高中物理 模塊綜合測試 新人教版選修3-3

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1、高中物理 模塊綜合測試 新人教版選修3-3 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分．) 1．(xx·北京高考)下列說法正確的是(　　) A．液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動稱為布朗運動 B．液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動 C．物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．物體對外界做功，其內(nèi)能一定減少 【解析】　根據(jù)布朗運動的定義及熱力學第一定律來判斷．布朗運動是指液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動，而不是指液體分子的運動，選項A正確，選項B錯誤；改變物體內(nèi)

2、能的方式有做功和傳熱，當僅知道物體從外界吸收熱量或者物體對外界做功時無法判斷物體內(nèi)能的變化，選項C、D錯誤． 【答案】　A 2．下列說法中正確的是(　　) A．擴散運動向著更為無序的方向進行，是可逆過程 B．物體的內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量 C．分子間作用力隨分子間距離的增大而減小 D．液晶對不同顏色光的吸收強度隨電場強度的變化而變化 【解析】　擴散運動是不可逆的，A錯誤；若r＜r0，則隨分子間距離的增大，分子間作用力先減小，后增大，再減小，C錯誤． 【答案】　BD 3．對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是(　　) A．如果保持氣體的體積不變，溫度

3、升高，壓強減小 B．如果保持氣體的體積不變，溫度升高，壓強增大 C．如果保持氣體的溫度不變，體積越小，壓強越大 D．如果保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越小 【解析】　對于一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持氣體的體積不變，溫度升高，分子熱運動加快，壓強增大，B項正確，A項錯誤；如果保持氣體的溫度不變，屬于等溫變化，體積越小，壓強越大，C項正確；如果保持氣體的壓強不變，做等壓變化，溫度越高，體積增大，D項錯誤． 【答案】　BC 4．如圖1所示為兩分子間距離與分子勢能之間的關(guān)系圖象則下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．當兩分子間距離r＝r1時，分子勢能為零，分子間相互作用的引力和

4、斥力也均為零 B．當兩分子間距離r＝r2時，分子勢能最小，分子間相互作用的引力和斥力也最小 C．當兩分子間距離rr2時，隨著r的增大，分子勢能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大 【解析】　當兩分子間距離r＝r1時，分子勢能為零，但r＜r0，分子力表現(xiàn)為斥力，選項A錯誤； 由于r2＝r0，分子勢能最小，分子間相互作用的引力和斥力相等但不是最小，選項B錯誤； 當r>r2時， 由圖象可以看出分子勢能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項D錯誤． 【答案】　C 5

5、．下列說法中正確的有(　　) A．第二類永動機和第一類永動機一樣，都違背了能量守恒定律 B．熱機的效率從原理上講可達100% C．因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的 D. 自然界中的能量盡管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源 【解析】　第二類永動機是指從單一熱源吸收，全部用來對外做功而不引起其他變化的機器，它并不違背能量守恒定律，卻違背了熱力學第二定律； 第一類永動機是不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器，它違背能量守恒定律，所以選項A錯誤. 從熱力學第二定律的表述可知，任何熱機的效率都達不到100%, 因此B錯誤．關(guān)于“能源危機”必須明確以

6、下幾點： (1)能源是提供能量的資源，如煤、石油等. (2)人們在消耗能源時，放出熱量，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，部分轉(zhuǎn)化為機械能，但最終基本上都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，人們無法把這些內(nèi)能全部收集起來重新利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的. 因此， “能源危機”并非說明能量不守恒．故C選項錯誤，D選項正確． 【答案】　D 6．(xx·福建高考)某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強為p0的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p，設充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同、壓強也是p0的空氣體積為(　　) A.V　　　　　　 B.V C.V D.V

7、【解析】　取充入氣體后的輪胎內(nèi)的氣體為研究對象，設充入氣體體積為V′，則 初態(tài)p1＝p0，V1＝V＋V′；末態(tài)p2＝p，V2＝V 由玻意耳定律可得：p0(V＋V′)＝pV 解之得：V′＝(－1)V，故選項C正確． 【答案】　C 7．夏天，如果自行車內(nèi)胎充氣過足，又在陽光下曝曬(曝曬過程中內(nèi)胎容積幾乎不變)，很容易爆胎．關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．在爆胎前的過程中，隨著溫度升高，車胎內(nèi)氣體壓強將增大 B．在爆胎前的過程中，隨著溫度升高，車胎內(nèi)氣體將向外放出熱量 C．爆胎是車胎內(nèi)分子分布密度增大，氣體分子間斥力急劇增大造成的 D．爆胎是車胎內(nèi)溫度升高，每個氣體分子

