模塊綜合測(cè)評(píng)-人教版選修3-3

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(滿(mǎn)分:100分;時(shí)光:90分鐘)

一、挑選題(本題共10小題,每小題4分,共40分。其中1—4小題為單項(xiàng)挑選題,5—10為多項(xiàng)挑選題,選對(duì)但不全得2分,有選錯(cuò)或不答得0分)

1.甲、乙、丙、丁四位學(xué)生組成合作學(xué)習(xí)小組,對(duì)晶體和液晶的特點(diǎn)綻開(kāi)了研究。下面研究中,他們的說(shuō)法正確的是()

A.甲說(shuō),晶體有單晶體和多晶體,晶體都有自然?規(guī)章的幾何形狀

B.乙說(shuō),多晶體是由許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的,所以多晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)

C.丙說(shuō),液晶就是液態(tài)的晶體,其光學(xué)性質(zhì)與多晶體相像,具有各向異性

D.丁說(shuō),液晶是一種在分子結(jié)構(gòu)上介于固體和液體之間的中間態(tài),它具有液體的流淌性,又像有些晶體那樣具有光學(xué)各向異性

2.普通狀況下,分子間同時(shí)存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下兩分子間的間距達(dá)到不能再逼近為止,且甲分子固定不動(dòng),乙分子可自由移動(dòng),則去掉外力后,當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到相距很遠(yuǎn)時(shí),速度為v,則在乙分子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(乙分子的質(zhì)量為m)()

mv2

A.分子力對(duì)甲分子做的功為1

2

mv2

B.分子力對(duì)乙分子做的功為1

2

mv2的功

C.分子引力對(duì)乙分子做了1

2

mv2的功

D.分子斥力對(duì)乙分子做了1

2

3.如圖所示,一向右開(kāi)口的汽缸放置在水平地面上,活塞可無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣,汽缸中間位置有小擋板。初始時(shí),外界大氣壓強(qiáng)為p0,活塞緊壓小擋板處,現(xiàn)緩慢上升汽缸內(nèi)氣體的溫度,則在下列選項(xiàng)所示的p-T圖象中能正確反映汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化狀況的是()

4.如圖所示,兩個(gè)豎立汽缸由管道相通。具有一定質(zhì)量的活塞a、b用剛性桿固定銜接,可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦地移動(dòng),缸內(nèi)及管中封有一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,囫圇系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。大氣壓強(qiáng)不變,現(xiàn)令缸內(nèi)氣體的溫度緩慢上升一點(diǎn),則系統(tǒng)再次達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)()

A.活塞向下移動(dòng)了一點(diǎn),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

B.活塞向下移動(dòng)了一點(diǎn),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大

C.活塞向上移動(dòng)了一點(diǎn),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

D.活塞的位置沒(méi)有轉(zhuǎn)變,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大

5.下列關(guān)于熱現(xiàn)象及熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()

A.體積相等的物體內(nèi)部分子的內(nèi)能相等

B.酒精和水混合后體積變小,說(shuō)明分子間有空隙

C.布朗運(yùn)動(dòng)是由懸浮在液體中的微粒之間的互相碰撞引起的

D.氣體的溫度上升,氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈程度增強(qiáng)

E.物體向外放出熱量,其內(nèi)能也可能增強(qiáng)

6.下列說(shuō)法中正確的是()

A.布朗運(yùn)動(dòng)是指液體或氣體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)

B.氣體的溫度上升,每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都增大

C.一定質(zhì)量100℃的水變成100℃的水蒸氣,其分子之間的勢(shì)能增強(qiáng)

D.只要能削弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈程度,氣體的溫度就可以降低

E.空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí),將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外,所以制冷機(jī)的工作不遵循熱力學(xué)其次定律

