高中物理 模塊綜合測(cè)試 新人教版選修3-3

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1、高中物理 模塊綜合測(cè)試 新人教版選修3-3 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分．) 1．(xx·北京高考)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．液體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng) B．液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng) C．物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減少 【解析】　根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)的定義及熱力學(xué)第一定律來(lái)判斷．布朗運(yùn)動(dòng)是指液體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是指液體分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；改變物體內(nèi)

2、能的方式有做功和傳熱，當(dāng)僅知道物體從外界吸收熱量或者物體對(duì)外界做功時(shí)無(wú)法判斷物體內(nèi)能的變化，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 【答案】　A 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．?dāng)U散運(yùn)動(dòng)向著更為無(wú)序的方向進(jìn)行，是可逆過(guò)程 B．物體的內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量 C．分子間作用力隨分子間距離的增大而減小 D．液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化 【解析】　擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是不可逆的，A錯(cuò)誤；若r＜r0，則隨分子間距離的增大，分子間作用力先減小，后增大，再減小，C錯(cuò)誤． 【答案】　BD 3．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．如果保持氣體的體積不變，溫度

3、升高，壓強(qiáng)減小 B．如果保持氣體的體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)增大 C．如果保持氣體的溫度不變，體積越小，壓強(qiáng)越大 D．如果保持氣體的壓強(qiáng)不變，溫度越高，體積越小 【解析】　對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持氣體的體積不變，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加快，壓強(qiáng)增大，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤；如果保持氣體的溫度不變，屬于等溫變化，體積越小，壓強(qiáng)越大，C項(xiàng)正確；如果保持氣體的壓強(qiáng)不變，做等壓變化，溫度越高，體積增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 【答案】　BC 4．如圖1所示為兩分子間距離與分子勢(shì)能之間的關(guān)系圖象則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1 A．當(dāng)兩分子間距離r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能為零，分子間相互作用的引力和

4、斥力也均為零 B．當(dāng)兩分子間距離r＝r2時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子間相互作用的引力和斥力也最小 C．當(dāng)兩分子間距離rr2時(shí)，隨著r的增大，分子勢(shì)能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大 【解析】　當(dāng)兩分子間距離r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能為零，但r＜r0，分子力表現(xiàn)為斥力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 由于r2＝r0，分子勢(shì)能最小，分子間相互作用的引力和斥力相等但不是最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 當(dāng)r>r2時(shí)， 由圖象可以看出分子勢(shì)能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　C 5

5、．下列說(shuō)法中正確的有(　　) A．第二類永動(dòng)機(jī)和第一類永動(dòng)機(jī)一樣，都違背了能量守恒定律 B．熱機(jī)的效率從原理上講可達(dá)100% C．因?yàn)槟芰渴睾?，所以“能源危機(jī)”是不可能的 D. 自然界中的能量盡管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源 【解析】　第二類永動(dòng)機(jī)是指從單一熱源吸收，全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的機(jī)器，它并不違背能量守恒定律，卻違背了熱力學(xué)第二定律； 第一類永動(dòng)機(jī)是不消耗能量卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器，它違背能量守恒定律，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤. 從熱力學(xué)第二定律的表述可知，任何熱機(jī)的效率都達(dá)不到100%, 因此B錯(cuò)誤．關(guān)于“能源危機(jī)”必須明確以

6、下幾點(diǎn)： (1)能源是提供能量的資源，如煤、石油等. (2)人們?cè)谙哪茉磿r(shí)，放出熱量，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但最終基本上都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，人們無(wú)法把這些內(nèi)能全部收集起來(lái)重新利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的. 因此， “能源危機(jī)”并非說(shuō)明能量不守恒．故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確． 【答案】　D 6．(xx·福建高考)某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強(qiáng)為p0的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p，設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看作理想氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同、壓強(qiáng)也是p0的空氣體積為(　　) A.V　　　　　　 B.V C.V D.V

7、【解析】　取充入氣體后的輪胎內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，設(shè)充入氣體體積為V′，則 初態(tài)p1＝p0，V1＝V＋V′；末態(tài)p2＝p，V2＝V 由玻意耳定律可得：p0(V＋V′)＝pV 解之得：V′＝(－1)V，故選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 7．夏天，如果自行車內(nèi)胎充氣過(guò)足，又在陽(yáng)光下曝曬(曝曬過(guò)程中內(nèi)胎容積幾乎不變)，很容易爆胎．關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在爆胎前的過(guò)程中，隨著溫度升高，車胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)將增大 B．在爆胎前的過(guò)程中，隨著溫度升高，車胎內(nèi)氣體將向外放出熱量 C．爆胎是車胎內(nèi)分子分布密度增大，氣體分子間斥力急劇增大造成的 D．爆胎是車胎內(nèi)溫度升高，每個(gè)氣體分子