8、的動能都急劇增大造成的 【解析】　由查理定律可知，隨著氣體的吸熱進行，胎內(nèi)溫度升高，壓強增大，A對，B錯；爆胎是因為溫度升高，分子的平均速率增大，對胎壁撞擊力增大，壓強增加． 【答案】　A 8．下列說法中正確的是(　　) A．液晶既有液體的流動性，又具有光學各向異性 B．飽和汽壓隨溫度的升高而變小 C．單晶體具有規(guī)則形狀，且有各向異性的特征 D．可以從單一熱源吸取熱量，使之全部變成有用的機械功，而不產(chǎn)生其他影響 【解析】　液晶具有單晶體的特性，物理性質(zhì)具有各向異性，A對；飽和汽壓隨溫度的升高變大，B錯；單晶體具有規(guī)則幾何形狀，物理特性具有各向異性，C對；熱力學第二定律表明從單一

9、熱源吸取熱量，用來全部做功而不產(chǎn)生其他影響是不可能的，D錯． 【答案】　AC 9．假設高空實驗火箭起飛前，儀器艙內(nèi)氣體的壓強p0＝1atm，溫度t0＝27 ℃，在火箭豎直向上飛行一段時間后，艙內(nèi)氣體壓強p＝1.2p0，已知儀器艙是密封的，那么，這段過程中艙內(nèi)溫度是(　　) A．16.2 ℃　　　　　　　 B．32.4 ℃ C．360 K 　　 D．180 K 【解析】　加速前后，儀器艙內(nèi)氣體等容變化，可以用查理定律求得艙內(nèi)溫度．以艙內(nèi)氣體為研究對象，由查理定律得＝，解得T＝360 K. 【答案】　C 10．一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程如圖2所示，第1種變化是從A到B，第2種

10、變化是從A到C，比較兩種變化過程(　　) 圖2 A．A到C過程氣體吸收熱量較多 B．A到B過程氣體吸收熱量較多 C．兩個過程氣體吸收熱量一樣 D．兩個過程氣體內(nèi)能增加相同 【解析】　在p－T圖象中，等容線是過原點的傾斜直線，如圖所示，可知VC＞VA＞VB，故從A→C，氣體對外做功多；由TB＝TC可知兩過程內(nèi)能增量相同，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，從A→C，氣體吸收熱量多，選項A、D正確，而B、C錯誤． 【答案】　AD 二、非選擇題(本題共6小題，共60分．計算題解答應寫出必要的方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)

11、 11．(6分)一本書的面積大約為0.02 m2，若地面大氣壓p0＝1.0×105 Pa，地面附近重力加速度g＝10 m/s2，空氣平均摩爾質(zhì)量為M＝3.0×10－2 kg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1，則書本上空空氣的總質(zhì)量m＝________kg；書本上空空氣的分子總數(shù)N＝________個(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 【解析】　大氣壓可看做是由空氣重量產(chǎn)生的，p0＝mg/S，代入數(shù)據(jù)解出：m＝2.0×102 kg，分子總數(shù)N＝mNA/M＝4.0×1027個． 【答案】　2.0×102　4.0×1027 12．(6分)(xx·山東高考)我國“蛟龍”號深海

12、探測船載人下潛超過七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀錄．在某次深潛實驗中，“蛟龍”號探測到990 m深處的海水溫度為280 K．某同學利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化．如圖3所示，導熱良好的氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計活塞的質(zhì)量和摩擦，氣缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝3 m3，如果將該氣缸下潛至990 m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體． 圖3 (1)求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強)． (2)下潛過程中封閉氣體________(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量________(填“大于”

