2020版高考物理一轮复习（练习·新人教版）选修3-3+综合检测

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修3-3综合检测 ‎(时间:90分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分.在每小题给出的选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)‎ ‎1.如图是某喷水壶示意图.未喷水时阀门K闭合,压下压杆A可向瓶内储气室充气;多次充气后按下按柄B打开阀门K,水会自动经导管从喷嘴处喷出.储气室内气体可视为理想气体,充气和喷水过程温度保持不变,则(　AC　)‎ A.充气过程中,储气室内气体内能增大 B.充气过程中,储气室内气体分子平均动能增大 C.喷水过程中,储气室内气体吸热 D.喷水过程中,储气室内气体压强增大 解析:充气过程中,储气室内气体的质量增加,气体的温度不变,故气体分子的平均动能不变,气体内能增大,选项A正确,B错误;喷水过程中,气体对外做功,体积增大,而气体温度不变,则气体吸热,所以气体压强减小,选项C正确,D错误.‎ ‎2.下列说法中正确的是(　BD　)‎ A.物体速度增大,则分子动能增大,内能也增大 B.一定质量的气体体积增大,但既不吸热也不放热,内能减小 C.相同质量的两种物体,提高相同的温度,内能的增量一定相同 D.物体的内能与物体的温度和体积都有关系 解析:速度增大,不会改变物体的分子动能,选项A错误;体积增大时,气体对外做功,不吸热也不放热时,内能减小,选项B正确;质量相同,但物体的物质的量不一定相同,故提高相同的温度时,内能的增量不一定相同,选项C错误;物体的内能取决于物体的温度和体积,选项D正确.‎ ‎3.如图所示,是氧气分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布图线,由图可知(　AD　)‎ A.随着温度升高,氧气分子的平均速率增大 B.随着温度升高,每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度升高,氧气分子中速率小的分子所占比例增大 D.同一温度下,氧气分子速率分布呈现“中间多,两头少”的规律 解析:读取图像信息知,同一温度下,分子速率分布呈现“中间多,两头少”的特点,故D正确.由分子动理论知,不同温度下的图像不同,温度升高,分子中速率大的分子所占比例增大,其分子运动的平均速率也增大,平均动能增大,故A正确,C错误.温度升高,多数分子的速率会变大,少数分子的速率会变小,故B错误.‎ ‎4.下列说法正确的是(　BCD　)‎ A.凡是不违背能量守恒定律的实验构想,都是能够实现的 B.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,表明要使物体的内能发生变化,既可以通过做功来实现,也可以通过热传递来 实现 C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大 解析:由热力学第二定律可知,A错误.由热力学第一定律可知,B正确.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,分子平均速率增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,C正确.温度越高,分子热运动的平均动能越大,分子的平均速率增大,这是统计规律,具体到个别分子,其速率的变化不确定,因此仍可能有分子的运动速率变小,D正确.‎ ‎5.下列说法正确的是(　BD　)‎ A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B.水可以浸润玻璃,但不能浸润石蜡,表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系 C.液晶的各种物理性质,在各个方向上都是不同的 D.相同温度下相对湿度越大,表明空气中水蒸气越接近饱和 解析:布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,故选项A错误;液体是否浸润某种固体取决于相关液体及固体的性质,故选项B正确;液晶的光学性质,在各个方向是不同的,但不是所有物理性质都具有各向异性.故C错误;相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度水的饱和汽压的比值,故选项D正确.‎ ‎6.如图所示,a,b,c,d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,cd平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,以下说法正确的是(　BCD　)‎ A.从状态d到c,气体不吸热也不放热 B.从状态c到b,气体放热 C.从状态a到d,气体对外做功 D.从状态b到a,气体吸热 解析:读取pT图像信息,从状态d到c,气体等温变化,内能不变,体积变大,气体对外界做功,由热力学第一定律知气体要吸热,故A错误.从状态c到b,气体体积变小,外界对气体做功,又内能减小,则气体放热,故B正确.从状态a到d,气体等压变化,温度升高,体积变大,气体对外界做功,故C正确.从状态b到a,气体等容变化,温度升高,内能变大,气体吸热,故D正确.‎ ‎7.以下有关热现象的叙述,正确的是(　CD　)‎ A.气体的体积是所有气体分子的体积之和 B.当气体膨胀时,气体的内能一定减少 C.即使没有漏气,也没有摩擦的能量损失,内燃机也不可能把内能全部转化为机械能 D.单晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征 解析:气体体积主要是气体所充满的空间,故选项A错误;气体膨胀时,对外做功,但不清楚传热情况,所以不能确定内能的变化情况,故选项B错误;由热力学第二定律知,内燃机不可能把内能全部转化为机械能,而不产生其他影响,故选项C正确;由单晶体的特点知选项D正确.‎ ‎8.一定质量的理想气体分别在T1,T2温度下发生等温变化,相应的两条等温线如图所示,T2对应的图线上有A,B两点,表示气体的两个状态.下列说法正确的是(　BCD　)‎ A.