观察可以发现,小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A、C选项错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水),受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,因此,B选项错误;喷泉喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用,因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩的趋势),故D 选项正确。
答案:D2.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。
所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。
下列关于能量耗散的说法中正确的是()A.能量耗散说明能量不守恒B.能量耗散不符合热力学第二定律C.能量耗散过程中能量不守恒D.能量耗散是从能量转化的角度,反映出自然界中的宏观过程具有方向性解析:耗散的能量不是消失了,而是转化为其他形式的能,说明能量是守恒的。
无法在不产生其他影响的情况下把散失的能量重新收集起来加以利用,说明自然界的宏观过程具有方向性,故选项D正确。
答案:D3.某地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计。
2021年高中物理 第7-10章模块综合检测卷 新人教版选修3-3
2021年高中物理第7-10章模块综合检测卷新人教版选修3-3一、单项选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)1.如图是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的( )A.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 J分析:已知做功和热传递的数据,根据热力学第一定律可求得气体内能的改变量及温度的变化.解析:外界对气体做功,W=800 J;气体向外散热,故Q=-200 J;由热力学第一定律可知:ΔU=W+Q;故ΔU=800 J-200 J=600 J;气体内能增加,则温度升高;故选A.答案:A点评:热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义;ΔU的正表示内能增加,Q为正表示物体吸热;W为正表示外界对物体做功.2.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解析:铅柱由于分子间的引力而粘在一起,故D项正确.答案:D3.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M 可以在N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中( )A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小解析:在M向下滑的过程中,气体体积变小,外界对气体做功,W>0,没有热交换,Q =0,由热力学第一定律ΔU=W+Q,气体内能增大.故A正确.选A.答案:A4.某自行车轮胎的容积为V .里面已有压强为p 0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p ,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是p 0,体积为多少的空气?( )A.p 0p V B.p p 0VC.⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V D. ⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0+1V解析:气体做等温变化,设充入V ′的气体,p 0V +p 0V ′=pV ,所以V ′=p -p 0p 0V ,C 项正确.答案:C5.(xx·上海卷)如图所示,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体( )A .压强增大,体积增大B .压强增大,体积减小C .压强减小,体积增大D .压强减小,体积减小分析:初始状态p 0=p x +p h ,若试管自由下落,则p h =0,p x =p 0,所以压强增大,气体做等温变化,故体积减小解析:初始状态p 0=p x +p h ,若试管自由下落,则p h =0,p x =p 0,所以压强增大,由玻意耳定律知,pV =C ,故V 减小.故选B.答案:B点评:关键知道试管自由下落时,水银柱的压强消失掉.6.(xx·上海卷)分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的( ) 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:根据分子动理论可知,物质是由大量分子组成的;组成物质的分子在永不停息地做着无规则的热运动;分子间同时存在相互作用的引力和斥力.随分子间距的增大斥力和引力均变小,只是斥力变化的更快一些,C 项正确.答案:C二、双项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)7.(xx·广东卷)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体( )A .体积减小,内能增大B .体积减小,压强减小C .对外界做负功,内能增大D .对外界做正功,压强减小分析:充气袋四周被挤压时,外界对气体做功,无热交换,根据热力学第一定律分析内能的变化.解析:充气袋四周被挤压时,体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律得知气体的内能增大.故A 项正确;气体的内能增大,温度升高,根据气体方程pV T=C 气体的压强必定增大,故B 项错误;气体的体积减小,气体对外界做负功,内能增大,故C 项正确,D 项错误.答案:AC点评:对于气体,常常是气态方程和热力学第一定律的综合应用,当气体的体积减小时,外界对气体做正功,相反体积增大时,气体对外界做正功.8.(xx·新课标全国卷I)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca 回到原状态,其pT图象如图所示,下列判断正确的是( )A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C. 过程ca中外界气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同分析:由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体积如何变化,然后应用热力学第一定律答题.解析:由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A项正确;由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W 可知,气体吸热,故B项错误;由图象可知,ca过程气体压强不变,温度降低,由盖·吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W>0,气体温度降低,内能减少,ΔU<0,由热力学第一定律可知,气体要放出热量,过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C项错误;由图象可知,a状态温度最低,分子平均动能最小,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故D项正确;故选A、D两项.答案:AD点评:本题考查气体的状态方程中对应的图象,要抓住在pT图象中等容线为过原点的直线.9.图为某同学设计的喷水装置,内部装有2 L水,上部密封1 atm的空气0.5 L;保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的有( )A.充气后,密封气体压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光解析:密闭气体压强的微观原因是单位时间内撞击单位面积上的分子次数和每次撞击的平均作用力.温度不变,分子撞击器壁的平均作用力不变,充气之后单位时间内撞击单位面积的分子次数增加,压强增大,A项正确;温度是平均动能的标志,温度不变分子的平均动能不变,B项错误;打开阀门,气体膨胀,对外界做功,C项正确;膨胀过程温度不变属于等温变化,若都喷完容器中的水,则容器中气体的压强小于外界气体压强,所以水不能喷完,D项错误.(打开阀门时内部气体压强大于1 atm,把水“压向”外流出,直到内部气体压强加上水的压强小于1 atm为止.)