物理（教科版選修3-3）練習(xí)模塊綜合（一）

模塊綜合(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共10小題，共60分)1．下列說法正確的是()A．液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的B．液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的性質(zhì)C．雨傘傘面上有許多細小的孔卻能遮雨，是因為水的表面張力的作用D．大氣中PM2.5的運動是分子的無規(guī)則運動E．中午與清晨相比車胎內(nèi)氣壓升高、體積增大，此過程中胎內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能增大解析：液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體分子的無規(guī)則運動形成的，不是因為對流形成的，故A錯誤，液晶具有與晶體相似的性質(zhì)，如具有光學(xué)各向異性，液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的性質(zhì)，故B正確．雨傘傘面上有許多細小的孔卻能遮雨，是因為水的表面張力的作用，故C正確．大氣中PM2.5的運動是懸浮在氣體中的固體顆粒的無規(guī)則運動，這些固體顆粒是由大量的分子組成的，所以PM2.5的運動不是分子的無規(guī)則運動，故D錯誤．中午與清晨相比車胎內(nèi)氣壓升高、體積增大，此過程中胎內(nèi)氣體對外做功，溫度升高，內(nèi)能增大，故E正確，故選BCE．答案：BCE2．下列說法正確的是()A．氣體對容器壁有壓強是氣體分子對容器壁頻繁碰撞的結(jié)果B．足球充足氣后很難壓縮，是因為足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果C．一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程總氣體一定從外界吸收熱量D．自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的E．飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無關(guān)解析：氣體對容器壁的壓強是氣體分子對容器壁頻繁碰撞的結(jié)果，故A正確；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的壓強差的原因，與氣體的分子之間的作用力無關(guān)，故B錯誤；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程，eq\f(pV,T)＝C可知，一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程中氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，所以一定從外界吸收熱量，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的，故D正確；飽和汽壓與溫度有關(guān)，且隨著溫度的升高而增大，故E錯誤．答案：ACD3．下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A．一定量100℃的水變成100B．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C．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D．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E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和解析：一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽時，吸收熱量，內(nèi)能增加，由于分子平均動能不變，因此分子勢能增加，故A正確；氣體分子之間的距離很大分子力近似為零，氣體如果失去了容器的約束就會散開，是由于分子雜亂無章運動的結(jié)果，故B錯誤；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，但是若同時體積增大，則單位時間碰撞到單位面積上的分子數(shù)減少，壓強不一定增大，故C錯誤；對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，由氣態(tài)方程eq\f(pV,T)知溫度必定升高，內(nèi)能增大，而氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知一定吸收熱量，故D正確；物體的內(nèi)能指所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和，故E正確答案：ADE4．下列說法正確的是()A．一定量的氣體，體積不變，分子平均碰撞頻次隨著溫度降低而減小B．一定量的氣體，氣體膨脹，氣體分子之間的勢能減小C．一定量的干冰，升華成同溫度的二氧化碳，其分子之間的勢能增加D．物體吸收了熱量，其內(nèi)能一定會增加E．物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用于做功解析：一定量的氣體，體積不變，溫度降低，分子平均動能減少，則分子平均碰撞頻次減小，故A正確；一定量的氣體，氣體膨脹，由于分子間的作用力表現(xiàn)為引力，所以分子力做負(fù)功，勢能增加，故B錯誤；一定量的干冰，升華成同溫度的二氧化碳，要吸收熱量，由于分子動能不變，則其分子之間的勢能增加，故C正確；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，物體吸收了熱量，其內(nèi)能不一定增加，還與做功情況有關(guān)，故D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，在外界的影響下，物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用于做功，故E正確．答案：ACE5．下列說法中正確的是()A．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能多B．溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多C．溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均速率大D．物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子平均動能越大E．相互間達到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等F．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化解析：物體的內(nèi)能除了與溫度有關(guān)以外，還和物質(zhì)的種類、質(zhì)量等因素有關(guān)，故A錯誤，B正確；溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大，但是平均速率不一定大，選項C錯誤；物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子平均動能越大，選項D正確，相互間達到熱平衡的兩物體的溫度一定相等，但是內(nèi)能不一定相同，選項E錯誤，不可能把熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化，選項F正確；故選BDF．答案：BDF6．下列說法中正確的是()A．懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運動就越明顯B．用氣筒給自行車打氣，越打越費勁，說明此時氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)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D．一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小，氣體的壓強一定增大E．內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的熱機是不可能制成的解析：懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運動就越明顯，故A正確；給自行車打氣時，要克服活塞上下的壓強差帶來的壓力來壓活塞，故B錯誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子力是隨分子間距離的增大而先增大，后減小，分子勢能隨分子間距離的增大而增大，故C錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小，由理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體的壓強一定增大，故D正確；熱機的效率不可能提高到100%，是因為他違背了熱力學(xué)第二定律，故E正確，故選ADE．答案：ADE7．下列說法中正確的是()A．對于一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，則氣體壓強必然增大B．