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【走向高考】2016届高三物理人教版一轮复习习题:选修3-3综合测试题


选修 3-3 综合测试题
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分 100 分,考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,有的小 题只有一项符合题目要求,有的小题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全 的得 2 分,有选错的得 0 分。) 1.用

r 表示两分子之间的距离,Ep 表示两个分子间的相互作用势能,当 r=r0 时,两个 分子之间引力等于斥力,设两个分子相距较远时,Ep=0,则( A.当分子间距 r 变小时,引力减小,斥力增大 B.当 r>r0 时,引力大于斥力,r 增大时分子力做负功,Ep 增加 C.当 r<r0 时,引力大于斥力,r 减小时分子力做负功,Ep 减小 D.当 r=r0 时,Ep=0 [答案] B [解析] 分子间的斥力和引力都随分子间距离的减小而增大,选项 A 错误。当 r>r0 时, 分子引力大于斥力,分子力表现为引力,则 r 增大时分子力做负功,分子势能 Ep 必然增加, 故选项 B 正确。当 r<r0 时,引力小于斥力,分子力表现为斥力,选项 C 错误。因为规定两 个分子间相距较远时,Ep=0,则分子从较远处到 r0 的过程中,引力做正功,分子势能减小, 则当 r=r0 时,Ep<0,选项 D 错误。 2.下列说法中不正确的是( ) )

A.温度高的物体内能可能大,但分子平均动能不一定大 B.单晶体和多晶体都有规则的几何外形 C.热量可以从低温物体传给高温物体 D.潮湿的天气绝对湿度不一定很大 [答案] AB [解析] 根据温度的微观含义知, 温度高的物体内能不一定大, 但分子平均动能一定大, 选项 A 错误;单晶体有规则的几何外形,而多晶体没有规则的几何外形,选项 B 错误;热 量可以从低温物体传给高温物体,选项 C 正确;潮湿的天气相对湿度一定很大,但绝对湿 度不一定很大,选项 D 正确。 3.随着 NBA 新总裁亚当-萧华的接任,NBA 将在中国引发更高的热情。若某同学在 夏天上体育课把放在空调教室里的篮球带出去玩,不久发现球变硬了些,则球内的气体 ( ) A.吸收热量,内能不变 B.吸收热量,内能变大 C.温度升高,内能变大

D.温度升高,内能变小 [答案] BC [解析] 利用热力学第一定律分析求解。篮球变硬是因为气体膨胀,体积增大,由于从 空调教室拿到室外,篮球温度升高,气体体积增大对外做功,由热力学第一定律 ΔU=W+ Q 可知篮球要吸收热量,内能增大,B、C 正确。 4.(2014· 黑龙江省泰来县第一中学月考)对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是 ( ) A.保持气体的压强不变,改变其温度,可以实现其内能不变 B.若气体的温度逐渐升高,则其压强可以保持不变 C.气体温度每升高 1K 所吸收的热量与气体经历的过程有关 D.当气体体积逐渐增大时,气体的内能一定减小 [答案] BC [解析] 因为一定质量的理想气体的内能仅决定于温度,所以选项 A 错误。一定质量的 理想气体可以经历等压膨胀的过程,故选项 B 正确。因为做功和热传递都是指过程,所以 选项 C 正确。气体体积增大的过程中,温度可能不变,可能升高,也可能降低,所以选项 D 错误。 5.(2014· 北京 101 中学月考)下列各种说法中正确的是( A.温度低的物体内能小 B.分子运动的平均速度可能为零,瞬时速度不可能为零 C.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 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 [答案] CD [解析] 物体的内能由物质的量、温度和体积共同决定,选项 A 错误。温度是分子平均 动能的标志,而温度不可能达到绝对零度,所以分子运动的平均速度不可能为零,选项 B 错误,液体与大气相接触,表面层内分子间的距离比较大,大于分子之间的平均距离,则分 子间的作用表现为相互吸引,选项 C 正确。因为单位体积内的分子数越多、温度越高气体 分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多,选项 D 正确。 6.(2014· 甘肃省兰州一中期中)根据热力学定律,下列说法中正确的是( A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递 B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成“能源危机” [答案] AB [解析] 显而易见, 选项 A 正确。 空调机在制冷过程中消耗了电能, 总体上是放出热量, ) )

