高中物理人教版3第十章熱力學(xué)定律 模塊綜合測評 優(yōu)秀獎

模塊綜合測評(A)(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，共48分，每小題有多項符合題目要求，全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．(2023·長沙高二檢測)在一定溫度下，當(dāng)一定量氣體的體積增大時，氣體的壓強(qiáng)減小．關(guān)于其原因下列說法正確的是()A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，單位時間內(nèi)對單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少B．氣體分子的密集程度變小，分子的平均動能不變，單位面積器壁上受到的分子平均作用力減小C．每個分子對器壁的平均撞擊力變小D．氣體分子的密集程度變小，分子勢能變小E．氣體分子的密集程度變小，分子勢能增大【解析】氣體溫度不變，分子的平均動能不變，氣體分子對器壁的平均撞擊力不變，當(dāng)氣體的體積增大時，氣體分子的密集程度減小，氣體壓強(qiáng)減小，A、B正確，C錯誤；氣體的體積增大，分子勢能增大，D錯誤、E正確．【答案】ABE2．(2023·福建高考改編)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(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)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()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(xué)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】ABD3．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()【導(dǎo)學(xué)號：11202307】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．氣缸中單位時間內(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(qiáng)變大，活塞A、B均向外運(yùn)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】ACE4．(2023·福建高考改編)下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，其中正確的是．()A．分子間距離減小時分子勢能一定減小B．溫度越高，物體中分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈C．物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)D．非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性E．非晶體、多晶體的物理性質(zhì)為各向同性【解析】當(dāng)分子間距r＜r0時，分子間距r減小，分子勢能增大，選項A錯誤；分子熱運(yùn)動的劇烈程度只與溫度有關(guān)，溫度越高，運(yùn)動越劇烈，選項B正確；溫度越高，熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，選項C正確；多晶體的物理性質(zhì)為各向同性，選項D錯誤、E正確．【答案】BCE5.如圖3所示，a、b、c三根完全相同的玻璃管，一端封閉，管內(nèi)各用相同長度的一段水銀柱封閉了質(zhì)量相等的空氣，a管豎直向下做自由落體運(yùn)動，b管豎直向上做加速度為g的勻加速運(yùn)動，c管沿傾角為45°的光滑斜面下滑，若空氣溫度始終不變，當(dāng)水銀柱相對管壁靜止時，a、b、c三管內(nèi)的空氣柱長度為La、Lb、Lc，則下列選項不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：11202308】圖3A．Lb＝Lc＝La B．Lb>Lc>LaC．Lb<Lc<La D．Lb<Lc＝LaE．被封閉氣體的分子數(shù)目相同【解析】設(shè)玻璃管的橫截面積為S，氣體狀態(tài)經(jīng)變化達(dá)到穩(wěn)定后，對水銀柱應(yīng)用牛頓第二定律，a管：p0S＋mg－paS＝ma，a＝g，解得pa＝p0；b管：pbS－mg－p0S＝ma，a＝g，解得pb＝p0＋eq\f(2mg,S)；c管：mgsinθ＋p0S－pcS＝ma，由C管和水銀柱整體知gsinθ＝a，解得pc＝p0；又因為三管內(nèi)空氣質(zhì)量相等，溫度相同，所以三管內(nèi)空氣的pV＝恒量，pa＝pc<pb故La＝Lc>Lb，選項D正確；同質(zhì)量氣體，分子數(shù)目相同，E正確．【答案】ABC6．(2023·南京高二檢測)關(guān)于分子運(yùn)動，下列說法中正確的是()A．?dāng)U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(yùn)動越不明顯C．懸浮在液體中的固體微粒的布朗運(yùn)動是固體顆粒分子無規(guī)則運(yùn)動的反映D．布朗運(yùn)動的劇烈程度跟溫度有關(guān)，因此也可以叫做熱運(yùn)動E．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動和分子熱運(yùn)動都隨溫度的升高而變得劇烈【解析】擴(kuò)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(yùn)動越不明顯，B正確．布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，是由大量液體分子撞擊形成的，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，布朗運(yùn)動是固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是熱運(yùn)動，選項C、D錯誤，E正確．【答案】ABE7．下列關(guān)于濕度的說法中正確的是()A．不同溫度下，水的絕對濕度不同，而相對濕度相同B．在絕對濕度不變而降低溫度時，相對濕度增大C．相對濕度越小，人感覺越舒服D．相對濕度反映了空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度E．在潮濕的天氣里，空氣的相對濕度大，水蒸發(fā)得慢，所以洗了的衣服不容易晾干【解析】不同溫度下，水的絕對濕度可以相同，A錯；降低溫度，水的飽和汽壓減小，絕對濕度不變的條件下，相對濕度增大，B對；相對濕度越小表示空氣越干燥，相對濕度越大，表示空氣越潮濕，太干燥或太潮濕，人都會感覺不舒服，所以C錯；相對濕度是空氣中水蒸氣的實際壓強(qiáng)與該溫度下水的飽和汽壓之比，所以它反映了水蒸氣含量接近飽和的程度，D對；E正確．【答案】BDE8．