分子动理论物态与物态变化热力学定律测试题(新人教版选修33)

1、2010届新课标高三物理第一轮复习阶段性测试题（9）（命题范围：选修3-3 分子动理论、物态和物态变化、热力学定律）说明：本试卷分第卷和第卷两部分，共150分；答题时间120分钟第卷（选择题，共40分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1以下说法正确的是（ ）A布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小C对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到D热量只能由高温物体传递给低温物体

2、2下列词语或陈述中，与分子热运动有关的是（ ）A酒香不怕巷子深 B天光云影共徘徊 C花香扑鼻 D隔墙花影动，疑是玉人来3封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确 的是（ ）A气体的密度增大B气体的压强增大C气体分子的平均动能减小D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多4下列哪些现象主要与液体的表面张力有关（ ）A木块漂浮在水面上B雨滴几乎成球形C液体流不过网眼很密的筛子D皂水的水面托住小的硬币5一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（ ）A从外界吸收了热量 B对外界做了功C分子的平均动能增大 D密度增大6如图中所示为一带活塞的

3、汽缸，缸内盛有气体，缸外恒温环境，汽缸壁是导热的现将活塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热，对外做功，此功用W1表示然后设法将汽缸及活塞绝热，推动活塞压缩气体，此过程中外界对气体做功用W2表示，则（ ）A有可能使气体回到原来状态，且W1<W2B有可能使气体回到原来状态，且W1=W2C有可能使气体回到原来状态，且W1>W2D上面A、B、C三种说法都不可能实现7如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中 （ ）A外力对乙做功，乙的内能增加B外力对甲

4、做功，甲的内能增加C甲吸收来自乙的热量，从而内能增加D甲吸热，乙放热，甲、乙内能都增加8如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）A乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C乙分子由a到c的过程，动能先增后减D乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能一直增加9下面的叙述正确的是（ ）A对气体加热，气体的内能不一定增大B不论技术手段如何先进，绝对零度是不能达到的C物体温

5、度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加D压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间斥力越大10如图所示伽利略设计的世界上第一个温度计示意图，上部是一个球形容器，里面有一定质量的空气，下部是一根细管，细管插入带色液体中，制作时先给球形容器微微加热，跑出一些空气，插入液体时，带色液体上升到管内某一高度测量时球形容器与所测物质接触已知外界大气压为p，并保持不变，所测温度为t1时，管内液面在a位置，管内气体分子的平均动能为Ek1，气体压强为p1，管内气体内能为E1。所测温度为t2时，管内液面在b位置，其他三个量分别为Ek2、p2、E2由此可知（ ）At1

6、<t2Bp1<p2CEk1<Ek2DE1>E2第卷（非选择题，共110分）二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答11（8分）在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，求： （1）油酸薄膜的面积是 cm2 （2）实验测出油酸分子的直径是 m（结果保留两位有效数字） （3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？_ （4）利用单分子油膜法可

7、以粗测分子的大小和阿伏加德罗常 数，如果已知体积为的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为，这种油的密度为，摩尔质量为，则阿伏加德罗常数的表达式为 12（12分）如图所示，在一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管中有一小段水银柱，封闭着一定质量的空气，现在要用它测定大气压，那么 （1）还需要什么器材？ （2）说明实验的主要步骤； （3）用实验中测量的物理量列出大气压的表达式三、本题共6小题，共90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13（14分）如果病人在静脉输液时，不慎将5mL的空气柱输入体内，会造成空气栓塞，致

8、使病人死亡设空气柱在输入体内前的压强为760mmHg，温度为27，人的血压为120/80mmHg，试估算空气柱到达心脏处时，在收缩压和扩张压两种状态下，空气柱的体积分别是多少？14（14分）如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直固定在水平地面上，汽缸开口向上，一面积为0.01m2的活塞密封了一定的空气，在活塞的上方竖直固定一支架，在支架的O点通过细线系一质量为m=8kg的球，球心到O点的距离为L=2m活塞与支架的总质量为M=12kg，已知当地的重力加速度g=10m/s2，大气压强p=1.00×105Pa，汽缸和活塞都是绝热的现将细线拉直到水平，稳定后由静止释放球，当球第一次运动到最低点时

9、，活塞下降了h=02m且恰好活塞的速度为零，此时细线中的拉力为F=252N求球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中汽缸中的气体增加的内能E15（14分）某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动，想估算地球周 围大气层空气的分子个数一学生通过网上搜索，查阅得到以下几个物理量数据：已知地球的半径m，地球表面的重力加速度m/s2，大气压强Pa，空气的平均摩尔质量kg/mol，阿伏加德罗常数个/mol （1）这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗？若能，请说明理由；若不能，也请说明理由 （2）假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上，估算一下地球半径将会增加多少？（

10、已知水的密度kg/m3）16（16分）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×103m3的理想气体现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 （1）求气缸内气体的最终体积； （2）在pV图上画出整个过程中气缸气体的状态变化（大气压强为1.0×105Pa）17（16分）某地区空气污染较严重，一位同学受筒装纯净水的启发，提出用桶装的净化压缩空气供气设每人1min内呼吸16次，每次吸入1atm的净化空气500mL，而每个桶能装10at

11、m的净化空气20L，假定这些空气可以全部被吸收完设温度不变，估算一下每人每天需吸多少桶净化空气，请你对这位同学的提议做出评价18（16分）如图所示，圆柱形气缸A、B的直径相同，B是封闭的，气缸内各部分理想气体的压强为p1=0.5×105Pa，p2=1.5×105Pa，外界大气压p0=1.0×105Pa，初温均为27，l1=30cm，l2=16cm，l3=8cm。A、B内两活塞用硬细杆相连处于静止状态，忽略一切摩擦，欲使B内两部分气体压强相等，须使A的温度升高多少?（表示B内温度不变）答案与解析1答案：C 布朗运动反映了悬浮小颗粒外部液体分子在不停地做无规则的热运动