选项 B 正确。根据热力学第二定律,不可能制成一种循环工作的热机,从单一热源吸收热 量,使之完全变为功而不引起其他变化,所以选项 C 错误。能量守恒是自然界普遍遵循的 规律,能源危机的形成是由于在使用能源的过程中,能源的品质降低了,难以再利用,所以 选项 D 错误。 7.如图是一种气压保温瓶的结构示意图。用手按下按压器时,气室 上方的小孔被堵塞。以瓶内密闭气体为研究对象,按压器未按下时瓶内 气体(含气室)压强为 p,体积为 V0,按压器按下后瓶内气体压强为 p, 忽略瓶内气体温度变化,此时瓶内气体体积为( p0 A . V0 p p0 C. V p0+p 0 [答案] A [解析] 因忽略瓶内气体温度变化, 所以瓶内气体发生了等温变化, 根据玻意尔定律 p0V0 p0 =pV 有,V= V0,选项 A 正确。 p 8.(2014· 南京模拟)如图所示,是氧气在 0℃和 100℃两种不同情况下,各速率区间的分 子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。由图可知( ) )

p B . V0 p0 p-p0 D. V0 p

A.100℃的氧气,速率大的分子比例较多 B.具有最大比例的速率区间,0℃时对应的速率大 C.温度越高,分子的平均速率越大 D.在 0℃时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域 [答案] AC [解析] 温度升高,分子热运动更加剧烈。速率大的分子比例较多,A 正确;具有最大 比例的速率区间,100℃时对应的速率大,B 错;温度越高,分子的平均动能越大,分子的 平均速率越大,C 正确;在 0℃时,部分分子速率比较大,但是分子平均动能比较小,不能 说明内部有温度较高的区域,D 错。 9.(2014· 景德镇市高三一检)夏天,自行车内胎充气过足,放在阳光下受到暴晒,车胎 极易爆裂。关于这一现象对车胎内气体描述正确的有(暴晒过程中内胎容积几乎不变)( A.车胎爆裂,是车胎内气体温度升高,分子间斥力急剧增大的结果 )

B.在爆裂前的过程中,车胎内气体温度升高,分子无规则热运动加剧,气体压强增大 C.在爆裂前的过程中,车胎内气体吸热,内能增加 D.在车胎突然爆裂的瞬间,车胎内气体内能减少 [答案] BCD [解析] 由于气体分子间的距离始终大于分子间的平均距离 r0,所以气体分子间的作用 力总是表现为引力,故选项 A 错误。由于阳光的暴晒,胎内气体在体积不变的情况下,吸 收热量,温度升高,分子无规则热运动加剧,压强增大,选项 B、C 正确,在车胎突然爆裂 的瞬间,气体做绝热膨胀,对外界做功,温度降低,车胎内气体内能减少。 10.下列说法正确的是( )

A.悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少,布朗运动越不 明显 B.分子间存在的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小,但是斥力比引力减小得 更快 C.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周 期性 D.不需要任何动力或燃料,却能不断对外做功的永动机是不可能制成的 E.如果没有漏气、没有摩擦,也没有机体热量的损失,热机的效率可以达到 100% [答案] BCD [解析] 悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少,布朗运动 越明显,选项 A 错误。分子间存在的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小,但是斥 力比引力减小得更快,选项 B 正确。在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规 则排列的,具有空间上的周期性,选项 C 正确。不需要任何动力或燃料,却能不断对外做 功的永动机,违背能量守恒定律,是不可能制成的,选项 D 正确。如果没有漏气、没有摩 擦,也没有机体热量的损失,根据热力学第二定律,热机的效率也不能达到 100%,选项 E 错误。 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、填空题(共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。把答案直接填在横线上) 11.(6 分)体积为 4.8×10 3cm3 的一个油滴,滴在湖面上扩展为 16cm2 的单分子油膜,


则 1mol 这种油的体积为________。 [答案] 8.5×10 6m3


[解析] 根据用油膜法估测分子的大小的原理,设油分子为球形,可算出一个油分子的 体积,最后算出 1mol 这种油的体积。 1 1 V V= πd3NA= π( )3· NA 6 6 S

