高中物理人教版选修3-3模块综合测试 word版含解析

这是一份高中人教版 (新课标)选修3-3本册综合测试题，共6页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.以下说法正确的是( )
A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的浮力在起作用
B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果
D.喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
解析:仔细观察可以发现,小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A、C选项错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水),受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,因此,B选项错误;喷泉喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用,因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩的趋势),故D选项正确。
答案:D
2.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是( )
A.能量耗散说明能量不守恒
B.能量耗散不符合热力学第二定律
C.能量耗散过程中能量不守恒
D.能量耗散是从能量转化的角度,反映出自然界中的宏观过程具有方向性
解析:耗散的能量不是消失了,而是转化为其他形式的能,说明能量是守恒的。无法在不产生其他影响的情况下把散失的能量重新收集起来加以利用,说明自然界的宏观过程具有方向性,故选项D正确。
答案:D
3.某地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)( )
A.体积减小,温度降低
B.体积减小,温度不变
C.体积增大,温度降低
D.体积增大,温度不变
解析:气团上升过程中,压强减小,体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,Q=0,W为负值,ΔU也为负值,温度降低,故选项C正确。
答案:C
4.下列说法正确的是( )
A.叶面上的小露珠呈球形是由于液体内部分子间吸引力作用的结果
B.晶体熔化过程中要吸收热量,分子的平均动能变大
C.天然水晶是晶体,熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体
D.当液晶中电场强度不同时,液晶对不同颜色光的吸收强度不同,就显示不同颜色
解析:叶面上的小露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果,A错误;晶体熔化过程中要吸收热量,但温度不变,分子的平均动能不变,B错误;晶体与非晶体在一定条件下可相互转化,例如:天然水晶是单晶体,熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体,C错误;由液晶各向异性可知,对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化,D正确。
答案:D
5.设有甲、乙两分子,甲固定在O点,r0为其平衡位置间的距离,今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动,则( )
A.乙分子的加速度先减小,后增大
B.乙分子到达r0处时速度最大
C.分子力对乙一直做正功,分子势能减小
D.乙分子一定在0.5r0~10r0间振动
解析:乙分子由距甲0.5r0处开始沿x方向运动过程中分子力先为斥力后为引力,加速度先减小后变大再减小,所以A错;在r0处加速度为0但速度最大,分子力对乙先做正功后做负功,最后不做功,C错;乙分子没有受到回复力的作用,故D错。
答案:B
6.用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体( )
A.体积减小,内能增大
B.体积减小,压强减小
C.对外界做负功,内能增大
D.对外界做正功,压强减小
解析:充气袋被挤压时,体积减小,外界对气体做功(气体对外界做负功),气体内能增大,根据气体实验定律可知,气体压强增大,综上分析知,A、C两项正确。
答案:AC
7.关于晶体和非晶体的说法,正确的是( )
A.晶体一定具有各向异性
B.液晶具有光学各向异性
C.金刚石和石墨都是单晶体
D.具有熔点的物体一定是单晶体
解析:单晶体具有各向异性,而多晶体则具有各向同性,A错误;液晶的特点:同时具有流动性和光学各向异性,B正确;金刚石和石墨都是单晶体,C正确;单晶体和多晶体都具有一定的熔点,D错。
答案:BC
8.下列各种说法中正确的是( )
A.温度低的物体内能小
B.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C.0 ℃的铁和0 ℃的冰,它们的分子平均动能相同
D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关
解析:物体的内能为所有分子的动能和分子势能之和,物体的内能不仅与温度有关,还与物体的质量、体积有关,A错误;当液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的斥力和引力,其中引力大于斥力表现为相互吸引,故B项正确;因为温度是分子平均动能的标志,故C项正确;根据气体压强的定义可知,单位体积内的分子数和温度决定气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,所以D项正确。
答案:BCD
二、填空题(本题共2小题,共20分)
9.
(9分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每10 000 mL溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中小方格的边长为1 cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积约是 mL,油酸膜的面积是 cm2。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是 nm。
答案:5×10-7 40 0.125
10.
(11分)(2014·江苏单科)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3.4×104 J,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”)3.4×104 J。
(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27 ℃,体积为0.224 m3,压强为1个标准大气压。已知1 ml气体在1个标准大气压、0 ℃时的体积为22.4 L,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1,则此时气室中气体的分子数为 。(计算结果保留一位有效数字)
解析:(1)理想气体是一种理想化模型,并不存在,选项A正确;压强不是很高、温度不太低时,气体可视为理想气体,选项B错误;理想气体的内能只与温度有关,选项C错误;理想气体在任何条件下,都遵循气体实验定律,选项D正确。
(2)若无热交换,气体内能增加,则温度升高,分子平均动能增大;由热力学第一定律知,ΔU=W,活塞对气体做的功等于内能的增加。
(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=,且分子数N=nNA
解得N=NA
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)
三、计算题(共32分。要求写出必要的文字说明、主要方程和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分)
11.
(16分)气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14 cm,后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44 cm。(已知外界大气压为标准大气压,标准大气压相当于76 cm高水银柱产生的压强)
(1)求恒温槽的温度。
(2)此过程A内气体内能 (选填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将 (选填“吸热”或“放热”)。
解析:(1)设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273 K
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
①
p1=p0+ph1②
p2=p0+ph2③
联立①②③式,代入数据得
T2=364 K(或91 ℃)。④
(2)此过程中A内气体温度升高,则内能增大;体积不变,则W=0;根据热力学第一定律有
ΔU=Q+W,得Q>0,即气体将吸热。
答案:(1)364 K(或91 ℃) (2)增大 吸热
12.
(16分)(1)如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体 。(双选,填正确答案标号)
a.内能增加
b.对外做功
c.压强增大
d.分子间的引力和斥力都增大
(2)
一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3×103 kg、体积V0=0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离h1=40 m,筒内气体体积V1=1 m3。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面到水面的距离为h2时,拉力减为零,此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮。求V2和h2。
已知大气压强p0=1×105 Pa,水的密度ρ=1×103 kg/m3,重力加速度的大小g取10 m/s2。不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
解析:(1)因气体为理想气体,温度升高时内能增大,选项a正确。温度升高时,气体做等压变化,体积膨胀,对外做功,选项b正确,c错误。体积膨胀后分子间距增大,分子引力和斥力都减小,d错误。
(2)当F=0时,由平衡条件得
Mg=ρg(V0+V2)①
代入数据得V2=2.5 m3②
设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2,由题意得
p1=p0+ρgh1③
p2=p0+ρgh2④
在此过程中筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得
p1V1=p2V2⑤
联立②③④⑤式,代入数据得
h2=10 m。⑥
答案:(1)ab (2)2.5 m3 10 m