12、，A错；分子间的作用力随距离的增大而减小，B错；C是热力学第三定律内容，正确；热量不能自发地由低温物体传给高温物体，但在消耗其他形式能量时可以做到，因此D错2答案：AC 本题考查了分子热运动的基础知识和基础的人文知识，形式新颖活泼 “天光云影共徘徊”是朱熹观书有感诗中“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊问渠那得清如许，为有源头活水来”的一句，是光的反射现象；“隔墙花影动，疑是玉人来”是王实甫的西厢记中的一句，是月光成影的光学现象3答案：BD 封闭气体的体积不变，温度升高时，气体分子的平均动能增大，压强增大而分子的密集程度不变，所以气体分子的密度不变压强增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多4答

13、案：BCD A选项是由于浮力和重力相平衡，其余的都与表面张力有关5答案：D 根据理想气体温度、压强和体积之间的关系可知，一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，分子的平均动能不变，压强增大，体积一定减小，气体密度增大，C错，D正确；由体积减小可知外界对气体做功，B错；由热力学第一定律可知，外界对气体做功而内能不变，可判断气体向外界放热，A错6答案：D 由于汽缸及活塞绝热，所以外界对气体做功，气体内能必然增大，温度升高，即不可能回到原来状态，D选项正确7答案：ACD 气缸整体是绝热的，当移动活塞P时，有外力对系统做功，根据热力学第一定律，系统的内能要增加，因此从整体上讲，甲、乙的内能都要增加，但

14、外力并没有直接对甲做功，甲的内能之所以增加是因为吸收了热量，而乙放出热量，所以ACD正确8答案：B 乙分子从a到b，再到c的过程中，分子之间均表现为引力，所以乙分子始终做加速运动，且到达c点时速度最大，故A错误，B正确，C错误乙分子由b到c的过程，分子引力做正功，故两分子间的分子势能减小，而从c到d的过程分子间为斥力，做负功，分子间的势能增加，故D错误9答案：AB 根据热力学第一定律U=Q+W可知，对气体加热，气体的内能不一定增加，则选项A正确；绝对零度是低温物体的极限，不可能达到，则选项B正确；温度是物体分子平均动能大小的标志，物体温度升高，物体中分子热运动加剧，其分子平均动能增加，但不是每

15、个分子的平均动能都增加，则选项C错误；理想气体中分子间无相互作用力，压缩封闭在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大是因为压强增大的原因，则选项D错误10答案：D 当液面由a位置上升到b位置时，管内气体体积减小，表明温度降低，管内气体的压强减小，管内气体分子的平均动能减小，气体内能减小11（8分）答案：（1）115120都对 （2分）（2）都对（2分）（3）让油膜在水面上形成单分子油膜（2分）（4）（2分）12答案：（1）还需要用刻度尺（3分） （2）实验的主要步骤是：将细玻璃管水平放置，用刻度尺量出水银柱长h（cm）和封闭空气柱长l1（cm）；将细玻璃管开口向上竖直放置，用刻度尺量出封闭空气

16、柱长l2（cm）（3分） （3）设玻璃管的截面积为S，两种情况下空气的状态参量分别为p1=p0，V1=l1S，p2=p0+h(mmHg)，V2=l2S由玻意耳定律p0l1S=(p0+h)l2S得大气压为p0=l1h/(l1l2) （3分）13解析：空气柱在体外时的状态参量为p1=760mmHg，V1=5mL，T1=300K（3分）空气柱在体内在收缩压时的状态参量为p2=120mmHg，T2=310K（2分）由理想气体状态方程得，空气柱在收缩压下的体积为V2=p1V1T2/T1p2=32.17mL（3分）空气柱在体内扩张压时的状态参量为p3=80mmHg，T3=310K（3分）由理想气体状态方程

17、得，空气柱在扩张压下的体积为V3=p1V1T3/T1p3=49.1mL（3分）14解析：设球在第一次运动到最低点时的速度为v，则根据牛顿第二定律得， （5分）根据热力学第一定律和能量守恒定律可知，球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中汽缸中的气体增加的内能E为（5分）联立两式、代入数值得E=228J （4分）15解析：（1）能（2分）因为大气压强是由大气重力产生的，由（2分）得（2分）把查阅得到的数据代入上式得，kg（2分）大气层空气的分子数为个（2分）（2）可求出液化后空气的体积为：m3（2分）设大气液化后液体水分布在地球表面上时，地球半径增加h，则有得，考虑到h远小于R，忽略h的二次项和

18、三次项得，m （2分）16解析：（1）在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变，对气体，由玻意耳定律得，p0V0=p1V1，代入数据，得p1=V0p0/V1=2.0×103×1.0×105/1.0×103Pa=2.0×105Pa（5分）在缓慢加热到127的过程中，气体压强保持不 变，由盖·吕萨克定律得，V1/T0=V2/T2，V2=T2V1/T0=(273+127)×1.0×103/273m3=1.47×103m3（5分） （2）在整个物理过程中画在pV图上，如图所示 （6分）17解析：每人每天所吸1atm净化空气的体积为V=(16×60×24)×500mL=1.152×104L，（4分）由玻意耳定律可知，每桶10atm的净化空气转化为1atm时的体积为V/=10×20/1L=200L（4分）故每人每天需要净化空气的桶数为n=V/V/=1.152×104/200=57.658桶（4分）由此可见，这个方案并不现实 （4分）18解析：因活塞处于静止状态，由平衡条件得，(p0p1)S=(p2p2)S 代入数据得p3=1.0×105Pa（2分）对B内左侧气体有p2l2S=pl