物理總復(fù)習 選修3-3綜合測試題及物理消毒法

選修3－3綜合測試題本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，考試時間90分鐘．第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項符合題目要求，有些小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是()A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B．氣體溫度越高，氣體分子的熱運動就越劇烈C．氣體對容器的壓強是由大量氣體分子對容器不斷碰撞而產(chǎn)生的D．當氣體膨脹時，氣體分子的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能一定減少[答案]BC[解析]氣體分子間空隙較大，不能忽略，選項A錯誤；氣體膨脹時，分子間距增大，分子力做負功，分子勢能增加，并且改變內(nèi)能有兩種方式，氣體膨脹，對外做功，但該過程吸、放熱情況不知，內(nèi)能不一定減少，故選項D錯誤．2．(2011·深圳模擬)下列敘述中，正確的是()A．物體溫度越高，每個分子的動能也越大B．布朗運動就是液體分子的運動C．一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能可能不變D．熱量不可能從低溫物體傳遞給高溫物體[答案]C[解析]溫度高低反映了分子平均動能的大小，選項A錯誤；布朗運動是微小顆粒在液體分子撞擊下做的無規(guī)則運動，而不是液體分子的運動，選項B錯誤；物體內(nèi)能改變方式有做功和熱傳遞兩種，吸收熱量的同時對外做功，其內(nèi)能可能不變，選項C正確；由熱力學(xué)第二定律可知，在不引起其他變化的前提下，熱量不可能從低溫物體傳遞給高溫物體，選項D錯誤．3．以下說法中正確的是()A．熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性減小的方向進行B．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加C．布朗運動是在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運動D．水可以浸潤玻璃，但是不能浸潤石蠟，這個現(xiàn)象表明一種液體是否浸潤某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系[答案]BD[解析]一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進行，選項A錯誤；布朗運動是在顯微鏡中看到的懸浮小顆粒的無規(guī)則運動，選項C錯誤．4．下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法中，正確的是()A．當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B．當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C．當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小[答案]C[解析]當分子力表現(xiàn)為引力時，說明分子間距離大于平衡距離，隨著分子間距離的增大分子力先增大后減小，但分子力一直做負功，分子勢能增大，A、B錯誤；當分子力表現(xiàn)為斥力時，說明分子間距離小于平衡距離，隨著分子間距離的減小分子力增大，且分子力一直做負功，分子勢能增大，只有C正確．5．(2011·西安模擬)一定質(zhì)量氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強增大的原因是()A．溫度升高后，氣體分子的平均速率變大B．溫度升高后，氣體分子的平均動能變大C．溫度升高后，分子撞擊器壁的平均作用力增大D．溫度升高后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多了[答案]ABC[解析]溫度升高后，氣體分子的平均速率、平均動能變大，撞擊器壁的平均撞擊力增大，壓強增大，A、B、C對；分子總數(shù)目不變，體積不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，D錯．6．(2011·撫順模擬)下列說法中正確的是()A．布朗運動是液體分子的運動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動B．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C．液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點D．當兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時，分子間的距離越大，分子勢能越小[答案]BC[解析]布朗運動間接反映液體分子永不停息地無規(guī)則運動，A錯；當兩分子間距離大于平衡位置的間距時，分子間距離增大，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做負功，分子勢能增大，D錯．7．(2011·東北地區(qū)聯(lián)合考試)低碳生活代表著更健康、更自然、更安全的生活，同時也是一種低成本、低代價的生活方式．低碳不僅是企業(yè)行為，也是一項符合時代潮流的生活方式．人類在采取節(jié)能減排措施的同時，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)．在某次實驗中，將一定質(zhì)量的二氧化碳氣體封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計溫度變化，則此過程中()A．外界對封閉氣體做正功B．封閉氣體向外界傳遞熱量C．封閉氣體分子的平均動能增大D．