對于一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱過程中，外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增加C．對于一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定向外界放熱D．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點E．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大解析：對于一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知由于體積的變化未知，則氣體壓強不一定增大，選項A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，對于一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱過程中，Q＝0，外界對氣體做功W＞0，得ΔU＞0，氣體的內(nèi)能一定增加，選項B正確；根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，對于一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，則溫度升高，W＜0，ΔU＞0，根據(jù)ΔU＝W＋Q，則Q＞0，那么它一定從外界吸熱，選項C錯誤；彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點，選項D正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，隨分子間距的增大，分子力做負(fù)功，則分子勢能隨分子間距離的增大而增大，選項E正確，故選BDE．答案：BDE8．下列說法正確的是()A．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動能都有關(guān)B．氣體的溫度變化時，其分子平均動能和分子間勢能也隨之改變C．溫度一定時，飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大D．功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功E．空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓解析：氣體分子在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與分子數(shù)密度和分子平均速率有關(guān)，也就是與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動能都有關(guān)，故A正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，氣體的溫度變化時，其分子平均動能一定隨之改變，而分子間勢能不一定改變，故B錯誤；飽和汽壓是物質(zhì)的一個重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，故一定溫度下的飽和汽的分子數(shù)密度是一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大，C正確；功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在外界的影響下熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功，故D錯誤；根據(jù)相對濕度的特點可知，空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓，故E正確，故選ACE．答案：ACE9．下列說法中正確的是()A．當(dāng)分子間距離增大時，分子勢能可能增大B．已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常量為NA，則這種物質(zhì)的分子體積V0＝eq\f(M,ρNA)C．自然界一切過程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏觀過程都能自然發(fā)生D．布朗運動并不是分子的運動，但間接證明了分子在永不停息地做無規(guī)則運動E．一定質(zhì)量的理想氣體，壓強不變，體積增大，分子平均動能增加解析：分子力隨距離的變化關(guān)系是先減小后增大，再減小，而分子力做正功分子勢能減小，分子力做負(fù)功分子勢能增加，故當(dāng)分子間距離增大時，分子勢能可能增大，選項A正確．若該種物質(zhì)是固體或液體，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常量為NA，則該種物質(zhì)的分子體積為V0＝eq\f(M,ρNA)，對氣體分子該計算方式不成立，故B錯誤．符合能量守恒定律的宏觀過程有方向性，故并不能全部自然發(fā)生，比如溫度低的物體就不能自動給溫度高的物體傳送熱量，故C錯誤．布朗運動并不是分子的運動，是懸浮在液體表面的固體顆粒的無規(guī)則運動，但間接證明了分子在永不停息地做無規(guī)則運動，選項D正確；由理想氣體方程：eq\f(pV,T)＝C，可知壓強不變，體積增大，則溫度升高，可知分子平均動能增大，故E正確，故選ADE．答案：ADE10．(2017·全國卷Ⅲ)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a.下列說法正確的是()A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B．在過程ca中外界對氣體做功C．在過程ab中氣體對外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量E．在過程ca中氣體從外界吸收熱量解析：ab過程是等容變化，ab過程壓強增大，溫度升高，氣體內(nèi)能增大，選項A正確；而由于體積不變，氣體對外界不做功，選項C錯誤．ca過程是等壓變化，體積減小，外界對氣體做功，選項B正確；體積減小過程中，溫度降低，內(nèi)能減小，氣體要放出熱量，選項E錯誤．bc過程是等溫變化，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外界做功，則需要吸收熱量，選項D正確．答案：ABD二、計算題(本題共3小題，共40分)11．(10分)在室溫條件下研究等容變化，實驗裝置如圖所示，由于不慎使水銀壓強計左管水銀面下h＝10cm處有長為L＝4cm的空氣柱．開始時壓強計的兩側(cè)水銀柱最高端均在同一水平面，溫度計讀數(shù)為7℃，后來對水加熱，使水溫上升到77℃，并通過調(diào)節(jié)壓強計的右管，使左管水銀面仍在原來的位置．若大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1)加熱后左管空氣柱的長度L′；(2)加熱后壓強計兩管水銀面的高度差Δh．解析：研究的對象為兩部分氣體，一部分為球形容器中的氣體A，這部分氣體做的是等容變化．另一部分氣體B，即為壓強計左管中封入的氣體，這部分氣體做的是等溫變化．(1)根據(jù)題意pB＝p0＋(h＋L)＝(76＋10＋4)cmHg＝90cmHg而pA＝pB－h(huán)＝80cmHgA部分氣體在做等容變化時，根據(jù)查理定律，有eq\f(pA,T1)＝eq\f(p′A,T2)解得p′A＝eq\f(T2,T1)pA＝eq\f(273＋77,273＋7)×80cmHg＝100cmHgB部分氣體的壓強pB′＝pA′＋10cmHg＝110cmHg根據(jù)玻意耳定律pBLS＝pB′L′S解得L′＝eq\f(pBL,pB′)＝eq\f(90×4,110)cm≈3.27cm．(2)壓強計左、右兩管水銀面之差Δh，有Δh＋10＋3.27＋76＝110解得Δh＝(110－10－3.27－76)cm＝20.73答案：(1)3.27cm(212．(2017·全國卷Ⅰ)(15分)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)．初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.已知室溫為27℃，(ⅰ)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；(ⅱ)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(ⅲ)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，解析：(ⅰ)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1.依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程．由玻意耳定律得p0V＝p1V1 ①(3p0)V＝p1(2V－V1) ②聯(lián)立①②式得V1＝eq\f(V,2) ③p1＝2p0 ④(ⅱ)打開K3后，由④式知，活塞必定上升．設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時，活塞下氣體壓強為p2.由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2 ⑤由⑤式得p2＝eq\f(3V,V2)p0 ⑥由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為p2′＝eq\f(3,2)p0．