高中物理沪科版3第五章能源与可持续发展单元测试 模块综合测评

模块综合测评(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．在每小题给出的五个选项中有三项符合题目要求，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分；选错1个扣3分，最低得分为0分)1．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是()A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸汽的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布【解析】非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A正确；液晶与某些单晶体相似，具有各向异性，B错误；水滴呈球形是表面张力的作用，C正确；根据饱和汽压的特点知D正确；大量分子做无规则运动时，呈现“两头少，中间多”的分布规律，E错误．【答案】ACD2．下列说法正确的是()A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D．高原地区水的沸点较低是，这是高原地区温度较低的缘故E．即使科技再进步，第二类永动机也不可能制成【解析】分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，选项A对；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是气体或液体分子的运动，选项B错；晶体的原子、分子都是按一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项C对；高原地区水的沸点较低，是高原地区大气压较低的缘故，选项D错；第二类永动机违背了热力学第二定律，一定不能制成，选项E对．【答案】ACE3．关于热力学定律，下列说法正确的是()A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【解析】做功和热传递都可以改变物体的内能，选项A正确；由热力学第一定律可知对某物体做功，物体的内能可能增加、不变或减小，故B错；由热力学第二定律可知，通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，可以使热量从低温物体传向高温物体，C正确，D错误；所有的实际宏观热过程都是不可逆的，E正确．【答案】ACE4．如图1所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac则下列选项不正确的是()【导学号：35500052】图1A．Tb＞Tc，Qab＞Qac B．Tb＞Tc，Qab＜QacC．Tb＝Tc，Qab＞Qac D．Tb＝Tc，Qab＜QacE．气体在b、c状态内能相等【解析】由理想气体状态方程可知eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pcVc,Tc)＝eq\f(pbVb,Tb)，即eq\f(2p0·V0,Tc)＝eq\f(p0·2V0,Tb)，得Tc＝Tb，则气体在b、c状态内能相等，E正确；因a到b和a到c的ΔU相同，而a到c过程中气体体积不变，W＝0，a到b过程中气体膨胀对外做功，W＜0，根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W可知a到b的吸热Qab大于a到c的吸热Qac，即Qab＞Qac.选项C正确．【答案】ABD5．如图2所示，绝热的汽缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的理想气体后水平放置在光滑地面上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，现用电热丝给汽缸内的气体加热，在加热过程中下列说法中正确的是()图2A．汽缸仍保持静止B．活塞A、B均向左移动C．密封气体的内能一定增加D．汽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E．汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同【解析】对汽缸整体分析，外部各个方向上受到大气的压力相等，所以汽缸保持静止，A对；用电热丝给汽缸内的气体加热后，汽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，E对．【答案】ACE6．关于分子运动，下列说法中正确的是()A．扩散现象说明了分子间存在着空隙B．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C．悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动是固体颗粒分子无规则运动的反映D．布朗运动的剧烈程度跟温度有关，因此也可以叫做热运动E．扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈【解析】扩散现象是分子间的渗透，说明分子间存在间隙，A正确．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，B正确．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量液体分子撞击形成的，是液体分子无规则运动的反映，布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是热运动，选项C、D错误，E正确．【答案】ABE7．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1K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汽压强的比值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1K，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汽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】BCE8．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：35500053】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2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ【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eq\f(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eq\f(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2kJ，气体从外界吸收的热量为7kJ，气体对外界做功为5kJ，故选项E正确．【答案】ABE二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(10分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用amL的纯油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL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Scm2，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，要测定阿伏伽德罗常量，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eq\f(a,b)，一滴油酸酒精溶液的体积为eq\f(1,n)mL，一滴油酸酒精溶液含纯油酸eq\f(a,bn)mL，则油酸分子的直径大小为d＝eq\f(a,bSn)cm.(2)设一个油酸分子体积为V，则V＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))3，由NA＝eq\f(Vmol,V)可知，要测定阿伏伽德罗常量，还需知道油酸的摩尔体积．【答案】(1)eq\f(a,bSn)(2)B10．(12分)如图4所示，U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，外界大气压为76cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30cm，则此时左管内气体的温度为多少？【导学号：35500054】图4【解析】设左管和右管内水银液面的高度差原来是h1，升温后变为h2，左管的横截面积为S，由理想气体的状态方程得eq\f(p0－h1l1S,T1)＝eq\f(p0－h2l2S,T2)其中h2＝h1－3(l2－l1)解得T2＝420K.【答案】420K11．(14分)某同学估测室温的装置如图5所示．汽缸导热性能良好，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体．室温时，气体的体积V1＝66mL，将汽缸竖起放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积V2＝60mL.不计活塞重力、活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压p0＝×105Pa.问：图5(1)室温是多少？(2)上述过程中，外界对气体做的功是多少？【解析】(1)对活塞研究，因不计活塞重力、活塞与缸壁间的摩擦，活塞只受外部气体对其向下的压力和内部气体对其向上的托力，所以汽缸内的气体为等压变化，设室温为T1，则eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，代入数据解得：T1＝K.(2)因压强恒定，所以外界对气体做功为W＝p0·ΔV＝p0·(V1－V2)，代入数据解得：W＝J.【答案】(1)K(2)J12．(16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T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.图6(1)加热过程中，若A气体内能增加了ΔE1，求B气体内能增加量ΔE2.(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T2，求此时添加砂粒的总质量Δm.【解析】(1)B气体对外做功W＝p1Sh＝(p0S＋mg)h由热力学第一定律得ΔE1