温度为T1时气体分子的平均动能比T2时的大 B.A到B的过程中,气体内能不变 C.A到B的过程中,气体从外界吸收热量 D.A到B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少 解析:由题图知T2>T1,温度为T1时气体分子的平均动能比T2时小,选项A错误;A到B的过程中,气体体积增大,对外做功,温度不变,内能不变,由热力学第一定律,可知气体从外界吸收热量,选项B,C正确;A到B的过程中,气体体积增大,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少,选项D正确.‎ ‎9.下列关于固体、液体、气体的性质的说法正确的是(　BD　)‎ A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故 B.液体表面具有收缩的趋势,这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故 C.黄金、白银等金属容易加工成各种形状,没有固定的外形,所以金属不是晶体 D.某温度下空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数 解析:气体如果失去了容器的约束就会散开,这是气体分子无规则运动的缘故,选项A错误;液体表面具有收缩的趋势,这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故,选项B正确;黄金、白银等金属一般是多晶体,容易加工成各种形状,没有固定的外形,选项C错误;某温度下空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数,选项D正确.‎ ‎10.下列说法中正确的是(　ABC　)‎ A.气体放出热量,其分子的平均动能可能增大 B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动 C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D.第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了热力学第一定律 解析:根据热力学第一定律,气体放出热量,若外界对气体做功,使气体温度升高,其分子的平均动能增大,选项A正确;布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动,选项B正确;当分子力表现为斥力时,分子力总是随分子间距离的减小而增大,随分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能也增大,选项C正确;第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了热力学第二定律,选项D错误.‎ ‎11.下列说法正确的是(　ACD　)‎ A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化 B.足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果 C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定 增加 D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 解析:单晶体冰糖有固定的熔点,磨碎后物质微粒排列结构不变,熔点不变,选项A正确;足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因,与气体分子之间的作用力无关,选项B错误;一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,没有对外做功,根据热力学第一定律可知,其内能一定增加,选项C正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,选项D正确.‎ ‎12.如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态.现通过电热丝对气体A加热一段时间,后来活塞达到新的平衡,不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,大气压强保持不变,则下列判断正确的是(　AC　)‎ A.气体A吸热,内能增加 B.气体B吸热,对外做功,内能不变 C.气体A分子的平均动能增大 D.气体A和气体B内每个分子的动能都增大 解析:气体A做等容变化,则W=0,根据ΔU=W+Q可知气体A吸收热量,内能增加,温度升高,气体A分子的平均动能变大,但不是每个分子的动能都增加,选项A,C正确,D错误;因为中间是导热隔板,所以气体B吸收热量,温度升高,内能增加;又因为压强不变,故体积变大,气体对外做功,选项B错误.‎ ‎13.如图为某同学设计的喷水装置,内部装有2 L水,上部密封 ‎1 atm的空气0.5 L,保持阀门关闭,再充入1 atm的空气 0.1 L,设在所有过程中空气可看成理想气体,且温度不变,下列说法正确的有(　ACD　)‎ A.充气后,密封气体的压强增加 B.充气后,密封气体的分子平均动能增加 C.充气过程,外界对密封气体做功 D.打开阀门后,密封气体对外界做正功 解析:以两部分气体整体为研究对象,初状态有p1=1 atm,‎ V1=(0.5+0.1) L,末状态有V2=0.5 L,p2未知.由玻意耳定律p1V1=‎ p2V2,解得p2== atm=1.2 atm,则充气后压强增大,故选项A正确;温度不变,则气体分子平均动能不变,故选项B错误;充气过程,气体体积减小,外界对其做功,故选项C正确;打开阀门后气体体积增大,则气体对外界做正功,故选项D正确.‎ 二、非选择题(共48分)‎ ‎14.(9分)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1‎ ‎ mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm,试问:‎ ‎(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为　　　　模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为　　　　油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的　　　　.