故C项正确,D项错误,故选A、C两项.答案:AC10.根据热力学定律,下列说法正确的是( )A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D.能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成“能源危机”解析:热量可以从低温物体向高温物体传递,但会引起其他变化,A项正确;空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量,因为电能也部分转化为热能,B项正确;不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化,C项错误;对能源的过度消耗将形成能源危机,但自然界的总能量守恒,D项错误;故选A、B两项.答案:AB点评:本题考查了热力学定律的应用和生活中应用热力学定律可以解释的问题.三、非选择题(本大题共3小题,共52分)11.(1)(4分)(xx·海南卷)下列说法正确的是________.A.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D.通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征答案:CE(2)(4分)下列说法正确的是________.A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力的缘故答案:ACD(3)(4分)(xx·新课标全国卷Ⅱ)下列说法正确的是________.A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果解析:悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动,A项错误;空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果,B项正确;彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,C项正确;高原地区水的沸点较低,是由于高原地区气压低,故水的沸点也较低,D项错误;干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是由于湿泡外纱布中水蒸发吸收热量,使湿泡的温度降低的缘故,E项正确.答案:BCE(4)(4分)(xx·上海卷)在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度10 mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积每增加测一次压强,最后得到和的乘积逐渐增大.由此可推断,该同学的实验结果可能为图______.解析:根据理想气体状态方程pVT=k,V1p图象的斜率的物理意义为kT,随着压缩气体,对气体做功,气体内能增加,温度升高,斜率变大,图线向上弯曲,故选图a.答案:a12.如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的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,稳定后右管水银面高出左管水银面(环境温度不变,大气压强p0=75 cmHg)(1)(12分)求稳定后低压舱内的压强.(用“cmHg”做单位)(2)(8分)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”、“做负功”“不做功”),气体将________(填“吸热”或“放热”).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=p2V2①p1=p0;②p2=p+p h;③V1=l1S④V2=l2S;⑤由几何关系得:h=2(l2-l1)⑥联立①②③④⑤⑥式,代入数据得p=50 cmHg⑦(2)做正功吸热答案:(1)50 cmHg (2)做正功吸热13.(xx·江苏卷)一种海浪发电机的气室如图所示.工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电.气室中的空气可视为理想气体.(1)(10分)压缩过程中,两个阀门均关闭.若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104J,则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.(2)(10分)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27 ℃,体积为0.224 m 3,压强为1个标准大气压.已知1 mol 气体在1个标准大气压、0 ℃时的体积为22.4 L ,阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1.计算此时气室中气体的分子数.(计算结果保留1位有效数字)解析:(1)根据热力学第一定律可知改变气体的内能的方式是做功和热传递,与外界绝热的情况下,对气体做功,气体的内能增加,又因为气体的内能由温度决定,所以温度升高,气体分子热运动加剧,分子平均动能增大;由ΔU =W +Q 可知气体内能的增量等于活塞对气体所做的功.(2)设气体在标准状态时的体积为V 1,等压过程:V T =V 1T 1气体物质的量:n =V 1V 0,且分子数为:N =nN A 解得:N =VT V 0TN A 代入数据得:N =5.0×1024(或6×1024)答案:(1)增大 等于 (2)5.0×1024(或6×1024)20144 4EB0 亰38813 979D 鞝 24694 6076 恶39259 995B 饛22739 58D3 壓24609 6021 怡`37473 9261 鉡22015 55FF 嗿CH 26842 68DA 棚21037 522D 刭。
(广西专用)2021版高考物理一轮复习单元质检十三热学(选修3_3)(含解析)新人教版
单元质检十三热学(选修3-3)(时间:45分钟满分:90分)1.(15分)(1)(5分)(多选)下列说法正确的是。
A.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的光学各向异性特征B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以它是制造不出来的C.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D.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动越明显E.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示(2)(10分)(2018·全国卷Ⅲ)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。
当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强相当于12.0 cm水银柱的压强。
现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。
求U形管平放时两边空气柱的长度。
在整个过程中,气体温度不变。
答案:(1)ACD(2)22.5 cm7.5 cm解析:(1)由液晶的特性可知A正确;第二类永动机不违反能量守恒定律,而是违反热力学第二定=C知,体积增大,温度升高,内能增大,又因气体膨胀对外做功,由律,B错误;如果压强不变,由VVΔU=W+Q知,气体从外界吸热,C正确;由布朗运动显著条件知D正确;相对湿度是所含的水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的比值,故E错误。
(2)设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。
U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1'和l2'。
由力的平衡条件有p1=p2+ρg(l1-l2)①式中ρ为水银密度,g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有p1l1=pl1'②p2l2=pl2'③两边气柱长度的变化量大小相等l1'-l1=l2-l2'④由①②③④式和题给条件得l1'=22.5cm⑤l2'=7.5cm。
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。
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。
