人教版物理选修3－3练习模块综合检测

模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.如图所示,弯成90°的均匀细玻璃管,上端封闭有部分理想气体,有开口的一端呈水平状态,管内水银柱L1=L2=10cm,静止时弯管内Q点的压强为p1,当此管向右匀加速运动时,Q点的压强为p2,设当时大气压强为p0,则()A.p1=p2=p0 B.p1<p0,p2>p0C.p1=p0,p2>p0 D.p2>p1>p0解析:静止时以水平管内的水银柱为研究对象有p1S=p0S,玻璃管向右匀加速运动时,竖直管内水银柱应沿管上升,对水平管内剩余的水银柱有p2Sp0S=ma,可知p1=p0,p2>p0,选项C正确。答案:C2.关于布朗运动,下列说法正确的是()A.布朗运动是英国植物学家布朗发明的一种健身运动方法B.布朗运动是液体分子的运动,直接说明分子永不停息地做无规则运动C.布朗运动是固体分子的运动,间接说明分子永不停息地做无规则运动D.布朗运动是悬浮微粒的运动,间接说明分子永不停息地做无规则运动解析:布朗运动是悬浮在液体(或气体)中悬浮微粒的运动,不是分子的运动,但布朗运动反映了悬浮微粒周围液体(或气体)分子的无规则运动。答案:D3.下列关于热现象的描述正确的一项是()A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的解析:根据热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。可知热机的效率不可能达到100%,选项A错误。做功是内能与其他形式的能发生转化,而热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移,所以选项B错误。温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,故选项C正确。单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫作统计规律,大量分子的集体行为受到统计规律的支配,故选项D错误。答案:C4.一个开口玻璃瓶内有空气,现将瓶口向下按入水中,在水面下5m深处恰能保持静止不动,下列说法正确的是()A.将瓶稍向下按,放手后又回到原来位置B.将瓶稍向下按,放手后加速下沉C.将瓶稍向上提,放手后又回到原处D.将瓶稍向上提,放手后加速上浮解析:瓶保持静止不动,受力平衡,mg=ρgV,由玻意耳定律,将瓶下按后,p增大而V减小,mg>ρgV,故放手后加速下沉,选项B正确。同样道理,选项D也正确。答案:BD5.某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体,气体分子间的相互作用力表现为引力。关于实际气体的下列说法正确的是()A.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力B.若气体膨胀对外界做功,则分子势能一定增大C.若气体被压缩,外界对气体做功,则气体内能一定增加D.若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功,则气体分子的动能一定不变解析:在完全失重的情况下,密闭容器内的气体仍然有压强,气体对器壁的顶部有作用力,所以选项A错误;体积膨胀,分子间距离增大,分子力做负功,气体的分子势能增加,选项B正确;外界对气体做功,但气体有可能向外界放热,所以内能的变化情况不能确定,选项C错误;气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功,所以内能不变,但分子势能增大了,所以分子动能一定减小,即选项D错误。答案:B6.同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭,烤鸭的烤制过程没有添加任何调料,只是在烤制之前,把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间,盐就会进入肉里。则下列说法正确的是()A.如果让腌制汤温度升高,盐进入鸭肉的速度就会加快B.烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力,把盐分子吸进鸭肉里C.在腌制汤中,有的盐分子进入鸭肉,有的盐分子从鸭肉里面出来D.把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻,将不会有盐分子进入鸭肉解析:盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散,温度越高扩散得越快,选项A正确;盐进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动,并不是因为分子引力,选项B错误;盐分子永不停息地做无规则运动,有的进入鸭肉,有的离开鸭肉,选项C正确;冷冻后,仍然会有盐分子进入鸭肉,只不过速度慢一些,选项D错误。答案:AC7.甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组,对晶体和液晶的特点展开了讨论。下面讨论中,他们的说法正确的是 ()A.甲说,晶体有单晶体和多晶体,单晶体有天然规则的几何外形B.乙说,多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有固定的熔点C.丙说,液晶就是液态的晶体,其光学性质与多晶体相似,具有各向异性D.丁说,液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态,它具有液体的流动性,又像晶体那样具有光学各向异性解析:单晶体具有确定的几何形状,而多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,无论是多晶体还是单晶体都有固定的熔点,故选项A正确,选项B错误。液晶像液体一样具有流动性,但不能说它是液态的晶体,它的光学性质具有各向异性,故选项C错误,选项D正确。答案:AD8.如图所示,两个直立汽缸由管道相通。具有一定质量的活塞a、b用钢性杆固连,可在汽缸内无摩擦地移动。缸内及管中封有一定质量的理想气体,整个系统处于平衡状态,大气压强不变。现令缸内气体的温度缓慢升高一点,则系统再次达到平衡状态时()A.活塞向下移动了一点,缸内气体压强不变B.活塞向下移动了一点,缸内气体压强增大C.活塞向上移动了一点,缸内气体压强减小D.活塞的位置没有改变,缸内气体压强增大解析:对活塞受力分析可知,再次平衡后,受力情况不发生变化,与温度升高前相同,故封闭气体压强不变;又因温度升高后,气体膨胀,所以活塞下移。答案:A9.下列说法正确的是()A.水的饱和汽压随温度的升高而增大B.扩散现象表明,分子在永不停息地运动C.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小D.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小解析:分子间距离增大时,分子间引力和斥力同时减小,选项C错误;由于气体压强不变,根据VT=C可知,当气体膨胀时气体温度升高,分子平均动能增加答案:AB10.足球运动员在比赛中摔倒造成粉碎性骨折,关于这一过程下列说法正确的是()A.此过程是一个可逆过程B.此过程是一个不可逆过程C.此过程中熵增加D.此过程中熵减少解析:由于完好的骨头形状确定,故完好的骨头所处的宏观态对应的微观态较少,熵小,较为有序。发生粉碎性骨折后,其所处的宏观态对应的微观态较多,熵大,较为无序,故在这一过程中熵增加,且此过程不可逆。答案:BC二、填空题(本题包含2小题,共20分)11.(8分)两个完全相同的空心玻璃球壳,其中一个盛有一半体积的水,另一个盛有一半体积的水银;将它们封闭起来,用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中去,在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心,黑色部分代表所盛液体):(1)水在玻璃球壳中分布的情况,可能是。

