高中物理人教版3第十章熱力學(xué)定律 模塊綜合測評 微課

模塊綜合測評(B)(時間60分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題共10小題．每小題6分，共60分．在每小題給出的5個選項中，有3項符合題目要求．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分．)1．(2023·遼寧五校聯(lián)考)下列說法正確的是()A．布朗運動反映了懸浮小顆粒內(nèi)部分子在永不停息地做無規(guī)則運動B．氣體的溫度升高，個別氣體分子運動的速率可能減小C．液體表面具有收縮的趨勢，是由于液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏D．對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述E．密閉器中有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)其在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強為零【解析】布朗運動是觀察者利用顯微鏡觀察到的固體顆粒的運動，顆粒之所以能運動，是因為液體分子的撞擊使顆粒受力不平衡造成的，所以布朗運動反映了液體分子的無規(guī)則運動，A錯；溫度是分子平均動能的反映，溫度升高分子平均動能增大，但不表示每一個分子動能都增大，B對；根據(jù)液體表面張力的特征易知，C對；由熱力學(xué)第二定律克勞修斯表述，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化．熱力學(xué)第二定律指出在自然界中任何的熱學(xué)過程都不可能自動地復(fù)原，要使系統(tǒng)從終態(tài)回到初態(tài)必須借助外界的作用，D對；密閉容器內(nèi)的壓強是由氣體分子對器壁的碰撞而產(chǎn)生的，與起重、失重?zé)o關(guān)，E錯．【答案】BCD2．下列說法正確的是()A．對于一定量的氣體，在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零B．如果沒有漏氣、沒有摩擦，也沒有機體熱量的損失，熱機的效率可以達到100%C．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性D．在圍繞地球做勻速圓周運動的宇宙飛船中，自由懸浮的水滴呈球形，這是液體表面張力作用的結(jié)果E．一定量的理想氣體等壓膨脹對外做功，氣體一定吸熱【解析】根據(jù)氣體壓強的產(chǎn)生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強不為零，選項A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱機的效率不可能達到100%，選項B錯誤；在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項C正確；宇宙飛船中自由懸浮的水滴處于完全失重狀態(tài)，由于重力引起的液體內(nèi)部的壓力為零，故液滴呈球形是液體表面張力作用的結(jié)果，選項D正確；一定量的理想氣體等壓膨脹，溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，ΔU＞0，膨脹對外做功，W＜0，由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU可知，Q＞0，說明氣體一定吸熱，故選項E正確．【答案】CDE3．下列有關(guān)熱現(xiàn)象的敘述中正確的是()A．布朗運動是液體分子的運動，它說明了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運動B．物體的溫度越高，分子運動速率越大C．不違背能量守恒定律的實驗構(gòu)想也不一定能夠?qū)崿F(xiàn)D．晶體和非晶體在適當(dāng)條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的E．用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功×105J，若空氣向外界放出×105J的熱量，則空氣內(nèi)能增加5×104J【解析】布朗運動是液體中固體顆粒的運動，不是液體分子的運動，A錯誤；物體的溫度越高，分子運動的平均速率越大，B錯誤；熱力學(xué)第二定律表明第二類永動機雖不違背能量守恒定律，但仍不能實現(xiàn)，選項C正確；晶體和非晶體在適當(dāng)條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知選項E正確．【答案】CDE4．對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是()A．氣體的體積指的不是該氣體的所有氣體分子體積之和，而是指該氣體所有分子所能到達的空間的體積B．只要氣體的溫度降低，氣體分子熱運動的劇烈程度一定減弱C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零D．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增加E．氣體在等溫膨脹的過程中一定從外界吸收熱量【解析】氣體的體積是指該氣體所有分子所能到達的空間的體積，故A對；溫度是氣體分子熱運動的劇烈程度的標(biāo)志，故B對；由氣體壓強的微觀定義可知C錯；做功和熱傳遞都能改變氣體的內(nèi)能，故D錯；氣體在等溫膨脹的過程中，對外界做功，而內(nèi)能沒變，則氣體一定吸收熱量，故E對．【答案】ABE5．下列說法中正確的是()A．盡管技術(shù)不斷進步，但熱機的效率仍不能達到100%，而制冷機卻可以使溫度降到熱力學(xué)零度B．雨水沒有透過布雨傘是液體表面張力的作用導(dǎo)致的C．氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)D．空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣壓強的比值E．懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多，布朗運動越不明顯【解析】熱力學(xué)零度只能接近而不能達到，A錯誤；雨水沒有透過布雨傘是液體表面張力的作用導(dǎo)致的，B正確；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，溫度每升高1K，內(nèi)能增加，所吸收的熱量與氣體體積是否變化有關(guān)，即與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)，C正確；空氣的相對濕度是指空氣中所含水蒸氣的壓強與同溫度下的飽和蒸汽壓的比值，故D錯誤；微粒越大，某一瞬間撞擊它的分子數(shù)越多，受力越容易平衡，布朗運動越不顯著，E正確．【答案】BCE6．關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是()A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯C．密封在體積不變的容器中的氣體在溫度升高時，氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大D．用打氣筒的活塞壓縮氣體很費力，說明分子間有斥力E．物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子的平均動能就越大【解析】氣體分子之間有很大的間隙，摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)所得體積比氣體分子的體積大得多，故A錯誤；懸浮在液體中的固體微粒越小，來自各方向的撞擊抵消得越少，則布朗運動就越明顯，故B正確；在體積不變的情況下，氣體分子的密集程度不變，溫度越高，則分子的平均動能越大，氣體分子對器壁撞擊力越大，壓強越大，故C正確；打氣筒的活塞壓縮氣體很費力是氣體壓強的作用導(dǎo)致的，故D錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子的平均動能就越大，故E正確．【答案】BCE7．如圖1是分子間引力(或斥力)大小隨分子間距離變化的圖象，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：11202312】圖1A．a(chǎn)b表示引力圖線B．cd表示引力圖線C．當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點的橫坐標(biāo)時，分子勢能為零D．當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點的橫坐標(biāo)時，分子力為零E．當(dāng)分子間距離小于兩曲線交點橫坐標(biāo)時，分子力表現(xiàn)為斥力【解析】根據(jù)分子動理論，分子間相互作用的引力和斥力同時存在，都隨分子間距離的增大而減小，但分子間斥力減小快，所以A正確、B錯誤；當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點橫坐標(biāo)時，引力等于斥力，D正確；當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點橫坐標(biāo)時，分子勢能最小，但不一定為零，C錯誤；當(dāng)分子間距離小于兩曲線交點橫坐標(biāo)時，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，E正確．【答案】ADE8．下列說法中正確的是()A．分子間的距離增大時，分子勢能一定增大B．晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D．物體吸熱時，它的內(nèi)能可能不增加E．一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱【解析】分子間的距離有一個特殊值r0，此時分子間引力與斥力平衡，分子勢能最?。?dāng)分子間的距離小于r0時，分子勢能隨距離的增大而減小，當(dāng)分子間的距離大于r0時，分子勢能隨距離的增大而增大，選項A錯誤．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化．在有外力做功的情況下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，選項C錯誤．【答案】BDE9．下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法，其中正確的是()圖2A．微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動B．當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等C．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用E．潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力【解析】微粒運動反映了液體分子的無規(guī)則熱運動，微粒運動即布朗運動，A錯誤；當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，B正確；食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向是不一樣的，C錯誤；由于表面張力的作用，液體要收縮至表面積最小，所以小草上的露珠呈球形，D正確；潔凈的玻璃板接觸水面，由于水分子和玻璃分子之間存在吸引力，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于或等于玻璃板的重力與水分子和玻璃分子之間的引力之和，E正確．【答案】BDE10．如圖3所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中A、B和C、D為等溫過程，B、C為等壓過程，D、A為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：11202313】圖3A．A、B過程中，氣體放出熱量B．B、C過程中，氣體分子的平均動能增大C．