A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加(2)(10分)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。
2021年人教版物理选修3-3章末综合测评3
2021年人教版物理选修3-3章末综合测评3 章末综合测评(三)(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.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( ) A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的 E.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体【解析】玻璃是非晶体,选项A错误;晶体有固定熔点,非晶体无固定的熔点,选项C正确;多晶体和非晶体是各向同性的,选项D错误,B、E正确,故选A、C、D.【答案】 CBE2.大烧杯中装有冰水混合物,在冰水混合物中悬挂―个小试管,试管内装有冰,给大烧杯加热时,以下现象不正确的是( )A.烧杯内的冰和试管内的冰同时熔化 B.试管内的冰先熔化C.在烧杯内的冰熔化完以前,试管内的冰不会熔化 D.试管内的冰始终不会熔化E.在烧杯内的冰熔化完后,试管内的冰开始熔化【解析】熔化需要满足两个条件:达到熔点和继续吸热.烧杯中冰水混合物温度与试管中的冰达到热平衡时温度相等,不发生热传递,因此在烧杯内的冰熔化完以前,试管内的冰不会熔化.【答案】 ABD3.下列说法中正确的是( )1A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B.夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故C.喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水球是表面张力的结果 D.晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征 E.小木块能够在水中漂浮是表面张力与其重力平衡的结果【解析】雨水不能透过布雨伞,是因为液体表面存在张力,故A正确.荷叶上小水珠与喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水珠均呈球状,是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故,故B、C正确;单晶体一定具有规则形状,且单晶体有各向异性的特征,多晶体有各向同性.故D错误;E项所述是浮力和重力平衡的结果,E错误.【答案】 ABC4.关于液晶的以下说法正确的是( ) A.液晶态的存在只与温度有关B.因为液晶在一定条件下发光,所以可以用来做显示屏 C.人体的某些组织中存在液晶结构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时,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色E.液晶的化学性质可以随温度、所加电压的变化而变化【解析】液晶态可在一定温度范围或某一浓度范围存在,它对离子的渗透作用同人体的某些组织相似,在外加电压下,对不同色光的吸收程度不同,外界条件(如温度、电压)的微小变化都会改变其性质,故C、D、E正确.【答案】 CDE5.关于同种液体在相同温度下的未饱和汽、饱和汽的性质,下面说法不正确的是( )A.两种汽的压强一样大,饱和汽的密度较大 B.饱和汽的压强最大,分子的平均动能也较大 C.两种汽的压强一样大,分子平均动能也一样大 D.两种汽的分子平均动能一样大,饱和汽的密度较大 E.饱和汽的压强大,它们分子的平均动能相同2【解析】液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和汽;没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽.可见,两种蒸汽在同一温度下密度是不同的,未饱和汽较小,饱和汽较大.由温度是分子平均动能的标志可知这两种蒸汽分子的平均动能相同,而密度不同,两种蒸汽的压强也不同,D、E正确,故选A、B、C.【答案】 ABC6.以下关于液体的说法正确的是( )【导学号:11200080】 A.非晶体的结构跟液体非常类似,可以看成是黏滞性极大的液体 B.液体的物理性质一般表现为各向同性C.液体的密度总是小于固体的密度 D.所有的金属在常温下都是固体 E.液体的扩散比固体的扩散快【解析】由液体的微观结构知选项A、B正确;有些液体的密度大于固体的密度,例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度,故选项C错误;金属汞在常温下就是液体,故选项D错误;液体分子在液体中移动较固体分子在固体中移动更容易,E正确.【答案】 ABE7.如图1是两种不同物质的熔化曲线,根据曲线下列说法中不正确的是( )甲乙图1A.甲表示晶体 C.甲表示非晶体 E.无法判断【解析】晶体在熔化时不断吸热,温度不变,即保持在其熔点时的温度,而非晶体无确定的熔点,在加热过程中,其温度不断升高,故甲为晶体的熔化曲线,乙为非晶体的熔化曲线.【答案】 BCE3B.乙表示晶体 D.乙表示非晶体8.人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程.以下说法正确的是( )A.液体的分子势能与体积有关 B.晶体的物理性质都是各向异性的 C.温度升高,每个分子的动能都增大 D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 E.表面张力的方向沿液面的切线方向与分界线垂直【解析】液体体积与分子间相对位置有联系,从宏观上看,分子势能与体积有关,A 正确;多晶体表现各向同性,B错误;温度升高,分子速率增大,遵循统计规律,分子的平均动能增大,C错误;露珠表面张力使其表面积收缩到最小,相同体积球形的表面积最小,故呈球状,D正确;关于表面张力的方向E正确.【答案】 ADE二、非选择题(本题共4小题,共52分,按题目要求作答)9.(10分)(1)研成粉末后的物体已无法从外形特征和各向异性上加以判断时,可以通过______ 来判断它是否为晶体.(2)密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后,还有没有液体分子从液面飞出?为什么这时看起来不再蒸发?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 【解析】 (1)加热看是否有固定的熔点(2)有液体分子从液面飞出,单位时间内逸出液体表面的分子数与回到液体表面的分子数相等,从宏观上看好像不蒸发了.【答案】见解析10.(12分)如图2所示是萘晶体的熔化曲线,由图可知,萘的熔点是________,熔化时间为________.4感谢您的阅读,祝您生活愉快。
人教版高中物理选修3-3模块综合测试卷.docx
高中物理学习材料桑水制作模块综合测试卷时间:90分钟满分:100分第Ⅰ卷(选择题48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)1.下列说法正确的是( )A.一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小B.人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度C.产生毛细现象时,液体在毛细管中一定上升D.滴入水中的红墨水很快散开说明液体内存在表面张力【解析】饱和汽的压强与液体的种类和温度有关,与体积无关,故A错误;人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度,而主要取决于空气的相对湿度,故B正确;若两物体是不浸润的,则液体在毛细管中可以是下降的,故C错误;红墨水在水中扩散是因为分子在永不停息地无规则运动;和表面张力无关,故D错误.【答案】B2.对于固体和液体来说,其内部分子可看做是一个挨一个紧密排列的球体.已知汞的摩尔质量为200.5×10-3kg/mol,密度为13.6×103kg/m3,阿伏加德罗常数为 6.0×1023mol-1,则汞原子的直径最接近以下数值中的( )A.1×10-9m B.2×10-10mC.4×10-10m D.6×10-11m【解析】由摩尔质量和密度计算出摩尔体积:V=M/ρ,由摩尔体积除以阿伏加德罗常数计算出一个分子所占的体积:V0=V/N A,再由球体积公式V0=43π⎝⎛⎭⎪⎫d23求出分子的直径d=36MρN Aπ,代入数据计算后可知选项C是正确的.【答案】C3.关于气体的说法中,正确的是( )A.由于气体分子运动的无规则性,所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等B.气体的温度升高时,所有的气体分子的速率都增大C.一定质量一定体积的气体,气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大D.