2020年物理人教版选修3-3 综合训练

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选修模块 3-3 综合训练 ‎1．(1)如题12A-1图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( )‎ A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 ‎(2)如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。‎ ‎(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字)‎ ‎2．（1）以下说法正确的是 ‎ A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子势能最小 B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 C．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 K A B D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质 ‎（2）如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想 气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的．开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点，则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为 ，在该过程中，缸内气体 （填“吸热”或“放热”）．（设周围环境温度保持不变，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g）‎ ‎（3）“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆．水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50 m、宽25 m、水深3 m．设水的摩尔质量为M＝1.8×10-2kg／mol，试估算该游泳池中水分子数．‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 ‎3．O A B C D V T 封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为NA。‎ ‎（1）由状态A变到状态D过程中 ‎ A．气体从外界吸收热量，内能增加 B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少 C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大 D．气体的密度不变 ‎（2）在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体 （选“吸收”或“放出”）热量 J。‎ ‎（3）在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V0，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？‎ ‎4．⑴有以下说法，其中正确的是 ．‎ A．在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小 B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 C．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质 ‎⑵一定质量的理想气体从状态A(p1、V1)开始做等压膨胀变化到状态B(p1、V2)，．此过程中气体对外做的功为 ，气体分子的平均动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）， 气体 （选填“吸收”或“放出”）热量．‎ ‎⑶已知地球的半径R，地球表面的重力加速度g，大气压强p0，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA．请结合所提供的物理量估算出地球周围大气层空气的分子数．‎ ‎5、（1）下列叙述中正确的是（　 　　）‎ A、一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大 ‎ B、分子间的距离增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大 C、达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度 D、悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显 T ‎（2）若一定质量的理想气体分别按图所示的三种不同过程变化，其中表 示等容变化的是 (填"a→b"、“b→c"或“c→d'’)，该过程中 气体 (填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”)．‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 ‎（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。（结果保留一位有效数字）‎ ‎6．（1）以下说法正确的是（ ）‎ A．满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的 B．熵是物体内分子运动无序程度的量度 C．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变。‎ D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小 ‎（2）目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术，实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量。容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力。‎ R ‎（3）如图所示，在水平固定的筒形绝热气缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截面积为0.2m2，外界大气压强为105Pa，气体温度为27℃。活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动。当气缸内温度升高到77℃时，活塞移动了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？‎ ‎7．（1） 以下说法中正确的是 ‎ ‎ A．被活塞封闭在空缸中的一定质量的理想气体，若体积不变，压强增大，则气缸 在单位面积上，单位时间内受到的分子碰撞次数增加 ‎ B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 ‎ C．分子间距增大，分子势能就一定增大 ‎ D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现 ‎ （2） 如图所示，气缸内封闭一定质量的某种理 9‎ 第 9 页 共 9 页 想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，[已知活塞距缸口0.2m，活塞面积10，大气压强，物重50N，活塞质量及一切摩擦 不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，‎ 封闭气体吸收了60J的热量，则封闭气体的压强 将 （选填“增加”、“减小”或“不变”），气 体内能变化量为 J。‎ ‎ （3）一滴体积为V的油酸，配制成体积比为1：k的油酸溶液（），现取一滴体积仍为V的油酸溶液在滴在水面上，在水面上形成面积为S的单分子油膜，已知油酸的密度为，摩尔质量为M。请据此推算阿伏伽德罗常数的表达式。‎ ‎8. (1) 下列说法正确的是________．‎ A. 当两个分子间的分子势能增大时，分子间作用力一定减小 B. 大量分子的集体行为是不规则的，带有偶然性 C. 晶体和非晶体在一定的条件下可以转化 D. 人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能 ‎(2) 一定质量的理想气体，体积由V1压缩至V2，第一次是经过一个等温过程，最终气体压强是p1、气体内能是E1；第二次是经过一个等压过程，最终气体压强是p2、气体内能是E2；则p1________p2，E1________E2.(填“＞”“＝”或“＜”)　‎ ‎(3) 当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为m∶n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．