C、D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D、A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化E．若氣體在B、C過程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2kJ，與外界交換的熱量為7kJ，則在此過程中氣體對外做的功為5kJ【解析】因為A、B為等溫過程，壓強變大，體積變小，故外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q，溫度不變，則內(nèi)能不變，故氣體一定放出熱量，選項A正確；B、C為等壓過程，因為體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動能增大，選項B正確；C、D為等溫過程，壓強變小，體積增大，因為溫度不變，故氣體分子的平均動能不變，壓強變小說明單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少，選項C錯誤；D、A為等容過程，體積不變，壓強變小，由eq\f(pV,T)＝C可知，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故氣體分子的速率分布曲線會發(fā)生變化，選項D錯誤；B、C為等壓過程，體積增大，氣體對外做功，該過程中氣體的溫度升高，則氣體的內(nèi)能增加2kJ，氣體從外界吸收的熱量為7kJ，氣體對外界做功為5kJ，故選項E正確．【答案】ABE二、非選擇題(共4小題，共40分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(10分)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，用amL的純油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共n滴．現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內(nèi)，待油膜充分展開后，測得油膜的面積為Scm2，則：(1)估算油酸分子的直徑大小是_______cm.(2)用油膜法測出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的___．A．摩爾質(zhì)量 B．摩爾體積C．質(zhì)量 D．體積【解析】(1)油酸酒精溶液的濃度為eq\f(a,b)，一滴油酸酒精溶液的體積為eq\f(1,n)mL，一滴油酸酒精溶液含純油酸eq\f(a,bn)mL，則油酸分子的直徑大小為d＝eq\f(a,bSn)cm.(2)設(shè)一個油酸分子體積為V，則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，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需知道油酸的摩爾體積．【答案】(1)eq\f(a,bSn)(2)B12．(10分)如圖4所示，粗細均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的倒U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長L1＝20cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高．先將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后左管水銀面高出右管水銀面h＝10cm.(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0＝75cmHg)圖4(1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(用“cmHg”做單位)．(2)此過程中外界對左管內(nèi)氣體________(填“做正功”“做負功”“不做功”)，氣體將________(填“吸熱”或“放熱”)．【導(dǎo)學(xué)號：11202314】【解析】(1)設(shè)U形管橫截面積為S，右端與大氣相通時左管中封閉氣體壓強為p1，右端與一低壓艙接通后左管中封閉氣體壓強為p2，氣柱長度為L2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為p，左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2p1＝p0p2＝p－phV1＝L1SV2＝L2Sh＝2(L2－L1)聯(lián)立各式，代入數(shù)據(jù)得p＝70cmHg.(2)此過程氣體體積增大，外界對氣體做負功，溫度不變，內(nèi)能不變，故吸熱．【答案】(1)70cmHg(2)負功吸熱13．(10分)如圖5所示，在圓柱形汽缸中用具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在汽缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，已知外界大氣壓為p0＝75cmHg，室溫t0＝27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為Δh＝cm，此時活塞離容器底部的高度為L＝50cm.已知柱形容器橫截面積S＝m2，75cmHg＝×105Pa.(1)求活塞的質(zhì)量．(2)使容器內(nèi)溫度降至－63℃，求此時U形管兩側(cè)水銀面的高度差和活塞離容器底部的高度L′.【導(dǎo)學(xué)號：11202315】圖5【解析】(1)根據(jù)U形管兩側(cè)水銀面的高度差為Δh＝cm，可知A中氣體壓強pA1＝p0＋pΔh＝75cmHg＋cmHg＝cmHg而pA1＝p0＋p塞所以活塞產(chǎn)生的壓強p塞＝cmHg＝×eq\f(1,75)×105Pa＝×105Pa由p塞＝mg/S，解得m＝2kg.(2)由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變?nèi)詾棣＝cm初狀態(tài)：溫度T1＝300K，體積V1＝50cm·S末狀態(tài)：溫度T2＝210K，體積V2＝L′S由蓋-