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2019-2020年高中物理 綜合測試卷 新人教版選修3-3 一、選擇題（本題包括12個小題，每小題4分，共48分.每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，選錯或不選的不得分） 1.下列說法中正確的是 （ ） A．溫度是分子平均動能的標志 B．物體的體積增大時，分子勢能一定增大 C．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小 D．利用阿伏伽德羅常數(shù)和某種氣體的密度，就一定可以求出該種氣體的分子質量 圖1 2．如圖1所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，a、b、c、d為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則 （ ） 　　A．乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動 　　B．乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大 　　C．乙分子由a到c的過程，動能先增后減 　　D．乙分子由b到d的過程，兩分子間的分子勢能一直增加 3．若以M表示水的摩爾質量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，為在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，為阿伏加德羅常數(shù)，m、v分別表示每個水分子的質量和體積，下面是四個關系式，正確的是：（　?。? A． B． 　C． 　D． 4．關于液體和固體，以下說法正確的是 　　 ( ) A．液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強 B．液體分子同固體分子一樣，也是密集在一起的 C．液體分子的熱運動沒有固定的平衡位置 D．液體的擴散比固體的擴散快 5.甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強分別為、，且＜，則（ ） A．甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度 B．甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度 C．甲容器中氣體分子的平均動能小于乙容器中氣體分子的平均動能 D．甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能 6．如圖2所示，兩個相通的容器P、Q間裝有閥門K，P中充滿氣體，Q為真空，整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換．打開閥門K后，P中的氣體進入Q中，最終達到平衡，則?。ā　。? 圖2 A. 氣體體積膨脹對外做功，內能減小，溫度降低 B. 氣體對外做功，內能不變，溫度不變 C. 氣體不做功，內能不變，溫度不變，壓強減小 D. Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中 7.恒溫的水池中，有一氣泡緩慢上升，在此過程中，氣泡的體積會逐漸增大，不考慮氣泡內氣體分子勢能的變化，下列說法中正確的是 （ ） A．氣泡內的氣體對外界做功 B．氣泡內的氣體內能增加 C．氣泡內的氣體與外界沒有熱傳遞 D．氣泡內氣體分子的平均動能保持不變 圖3 8．如圖3所示，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中．設水溫均勻且恒定，筒內空氣無泄漏，不計氣體分子間相互作用，則被掩沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內空氣體積減小.?。? ） A.從外界吸熱 B.內能增大 C.向外界放熱 D.內能減小 9．一定質量的理想氣體，初始狀態(tài)為p、V、T。經過一系列狀態(tài)變化后，壓強仍為p，則下列過程中可以實現(xiàn)的是（ ） 　　A.先等溫膨脹，再等容降溫 B. 先等溫壓縮，再等容降溫 C.先等容升溫，再等溫壓縮 D. 先等容降溫，再等溫壓縮 B A 軟管 10.用如圖4所示的實驗裝置來研究氣體等體積變化的規(guī)律。 A、B管下端由軟管相連，注入一定量的水銀，燒瓶中封有一定量的理想氣體，開始時A、B兩管中水銀面一樣高，那么為了保持瓶中氣體體積不變 （ ） A．將燒瓶浸入熱水中時，應將A管向上移動. B．將燒瓶浸入熱水中時，應將A管向下移動. C．將燒瓶浸入冰水中時，應將A管向上移動. D．將燒瓶浸入冰水中時，應將A管向下移動. 11.根據(jù)熱力學定律，下列判斷正確的是 　 （ ） 　 A．我們可以把火爐散失到周圍環(huán)境中的能量全部收集到火爐中再次用來取暖 B．滿足能量守恒定律的過程都可以自發(fā)地進行 C．冰箱的制冷系統(tǒng)能將冰箱內的熱量傳給外界較高溫度的空氣，而不引起其他變化 D．氣體分子自發(fā)的擴散運動只能向著分子均勻分布的方向進行 圖5 12．如圖5所示，用一根與絕熱活塞相連的細線將絕熱氣缸懸掛在某一高度靜止不動，氣缸開口向上，內封閉一定質量的氣體，缸內活塞可以無摩擦移動且不漏氣，現(xiàn)將細線剪斷，讓氣缸自由下落，則下列說法正確的是 ( ) A．氣體壓強減小，氣體對外界做功 B．氣體壓強增大，外界對氣體做功 C．氣體體積減小，氣體內能減小 D．氣體體積增大，氣體內能減小 第Ⅱ卷（非選擇題 共72分） 二、實驗和填空題（共24分） 13．（6分）關于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是 A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積 B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯 C．