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2019-2020年高中物理 本冊綜合能力檢測 新人教版選修3-3 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，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10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．(濰坊一中xx～xx學年高二下學期期末)下圖描繪的是一定質(zhì)量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種情況下速率分布的情況，符合統(tǒng)計規(guī)律的是(　　) 答案：A 解析：氣體溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子熱運動的平均速率增大，且分子速率分布呈現(xiàn)“兩頭少、中間多”的特點。溫度高時速率大的分子所占據(jù)的比例越大，所以A正確。 2．(廈門市xx～xx學年高二下學期期末)以下說法正確的是(　　) A．露珠呈球狀是由于表面張力的作用 B．單晶體有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點 C．在溫度不變的情況下，減小液面上方飽和汽的體積時，飽和汽的壓強增大 D．教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運動，這種運動是布朗運動 答案：A 解析：表面張力使液體表面收縮，所以露珠呈球狀，A正胡；單晶體和多晶體都有固定熔點，B錯；溫度不變，飽和汽壓不變，C錯；布朗運動用肉眼是看不到的，D錯。 3．由于海水水面有表面張力的作用，水珠之間相互吸引著，這樣使得風很難把水珠刮起，只能夠形成海浪，所以海洋上的風只帶有少量的水沫；而沙漠中的沙子卻不一樣，沙粒之間幾乎沒有作用力，所以風很容易刮起大量的沙子……根據(jù)以上規(guī)律聯(lián)系所學知識請你設(shè)想，玻璃燒杯中盛有少許水銀，在太空軌道上運行的宇宙飛船內(nèi)，水銀在燒杯中呈怎樣的形狀(　　) 答案：D 解析：宇宙飛船內(nèi)完全失重，且水銀不浸潤玻璃。因為水銀不浸潤玻璃，所以在完全失重的情況下，水銀的形狀只由表面張力決定。因為表面張力作用下水銀的表面要收縮至最小，最終呈球形。 4.用注射器做“探究氣體等溫變化規(guī)律”的實驗中，取幾組p、V值后，用p作縱坐標，作橫坐標，畫出p－圖象是一條直線，把這條直線延長后未通過坐標原點，而與橫軸相交，如圖所示，可能的原因是(　　) A．各組的取值范圍太小 B．堵塞注射器小孔的橡膠套漏氣 C．在實驗中用手握住注射器而沒能保持溫度不變 D．壓強的測量值偏小 答案：D 解析：因p－圖象為一直線，故氣體的質(zhì)量一定、溫度不變的條件得到滿足，B、C錯誤；取值范圍大小對實驗無太大影響，A錯誤；如圖所示，先將圖線反向延長并和縱坐標交于－p，然后將軸向下平移到－p，圖象過原點，可見壓強總偏小，D正確。 5．(南陽市xx～xx學年高二下學期期中)帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a；然后經(jīng)過過程ab到達狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V－T圖所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為Pb和Pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則(　　) A．Pb>Pc，Qab>Qac　 B．Pb>Pc，QabQac 答案：D 解析：由圖象可知，b、c兩點溫度相同，Vb>Vc，由玻意耳定律pV＝C可知：pbQac，故D正確。 6．用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分，先把活塞鎖住，將質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分，然后提起銷子S，使活塞可以無摩擦地滑動，當活塞平衡時(　　) A．氧氣的溫度不變 B．氫氣的壓強增大 C．氧氣的體積增大 D．氧氣的內(nèi)能變大 答案：D 解析：質(zhì)量相同，則H2的分子數(shù)多，溫度相同表明兩氣體分子平均動能相同，則H2壓強大，釋放后，活塞右移，H2體積變大，同時對O2做功，O2的溫度升高，內(nèi)能變大，故選D。 7．(青州市實驗中學xx～xx學年高二下學期期末)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示。