8、的動(dòng)能都急劇增大造成的 【解析】　由查理定律可知，隨著氣體的吸熱進(jìn)行，胎內(nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大，A對(duì)，B錯(cuò)；爆胎是因?yàn)闇囟壬?，分子的平均速率增大，?duì)胎壁撞擊力增大，壓強(qiáng)增加． 【答案】　A 8．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．液晶既有液體的流動(dòng)性，又具有光學(xué)各向異性 B．飽和汽壓隨溫度的升高而變小 C．單晶體具有規(guī)則形狀，且有各向異性的特征 D．可以從單一熱源吸取熱量，使之全部變成有用的機(jī)械功，而不產(chǎn)生其他影響 【解析】　液晶具有單晶體的特性，物理性質(zhì)具有各向異性，A對(duì)；飽和汽壓隨溫度的升高變大，B錯(cuò)；單晶體具有規(guī)則幾何形狀，物理特性具有各向異性，C對(duì)；熱力學(xué)第二定律表明從單一

9、熱源吸取熱量，用來(lái)全部做功而不產(chǎn)生其他影響是不可能的，D錯(cuò)． 【答案】　AC 9．假設(shè)高空實(shí)驗(yàn)火箭起飛前，儀器艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p0＝1atm，溫度t0＝27 ℃，在火箭豎直向上飛行一段時(shí)間后，艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)p＝1.2p0，已知儀器艙是密封的，那么，這段過(guò)程中艙內(nèi)溫度是(　　) A．16.2 ℃　　　　　　　 B．32.4 ℃ C．360 K 　　 D．180 K 【解析】　加速前后，儀器艙內(nèi)氣體等容變化，可以用查理定律求得艙內(nèi)溫度．以艙內(nèi)氣體為研究對(duì)象，由查理定律得＝，解得T＝360 K. 【答案】　C 10．一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程如圖2所示，第1種變化是從A到B，第2種

10、變化是從A到C，比較兩種變化過(guò)程(　　) 圖2 A．A到C過(guò)程氣體吸收熱量較多 B．A到B過(guò)程氣體吸收熱量較多 C．兩個(gè)過(guò)程氣體吸收熱量一樣 D．兩個(gè)過(guò)程氣體內(nèi)能增加相同 【解析】　在p－T圖象中，等容線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖所示，可知VC＞VA＞VB，故從A→C，氣體對(duì)外做功多；由TB＝TC可知兩過(guò)程內(nèi)能增量相同，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，從A→C，氣體吸收熱量多，選項(xiàng)A、D正確，而B、C錯(cuò)誤． 【答案】　AD 二、非選擇題(本題共6小題，共60分．計(jì)算題解答應(yīng)寫出必要的方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)

11、 11．(6分)一本書的面積大約為0.02 m2，若地面大氣壓p0＝1.0×105 Pa，地面附近重力加速度g＝10 m/s2，空氣平均摩爾質(zhì)量為M＝3.0×10－2 kg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1，則書本上空空氣的總質(zhì)量m＝________kg；書本上空空氣的分子總數(shù)N＝________個(gè)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 【解析】　大氣壓可看做是由空氣重量產(chǎn)生的，p0＝mg/S，代入數(shù)據(jù)解出：m＝2.0×102 kg，分子總數(shù)N＝mNA/M＝4.0×1027個(gè)． 【答案】　2.0×102　4.0×1027 12．(6分)(xx·山東高考)我國(guó)“蛟龍”號(hào)深海

12、探測(cè)船載人下潛超過(guò)七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄．在某次深潛實(shí)驗(yàn)中，“蛟龍”號(hào)探測(cè)到990 m深處的海水溫度為280 K．某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來(lái)研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化．如圖3所示，導(dǎo)熱良好的氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)活塞的質(zhì)量和摩擦，氣缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強(qiáng)p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝3 m3，如果將該氣缸下潛至990 m深處，此過(guò)程中封閉氣體可視為理想氣體． 圖3 (1)求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng))． (2)下潛過(guò)程中封閉氣體________(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量________(填“大于”