现用滴管从量筒中取V体积的溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴．‎ ‎① 用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为________．‎ ‎② 求出估算油酸分子直径的表达式．‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 ‎9．（1） 以下说法中正确的是 （ ）‎ A．扫地时扬起的尘埃在空气中的运动是布朗运动 B．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性 ‎ ‎ C．相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体 D．在液体表面分子之间总表现为斥力 ‎（2） 如图所示，一定质量的理想气体状态变化的P-V图像，平行于P轴。气体从状态到的变化过程中 内能 （“增加”或“减少”）气体 （“吸热”或“放热”）。‎ ‎（3） 1mol气体在某状态下的体积是1.62 ×10-2m3，阿伏伽德罗常数取NA=6.0×1023mol-1，则气体分子之间的平均距离是多少？（结果保留一位有效数字）‎ ‎10．（1） 一定质量的理想气体发生等容变化，下列图象正确的是　　　　　　．‎ ‎（2） 如图所示，某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验，用手指堵住注射 器前端小孔，这时注射器内就封闭了一定质量的空气（可看成理想气体）．若该同学往里缓慢地推活塞（如图甲），气体的压强　　　　　（选填“增大”或“减小”）．若该同学缓慢推进活塞过程中做功为W1；然后将活塞缓慢稍稍拉出一些（如图乙），此过程中做功为W2，则全过程中注射器内空气的内能增加量　　　　　．‎ ‎（3） 2010年美国墨西哥湾原油泄漏，造成了大面积的海洋被污染，成为全球史上最严重事故性漏油事件．“科学团队估计，大约490万桶原油从油井中泄漏，但不是所有漏油都流入墨西哥湾，英石油共收集大约80万桶原油，还有410万桶流入墨西哥湾．” 学习了“用油膜法估测分子的大小”的实验后，某研究性学习小组欲评估此次漏油事件的影响．小组同学将浓度为l‰（千分之一），体积为l.2ml的石油的酒精溶液滴在平静的水面上，经过一段时间后，石油充分扩展为面积3m2的油膜，请你根据他们的实验数据估算，流入墨西哥湾的原油如果充分扩展，将会覆盖多大的海洋面积?（1桶原油体积约为l60升）．‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 ‎11． （1）下列说法中正确的是 ;‎ A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度 B．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙 C．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时分子间斥力小于引力 T/K P/atm A B C O D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 ‎（2）如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中____ ___(选填“吸热”或“放热”)‎ ‎（3）冬天到了，很多同学用热水袋取暖。现有某一热水袋内水的体积约为400cm3，它所包含的水分子数目约为多少个?（计算结果保留1位有效数字，已知1mol水的质量约为18g，阿伏伽德罗常数取6.0×1023mol－1）。‎ ‎12．（1）下列说法中正确的是 ‎ A．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力变小 B．布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动 C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的 D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度 ‎ ‎（2）一定质量的某种理想气体分别经历下图所示的三种变化过程，其中表示等压变化的 是 (选填A、B或C)，该过程中气体的内能 (选填“增加”、“减少”或“不变”)。‎ V O A ‎1‎ ‎2‎ T O B ‎1‎ ‎2‎ T V O C ‎1‎ ‎2‎ ‎（3）在一个大气压下，1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸汽，对外做了170J的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，水的摩尔质量M=18g/mol。则 ‎ ‎①水的分子总势能变化了 J；‎ ‎②1g水所含的分子数为 （结果保留两位有效数字）。‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 ‎13．如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。‎ 洗 衣 缸 细 管 空气 压力传感器 ‎⑴当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，‎ 则被封闭的空气 ‎ A．分子间的引力和斥力都增大 B．分子的热运动加剧 C．分子的平均动能增大 D．体积变小，压强变大 ‎⑵若密闭的空气可视为理想气体，在上述⑴中空气体积变化的过程中，外界对空气做了 ‎0.6J的功，则空气 （选填“吸收”或“放出”）了 J的热量；当洗完衣服缸内 水位迅速降低时，则空气的内能 （选填“增加”或“减小”）。‎ ‎⑶若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）。w w w.ks5 u .c om ‎14．（1）以下有关热学内容的叙述，其中正确的是（ ）‎ A．在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小 B．用N表示阿伏伽德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示铜的密度，那么一个铜原子所占空间的体积可表示为M/ρN C．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 D. 晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 ‎（2）一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中的箭头所示方向进行状态变化，最后又回到初始状态A ，即A→B→C→A ，这一过程称为一个循环。则由A→B，气体的分子平均动能 ；由B→C，气体的内能 ；（填“增加”、“减少”或“不变”）。‎ ‎（3）结合上述P－V图，根据分子动理论（等压变化的微观解释），简要分析C→A过程，压强不变的原因。‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 ‎3-3模块参考答案：‎ ‎1.（1）D ;(2)增大；Q-P0(V2-V1) (3) 一个油酸分子的体积V=M/( ρNA)‎ 由球的体积与直径的关系得分子直径 ‎ 最大面积S= 解得S=1×102 m2‎ ‎2．（1）AD （2） 　　 吸热 ‎ ‎（3）设水的密度为ρ，游泳池中水的质量为m ，阿伏加德罗常数为NA ，游泳池中水的总体积为 V=50×25×3m3=3.75×103 m3‎ 则游泳池中水的物质的量为n=m／M=ρV／M 所含的水分子数为N1=nNA=ρVNA／M=1.0×103×3.75×103×6.02×1023／(1.8×10－2)个=1.3×1032个 ‎3.（1）AB （2）吸收；14J ‎ ‎（3）AD，由状态方程，得 ‎ 分子数 ‎ ‎4．⑴D ⑵p1（V2- V1） 增大 吸收 ‎⑶因为大气压强是由大气重力产生的，由得 ‎ ‎ ‎5．（1））C（2） a→b ，吸热 （3）个 ‎6．（1）（ BC ）（2） 增大 大于（3）气体对外做功，‎ 气体内能增量ΔU＝3740J 由热力学第一定律 可得 ‎7 （1）AD （2）不变、（增加）50J， ‎ ‎（3）一滴油酸溶液中油酸的体积 ①‎ 油酸分子直径 ② ‎ 油酸分子的体积 ③ ‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页 阿伏加德罗常数 ④ ‎ 由①②③④解得 ‎ ‎8. (1) CD　(2) ＞　＞ (3) ① 8S　② ‎9.（1）BC （2）增加 吸热 （3）3×10-9m ‎10. (1)C ;(2) 增大；（3）‎ ‎11.（1）D （2）小于 吸热 （3）1×1025‎ ‎12. （1）C （2）C 增加 （3）①2090 ② 3.3×1022 ‎ ‎13．⑴AD ⑵放出 0.6 减小 ‎ ‎（3）物质的量，分子总数 代入数据得N= 2.68×1022≈3×1022 ‎ ‎14．（1）BC；（2）增大；减小 ‎（3）C→A过程，由于体积减小，单位体积分子数增多，单位面积碰撞器壁的分子数增多；又因温度降低，分子平均动能减小，导致分子对器壁的平均作用力减小，使总的压力可以保持不变，压强不变。‎ ‎ ‎ 9‎ 第 9 页 共 9 页