图中油酸膜的面积为　　　　m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是　　　　m.(结果保留两位有效数字) ‎ ‎(2)某同学在实验过程中,在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?‎ 请写出你分析的原因: 　 . ‎ 解析:(1)油膜面积约占70小格,面积约为S=70×25×25×10-6 m2≈4.4×10-2 m2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V=××10-6 m3=1.2×10-11 m3,‎ 油酸分子的直径约等于油膜的厚度 d== m≈2.7×10-10 m.‎ ‎(2)主要有两个原因:①水面受到落下的油酸酒精溶液的冲击,先陷下后又恢复水平,因此油膜的面积扩张;②油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩.‎ 答案:(1)球体　单分子　直径　4.4×10-2　1.2×10-11　2.7×10-10　(2)见解析 评分标准:第(1)问6分,第(2)问3分.‎ ‎15.(9分)某同学估测室温的装置如图所示,汽缸导热性能良好,用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体.室温时气体的体积V1=‎ ‎66 mL,将汽缸竖直放置于冰水混合物中,稳定后封闭气体的体积V2=60 mL.不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦,室内大气压p0=‎ ‎1.0×105 Pa.‎ ‎(1)根据题干条件可得室温是多少?‎ ‎(2)上述过程中,外界对气体做的功是多少?‎ 解析:(1)设室温为T1,则=, (2分)‎ 又T2=273 K, (2分)‎ 代入解得T1=300.3 K,t1=27.3 ℃. (1分)‎ ‎(2)外界对气体做的功W=p0·ΔV, (2分)‎ 解得W=0.60 J. (2分)‎ 答案:(1)27.3 ℃　(2)0.60 J ‎16.(9分)如图所示,一粗细均匀的玻璃瓶水平放置,瓶口处有阀门K,瓶内有A,B两部分用一活塞分开的理想气体.开始时,活塞处于静止状态,A,B两部分气体长度分别为2L和L,压强均为p.若因阀门封闭不严,B中气体向外缓慢漏气,活塞将缓慢移动,整个过程中气体温度不变,瓶口处气体体积可以忽略.当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时(忽略摩擦阻力),求此时:‎ ‎(1)A中气体的压强;‎ ‎(2)B中剩余气体与漏气前B中气体的质量之比.‎ 解析:(1)对A中气体,由玻意耳定律可得 p·2LS=pA(2L+0.4L)S (2分)‎ 得pA=p. (1分)‎ ‎(2)AB气体通过活塞分开,AB中气体压强始终保持相同 pA=pB 设漏气后B中气体和漏出气体总长度为LB pLS=pBLBS (1分)‎ 得LB=L (2分)‎ 此时B中气体长度为LB′=L-0.4L=0.6L(1分)‎ 则此时B中气体质量mB′与原有质量mB之比为 ‎==. (2分)‎ 答案:(1)p　(2)‎ ‎17.(9分)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示,气体在状态A时的压强pA=p0,温度TA=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点.求:‎ ‎(1)气体在状态B时的压强pB;‎ ‎(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10 J,该过程中气体吸收的热量为多少;‎ ‎(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC.‎ 解析:(1)A到B是等温变化,压强和体积成反比,根据玻意耳定律有pAVA=pBVB, (2分)‎ 解得pB=p0. (1分)‎ ‎(2)A状态至B状态过程是等温变化,气体内能不变,即ΔU=0‎ 气体对外界做功W=-10 J (1分)‎ 根据热力学第一定律有 ΔU=W+Q (1分)‎ 解得Q=-W=10 J. (1分)‎ ‎(3)由B到C等压变化,则pC=pB=p0‎ 根据盖—吕萨克定律得= (2分)‎ 解得TC=T0. (1分)‎ 答案:(1)p0　(2)10 J　(3)p0　T0‎ ‎18.(12分)如图所示,有一个高度为 h=0.6 m的金属容器放置在水平地面上,容器内有温度为t1=27 ℃的空气,容器左侧壁有一阀门距底面高度为h1=0.3 m,阀门细管直径忽略不计.容器内有一质量为m=5.0 kg的水平活塞,横截面积为S=20 cm2,活塞与容器壁紧密接触又可自由活动,不计摩擦,现打开阀门,让活塞下降直至静止并处于稳定状态.外界大气压强为p0=1.0×105 Pa.阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10 m/s2.求:‎ ‎(1)若不考虑气体温度变化,则活塞静止时距容器底部的高度h2;‎ ‎(2)活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到327 ℃,求此时活塞距容器底部的高度h3.‎ 解析:(1)活塞在阀门以上时,容器内气体的压强为 p1=1.0×105 Pa,‎ 活塞静止时,气体压强为 p2=p0+=1.25×105 Pa, (2分)‎ 活塞刚到阀门时,容器内气体体积为V1=h1S,活塞静止时,气体的体积为V2=h2S,‎ 根据玻意耳定律有p1V1=p2V2, (2分)‎ 代入数据得h2=0.24 m. (2分)‎ ‎(2)活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为 p3=p2=1.25×105 Pa,‎ 等压变化,‎ T2=T1=300 K,T3=600 K,V2=h2S,V3=h3S, (2分)‎ 根据盖—吕萨克定律有=, (2分)‎ 代入数据得h3==0.48 m. (2分)‎ 答案:(1)0.24 m　(2)0.48 m