13、或“小于”)外界對(duì)氣體所做的功． 【解析】　(1)①當(dāng)氣缸下潛至990 m時(shí)，設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，溫度為T，體積為V，由題意可知p＝100 atm① 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得 ＝② 代入數(shù)據(jù)得 V＝2.8×10－2 m3.③ (2)放熱；大于． 【答案】　(1)2.8×10－2 m3　(2)放熱　大于 13．(8分)教室的容積是100 m3，在溫度是7 ℃時(shí)，大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa，室內(nèi)空氣的質(zhì)量是130 kg，當(dāng)溫度升高到27 ℃時(shí)大氣壓強(qiáng)為1.05×105 Pa，教室內(nèi)空氣質(zhì)量是多少？ 【解析】　初態(tài)p1＝1.0×105 Pa，V1＝100 m3 T1＝(273

14、＋7) K＝280 K 末態(tài)p2＝1.05×105 Pa，T2＝300 K 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝得 V2＝V1＝m3 故V2＞V1，因此有氣體流出房間 m2＝m1＝127.4 kg. 【答案】　127.4 kg 14．(10分)某同學(xué)家新買了一臺(tái)雙門電冰箱，冷藏室容積107 L，冷凍室容積118 L，假設(shè)室內(nèi)空氣為理想氣體． (1)若室內(nèi)空氣的摩爾體積為22.5×10－3m3/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol－1，在家中關(guān)閉冰箱封門后，電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有多少個(gè)空氣分子？ (2)冰箱工作時(shí)把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部，請(qǐng)分析說(shuō)

15、明這是否違背熱力學(xué)第二定律． 【解析】　(1)N＝NA＝×6.0×1023＝6.0×1024(個(gè))． (2)不違背熱力學(xué)第二定律，因?yàn)闊崃坎皇亲园l(fā)的由低溫向高溫傳遞，電冰箱工作過(guò)程中要消耗電能． 【答案】　(1)6.0×1024　(2)見解析 15．(14分)如圖4所示，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直 圖4 放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體(可視為理想氣體)，氣體溫度為T1.然后，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到p0時(shí)，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃管的容積為2.6V1，活塞因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p0.繼續(xù)將活

16、塞上方抽成真空并密封．整個(gè)抽氣過(guò)程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求： (1)活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度； (2)當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時(shí)氣體的壓強(qiáng)． 【解析】　(1)活塞上方的壓強(qiáng)為p0時(shí)，活塞下方氣體的體積為V1，抽氣過(guò)程為等溫過(guò)程，活塞上面抽成真空時(shí)，下面氣體的壓強(qiáng)為0.5p0.由玻意耳定律得＝① 式中V是抽成真空時(shí)活塞下面氣體的體積，此后，氣體等壓膨脹，由蓋·呂薩克定律得 ＝② 式中T是活塞碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度，由①②得 T＝1.2T1③ (2)活塞碰到頂部后的過(guò)程是等容升溫過(guò)程，由查理定律得 ＝④ 式中p2是氣體溫度達(dá)到1.8T

17、1時(shí)氣體的壓強(qiáng)． 由③④式得p2＝0.75p0. 【答案】　(1)1.2T1　(2)0.75p0 16．(16分)我國(guó)載人航天工程取得很大進(jìn)展，不久的將來(lái)中國(guó)航天員將登上月球．某學(xué)校興趣小組的同學(xué)，通過(guò)查資料知道：月球半徑R＝1.7×106 m，月球表面重力加速度g＝1.6 m/s2.為開發(fā)月球的需要，設(shè)想在月球表面覆蓋一層厚度為h的大氣，使月球表面附近的大氣壓達(dá)到p0＝1.0×105 Pa，已知大氣層厚度h＝1.3×103 m比月球半徑小得多，假設(shè)月球表面初始沒有空氣．試估算 (1)應(yīng)在月球表面添加的大氣層的總質(zhì)量m；(月球表面的大氣壓強(qiáng)由大氣的重力產(chǎn)生) (2)月球大氣層的分子數(shù)

18、為多少？ (3)分子間的距離為多少？(空氣的平均摩爾質(zhì)量M＝2.9×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1) 【解析】　(1)月球的表面積S＝4πR2，月球大氣的重力與大氣壓力大小相等mg＝p0S，所以大氣的總質(zhì)量m＝ 代入數(shù)據(jù)可得 m＝ ≈2.27×1018 kg (2)月球大氣層的分子數(shù)為 N＝NA＝×6.0×1023個(gè) ≈4.7×1043個(gè) (3)可以認(rèn)為每一個(gè)氣體分子占據(jù)空間為一個(gè)立方體，小立方體緊密排列，其邊長(zhǎng)即為分子間的距離．設(shè)分子間距離為a，大氣層中氣體的體積為V，則有V＝4πR2h，a＝ 則a＝＝≈1.0×10－9m. 【答案】　(1)2.27×1018 kg　(2)4.7×1043個(gè) (3)1.0×10－9m