气体的分子数越多,气体的压强就越大【解析】由于气体分子运动的无规则性,遵循统计规律,气体向各个方向运动的数目相等,器壁各个方向上的压强相等,A 错;气体的温度升高,平均速率增大,并非所有分子的速率都变大,B错;一定质量一定体积的气体,分子密度一定,分子的平均动能越大,气体的压强就越大,C正确;气体的压强大小取决于分子密度及分子的平均动能,气体的分子数多,压强不一定就大,D错.【答案】C4.关于用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验,下列说法中正确的是( )A.单分子油膜的厚度被认为等于油分子的直径B.实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉洒在水面上C.实验中数油膜轮廓内的正方形格数时,不足一格的应全部舍去D.处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径【解析】单分子油膜的厚度被认为等于油分子的直径,选项A正确;实验时先把痱子粉洒在水面上,再将一滴油酸酒精溶液滴入水面,选项B错误;实验中数油膜轮廓内的正方形格数时,不足半格的舍去,超过半格的算一格,选项C错误;处理数据时将一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径,选项D错误.【答案】A5.在温泉池游泳时,泳圈进入温泉池后,泳圈内的气体(视为理想气体)( )A.压强变小B.放出热量C.分子平均动能不变D.内能变大【解析】泳圈进入温泉池后,泳圈内的气体吸收热量,体积不变,内能变大,温度升高,分子平均动能增大,压强增大,故选D.【答案】D6.如图所示,一定质量的理想气体由a 状态变化到b状态,则此过程中( )A.气体的温度升高B.气体对外放热C.外界对气体做功D.气体分子间平均距离变小【解析】一定质量的理想气体由a状态变化到b状态,体积增大,压强不变,温度升高,内能增大,对外做功,吸收热量,气体分子间平均距离变大,选项A正确,B、C、D错误.【答案】A7.如图所示,一端封闭的粗细均匀的玻璃管,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,现将玻璃管缓缓地均匀加热,则下列说法中正确的是( )A.加热过程中,始终保持V′1=2V′2B.加热后V′1>2V′2C.加热后V′1<2V′2D.条件不足,无法确定【解析】上、下两段气柱的压强分别为p0+h1和p0+h1+h2,在加热过程中,两部分气体的压强保持不变根据盖—吕萨克定律:V1T1=V′1T′1得V′1=T′1T1V1,V2T1=V′2T′1得V ′2=T′1T1V2所以V′1V′2=V1V2=21,即V′1=2V′2,A正确.【答案】A8.一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ρa、ρb、ρc,则( ) A.ρa>ρb>ρcB.ρa=ρb=ρcC.ρa<ρb=ρcD.ρa>ρb=ρc【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=mV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.【答案】D9.如右图所示,有一压力锅,锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10-6m2,限压阀重为0.7 N.使用该压力锅对水消毒,根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为 1.01×105 Pa)( )p(×105Pa)1.011.431.541.631.731.821.912.012.122.21t(℃)101111211411611812122124126A.100℃B.112℃C.122℃D.124℃【解析】由表格数据知,气压越大,沸点越高,即锅内最高温度越高.对限压阀分析受力,当mg+p0S=pS时恰好要放气,此时p=mgS+p0=0.77.0×10-6+p0=2.01×105Pa达到最大值,对应的最高温度为122℃.【答案】C10.如图所示,绝热的气缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上,不计活塞与气缸壁的摩擦,现用电热丝给气缸内的气体加热,在加热过程中( )A.气缸向左移动B.活塞A、B均向左移动C.密封气体的内能一定增加D.气缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数相同【解析】对气缸整体分析,外部各个方向上受到大气的压力相等,所以气缸保持静止,A错;用电热丝给气缸内的气体加热后,气缸内的气体温度升高,内能增大,压强变大,活塞A、B均向外运动,B错,C正确;活塞A的面积大于活塞B的面积,单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同,D错.【答案】C11.一定质量的理想气体,处在某一状态,经下列哪个过程后会回到原来的温度( )A.先保持压强不变而使它的体积膨胀,接着保持体积不变而减小压强B.先保持压强不变而使它的体积减小,接着保持体积不变而减小压强C.先保持体积不变而增大压强,接着保持压强不变而使它的体积膨胀D.先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使它的体积膨胀【解析】由于此题要经过一系列状态变化后回到初始温度,所以先在p-V坐标中画出等温变化图线如图所示,然后在图线上任选中间一点代表初始状态,根据各个选项中的过程变化画出图线,如图所示,从图线的发展趋势来看,有可能与原来的等温线相交,说明经过变化后可能回到原来的温度,选项A、D正确.【答案】AD12.二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一,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个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,不计温度的变化,则此过程中( )A.封闭气体对外界做正功B.封闭气体向外界传递热量C.封闭气体分子的平均动能不变D.封闭气体从外界吸收热量【解析】气体体积减为原来的一半,外界对气体做正功,故A错误.温度不变,内能不变,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,封闭气体向外界传递热量,故B正确,D错误,温度不变,所以气体的气体分子的平均动能不变,故C正确.【答案】BC第Ⅱ卷(非选择题52分)二、实验题(本题有2小题,共15分.请按题目要求作答)13.(7分)如右图所示,导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中,气缸的内壁光滑.现有水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,由状态①变化到状态②,在此过程中(1)如果环境保持恒温,下列说法正确的是________.A.每个气体分子的速率都不变B.气体分子平均动能不变C.水平外力F逐渐变大D.气体内能减少(2)如果环境保持恒温,分别用p、V、T 表示该理想气体的压强、体积、温度.气体从状态①变化到状态②,此过程可用下列哪几个图象表示________.【解析】(1)温度不变,分子的平均动能不变,分子的平均速率不变,但并不是每个分子的速率都不变,B对,A错;由玻意耳定律知,体积增大,压强减小,活塞内外的压强差增大,水平拉力F增大,C对;由于温度不变,内能不变,故D错.(2)由题意知,从状态①到状态②,温度不变,体积增大,压强减小,所以只有A、D 正确.【答案】(1)BC(2)AD14.(8分)在研究微观世界里的物质时,通常需要借助估算和建立模型的方法.对于液体分子,一般建立球体模型或者立方体模型来估算分子直径,而实验室中常用油膜法估测分子直径.试求:(1)分别写出上述估算分子直径的三种方法的最简表达式;(要求说明所使用字母的物理意义)(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时,已准备的实验器材有:油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸、痱子粉,则还缺少的器材有________.【解析】(1)分子构建成球体模型时,用d表示分子直径,V0表示单个分子的体积时,V0=43π⎝⎛⎭⎪⎫d23,d=36Vπ;分子构建成立方体模型时,d、V0表示的物理意义同上,则有V0=d3,d=3V0.油膜可视为单分子油膜时,令d表示分子直径,V表示油膜的体积,S表示油膜面积,则油膜厚度等于分子直径,即d=VS .(2)量筒【答案】见解析三、计算题(本题有3小题,共37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)15.