封閉氣體由于氣體分子密度增大，而使壓強增大[答案]ABD[解析]由溫度與分子的平均動能關(guān)系可確定分子平均動能的變化，再結(jié)合熱力學(xué)第一定律可分析做功的情況．因為氣體的溫度不變，所以氣體分子的平均動能不變，C錯誤；當氣體體積減小時，外界對氣體做功，A正確；由熱力學(xué)第一定律可得，封閉氣體將向外界傳遞熱量，B正確；氣體分子的平均動能不變，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增大，故壓強增大，D正確．8．下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力的緣故B．一定量100℃的水變成100C．對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大[答案]BC[解析]氣體散開是氣體分子無規(guī)則運動的結(jié)果，故A錯；水蒸氣的分子勢能大于水的分子勢能，故B對；壓強不變，體積增大，溫度一定升高，對外做功，故吸熱，故C對；而D項中不能確定氣體體積的變化，故D錯．9.一個內(nèi)壁光滑、絕熱的汽缸固定在地面上，絕熱的活塞下方封閉著空氣，若突然用豎直向上的力F將活塞向上拉一些，如圖所示，則缸內(nèi)封閉著的氣體()A．每個分子對缸壁的沖力都會減小B．單位時間內(nèi)缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數(shù)減少C．分子平均動能不變D．若活塞重力不計，拉力F對活塞做的功等于缸內(nèi)氣體內(nèi)能的改變量[答案]B[解析]把活塞向上拉起體積增大，氣體對活塞做功，氣體內(nèi)能減小，溫度降低，分子的平均沖力變小，碰撞次數(shù)減少，故AC錯B對；氣體內(nèi)能的減小量等于對大氣做的功減去F做的功，故D錯．10．如圖所示，帶有活塞的氣缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體，將一個半導(dǎo)體NTC熱敏電阻R置于氣缸中，熱敏電阻與氣缸外的電源E和電流表A組成閉合回路，氣缸和活塞具有良好的絕熱(與外界無熱交換)性能，若發(fā)現(xiàn)電流表的讀數(shù)增大，以下判斷正確的是(不考慮電阻散熱)()A．氣體一定對外做功 B．氣體體積一定增大C．氣體內(nèi)能一定增大 D．氣體壓強一定增大[答案]CD[解析]電流表讀數(shù)增大，說明熱敏電阻溫度升高，即氣體溫度升高，而理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，故其內(nèi)能一定增大，C正確．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，因絕熱，所以Q＝0，而ΔU>0，故W>0，即外界對氣體做功，氣體體積減小，由p、V、T的關(guān)系知，壓強增大，D正確．第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分．把答案直接填在橫線上)11．(6分)體積為4.8×10－3cm3的一個油滴，滴在湖面上擴展為16cm2[答案]8.5×10－6[解析]根據(jù)用油膜法估測分子的大小的原理，設(shè)油分子為球形，可算出一個油分子的體積，最后算出1mol這種油的體積．V＝eq\f(1,6)πd3NA＝eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3·NA＝eq\f(1,6)×3.14×(eq\f(4.8×10－3×10－6,16))3×6.02×1023m3≈8.5×10－6m12．(6分)汽車內(nèi)燃機氣缸內(nèi)汽油燃燒時，氣體體積膨脹推動活塞對外做功．已知在某次對外做功的沖程中，汽油燃燒釋放的化學(xué)能為1×103J，因尾氣排放、氣缸發(fā)熱等對外散失的熱量為8×102J.該內(nèi)燃機的效率為________．隨著科技的進步，可設(shè)法減少熱量的損失，則內(nèi)燃機的效率能不斷提高，其效率________(選填“有可能”或“仍不可能”)達到100%.[答案]20%不可能[解析]內(nèi)燃機的效率η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(1×103J－8×103J,1×103J)＝20%；內(nèi)燃機的效率永遠也達不到100%.13．(6分)(2011·煙臺模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的AB、BC、CA三個變化過程，則：符合查理定律的變化過程是________；C→A過程中氣體____________(選填“吸收”或“放出”)熱量，__________(選填“外界對氣體”或“氣體對外界”)做功，氣體的內(nèi)能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)．[答案]B→C吸收氣體對外界增大三、論述計算題(共4小題，共42分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(10分)如圖甲所示，用面積為S的活塞在氣缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m.現(xiàn)對氣缸緩緩加熱，使氣缸內(nèi)的空氣溫度從T1升高到T2，空氣柱的高度增加了ΔL，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為p0(1)此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？(2)氣缸內(nèi)溫度為T1時，氣柱的長度為多少？(3)請在圖乙的V－T圖上大致作出該過程的圖象(包括在圖線上標出過程的方向)．