(2)水银在玻璃球壳中分布的情况,可能是。

解析:在绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中,球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态;水浸润玻璃,附着层有扩大的趋势,最终水的表面积尽可能伸展到球壳上,故(1)题填C;水银不浸润玻璃,附着层有收缩的趋势,只有当它成为一个球形时表面积最小,(2)题填B。答案:(1)C(2)B12.(120分)用油膜法估测分子的大小实验的方法及步骤如下:①向体积V油=1mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500mL。②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=80滴时,测得其体积恰好是V0=1mL。③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水,然后将均匀地撒在水面上。

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状。⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长l=10mm。根据以上信息,回答下列问题:(1)步骤③中应填写:。

(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V'是mL。

(3)油酸分子的直径是m。

解析:(1)为了显示单分子油膜的形状,需要在水面上撒痱子粉或石膏粉。(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V'=1500×180mL=2(3)油膜形状占据的方格数大约为78个,所以油膜面积S=78×10×10mm2=7.8×油酸分子的直径d=V≈3.2×10-6mm=3.答案:(1)痱子粉或石膏粉(2)2.5×105(3)3.2×109三、计算题(本题包含4小题,共40分。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得分。有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位)13.(8分)在标准大气压下,水在沸腾时,1g的水由液态变成同温度的水蒸气,其体积由1.043cm3变为1676cm3。已知水的汽化热为2263(1)体积膨胀时气体对外界做的功W;(2)气体吸收的热量Q;(3)气体增加的内能ΔU。解析:取1g水为研究系统,把大气视为外界。1g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量,同时由于体积膨胀,系统要对外做功,所以有(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功:W=p(V2V1)=1.013×105×(16761.043)×106J≈169.7J。(2)气体吸热:Q=mL=1×2263.8J=2263.8J。(3)根据热力学第一定律:ΔU=Q+W=2263.8J+(169.7J)=2094.1J。答案:(1)169.7J(2)2263.8J(3)2094.1J14.(10分)如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气。当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;(2)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是汽缸高度的解析:(1)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不动,活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设汽缸A的容积为V0,氮气初态体积为V1,温度为T1;末态体积为V2,温度为T2,按题意,汽缸B的容积为V1=V2=V由①②③式和题给数据得T2=320K。 ④(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时,活塞a上方的氧气经历等温过程。设氧气初态体积为V1'、压强为p1';末态体积为V2',压强为p2V1'=p1'V1'=p2'V2' ⑥由⑤⑥式得p2'=43答案:(1)320K(2)15.(10分)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)下列对理想气体的理解,正确的有。

A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律(2)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。

(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27℃,体积为0.224m3,压强为标准大气压。已知1mol气体在标准大气压、0℃时的体积为22.4L,阿伏加德罗常数NA=解析:(1)理想气体是一种理想化的模型,在实际中并不真的存在,选项A正确;在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时,可以把实际气体当成理想气体来处理,选项B错误;一定质量的理想气体的内能等于分子平均动能,忽略分子势能,而分子平均动能仅与温度有关,选项C错误;在任何温度、压强下都遵从气体实验定律,这样的气体是理想气体,选项D正确。(2)气室中的气体与外界无热交换,即Q=0,内能增加,同时外界对气体做功W>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,密闭气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,活塞对该气体所做的功等于W=ΔU=3.4×104J。(3)设气体在标准状态时的体积为V1,等压过程气体物质的量n=V1解得N=代入数据得N=5×1024(或N=6×1024)。答案:(1)AD(2)增大等于(3)5×1024(或6×1024)16.(12分)某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时,停止加热。(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为Vm,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?(3)已知大气压强