(12分)为保护环境和生态平衡,在各种生产活动中都应严禁污染水源.在某一水库中,一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶,速度为8 m/s,导致油箱突然破裂,柴油迅速流入水中,从漏油开始到船员堵住漏油处共用1.5分钟.测量时,漏出的油已在水面上形成宽约为a=100 m的长方形厚油层.已知快艇匀速运动,漏出油的体积为V=1.44×10-3m3.(1)该厚油层的平均厚度D为多少?(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d 的多少倍?(已知柴油分子的直径约为10-10 m)【解析】(1)油层长度L=vt=8×90 m =720 m,油层厚度D=VLa=1.44×10-3720×100m=2×10-8m.(2)n=Dd=2×10-810-10=200(倍).【答案】(1)2×10-8m(2)200倍16.(12分)如图所示,在开口向上、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,活塞与容器壁间能自由滑动,容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d的高度后再次平衡,求:(1)外界空气的温度是多少;(2)在此过程中密闭气体的内能增加了多少.【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VV0=TT0,所以外界温度T=VV0T0=(h0+d)Sh0ST0=h0+dh0T0.(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+p0S)d,根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能,ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d.【答案】(1)h0+dh0T0(2)Q-(mg+p0S)d17.(13分)如图所示,水平放置的气缸内壁光滑,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左侧气缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1 V0,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.(1)求活塞移动到B时,缸内气体温度T B;(2)画出整个过程的pV图线;(3)阐述活塞由A到B过程中,缸内气体吸热的理由.【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.由气态方程得p AT A=p0T,V AT=V A+ΔVT B或p A V AT A=p0(V A+ΔV)T B 解得T B=363 K.(2)如图所示(3)气体在缓慢加热过程中,温度升高,气体内能增加;活塞由A移动到B,气体体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,气体吸热.【答案】(1)363 K(2)见上图(3)见解析。
人教版 高中物理 选修3-3 模块练习(含答案解析)
人教版 高中物理 选修3-3 模块练习(含答案解析)一、选择题1. 分子大小的数量级约为( )A.10-8cm B.10-10cm C.10-8mm D.10-8m 2. 下列可算出阿伏加德罗常数的一组数据是( )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3. 在用油膜法估测分子的大小的实验中,若已知油的摩尔质量为M ,密度为p ,油滴质量为m ,油滴在液面上扩散后的最大面积为S ,阿伏加德罗常数为N A ,以上各量均采用国际单 位,那么( )A .油滴分子直径S M d ⋅=ρB .油滴分子直径Sm d ⋅=ρ C .油滴所含分子数A N m M n ⋅= D .油滴所含分子数A N Mm n ⋅= 4. 已知阿伏伽德罗常数为N ,铝的摩尔质量为M ,铝的密度为P ,则下列说法正确的是( )A .1kg 铝所含原子数为PNB .1个铝原予的质量为M /NC .1m 铝所含原子数为N /(PM)D .1个铝原子所占的体积为M /(PN)5. 关于温度,以下说法正确的是 ( )A.温度是表示物体冷热程度的物理量B.温度是物体内大量分子平均速率的标志C.温度是物体内大量分子平均动能的标志D.一切达到热平衡的系统都具有相同的温6. 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 .布朗运动是指悬浮在液体中固体分子的无规则运动C .观察布朗运动会看到,悬浮的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈D .布朗运动的激烈程度与温度有关,所以布朗运动也叫热运动7. 1827年,英国植物学家布朗发现了悬浮在水中的花粉微粒的运动。
图所示的是显微镜下观察到的三颗花粉微粒做布朗运动的情况。
从实验中可以获取的正确信息是( )A .实验中可以观察到微粒越大,布朗运动越明显B .实验中可以观察到温度越高,布朗运动越明显C .布朗运动说明了花粉分子的无规则运动D .布朗运动说明了水分子的无规则运动8. 根据分子动理论,物质分子间距离为r 0时分子所受到的引力与斥力相等,以下关于分子力和分子势能的说法正确的是( )A .分子间距离小于r 0时,分子间距离减小,分子力减小B .分子间距离大于r 0时,分子间距离增大,分子力一直增大C .当分子间距离为r 0时,分子具有最大势能,距离增大或减小时势能都减小D .当分子间距离为r 0时,分子具有最小势能,距离增大或减小时势能都增大9. 如图所示, 甲分子固定在坐标原点O , 乙分子位于r 轴上, 甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图。
人教版高中物理选修3-3模块综合检测卷.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理物理选修3-3(人教版)模块综合检测卷(测试时间:50分钟评价分值:100分)一、单项选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)1.如图是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的( )A.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 J分析:已知做功和热传递的数据,根据热力学第一定律可求得气体内能的改变量及温度的变化.解析:外界对气体做功,W=800 J;气体向外散热,故Q=-200 J;由热力学第一定律可知:ΔU=W+Q;故ΔU=800 J-200 J=600 J;气体内能增加,则温度升高;故选A.答案:A点评:热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义;ΔU的正表示内能增加,Q为正表示物体吸热;W为正表示外界对物体做功.2.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解析:铅柱由于分子间的引力而粘在一起,故D项正确.答案:D3.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可以在N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中( )A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小解析:在M向下滑的过程中,气体体积变小,外界对气体做功,W>0,没有热交换,Q=0,由热力学第一定律ΔU=W+Q,气体内能增大.故A正确.选A.答案:A4.某自行车轮胎的容积为V.里面已有压强为p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是p 0,体积为多少的空气?( )A.p 0p VB.p p 0V C.⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V D. ⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0+1V解析:气体做等温变化,设充入V ′的气体,p 0V +p 0V ′=pV ,所以V ′=p -p 0p 0V ,C 项正确. 答案:C5.(2014·上海卷)如图所示,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体( )A .压强增大,体积增大B .压强增大,体积减小C .压强减小,体积增大D .压强减小,体积减小分析:初始状态p 0=p x +p h ,若试管自由下落,则p h =0,p x =p 0,所以压强增大,气体做等温变化,故体积减小解析:初始状态p 0=p x +p h ,若试管自由下落,则p h =0,p x =p 0,所以压强增大,由玻意耳定律知,pV=C,故V减小.