充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體(　　) A．體積減小，內(nèi)能增大 B．體積減小，壓強減小 C．對外界做負功，內(nèi)能增大 D．對外界做正功，壓強減小 答案：AC 解析：充氣袋被擠壓時，體積減小，氣體對外界做負功，袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，由熱力學第一定律，可得氣體的內(nèi)能增大，溫度升高；氣體體積減小，溫度升高，由理想氣體的狀態(tài)方程可得壓強增大，故A、C正確，B、D錯誤。 8．下列四幅圖分別對應四種說法，其中正確的是(　　) A．微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動 B．當兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等 C．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的 D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用 答案：BD 解析：布朗運動是顆粒的運動不是分子的運動，選項A錯誤；食鹽是晶體，晶體具有各向異性的特點，選項C錯誤；B、D正確。 9．(廣東湛江一中xx～xx學年高二下學期期中)早些年農(nóng)村的小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具，鐵絲的一端纏繞棉花，用水打濕后從一端塞入筆芯內(nèi)，將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來，然后用力推鐵絲，馬鈴薯小塊高速飛出，能打出十幾米遠。下列說法正確的是(　　) A．在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高 B．在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體對外做功 C．馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自于氣體內(nèi)能 D．馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功 答案：AC 解析：在快速推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體經(jīng)歷絕熱壓縮的過程，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，故筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高，故A正確；在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體被壓縮，是外界對氣體做功，故B錯誤；封閉氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程，推出馬鈴薯，故馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自于氣體內(nèi)能，這里的氣體類似彈簧，故C正確，D錯誤。 10.如圖是某研究小組為了探究“魚鰾的作用”所制作的裝置。具體制作方法如下：在大號“可樂瓶”中注入半瓶水，在一個小氣球中放入幾枚硬幣并充入少量空氣(忽略氣體的分子勢能)，將其裝入“可樂瓶”中。通過在水中放鹽改變水的密度后，使氣球恰好懸浮于水中，并擰緊瓶蓋。設(shè)初始時瓶中氣體、水及外界大氣的溫度相同。當用手擠壓“可樂瓶”的上半部分時，下列說法正確的是(　　) A．快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體壓強變大 B．快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體溫度不變 C．快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體體積不變 D．緩慢擠壓時，氣球下降 答案：AD 解析：快速擠壓氣體時，外界對它做功，來不及熱傳遞，由W＋Q＝ΔU，內(nèi)能增大，溫度上升，體積變小，瓶內(nèi)壓強變大，則A項對，B、C兩項錯；緩慢擠壓時，溫度不變，體積變小，瓶內(nèi)壓強變大，對氣球來說，壓強也增大，溫度不變，體積必然減小，則重力mg大于浮力ρgV氣球，氣球下降，則D項正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，共18分，把答案直接填在橫線上) 11．(5分)成年人一次深呼吸吸入450cm3的空氣，則一次深呼吸所吸入的空氣質(zhì)量是________________kg；所吸入的氣體分子數(shù)是________________個。