7.將一定質(zhì)量的某種抱負(fù)氣體密閉在容積可變的容器中,其壓強(qiáng)(p)隨密度(ρ)變化的邏輯如圖所示,其狀態(tài)經(jīng)受了如圖所示ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程的變化,其中cd的延伸線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn),ab與水平軸平行,bc與豎直軸平行,da是雙曲線(xiàn)的一部分,則下列說(shuō)法正確的是()

A.da過(guò)程氣體溫度保持不變

B.ab過(guò)程氣體可能從外界汲取熱量

C.bc過(guò)程氣體一定向外界放出熱量

D.cd過(guò)程氣體分子單位時(shí)光內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)削減

8.關(guān)于分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律,下列說(shuō)法中正確的是()

A.空氣相對(duì)濕度越大時(shí),水蒸發(fā)越快

B.物體的溫度越高,分子平均動(dòng)能越大

C.其次類(lèi)永動(dòng)機(jī)不行能制成是由于它違背了熱力學(xué)第一定律

D.兩個(gè)分子間的距離由大于10-9m處逐漸減小到很難再逼近的過(guò)程中,分子間作用力先增大后減小

到零,再增大

E.若一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功50J,其內(nèi)能增強(qiáng)80J,則該氣體一定從外界汲取130J的熱量

9.下列說(shuō)法中正確的是()

A.一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功100J,同時(shí)從外界汲取120J的熱量,則它的內(nèi)能增大20J

B.在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)減小到很難再逼近的過(guò)程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢(shì)能不斷增大

C.因?yàn)橐后w表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力

D.用油膜法測(cè)出油分子的直徑后,要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù),只需再知道油的密度即可

E.空氣相對(duì)濕度越大時(shí),空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越臨近同溫度水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢

10.下列有關(guān)熱現(xiàn)象的講述中,正確的是()

A.一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向舉行

B.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實(shí)際宏觀過(guò)程是不行逆過(guò)程

C.氣體可以從單一熱源汲取熱量,所有用來(lái)對(duì)外做功

D.其次類(lèi)永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違背能量守恒定律,但違背了熱力學(xué)第一定律

E.熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,但是不行能不引起其他變化

二、非挑選題(本題共6小題,共60分)

11.(8分)在“用油膜法估測(cè)分子大小”的試驗(yàn)中,油酸酒精溶液的濃度約為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器測(cè)得1mL上述溶液為75滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤(pán)上,用彩筆在玻璃板上描出油酸的輪廓,再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其外形和尺寸如圖所示,坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm。試求:

(1)油酸膜的面積是cm2;

(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是mL;

(3)按以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑為m。

12.(10分)一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示。工作時(shí),活塞隨海浪升高或下降,轉(zhuǎn)變氣室中空氣的壓強(qiáng),從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥門(mén)和出氣閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉。氣室先后經(jīng)受吸入、壓縮和排出空氣的過(guò)程,推進(jìn)出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為抱負(fù)氣體。

(1)下列對(duì)抱負(fù)氣體的理解,正確的有。

A.抱負(fù)氣體實(shí)際上并不存在,只是一種抱負(fù)模型

B.只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為抱負(fù)氣體

C.一定質(zhì)量的某種抱負(fù)氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)

D.在任何溫度、任何壓強(qiáng)下,抱負(fù)氣體都遵循氣體試驗(yàn)定律

(2)壓縮過(guò)程中,兩個(gè)閥門(mén)均關(guān)閉。若此過(guò)程中,氣室中的氣體與外界無(wú)熱量交換,內(nèi)能增強(qiáng)了

3.4×104J,則該氣體的分子平均動(dòng)能(選填“增大”“減小”或“不變”),活塞對(duì)該氣體所做的功(選填“大于”“小于”或“等于”)3.4×104J。

(3)上述過(guò)程中,氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為27℃,體積為0.224m3,壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。已知1mol氣體在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0℃時(shí)的體積為22.4L,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1。計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù)。(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

