高中物理选修3-3综合测试题含解析

选修3－3综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间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，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些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．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈C．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子的势能减小，因而气体的内能一定减少[答案]BC[解析]气体分子间空隙较大，不能忽略，选项A错误；气体膨胀时，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增加，并且改变内能有两种方式，气体膨胀，对外做功，但该过程吸、放热情况不知，内能不一定减少，故选项D错误．2．(2011·深圳模拟)下列叙述中，正确的是()A．物体温度越高，每个分子的动能也越大B．布朗运动就是液体分子的运动C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变D．热量不可能从低温物体传递给高温物体[答案]C[解析]温度高低反映了分子平均动能的大小，选项A错误；布朗运动是微小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动，而不是液体分子的运动，选项B错误；物体内能改变方式有做功和热传递两种，吸收热量的同时对外做功，其内能可能不变，选项C正确；由热力学第二定律可知，在不引起其他变化的前提下，热量不可能从低温物体传递给高温物体，选项D错误．3．以下说法中正确的是()A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系[答案]BD[解析]一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项A错误；布朗运动是在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，选项C错误．4．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是()A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．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D．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减小[答案]C[解析]当分子力表现为引力时，说明分子间距离大于平衡距离，随着分子间距离的增大分子力先增大后减小，但分子力一直做负功，分子势能增大，A、B错误；当分子力表现为斥力时，说明分子间距离小于平衡距离，随着分子间距离的减小分子力增大，且分子力一直做负功，分子势能增大，只有C正确．5．(2011·西安模拟)一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是()A．温度升高后，气体分子的平均速率变大B．温度升高后，气体分子的平均动能变大C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大D．温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了[答案]ABC[解析]温度升高后，气体分子的平均速率、平均动能变大，撞击器壁的平均撞击力增大，压强增大，A、B、C对；分子总数目不变，体积不变，则单位体积内的分子数不变，D错．6．(2011·抚顺模拟)下列说法中正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小[答案]BC[解析]布朗运动间接反映液体分子永不停息地无规则运动，A错；当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间距离增大，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，D错．7．(2011·东北地区联合考试)低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活，同时也是一种低成本、低代价的生活方式．低碳不仅是企业行为，也是一项符合时代潮流的生活方[解析]内燃机的效率η＝eq\f(W有,W总)＝eq\f(1×103J－8×103J,1×103J)＝20%；内燃机的效率永远也达不到100%.13．(6分)(2011·烟台模拟)如图所示，一定质量的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，则：符合查理定律的变化过程是________；C→A过程中气体____________(选填“吸收”或“放出”)热量，__________(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．[答案]B→C吸收气体对外界增大三、论述计算题(共4小题，共42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)14．(10分)如图甲所示，用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对气缸缓缓加热，使气缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？(2)气缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？(3)请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)．[答案](1)Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)见解析图[解析](1)对活塞和砝码：mg＋p0S＝pS，得p＝p0＋eq\f(mg,S)气体对外做功W＝pSΔL＝(p0S＋mg)ΔL由热力学第一定律W＋Q＝ΔU得ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，eq\f(LS,T1)＝eq\f(L＋ΔLS,T2)解得L＝eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)如图所示．15．(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480K.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整个过程中，气体是从外界吸收热量还是放出热量．[答案](1)160K(2)吸热[解析](1)A、C两状态体积相等，则有eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)得：TC＝eq\f(pC,pA)TA＝eq\f(0.5×480,1.5)K＝160K(2)由理想气体状态方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)得：TB＝eq\f(pBVB,pAVA)TA＝eq\f(0.5×3×180,1.5×1)K＝480K由此可知A、B两状态温度相同，故A、B两状态内能相等，而该过程体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律得：气体吸收热量．16．(11分)(2011·陕西省五校模拟)对于生态环境的破坏，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年来我国北方地区3、4月份扬尘天气明显增多．据环保部门测定，在北京地区沙尘暴严重时，最大风速达到12m/s，同时大量的微粒在空中悬浮．沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到5.8×10－6kg/m3，悬浮微粒的密度为2.0×103kg/m3，其中悬浮微粒的直径小于10－7m的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大．北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总体积的eq\f(1,50)为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×10－8m，求1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少？(计算时可把吸入颗粒物视为球形，[答案]9×105个[解析]先求出可吸入颗粒物的体积以及1m3中所含的可吸入颗粒物的体积，即可求出1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量沙尘暴天气时，1m3的空气中所含悬浮微粒的总体积为V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(5.8×10－6×1,2.0×103)m3＝2.9×10－9m3那么1m3中所含的可吸入颗粒物的体积为：V′＝eq\f(V,50)＝5.8×10－11m3又因为每一个可吸入颗粒的体积为：V0＝eq\f(1,6)πd3≈6.54×10－23m3所以1m3中所含的可吸入颗粒物的数量：n＝eq\f(V′,V0)≈8.9×1011个故1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为：n′＝n×1.0×10－6＝8.9×105(个)≈9×105(个)17．(11分)(2011·广州模拟)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，求：(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？[答案](1)eq\f(h0＋d,h)T0(2)Q