13、或“小于”)外界對氣體所做的功． 【解析】　(1)①當氣缸下潛至990 m時，設封閉氣體的壓強為p，溫度為T，體積為V，由題意可知p＝100 atm① 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得 ＝② 代入數(shù)據(jù)得 V＝2.8×10－2 m3.③ (2)放熱；大于． 【答案】　(1)2.8×10－2 m3　(2)放熱　大于 13．(8分)教室的容積是100 m3，在溫度是7 ℃時，大氣壓強為1.0×105 Pa，室內(nèi)空氣的質(zhì)量是130 kg，當溫度升高到27 ℃時大氣壓強為1.05×105 Pa，教室內(nèi)空氣質(zhì)量是多少？ 【解析】　初態(tài)p1＝1.0×105 Pa，V1＝100 m3 T1＝(273

14、＋7) K＝280 K 末態(tài)p2＝1.05×105 Pa，T2＝300 K 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝得 V2＝V1＝m3 故V2＞V1，因此有氣體流出房間 m2＝m1＝127.4 kg. 【答案】　127.4 kg 14．(10分)某同學家新買了一臺雙門電冰箱，冷藏室容積107 L，冷凍室容積118 L，假設室內(nèi)空氣為理想氣體． (1)若室內(nèi)空氣的摩爾體積為22.5×10－3m3/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol－1，在家中關(guān)閉冰箱封門后，電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有多少個空氣分子？ (2)冰箱工作時把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部，請分析說

15、明這是否違背熱力學第二定律． 【解析】　(1)N＝NA＝×6.0×1023＝6.0×1024(個)． (2)不違背熱力學第二定律，因為熱量不是自發(fā)的由低溫向高溫傳遞，電冰箱工作過程中要消耗電能． 【答案】　(1)6.0×1024　(2)見解析 15．(14分)如圖4所示，一根粗細均勻、內(nèi)壁光滑、豎直 圖4 放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體(可視為理想氣體)，氣體溫度為T1.然后，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當活塞上方的壓強達到p0時，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃管的容積為2.6V1，活塞因重力而產(chǎn)生的壓強為0.5p0.繼續(xù)將活

16、塞上方抽成真空并密封．整個抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求： (1)活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度； (2)當氣體溫度達到1.8T1時氣體的壓強． 【解析】　(1)活塞上方的壓強為p0時，活塞下方氣體的體積為V1，抽氣過程為等溫過程，活塞上面抽成真空時，下面氣體的壓強為0.5p0.由玻意耳定律得＝① 式中V是抽成真空時活塞下面氣體的體積，此后，氣體等壓膨脹，由蓋·呂薩克定律得 ＝② 式中T是活塞碰到玻璃管頂部時氣體的溫度，由①②得 T＝1.2T1③ (2)活塞碰到頂部后的過程是等容升溫過程，由查理定律得 ＝④ 式中p2是氣體溫度達到1.8T

17、1時氣體的壓強． 由③④式得p2＝0.75p0. 【答案】　(1)1.2T1　(2)0.75p0 16．(16分)我國載人航天工程取得很大進展，不久的將來中國航天員將登上月球．某學校興趣小組的同學，通過查資料知道：月球半徑R＝1.7×106 m，月球表面重力加速度g＝1.6 m/s2.為開發(fā)月球的需要，設想在月球表面覆蓋一層厚度為h的大氣，使月球表面附近的大氣壓達到p0＝1.0×105 Pa，已知大氣層厚度h＝1.3×103 m比月球半徑小得多，假設月球表面初始沒有空氣．試估算 (1)應在月球表面添加的大氣層的總質(zhì)量m；(月球表面的大氣壓強由大氣的重力產(chǎn)生) (2)月球大氣層的分子數(shù)

18、為多少？ (3)分子間的距離為多少？(空氣的平均摩爾質(zhì)量M＝2.9×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1) 【解析】　(1)月球的表面積S＝4πR2，月球大氣的重力與大氣壓力大小相等mg＝p0S，所以大氣的總質(zhì)量m＝ 代入數(shù)據(jù)可得 m＝ ≈2.27×1018 kg (2)月球大氣層的分子數(shù)為 N＝NA＝×6.0×1023個 ≈4.7×1043個 (3)可以認為每一個氣體分子占據(jù)空間為一個立方體，小立方體緊密排列，其邊長即為分子間的距離．設分子間距離為a，大氣層中氣體的體積為V，則有V＝4πR2h，a＝ 則a＝＝≈1.0×10－9m. 【答案】　(1)2.27×1018 kg　(2)4.7×1043個 (3)1.0×10－9m