故选B.答案:B点评:关键知道试管自由下落时,水银柱的压强消失掉.6.(2014·上海卷)分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的( )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:根据分子动理论可知,物质是由大量分子组成的;组成物质的分子在永不停息地做着无规则的热运动;分子间同时存在相互作用的引力和斥力.随分子间距的增大斥力和引力均变小,只是斥力变化的更快一些,C项正确.答案:C二、双项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)7.(2014·广东卷)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体( )A.体积减小,内能增大 B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大 D.对外界做正功,压强减小分析:充气袋四周被挤压时,外界对气体做功,无热交换,根据热力学第一定律分析内能的变化.解析:充气袋四周被挤压时,体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律得知气体的内能增大.故A项正确;气体的内能增大,温度升高,根据气体方程pVT=C气体的压强必定增大,故B项错误;气体的体积减小,气体对外界做负功,内能增大,故C项正确,D项错误.答案:AC点评:对于气体,常常是气态方程和热力学第一定律的综合应用,当气体的体积减小时,外界对气体做正功,相反体积增大时,气体对外界做正功.8.(2014·新课标全国卷I)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其pT图象如图所示,下列判断正确的是( )A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C. 过程ca中外界气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小,b和c 两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同分析:由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体积如何变化,然后应用热力学第一定律答题.解析:由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A项正确;由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体吸热,故B项错误;由图象可知,ca 过程气体压强不变,温度降低,由盖·吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W>0,气体温度降低,内能减少,ΔU<0,由热力学第一定律可知,气体要放出热量,过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C项错误;由图象可知,a状态温度最低,分子平均动能最小,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故D项正确;故选A、D两项.答案:AD点评:本题考查气体的状态方程中对应的图象,要抓住在pT图象中等容线为过原点的直线.9.图为某同学设计的喷水装置,内部装有2 L水,上部密封1 atm 的空气0.5 L;保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的有( )A.充气后,密封气体压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光解析:密闭气体压强的微观原因是单位时间内撞击单位面积上的分子次数和每次撞击的平均作用力.温度不变,分子撞击器壁的平均作用力不变,充气之后单位时间内撞击单位面积的分子次数增加,压强增大,A项正确;温度是平均动能的标志,温度不变分子的平均动能不变,B项错误;打开阀门,气体膨胀,对外界做功,C项正确;膨胀过程温度不变属于等温变化,若都喷完容器中的水,则容器中气体的压强小于外界气体压强,所以水不能喷完,D项错误.(打开阀门时内部气体压强大于1 atm,把水“压向”外流出,直到内部气体压强加上水的压强小于1 atm为止.)故C项正确,D项错误,故选A、C两项.答案:AC10.根据热力学定律,下列说法正确的是( )A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D.能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成“能源危机”解析:热量可以从低温物体向高温物体传递,但会引起其他变化,A项正确;空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量,因为电能也部分转化为热能,B项正确;不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化,C项错误;对能源的过度消耗将形成能源危机,但自然界的总能量守恒,D项错误;故选A、B 两项.答案:AB点评:本题考查了热力学定律的应用和生活中应用热力学定律可以解释的问题.三、非选择题(本大题共3小题,共52分)11.(1)(4分)(2014·海南卷)下列说法正确的是________.A.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D.通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征答案:CE(2)(4分)下列说法正确的是________.A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力的缘故答案:ACD(3)(4分)(2014·新课标全国卷Ⅱ)下列说法正确的是________.A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果解析:悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动,A项错误;空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果,B 项正确;彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,C项正确;高原地区水的沸点较低,是由于高原地区气压低,故水的沸点也较低,D项错误;干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是由于湿泡外纱布中水蒸发吸收热量,使湿泡的温度降低的缘故,E项正确.答案:BCE(4)(4分)(2014·上海卷)在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度10 mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积每增加测一次压强,最后得到和的乘积逐渐增大.由此可推断,该同学的实验结果可能为图______.解析:根据理想气体状态方程pV T =k ,V 1p图象的斜率的物理意义为kT ,随着压缩气体,对气体做功,气体内能增加,温度升高,斜率变大,图线向上弯曲,故选图a.答案:a12.如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U 形管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l 1=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,稳定后右管水银面高出左管水银面(环境温度不变,大气压强p 0=75 cmHg)(1)(12分)求稳定后低压舱内的压强.(用“cmHg ”做单位) (2)(8分)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”、“做负功”“不做功”),气体将________(填“吸热”或“放热”).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=p2V2①p1=p0;②p2=p+p h;③V1=l1S④V2=l2S;⑤由几何关系得:h=2(l2-l1)⑥联立①②③④⑤⑥式,代入数据得p=50 cmHg⑦(2)做正功吸热答案:(1)50 cmHg (2)做正功吸热13.(2014·江苏卷)一种海浪发电机的气室如图所示.工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电.