高中物理滬科版3第五章能源與可持續(xù)發(fā)展單元測試 模塊綜合測評

模塊綜合測評(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分．在每小題給出的五個選項中有三項符合題目要求，選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分；選錯1個扣3分，最低得分為0分)1．關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法正確的是()A．固體可以分為晶體和非晶體兩類，非晶體和多晶體都沒有確定的幾何形狀B．液晶像液體一樣具有流動性，而其光學性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向同性C．在圍繞地球運行的“天宮一號”中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸汽的壓強越接近同一溫度時水的飽和汽壓E．大量氣體分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率按“中間少，兩頭多”的規(guī)律分布【解析】非晶體和多晶體都沒有確定的幾何形狀，A正確；液晶與某些單晶體相似，具有各向異性，B錯誤；水滴呈球形是表面張力的作用，C正確；根據(jù)飽和汽壓的特點知D正確；大量分子做無規(guī)則運動時，呈現(xiàn)“兩頭少，中間多”的分布規(guī)律，E錯誤．【答案】ACD2．下列說法正確的是()A．分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小B．布朗運動就是氣體或液體分子的無規(guī)則運動C．食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性D．高原地區(qū)水的沸點較低是，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E．即使科技再進步，第二類永動機也不可能制成【解析】分子間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，選項A對；布朗運動是固體小顆粒的運動，不是氣體或液體分子的運動，選項B錯；晶體的原子、分子都是按一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項C對；高原地區(qū)水的沸點較低，是高原地區(qū)大氣壓較低的緣故，選項D錯；第二類永動機違背了熱力學第二定律，一定不能制成，選項E對．【答案】ACE3．關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是()A．為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程【解析】做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，選項A正確；由熱力學第一定律可知對某物體做功，物體的內(nèi)能可能增加、不變或減小，故B錯；由熱力學第二定律可知，通過外界作用可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Γ梢允篃崃繌牡蜏匚矬w傳向高溫物體，C正確，D錯誤；所有的實際宏觀熱過程都是不可逆的，E正確．【答案】ACE4．如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達狀態(tài)c.設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac則下列選項不正確的是()【導學號：35500052】圖1A．Tb＞Tc，Qab＞Qac B．Tb＞Tc，Qab＜QacC．Tb＝Tc，Qab＞Qac D．Tb＝Tc，Qab＜QacE．氣體在b、c狀態(tài)內(nèi)能相等【解析】由理想氣體狀態(tài)方程可知eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pcVc,Tc)＝eq\f(pbVb,Tb)，即eq\f(2p0·V0,Tc)＝eq\f(p0·2V0,Tb)，得Tc＝Tb，則氣體在b、c狀態(tài)內(nèi)能相等，E正確；因a到b和a到c的ΔU相同，而a到c過程中氣體體積不變，W＝0，a到b過程中氣體膨脹對外做功，W＜0，根據(jù)熱力學第一定律：ΔU＝Q＋W可知a到b的吸熱Qab大于a到c的吸熱Qac，即Qab＞Qac.選項C正確．【答案】ABD5．如圖2所示，絕熱的汽缸與絕熱的活塞A、B密封一定質(zhì)量的理想氣體后水平放置在光滑地面上，不計活塞與汽缸壁的摩擦，現(xiàn)用電熱絲給汽缸內(nèi)的氣體加熱，在加熱過程中下列說法中正確的是()圖2A．汽缸仍保持靜止B．活塞A、B均向左移動C．密封氣體的內(nèi)能一定增加D．汽缸中單位時間內(nèi)作用在活塞A和活塞B上的分子個數(shù)相同E．汽缸中單位時間內(nèi)作用在活塞A和活塞B上的分子個數(shù)不同【解析】對汽缸整體分析，外部各個方向上受到大氣的壓力相等，所以汽缸保持靜止，A對；用電熱絲給汽缸內(nèi)的氣體加熱后，汽缸內(nèi)的氣體溫度升高，內(nèi)能增大，壓強變大，活塞A、B均向外運動，B錯，C正確；活塞A的面積大于活塞B的面積，單位時間內(nèi)作用在活塞A和活塞B上的分子個數(shù)不同，D錯，E對．