13.(10分)如圖所示,用輕質(zhì)活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,活塞與汽缸壁間摩擦忽視不計(jì),開(kāi)頭時(shí)活塞距離汽缸底部高度H1=0.60m,氣體的溫度T1=300K;現(xiàn)給汽缸緩慢加熱至T2=480K,活塞緩慢升高到距離汽缸底部某一高度H2處,此過(guò)程中缸內(nèi)氣體增強(qiáng)的內(nèi)能ΔU=300J。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,活塞橫截面積S=5.0×10-3m2,求:

(1)活塞距離汽缸底部的高度H2;

(2)此過(guò)程中缸內(nèi)氣體汲取的熱量Q。

14.(10分)如圖所示,內(nèi)壁光潔的圓柱形導(dǎo)熱汽缸固定在水平面上,汽缸內(nèi)部被活塞封有一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,活塞橫截面積為S,質(zhì)量和厚度都不計(jì),活塞通過(guò)彈簧與汽缸底部銜接在一起,彈簧處于原長(zhǎng)。已知周?chē)h(huán)境溫度為T(mén)0,大氣壓強(qiáng)為p0,彈簧的勁度系數(shù)k=

p0Sl0

(S為活塞橫截面積),原長(zhǎng)為l0,一

段時(shí)光后,環(huán)境溫度降低,在活塞上施加一水平向右的壓力,使活塞緩慢向右移動(dòng),當(dāng)壓力增大到一定值時(shí)保持恒定,此時(shí)活塞向右移動(dòng)了0.2l0,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.1p0。(1)求此時(shí)缸內(nèi)的氣體的溫度T1;

(2)對(duì)汽缸加熱,使氣體溫度緩慢上升,當(dāng)活塞移動(dòng)到距汽缸右側(cè)1.2l0時(shí),求此時(shí)缸內(nèi)的氣體溫度T2。

15.(10分)如圖所示,汽缸開(kāi)口向上,質(zhì)量均為m=10kg的活塞甲、乙在汽缸內(nèi)封閉兩段氣柱Ⅰ、Ⅱ,活塞與汽缸內(nèi)壁無(wú)摩擦且氣密性良好,活塞的橫截面積為S=20cm2,兩段氣柱的高度均為h=10cm,已知環(huán)境溫度為27℃,大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa,不計(jì)活塞的厚度,重力加速度g=10m/s2。若將質(zhì)量為M=20kg的物塊輕放在活塞乙上,待穩(wěn)定后,則活塞甲、乙下降的高度各為多少?

16.(12分)如圖所示,兩個(gè)可導(dǎo)熱的汽缸豎直放置,它們的底部由一細(xì)管連通(忽視細(xì)管的容積)。兩

汽缸中各有一個(gè)活塞,質(zhì)量分離為m1和m2,活塞與汽缸無(wú)摩擦?；钊南路綖楸ж?fù)氣體,上方為真空。當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí),兩活塞位于同一高度h。(已知m1=2m,m2=m)

(1)在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊,求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差(假定環(huán)境溫度

始終保持為T(mén)0)。

(2)在達(dá)到上一問(wèn)的終態(tài)后,環(huán)境溫度由T0緩慢升高到1.25T0,試問(wèn)在這個(gè)過(guò)程中,氣體對(duì)活塞做了多

少功?(假定在氣體狀態(tài)變化過(guò)程中,兩物塊均不會(huì)遇到汽缸頂部)

答案全解全析

一、挑選題

1.D單晶體具有確定的幾何外形,而多晶體是由許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的,無(wú)論是多晶體還是單晶體都有固定的熔點(diǎn),故A、B錯(cuò)誤。液晶像液體一樣具有流淌性,但不能說(shuō)它是液態(tài)的晶體,它的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性,故C錯(cuò)誤,D正確。