气室中的空气可视为理想气体.(1)(10分)压缩过程中,两个阀门均关闭.若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104J,则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.(2)(10分)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27 ℃,体积为0.224 m3,压强为1个标准大气压.已知1 mol气体在1个标准大气压、0 ℃时的体积为22.4 L,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol -1.计算此时气室中气体的分子数.(计算结果保留1位有效数字)解析:(1)根据热力学第一定律可知改变气体的内能的方式是做功和热传递,与外界绝热的情况下,对气体做功,气体的内能增加,又因为气体的内能由温度决定,所以温度升高,气体分子热运动加剧,分子平均动能增大;由ΔU=W+Q可知气体内能的增量等于活塞对气体所做的功.(2)设气体在标准状态时的体积为V1,等压过程:VT=V1T1气体物质的量:n=V1V0,且分子数为:N=nN A解得:N=VT V0TN A代入数据得:N=5.0×1024(或6×1024)答案:(1)增大等于(2)5.0×1024(或6×1024)。
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《选修3-3》模块综合检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)1.以下说法中正确的是(ABC)A.扩散现象可以证明物质分子永不停息地做无规则运动B.人们感到干燥还是潮湿取决于周围空气的相对湿度C.从微观角度看,大气压强的产生是由于大气层中的大量空气分子对与它接触物体的碰撞引起的D.晶体和非晶体的区别在于是否有确定的几何形状E.热量不能自低温物体传到高温物体解析:扩散现象可以证明物质分子永不停息地做无规则运动,选项A正确;人们感到干燥还是潮湿取决于周围空气的相对湿度,相对湿度越大,则人们感觉到越潮湿,选项B正确;从微观角度看,大气压强的产生是由于大气层中的大量空气分子对与它接触物体的碰撞引起的,选项C正确;晶体和非晶体的区别在于是否有固定的熔点,选项D错误;根据热力学第二定律可知,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,故E错误.2.下列说法中正确的是(ACE)A.由于液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,所以液体存在表面张力B.用油膜法估测出了油酸分子直径,如果已知其密度可估测出阿伏伽德罗常量C.在棉花、粉笔等物体内都有很多细小的孔道,它们起到了毛细管的作用D.一定质量的理想气体从外界吸收热量,温度一定升高E.空气相对湿度大,体表的水不易蒸发,所以人就感到潮湿解析:由于液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,所以液体存在表面张力,选项A正确;用油膜法估测出了油酸分子直径,可知分子的大小,如果已知其摩尔体积可估测出阿伏伽德罗常量,选项B错误;在棉花、粉笔等物体内都有很多细小的孔道,它们起到了毛细管的作用,选项C正确;一定质量的理想气体从外界吸收热量小于对外做功,则气体的温度要降低,选项D错误;空气相对湿度大,体表的水不易蒸发,所以人就感到潮湿,选项E正确.3.住在海边的小明,跟几个朋友自驾去某高原沙漠地区游玩,下列相关说法正确的是(ABE)A.出发前给汽车轮胎充气,气压不宜过高,因为汽车高速行驶时胎压会增大B.小明在下雨时发现,雨水流过车窗时留有痕迹,说明水对玻璃是浸润的C.到了高原地区,小明发现,尽管气温变化不大,但车上带的矿泉水瓶变得更鼓胀了,这是瓶内空气压强变大的缘故D.小明发现在晴天大风刮起时,沙漠会黄沙漫天,海上不会水雾漫天,这是因为水具有表面张力的缘故E.白天很热时,开空调给车内降温,此时空调机从车内吸收的热量少于向车外排放的热量解析:出发前给汽车轮胎充气,气压不宜过高,因为汽车高速行驶时若遇到凹陷的道路,汽车对地面的压力增大,导致胎压会增大,选项A正确;小明在下雨时发现,雨水流过车窗时留有痕迹,说明水对玻璃是浸润的,选项B正确;到了高原地区,小明发现,尽管气温变化不大,但车上带的矿泉水瓶变得更鼓胀了,这是由于高原上大气压强减小的缘故,选项C错误;小明发现在晴天大风刮起时,沙漠会黄沙漫天,海上不会水雾漫天,这是因为风使蒸发的水蒸气迅速扩散,不形成小水滴的缘故,选项D错误;白天很热时,开空调给车内降温,根据能量守恒定律,向车外排放的热量等于空调机从车内吸收的热量加上压缩机工作消耗电能产生的热量,即此时空调机从车内吸收的热量少于向车外排放的热量,选项E正确.4.下列说法正确的是(BCE)A.饱和汽压与气体的温度与体积都有关B.将两个分子由相距无穷远处移动到距离极近的过程中,它们的分子势能先减小后增大C.墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果D.晶体具有各向同性、固定熔点、形状一般为规则几何多面体的特点E.单位时间内气体分子对容器器壁单位面积碰撞的次数减少,气体的压强不一定减小解析:饱和汽压与气体的温度有关,与体积无关,选项A错误;由于分子处于平衡位置时分子力为零,分子势能最小,因此将两个分子由相距无穷远处移动到距离极近(小于平衡位置之间距离)的过程中,它们的分子势能先减小后增大,选项B正确;墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果,选项C正确;单晶体具有各向异性、固定熔点、形状一般为规则几何多面体的特点,选项D错误;单位时间内气体分子对容器器壁单位面积碰撞的次数减少,若气体分子速度较大,则气体压强可能增大,选项E正确.5.热学中有很多图像,对图中一定质量的理想气体图像的分析,正确的是(ACE)A.(甲)图中理想气体的体积一定不变B.(乙)图中理想气体的温度一定不变C.(丙)图中理想气体的压强一定不变D.(丁)图中理想气体从P到Q,可能经过了温度先降低后升高的过程E.(丁)图中理想气体从P到Q,可能经过了温度先升高后降低的过程解析:由理想气体状态方程=C可知,A,C正确;若温度不变,p V图像应该是双曲线的一支,题图(乙)不一定是双曲线的一支,故B错误;题图(丁)中理想气体从P到Q,可能经过了温度先升高后降低的过程,D错误,E正确.6.下列说法正确的是(ABD)A.气体放出热量,其分子的平均动能可能增大B.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C.饱和汽压与温度和体积有关D.第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律E.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏伽德罗常量可表示为N A=解析:气体放出热量的同时若外界对物体做功,物体的内能可能增大,则其分子的平均动能可能增大,故A正确;当分子力表现为斥力时,分子力随分子间距离的减小而增大;同时需要克服分子斥力做功,所以分子势能也增大,故B正确;饱和汽压与温度有关,与体积无关,故C错误;第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律,故D正确;某固体或液体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏伽德罗常量可表示为N A=,但是对气体此式不成立,故E错误.7.下列说法正确的是(BCD)A.物体吸收热量时,其分子平均动能一定增大B.空气中水蒸气的压强越大,空气的绝对湿度一定越大C.当两分子间距离小于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小D.熵值越大表明系统内分子运动越无序E.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现解析:物体吸收热量时,若同时对外做功,则其内能可能会减小,温度降低,则其分子平均动能减小,选项A错误;空气中水蒸气的压强越大,空气的绝对湿度一定越大,选项B正确;当两分子间距离小于平衡位置的间距r0时,分子力表现为斥力,分子间的距离越大,分子力做正功,则分子势能越小,选项C正确;熵是物体内分子运动无序程度的量度,系统内分子运动越无序,熵值越大,故D正确;同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,如煤炭与金刚石,故E错误.8.下列说法中正确的是(ACD)A.气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果B.物体温度升高,组成物体的所有分子速率均增大C.一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量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.