【答案】ACE6．關(guān)于分子運動，下列說法中正確的是()A．擴散現(xiàn)象說明了分子間存在著空隙B．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C．懸浮在液體中的固體微粒的布朗運動是固體顆粒分子無規(guī)則運動的反映D．布朗運動的劇烈程度跟溫度有關(guān)，因此也可以叫做熱運動E．擴散現(xiàn)象、布朗運動和分子熱運動都隨溫度的升高而變得劇烈【解析】擴散現(xiàn)象是分子間的滲透，說明分子間存在間隙，A正確．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，B正確．布朗運動是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運動，是由大量液體分子撞擊形成的，是液體分子無規(guī)則運動的反映，布朗運動是固體微粒的無規(guī)則運動，不是熱運動，選項C、D錯誤，E正確．【答案】ABE7．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零度B．雨水沒有透過布雨傘是液體表面張力的作用導致的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汽壓強的比值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致的，B正確；由熱力學第一定律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汽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】BCE8．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()【導學號：35500053】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(本題共4小題，共52分，按題目要求作答)9．(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，要測定阿伏伽德羅常量，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，要測定阿伏伽德羅常量，還需知道油酸的摩爾體積．【答案】(1)eq\f(a,bSn)(2)B10．(12分)如圖4所示，U形管左端封閉，右端開口，左管橫截面積為右管橫截面積的2倍，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長為26cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm，外界大氣壓為76cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使管內(nèi)氣柱長度變?yōu)?0cm，則此時左管內(nèi)氣體的溫度為多少？【導學號：35500054】圖4【解析】設(shè)左管和右管內(nèi)水銀液面的高度差原來是h1，升溫后變?yōu)閔2，左管的橫截面積為S，由理想氣體的狀態(tài)方程得eq\f(p0－h(huán)1l1S,T1)＝eq\f(p0－h(huán)2l2S,T2)其中h2＝h1－3(l2－l1)解得T2＝420K.【答案】420K11．(14分)某同學估測室溫的裝置如圖5所示．汽缸導熱性能良好，用絕熱的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體．室溫時，氣體的體積V1＝66mL，將汽缸豎起放置于冰水混合物中，穩(wěn)定后封閉氣體的體積V2＝60mL.不計活塞重力、活塞與缸壁間的摩擦，室內(nèi)大氣壓p0＝×105Pa.問：圖5(1)室溫是多少？(2)上述過程中，外界對氣體做的功是多少？【解析】(1)對活塞研究，因不計活塞重力、活塞與缸壁間的摩擦，活塞只受外部氣體對其向下的壓力和內(nèi)部氣體對其向上的托力，所以汽缸內(nèi)的氣體為等壓變化，設(shè)室溫為T1，則eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，代入數(shù)據(jù)解得：T1＝K.(2)因壓強恒定，所以外界對氣體做功為W＝p0·ΔV＝p0·(V1－V2)，代入數(shù)據(jù)解得：W＝J.【答案】(1)K(2)J12．(16分)如圖6所示，一個絕熱的汽缸豎直放置，上方有一個絕熱且光滑的活塞，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，隔板將汽缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體A，當氣體吸收熱量Q時，活塞上升了h，此時氣體的溫度為T1.已知大氣壓強為p0，重力加速度為g.圖6(1)加熱過程中，若A氣體內(nèi)能增加了ΔE1，求B氣體內(nèi)能增加量ΔE2.(2)現(xiàn)停止對氣體加熱，同時在活塞上緩慢添加砂粒，當活塞恰好回到原來的位置時，A氣體的溫度為T2，求此時添加砂粒的總質(zhì)量Δm.【解析】(1)B氣體對外做功W＝p1Sh＝(p0S＋mg)h由熱力學第一定律得ΔE1