[答案](1)Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)見解析圖[解析](1)對活塞和砝碼：mg＋p0S＝pS，得p＝p0＋eq\f(mg,S)氣體對外做功W＝pSΔL＝(p0S＋mg)ΔL由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU得ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，eq\f(LS,T1)＝eq\f(L＋ΔLS,T2)解得L＝eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)如圖所示．15．(10分)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為480K.求：(1)氣體在狀態(tài)C時的溫度；(2)試分析從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B整個過程中，氣體是從外界吸收熱量還是放出熱量．[答案](1)160K(2)吸熱[解析](1)A、C兩狀態(tài)體積相等，則有eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)得：TC＝eq\f(pC,pA)TA＝eq\f(0.5×480,1.5)K＝160K(2)由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)得：TB＝eq\f(pBVB,pAVA)TA＝eq\f(0.5×3×180,1.5×1)K＝480K由此可知A、B兩狀態(tài)溫度相同，故A、B兩狀態(tài)內(nèi)能相等，而該過程體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律得：氣體吸收熱量．16．(11分)(2011·陜西省五校模擬)對于生態(tài)環(huán)境的破壞，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年來我國北方地區(qū)3、4月份揚塵天氣明顯增多．據(jù)環(huán)保部門測定，在北京地區(qū)沙塵暴嚴重時，最大風速達到12m/s，同時大量的微粒在空中懸?。硥m暴使空氣中的懸浮微粒的最高濃度達到5.8×10－6kg/m3，懸浮微粒的密度為2.0×103kg/m3，其中懸浮微粒的直徑小于10－7m的稱為“可吸入顆粒物”，對人體的危害最大．北京地區(qū)出現(xiàn)上述沙塵暴時，設(shè)懸浮微粒中總體積的eq\f(1,50)為可吸入顆粒物，并認為所有可吸入顆粒物的平均直徑為5.0×10－8m，求1.0cm[答案]9×105個[解析]先求出可吸入顆粒物的體積以及1m3中所含的可吸入顆粒物的體積，即可求出1.0cm3沙塵暴天氣時，1m3的空氣中所含懸浮微粒的總體積為V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(5.8×10－6×1,2.0×103)m3＝2.9×10－9m3那么1m3中所含的可吸入顆粒物的體積為：V′＝eq\f(V,50)＝5.8×10－11m3又因為每一個可吸入顆粒的體積為：V0＝eq\f(1,6)πd3≈6.54×10－23m3所以1m3中所含的可吸入顆粒物的數(shù)量：n＝eq\f(V′,V0)≈8.9×1011個故1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量為：n′＝n×1.0×10－6＝8.9×105(個)≈9×105(個)17．(11分)(2011·廣州模擬)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，容器的橫截面積為S，將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中，開始時氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0，當氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，求：(1)外界空氣的溫度是多少？(2)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？[答案](1)eq\f(h0＋d,h)T0(2)Q－(mg＋p0S)d[解析](1)取密閉氣體為研究對象，活塞上升過程為等壓變化，由蓋·呂薩克定律有eq\f(V,V0)＝eq\f(T,T0)得外界溫度T＝eq\f(V,V0)T0＝eq\f(h0＋d,h0)T0(2)活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對系統(tǒng)做的功W＝－(mg＋p0S)d根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能ΔE＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d物理消毒法：（一）煮沸是最簡單有效的消毒方法，不需要特殊設(shè)備即可進行。殺滅繁殖型細菌與病毒效果好，對芽胞作用較小。煮沸時間一般為10～30分鐘。金屬器械、棉織品、食具、玻璃制品等可用煮沸消毒。但毛皮、呢絨和塑料制品等不能煮沸消毒。煮沸法不適用于芽胞污染的消毒。（二）高壓蒸氣滅菌為醫(yī)院常用的方法，是一種可靠、經(jīng)濟、快速滅菌的方法，滅菌后無殘留毒笥。121℃滅菌時間為30分鐘，126℃為20分鐘，需消毒的物品包裝不可過大、過厚或過緊，一般為20cm×30cm×40cm，外包材料要有良好蒸汽穿透性，又能阻擋微生物入侵，常用平紋布或醫(yī)用包裝紙。一般壓力為1kg/cm2，20～30分鐘，即可達到消毒效果。（三）紫外線消毒用紫外線燈管有15W、20W、30W等規(guī)則。瓦數(shù)代表燈管在25～40℃時紫外線輸出能量。燈管壽命一般為3000～4000小時，超過此時限效果不可靠。紫外線對一般細菌、病毒均有殺滅作用。革蘭陰性菌最敏感，其次為革蘭陽生菌。但結(jié)核桿菌卻有較強抵抗力。一般紫外線消毒對細菌芽胞無效。紫外線廣泛用于室內(nèi)空氣消毒，如手術(shù)室、燒傷病房、傳染病房、實驗室等。燈管距地面約2