(按標準狀況估算，空氣的摩爾質(zhì)量m＝29g/mol) 答案：5.810－4kg　1.21022個 解析：成年人一次呼吸所吸入的空氣質(zhì)量為： m′＝2910－3kg＝5.810－4kg 所吸入的氣體分子數(shù)： N＝NA＝6.021023＝1.21022(個)。 12．(6分)某同學在夏天游玩時，看到有一些小昆蟲可以在水面上停留或能跑來跑去而不會沉入水中，尤其是湖水中魚兒戲水時吐出小氣泡的情景，覺得很美，于是畫了一幅魚兒戲水的圖畫如圖，但旁邊的同學考慮到上層水溫較高和壓強較小的情況，認為他的畫有不符合物理規(guī)律之處，請根據(jù)你所掌握的物理知識指出正確的畫法(用簡單的文字表述，不要畫圖)，并指出這樣畫的物理依據(jù)。 (1)正確的畫法應為：________________________________。 (2)物理學依據(jù)：____________________________________。 (3)試分析小昆蟲在水面上不會沉入水中的原因________________________________。 答案：(1)正確畫法應為：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要大。 (2)物理學依據(jù)：由理想氣體狀態(tài)方程得V2＝V1。 因為p1>p2，T2>T1，所以V2>V1。 (3)由于水面的表面張力作用，當昆蟲在水面上時，液體的表面向下凹，象張緊的橡皮膜，小昆蟲受到向上的彈力與重力平衡，所以昆蟲可以在水面上停留或能跑來跑去而不會沉入水中。 13．(7分)利用右圖“驗證玻意耳定律”的實驗裝置來驗證查理定律。 (1)為了完成這個實驗，除了圖中給出的器材外，還需要氣壓計、托盤天平、熱水、涼水和________________。 (2)必須進行的實驗步驟有：①用托盤天平稱出活塞和框架的質(zhì)量M，用氣壓計讀出實驗室中的大氣壓強p0。按圖安裝器材，在框架兩側(cè)掛上鉤碼，使注射器的下半部分位于量杯之中。往量杯中加入適量的涼水，使注射器內(nèi)的空氣柱位于水面之下。過幾分鐘后，記下鉤碼的質(zhì)量和活塞下表面的位置。同時________________。 ②在量杯中加些熱水，過幾分鐘后在框架兩側(cè)加掛適當質(zhì)量的鉤碼，使______________，記下鉤碼的質(zhì)量。同時______________。 ③把步驟②重復4次。 (3)可用作圖法來驗證查理定律是否成立，該圖線的橫坐標所代表的物理量及其單位是________________，縱坐標所代表的物理量及其單位是________________。 答案：(1)溫度計　(2)用溫度計測出水溫；氣體體積不變；測出水溫　(3)氣體溫度，開爾文；氣體壓強，帕斯卡 解析：(1)需用溫度計測溫度。 (2)①描述氣體狀態(tài)的三個參量是壓強、體積、溫度，若鉤碼重力為G，活塞橫截面積是S，則管內(nèi)封閉氣體的壓強是p0＋，記下活塞下表面的位置為了下一步能保證氣體體積不變，同時應該用溫度計測出水溫，當作氣體的溫度； ②使管中封閉氣體中呈現(xiàn)另一狀態(tài)，但要保證體積不變，即保持活塞下表面恢復到步驟1的位置，同時再測出水溫。 (3)查理定律是等容變化，研究壓強和溫度的關(guān)系，使兩坐標軸作為這兩個變量的數(shù)軸即可。壓強的單位是帕斯卡，符號是Pa，溫度的單位是開爾文，符號是K。 三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應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)一足夠高的內(nèi)壁光滑的導熱氣缸豎直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。開始時，氣體的體積為2.010－3m3，現(xiàn)緩慢地在活塞上倒上一定量的細沙，活塞靜止時氣體的體積恰好變?yōu)樵瓉淼囊话耄缓髮飧滓瞥鏊?，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?37℃(大氣壓強為1.0105Pa)。 (1)求氣缸內(nèi)氣體最終的壓強和體積； (2)在p－V圖上畫出整個過程中氣缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化(用箭頭在圖線上標出狀態(tài)變化的方向)。 答案：(1)2.0105Pa　1.510－3 m3　(2)如圖所示 解析：(1)p1＝1.0105Pa，V1＝2.010－3m3， T1＝273K p2＝＝2.0105Pa，V2＝1.010－3m3，T2＝273K p3＝2.0105Pa V3＝？，T3＝410K V3＝＝m3＝1.510－3m3 (2)如上圖所示 15．