饱和汽压与分子密度有关,与温度无关解析:气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果,选项A正确;物体温度升高,组成物体的所有分子的平均速率变大,并非所有分子的速率均增大,选项B错误;一定质量的理想气体等压膨胀过程中,温度升高,内能增大,对外做功,故气体一定从外界吸收热量,选项C正确;根据熵原理,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;饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,故E错误.9.下列有关水的热学现象和结论说法正确的是(ABE)A.常温下一个水分子的体积大约为3×10-29 m3B.零摄氏度的水比等质量零摄氏度的冰的分子势能大C.水面上的表面张力的方向与水面垂直并指向液体内部D.一滴墨水滴入水中最终混合均匀,是因为碳粒受重力的作用E.被踩扁但表面未开裂的乒乓球放入热水中浸泡,在其恢复原状的过程中球内气体会从外界吸收热量解析:水的摩尔质量为18 g/mol,水的密度为1.0×103 kg/m3,分子体积V=≈3×10-29 m3,故A正确;因冰融化成水需要吸热,由于温度不变,分子动能不变,内能增加,因此0 ℃的水分子势能比相同质量0 ℃的冰的分子势能大,故B正确;液体表面张力产生在液体表面层,它的方向平行于液体表面,而非与液面垂直,故C错误;碳素墨水滴入清水中,观察到的布朗运动是液体分子不停地做无规则撞击碳悬浮微粒,悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡导致的无规则运动,不是由于碳粒受重力作用,故D错误;被踩扁的乒乓球(表面没有开裂)放在热水里浸泡,恢复原状的过程中,球内气体对外做正功,温度升高,内能增加,根据热力学第一定律ΔU=Q+W知会从外界吸收热量,故E正确.10.如图,一定质量的理想气体,从状态a开始,经历过程①②③到达状态d,对此气体,下列说法正确的是(ADE)A.过程①中气体从外界吸收热量B.过程②中气体对外界做功C.过程③中气体温度升高D.气体在状态c的内能最大E.气体在状态a的内能小于在状态d的内能解析:过程①中气体对外做功,温度升高,内能增加,一定从外界吸收热量,A正确;过程②中气体体积不变,气体不做功,B错误;过程③中气体压强不变,体积减小,温度降低,C错误;对理想气体=C,状态c压强最大,体积最大,故温度最高,内能最大,D 正确;气体在状态a的温度低于在状态d的温度,在状态a的内能小于在状态d的内能,E正确.二、非选择题(共50分)11.(10分)如图所示,下端封闭且粗细均匀的“┐”形细玻璃管,竖直部分长l=50 cm,水平部分足够长,左边与大气相通,当温度t1=27 ℃时,竖直管内有一段长h=10 cm的水银柱,封闭着一段长l1=30 cm的空气柱,外界大气压始终保持p0=76 cmHg,设0 ℃为273 K,试求:(1)被封闭气柱长度l2=40 cm时的温度t2;(2)温度升高至t3=177 ℃时,被封闭空气柱的长度l3.解析:(1)封闭气体的初状态p1=p0+p h=86 cmHg(1分)T1=(t1+273)K=300 K,l1=30 cm(1分)末状态:l2=40 cm时,l2+h=l(1分)水银柱上端刚好到达玻璃管拐角处,p2=p1(1分)气体做等压变化,有=(1分)解得T2=400 K,即t2=127 ℃.(1分)(2)t3=177 ℃时,T3=450 K,假设水银柱已经全部进入水平玻璃管,则被封闭气体的压强p3=p0=76 cmHg(1分)由理想气体状态方程得=(1分)解得l3≈50.9 cm(1分)由于l3>l,假设成立,空气柱长为50.9 cm.(1分)答案:(1)127 ℃(2)50.9 cm12.(10分)我国“深海勇士”号载人潜水器在南海完成深海下潜试验任务后,某小组设计了一个可测定下潜深度的深度计,如图所示,两汽缸Ⅰ,Ⅱ内径相同,长度均为L,内部各装有一个活塞,活塞密封性良好且无摩擦,右端开口,在汽缸Ⅰ内通过活塞封有150个大气压的气体,Ⅱ内通过活塞封有300个大气压的气体,两缸间有一细管相通,当该装置放入水下时,水对Ⅰ内活塞产生挤压,活塞向左移动,通过Ⅰ内活塞向左移动的距离可测定出下潜深度.已知1个大气压相当于10 m高海水产生的压强,不计海水的温度变化,被封闭气体视为理想气体,求:(1)当Ⅰ内活塞向左移动了L时,下潜的深度;(2)该深度计能测量的最大下潜深度.解析:(1)设当Ⅰ内活塞向左移动了位置处时,Ⅱ内活塞不动,取右端气体为研究对象由玻意耳定律可得p·SL=150p0SL(2分)p=p0+ρgh(2分)解得h=2 240 m.(1分)(2)当Ⅰ内活塞到缸底时所测深度最大,设两部分气体均压缩到压强p'对Ⅰ有:150p0SL=p'SL1(1分)对Ⅱ有:300p0SL=p'SL2(1分)L1+L2=L(1分)p'=p0+ρgh'(1分)解得h'=4 490 m.(1分)答案:(1)2 240 m(2)4 490 m13.(10分)如图所示,在一圆形竖直管道内封闭有理想气体,用一固定绝热活塞K和质量为m 的可自由移动的绝热活塞A将管内气体分割成体积相等的两部分.温度都为T0=300 K,上部分气体压强为p0=1.0×105 Pa,活塞A有=2×104 Pa(S为活塞横截面积).现保持下部分气体温度不变,只对上部分气体缓慢加热,当活塞A移动到最低点B时(不计摩擦).求:(1)下部分气体的压强;(2)上部分气体的温度.解析:(1)对下部分气体,做等温变化,初状态压强为p1=p0+(1分)体积为V1=V0末状态:压强为p2,体积为V2=V0(1分)根据玻意耳定律有p1V1=p2V2(2分)代入数据解得p2=2.4×105 Pa.(1分)(2)对上部分气体,当活塞A移动到最低点时,对活塞A受力分析可得出两部分气体的压强p2'=p2(1分)初状态:压强为p0,温度为T0,体积为V0末状态:压强为p2',温度为T2',体积为V2'=V0(1分)根据理想气体状态方程,有=(2分)代入数据解得T2'=3.6T0=1 080 K.(1分)答案:(1)2.4×105 Pa(2)1 080 K14.(10分)如图所示,体积为V0的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体,室温T0=300 K.有一光滑导热活塞C(体积可忽略)将容器分成A,B两室,A室的体积是B室的3倍,B室内气体压强为大气压的1.5倍,左室容器中连接有一阀门K,可与大气相通(外界大气压等于p0).(1)将阀门K打开后,B室的体积变成多少?(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K加热到900 K,B室中气体压强变为多少?解析:(1)B气体的初状态p B0=1.5p0,V B0=(2分)打开阀门,B室气体做等温变化,p B=p0,体积为V B,(1分)由玻意耳定律p B0V B0=p B V B(2分)解得V B=V0.(1分)(2)温度从T0=300 K升高到T,B中的气体由V B变化到V0,压强为p B,气体做等压变化由盖吕萨克定律得=(1分)解得T=800 K(1分)温度从800 K升高到T1=900 K的过程中,气体做等容变化由查理定律得=(1分)解得p B1=p0.(1分)答案:(1)V0(2)p015.(10分)如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部的高度为h,汽缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞A和B分成高度相等的三部分,下边两部分封闭有理想气体M和N,活塞A导热性良好,活塞B绝热,两活塞均与汽缸接触良好,不计一切摩擦.N部分气体内有加热装置,初始状态温度为T0,汽缸的横截面积为S,外界大气压强大小为且保持不变.现对N部分气体缓慢加热.(1)当活塞A恰好到达汽缸上端卡环时,N部分气体从加热装置中吸收的热量为Q,求该过程中N部分气体内能的变化量;(2)活塞A恰好接触汽缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,当M部分气体的高度达到时,求此时N部分气体的温度.解析:(1)活塞A到达汽缸上端卡环前,气体M和N均做等压变化,活塞A,B之间的距离不变.当活塞A恰好到达汽缸上端卡环时,N部分气体的压强p N2=p M1+=p0+=(1分)N部分气体增加的体积ΔV=(1分)N部分气体对外做功W=p N2·ΔV=mgh(1分)N部分气体内能的变化量ΔU=Q-W=Q-mgh.(1分)(2)活塞A恰好接触汽缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,气体M做等温变化,由玻意耳定律·S=p M2·S(1分)解得p M2=(1分)此时N部分气体的压强p N3=p M2+=(1分)N部分气体的体积V N3=S(1分)对N部分气体由理想气体状态方程=(1分)解得T N3=T0.(1分) 答案:(1)Q-mgh (2)T0。