2.B在外力作用下,當(dāng)甲、乙兩分子間距離最小時(shí),兩者都靜止,撤去外力后,當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到相距很遠(yuǎn)時(shí),此時(shí)速度為v,而甲分子仍固定不動(dòng),所以在此過(guò)程中分子力對(duì)甲分子不做功,分子力對(duì)乙分子做的功為1

mv2,故A錯(cuò)誤,B正確。在此過(guò)程中,分子斥力始終做正功,分子引力始終做負(fù)功,W合=W斥

2

mv2,故C、D錯(cuò)誤。

+W引,由動(dòng)能定理得W引+W斥=1

2

3.B初始時(shí)刻,活塞緊壓小擋板,說(shuō)明汽缸中的氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng),緩慢上升汽缸內(nèi)氣體的溫度,氣體先做等容變化,溫度上升,壓強(qiáng)增大,當(dāng)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓時(shí)活塞離開(kāi)小擋板,氣體做等壓變化,溫度上升,體積增大,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。在p-T圖象中,等容線(xiàn)為通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。

4.A設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p,外界大氣壓為p0,大活塞面積為Sa,小活塞面積為Sb,活塞a、b總質(zhì)量為m,以活塞a、b和藹體整體為討論對(duì)象,由平衡條件知(p0-p)(Sa-Sb)=mg,解得氣體壓強(qiáng)p是一個(gè)確定值,故系統(tǒng)再次達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,給汽缸緩慢加熱,氣體溫度上升,由蓋—呂薩克定律知?dú)怏w體積要增大,故活塞應(yīng)向下移動(dòng)了一點(diǎn),故選A。

5.BDE體積相等的物體,若由不同種類(lèi)的物質(zhì)組成,則物體內(nèi)部分子的勢(shì)能不一定相等,則內(nèi)能不一定相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因分子間有空隙,故酒精和水混合后體積變小,選項(xiàng)B正確;布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)懸浮在液體中的微粒的頻繁碰撞引起的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;溫度上升,氣體分子平均動(dòng)能增強(qiáng),氣體分子熱運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈程度增強(qiáng),選項(xiàng)D正確;按照熱力學(xué)第一定律,物體放熱的同時(shí),有可能外界還對(duì)其做功,所以其內(nèi)能有可能增強(qiáng),選項(xiàng)E正確。

6.ACD布朗運(yùn)動(dòng)是液體或氣體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng),而不是分子的運(yùn)動(dòng),故A對(duì)。溫度上升分子的平均動(dòng)能增大,但不是每個(gè)分子的速率都增大,故B錯(cuò)。一定質(zhì)量100℃的水變成100℃的水蒸氣,雖然溫度沒(méi)有上升,但此過(guò)程必需吸熱,而汲取的熱量使分子之間的距離增大,分子勢(shì)能增強(qiáng),

故C對(duì)。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志,故D對(duì)。由熱力學(xué)其次定律知,熱量不行能從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響,空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí),消耗電能,將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外,遵循熱力學(xué)其次定律,故E錯(cuò)。

7.CD按照抱負(fù)氣體狀態(tài)方程pV

T=C,且V=m

ρ

得到:p=CT

m

ρ,所以圖線(xiàn)斜率與溫度成正比,da過(guò)程氣體溫

度上升,A錯(cuò)誤;ab過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變,密度變大,體積減小,溫度降低,內(nèi)能減小,所以外界對(duì)氣體做功,按照熱力學(xué)第一定律:ΔU=Q+W得Q10-9m)減小到很難再逼近的過(guò)程中,分子間作用力先表現(xiàn)為引力,引力先增大到最大值,后減小到零,之后,分子間作用力表現(xiàn)為斥力,從零逐漸增大,故B錯(cuò)誤;因?yàn)橐后w表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力,故C正確;用油膜法測(cè)出油分子的直徑后,要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù),只需再知道油的摩爾體積即可,故D錯(cuò)誤;空氣相對(duì)濕度越大時(shí),空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越臨近同溫度水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,故E正確。

10.BCE由熵增強(qiáng)原理知,一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向舉行,故A錯(cuò)誤;按照熱力學(xué)其次定律知,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實(shí)際宏觀過(guò)程是不行逆過(guò)程,故B正確;在外界的影響下,氣體可以從單一熱源汲取熱量,所有用來(lái)對(duì)外做功,故C正確;其次類(lèi)永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違背能量守恒定