伽利略在1593年制造了世界上第一個溫度計——空氣溫度計，如圖4所示．一個細(xì)長頸的球形瓶倒插在裝有紅色液體的槽中，細(xì)管中的液面清晰可見，如果不考慮外界大氣壓的變化，就能根據(jù)液面的變化測出溫度的變化，則()【導(dǎo)學(xué)號：11202309】圖4A．該溫度計的測溫物質(zhì)是槽中的液體B．該溫度計的測溫物質(zhì)是細(xì)管中的紅色液體C．該溫度計的測溫物質(zhì)是球形瓶中的空氣D．該溫度計是利用測溫物質(zhì)的熱脹冷縮性質(zhì)制造的E．該溫度計與液體溫度計相比，缺點是受大氣壓變化的影響【解析】細(xì)管中的紅色液體是用來顯示球形瓶中空氣的體積隨溫度變化情況的，測溫物體是球形瓶中封閉的空氣，該溫度計是利用它的熱脹冷縮的性質(zhì)制造的，故A、B錯，C、D、E正確．【答案】CDE二、非選擇題(本題共4小題，共52分，按題目要求作答)9．(12分)油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖5所示．若每一小方格的邊長為25mm，試問：圖5(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為________模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為________油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的______．圖中油酸膜的面積為______m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學(xué)在實驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：___________________________【解析】油膜面積約占70小格，面積約為S＝70×25×25×10－6m2≈×10－2m2，一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V＝eq\f(1,50)×eq\f,1000)×10－6m3＝×10－11m3，故油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d＝eq\f(V,S)＝eq\f×10－11,×10－2)m≈×10－10m.【答案】(1)球形單分子直徑×10－21．2×10－11×10－10(2)主要有兩個原因：①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積先擴(kuò)張后又收縮；②油酸酒精溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，使液面收縮10．(12分)如圖6所示，一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0.經(jīng)過太陽曝曬，氣體溫度由T0＝300K升至T1＝350K.(1)求此時氣體的壓強(qiáng)；(2)保持T1＝350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值．【導(dǎo)學(xué)號：11202310】圖6【解析】(1)設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)①代入數(shù)據(jù)得p1＝eq\f(7,6)p0.②(2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V③聯(lián)立②③式得V＝eq\f(7,6)V0④設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值為k，由題意得k＝eq\f(V0,V)⑤聯(lián)立④⑤式得k＝eq\f(6,7).【答案】(1)eq\f(7,6)p0(2)eq\f(6,7)11．(14分)(2023·濟(jì)南檢測)某登山運(yùn)動員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中，在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了，而手表沒有受到任何撞擊．該手表出廠時給出的參數(shù)為：27℃時表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為×105Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值)，當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過×104Pa時表盤玻璃將爆裂．當(dāng)時登山運(yùn)動員攜帶的溫度計的讀數(shù)是－21℃，表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計．(1)通過計算判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂？(2)當(dāng)時外界的大氣壓強(qiáng)為多少？【解析】(1)以表內(nèi)氣體為研究對象，初狀態(tài)：p1＝×105Pa，T1＝273＋27＝300K末狀態(tài)：壓強(qiáng)為p2，T2＝273K－21K＝252K根據(jù)查理定律，有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得p2＝×104Pa如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的，則外界的大氣壓強(qiáng)至少為p0＝p2＋Δp＝×104Pa＋×104Pa＝×105Pa.大于山腳下的大氣壓強(qiáng)(即常溫下大氣壓強(qiáng))，這顯然是不可能的，所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的．(2)當(dāng)時外界的大氣壓強(qiáng)為p1′＝p2－Δp＝×104Pa－×104Pa＝×104Pa.【答案】(1)向外爆裂(2)×104Pa12．(14分)(2023·武漢調(diào)研)如圖7所示，一直立氣缸由兩個橫截面積不同的圓筒連接而成，活塞A、B間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，A的上方和B的下方分別與大氣相通．兩活塞用長為L＝30cm的不可伸長的細(xì)線相連．可在缸內(nèi)無摩擦地上下滑動．當(dāng)缸內(nèi)封閉氣體的溫度為T1＝300K時，活塞A、B的平衡位置如圖所示．已知活塞A、B的質(zhì)量均為m＝kg，橫截面積分別為SA＝20cm2，SB＝10cm2，大氣壓強(qiáng)取p0＝×105Pa，重力加速度為g＝10m/s2.圖7(1)活塞A、B在圖示位置時，求缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)現(xiàn)對缸內(nèi)封閉氣體緩慢加熱，為使氣缸不漏氣，求缸內(nèi)封閉氣體的最高溫度．【導(dǎo)學(xué)號：112023