4.8×10 3×10 6 3 1 = ×3.14×( ) ×6.02×1023m3 6 16
- -

≈8.5×10 6m3。


12.(6 分)(2014· 南京模拟)如图所示,一定质量的理想气体的 p—V 图 象中,A→B 为等温过程,B→C 为绝热过程。这两个过程中,内能减少的 是________; 此过程中______(选填“气体对外”或“外界对气体”)做功。 [答案] B→C 气体对外 [解析] A→B 过程为等温膨胀的过程,内能不变,B→C 是降温过程,所以内能减少, 根据热力学第一定律可知在此过程中气体对外做功。 13.(6 分)可燃冰是天然气的固体状态,深埋于海底和陆地永久冻土层中,它的主要成 分是甲烷分子与水分子,是极具发展潜力的新能源。如果海底地层断裂,可燃冰分解产生的 气体就会喷出海面.设有一定质量的甲烷气体从海面下某处上升,不计海水温度的变化,甲 烷气体在海水中上升时对周围海水做________(填“正”或“负”)功,甲烷气体______(填 “吸热”、“放热”或“与海水无热交换”)。 [答案] 正 吸热 [解析] 本题关键是看懂气泡在水中上升由于压力的缘故气泡会逐渐变大对外做功,由 于温度不变,气体内能不变,对外做功吸热。 三、论述计算题(共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14.(10 分)(2014· 南京模拟)1mol 任何气体在标准状况下的体积都是 22.4L。试估算温度 为 0℃, 压强为 2 个标准大气压状态下 1 个立方米内气体分子数目(结果保留两位有效数字)。 [答案] 5.4×1025 个

[解析] 设 0℃,p1=2 大气压下,气体体积 V1=1m3,在标准状态下,压强 p2=1 大气 压,气体体积 V2 由 p1V1=p2V2 得到 V2=2.0m3 V2 N=NA =5.4×1025(个) 22.4 15.(10 分)(2014· 武汉市部分学校新高三起点调研测试)如图所示, 一环形玻璃管放在水平面内,管内封闭有一定质量的理想气体,一固定 的活塞 C 和一能自由移动的活塞 A 将管内的气体分成体积相等的两部分 Ⅰ、Ⅱ。现保持气体Ⅱ的温度不变为 T0=300K,对气体 I 缓慢加热至 T =500K,求此时气体Ⅰ、Ⅱ的体积之比。(活塞绝热且不计体积) [答案] 5 3

[解析] 设环形玻璃管内Ⅰ、Ⅱ两部分的初始体积为 V0,加热前后两部分气体的压强分

别为 p0、p,Ⅰ中气体体积的增加量为 ΔV,由理想气体状态方程,对Ⅰ中气体有 p0V0 p?V0+ΔV? = T0 T 由玻意耳定律,对Ⅱ中气体有 p0V0=p(V0-ΔV) V0 解得 ΔV= 4 V0+ΔV 5 故此时气体Ⅰ、Ⅱ的体积之比为 = 。 V0-ΔV 3 16.(11 分)某学校科技兴趣小组,利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄 酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管, 玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱, 接口处用蜡密封, 将酒瓶水平放置,如图所示。已知:该装置密封气体的体积为 480cm3,玻璃管内部横截面 积为 0.4cm2,瓶口外的有效长度为 48cm。当气温为 7℃时,水银柱刚好处在瓶口位置。

(1)求该气温计能测量的最高气温; (2)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收 3J 热量,则 在这一过程中该气体的内能如何变化?变化了多少?(已知大气压为 1×105Pa) [答案] [解析] (1)18.2℃ (2)气体内能增加;增加了 1.08J (1)当水银柱到达管口时,所测气温最高,设为 T2,此时气体体积为 V2,则

初态:T1=280K,V1=480cm3 末态:V2=(480+48×0.4)cm3=499.2cm3 V1 V2 由盖· 吕萨克定律得 = T1 T2 代入解得 T2=291.2K=18.2℃ (2)水银柱移动过程中,外界对气体做的功 W=-p0SL=-1.92J 由热力学第一定律得 ΔU=W+Q=1.08J,气体内能增加。 17.(11 分)(2014· 武汉武昌区模拟)如图,导热性能极好的气缸,高为 L=1m,开口向上 固定在水平面上,气缸中有横截面积为 S=100cm2、质量为 m=10kg 的光滑活塞,活塞将一 定质量的理想气体封闭在气缸内。当外界温度为 t=27℃、大气压为 p0=1×105Pa 时,气柱 高度为 l=0.9m,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,取 g=10m/s2。求:

(1)如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,在顶端处,竖直拉力 F 的大小;

(2)如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,外界温度为多少摄氏度。 [答案] [解析] 压强为 p2。 由玻意耳定律得:p1lS=p2LS 在起始状态对活塞由受力平衡得:p1S=mg+p0S 对活塞由受力平衡得:F+p2S=mg+p0S 解得 F=110N lS LS (2)由盖· 吕萨克定律得: = T T′ 其中:T=300K T′=(273+t′)K 解得 t′≈60.3℃ (1)110N (2)60.3℃

(1)设起始状态气缸内气体压强为 p1, 当活塞被缓慢拉至气缸顶端时气缸内气体


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