律,但違背了熱力學(xué)其次定律,故D錯(cuò)誤;按照熱力學(xué)其次定律知,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,但是不行能不引起其他變化,故E正確。

二、非挑選題

11.答案(1)106(2)8×10-6(3)7.5×10-10

解析(1)按照?qǐng)D中的輪廓可知,油膜面積S=106×1cm2=106cm2。

(2)由1mL溶液為75滴可知1滴溶液的體積為1

75

mL又已知每104mL溶液中有純油酸6mL則1滴溶液中含純油酸的體積為V=175

×610

4

mL=8×10-6

mL。(3)油酸分子直徑

d=VS=8×10-6106

cm≈7.5×10-8cm=7.5×10-10m。12.答案(1)AD(2)增大等于(3)5×1024(或6×1024)

解析(1)抱負(fù)氣體是在忽視了實(shí)際氣體分子間互相作用力的狀況下而抽象出的一種抱負(fù)化模型,A正確。實(shí)際氣體能視為抱負(fù)氣體的條件是溫度不太低、壓強(qiáng)不太大,B錯(cuò)誤。抱負(fù)氣體分子間無(wú)分子力作用,也就無(wú)分子勢(shì)能,故一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,其內(nèi)能與體積無(wú)關(guān),只取決于溫度,C錯(cuò)誤。由抱負(fù)氣體模型的定義可知D正確。

(2)因此過(guò)程中氣體與外界無(wú)熱交換,即Q=0,故由ΔU=W+Q知W=ΔU。因抱負(fù)氣體的內(nèi)能等于全部分子的分子動(dòng)能之和,故其內(nèi)能增大時(shí),分子平均動(dòng)能一定增大。

(3)設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為V1,摩爾體積為V0,等壓過(guò)程,有VT=V1T1

氣體物質(zhì)的量n=V1V0

,分子數(shù)N=nNA解得N=

VT1

V0T

NA代入數(shù)據(jù)解得N=5×1024(或N=6×1024)13.答案(1)0.96m(2)480J

解析(1)氣體做等壓變化,按照蓋—呂薩克定律得:

H1ST1=H2S

T2

代入數(shù)據(jù)解得H2=0.96m

(2)在氣體膨脹的過(guò)程中,氣體對(duì)外做功為

W0=p0ΔV=[1.0×105×(0.96-0.60)×5.0×10-3]J=180J按照熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能的變化量為ΔU=-W0+Q,得Q=ΔU+W0=480J14.答案(1)0.88T0(2)1.8T0解析(1)以汽缸內(nèi)的氣體為討論對(duì)象

初態(tài)時(shí),壓強(qiáng)為p0,體積為V0=Sl0,溫度為T(mén)0末態(tài)時(shí),壓強(qiáng)為p1=1.1p0,體積為V1=S(l0-0.2l0)按照抱負(fù)氣體狀態(tài)方程可得p0V0T0

=

p1V1T1

,

解得T1=0.88T0

(2)當(dāng)活塞移動(dòng)到距汽缸右側(cè)1.2l0時(shí),體積為V2=1.2l0S,設(shè)此時(shí)氣體壓強(qiáng)為p2由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程可得:

p0V0T0

=

p2V2T2

此時(shí)活塞受力平衡,有p0S+F+k(1.2l0-l0)=p2S

當(dāng)活塞向右移動(dòng)了0.2l0后壓力F保持恒定,活塞受力平衡則p0S+F=1.1p0S+0.2l0k解得T2=1.8T015.答案

103cm22

3

cm解析開(kāi)頭時(shí),氣柱Ⅰ的壓強(qiáng)p1=p0+

2mg

S

=2×105Pa氣柱Ⅱ的壓強(qiáng)p2=p0+

mg

S

=1.5×105Pa放