(10分)2012年6月16日16時21分“神舟九號”飛船載著三名宇航員飛向太空。為適應太空環(huán)境，去太空旅行的航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統(tǒng)，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣。假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1atm，氣體體積為2L，到達太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)?L，使航天服達到最大體積。若航天服內(nèi)氣體的溫度不變，將航天服視為封閉系統(tǒng)。 (1)求此時航天服內(nèi)的氣體壓強，并從微觀角度解釋壓強變化的原因； (2)若開啟航天服保障系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣，使航天服內(nèi)的氣壓恢復到0.9atm，則需補充1atm的等溫氣體多少升？ 答案：(1)0.5atm；氣體分子平均動能不變，單位時間內(nèi)撞擊航天服單位面積上的分子數(shù)減小，故壓強減小 (2)1.6 解析：(1)航天服內(nèi)的氣體，開始時壓強為p1＝1atm，體積為V1＝2L，到達太空后壓強為p2，氣體體積為V2＝4L。由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得p2＝0.5atm 航天服內(nèi)氣體的溫度不變，則氣體分子平均動能不變，體積膨脹，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，單位時間內(nèi)撞擊到航天服單位面積上的分子數(shù)減少，故壓強減小。 (2)設(shè)需補充1atm的氣體體積為V′，取總氣體為研究對象，則有p1(V1＋V′)＝p3V2，解得V′＝1.6L。 16．(11分)(棗莊市xx～xx學年高二檢測)2014年3月29日，河南欒川縣老君山的人們將20袋新鮮空氣送至河南鄭州綠城廣場讓市民免費“品嘗”，很快被市民一“吸”而光。意猶未盡的市民甚至“擰干”已經(jīng)干癟的空氣袋，擠出最后一縷空氣。 設(shè)正常情況下一個人1min呼吸16次，每次吸入p0＝1atm的凈化空氣500mL。一個空氣袋能裝p＝10atm的凈化空氣的體積V＝20L。假定這些空氣可以全部被吸掉，人在呼吸空氣時，空氣溫度不變。 (1)試估算一個人24h需要吸這樣的新鮮空氣的袋數(shù)(結(jié)果保留整數(shù))。 (2)假設(shè)新鮮空氣在壓縮至空氣袋中的過程中，溫度保持不變，則在壓縮過程中新鮮空氣的內(nèi)能如何變化？此過程“吸熱”還是“放熱”？ 答案：(1)58袋　(2)內(nèi)能不變，放熱 解析：(1)設(shè)一個人24h吸入1atm的新鮮空氣的體積為V0，則V0＝(166024)500mL＝1.152107mL＝11.52103L① 設(shè)一袋壓縮新鮮空氣可轉(zhuǎn)化為p0＝1atm的空氣的體積為V′，由玻意耳定律有pV＝p0V′② 設(shè)一個人24h需要吸這樣的新鮮空氣的袋數(shù)為n，則 n＝③ 聯(lián)立以上三式可解得n＝58袋。 (2)壓縮過程中新鮮空氣的溫度不變，所以內(nèi)能不變，此過程放熱。 17．(11分)(遼寧師大附中xx～xx學年高二下學期期中)如圖所示，金屬容器被不漏氣的活塞p分成A、B兩部分，A與U形管壓強計相連，B與閥門K相連。整個容器內(nèi)溫度均勻而且恒定，A內(nèi)充有1.5L空氣，B內(nèi)充有3L氧氣，大氣壓強為p0＝76cmHg，此時U形管壓強計左右兩管水銀高度差為h＝38cm。打開閥門K，直到壓強計左右兩管水銀面高度差為h′＝19cm時，再關(guān)閉閥門K。求這時容器內(nèi)B中氧氣質(zhì)量與原來氧氣質(zhì)量的比值。不計活塞p和容器壁之間的摩擦。 答案： 解析：設(shè)打開開關(guān)K之前A、B內(nèi)部氣體的壓強均為p，則有：p＝p0＋h＝76＋38＝114cmHg， A、B內(nèi)部氣體的體積分別為：V1＝1.5L，V2＝3L， 設(shè)打開開關(guān)K穩(wěn)定后時A、B內(nèi)部氣體的壓強均為p′，則有p′＝p0＋h′＝76＋19＝95cmHg，A內(nèi)部氣體的體積變?yōu)閂1′，B內(nèi)部原有氣體的體積變?yōu)閂2′， 對A中氣體，有：pV1＝p′V1′ 代入數(shù)據(jù)得：V1′＝1.8L 對B中原有氣體，有：pV2＝p′V2′ 代入數(shù)據(jù)得：V2′＝3.6L 開關(guān)K又閉合后，B中剩余氣體的體積為： V＝V1＋V2－V1′＝1.5＋3－1.8＝2.7L B中氧氣質(zhì)量與原來氧氣質(zhì)量的比值為：n＝＝＝。