一定質量的理想氣體，保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越大 D．一定溫度下，飽和汽的壓強是一定的 E．第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律 F．由于液體表面分子間距離大于液體內部分子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力，所以液體表面具有收縮的趨勢 圖6 14．（12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，于是畫了一魚兒戲水的圖畫（如圖6），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）正確畫法： ． （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． ． 15. （6分）某熱機在工作時，若燃料燃燒時放出的熱量，但被廢氣帶走的能量及其他各種損耗為，則該過程中熱機對外做了 功，該熱機工作時的效率為 ，能否使熱機的效率提高到100％？ . 三、計算題（本題共4小題，共48分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位） 16.（12分）一定質量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖7所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃。則： （1）該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少℃？ （2）該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內能的變化量是多大？ 圖7 （3）該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？ 17.（12分）如圖8所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強．開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，此時氣體體積為30cm3，氣壓表讀數(shù)為1.0×105Pa．若用力向下推動活塞，使活塞緩慢向下移動一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為1.2×105Pa．不計活塞與氣缸內壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變。 （1）簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體的吸放熱情況． （2）求活塞移動后氣體的體積． 圖9 18．（14分）如圖9所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體。活塞的質量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h?，F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量Q時，活塞上升上h，此時氣體的溫為T1。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸的摩擦，求： （1）氣體的壓強； （2）加熱過程中氣體的內能增加量； （3）現(xiàn)停止對氣體加熱，同時在活塞上緩慢添加砂粒，當添加砂粒的質量為m0時，活塞恰好回到原來的位置，求此時氣體的溫度. 19.（10分）國際空間站安裝的太陽能電池板長L=73m，寬d=12m，將太陽能轉化為電能的效率為η=20%，該空間站繞地球做勻速圓周運動（離地面的高度遠小于地球半徑），且有一半的時間在地球的陰影內，在電池板發(fā)電的時間內須將電能的一部分儲存在蓄電池內，以供空間站處于陰影區(qū)時使用。已么太陽能輻射的總功率P0=3.83×1026W，日地距離為R0=1.5×1011m（遠大于地球半徑）。由以上數(shù)據(jù)： （1）估算國際空間站所在處單位面積所接收的太陽能功率； （2）這個太陽能電池權能對空間站提供的平均電功率是多少？ 參考答案 的分子作用力比液體分子間的作用力強，分子排列順序為：液體分子沒有固定的平衡位置，故表現(xiàn)出它具有流動性，而固體分子是在自己的平衡位置震動，故有確切的形狀。 5.BC 提示：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得，＜，且，則可判斷出＜，即B項正確；氣體的溫度直接反映出氣體分子的平均動能大小，故C正確。 6．CD 提示：因為Q為真空，從P至Q的過程中，氣體自由膨脹，所體不對外做功，W＝0；整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換，Q＝0，根據(jù)熱力學第一定律△U＝W+Q知，內能不變，溫度不變．由于氣體體積增大，由PV＝常數(shù)，知氣體壓強減?。訟B錯誤，C正確．熱力學第二定律告訴我們，跟熱現(xiàn)象有關的宏觀過程均具有方向性，所以氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中．D正確． 7.AD 8．C 提示：在金屬筒緩慢下降的過程中，溫度不變，壓強增大，由理想氣體狀態(tài)方程=常量，知其體積減小，外界要對氣體做功，W>0；氣體的溫度保持不變，說明氣體的內能不變，ΔE=0；由熱力學第一定律ΔE=W+Q知Q<0，即氣體向外界放熱． 9. BD 提示：氣體狀態(tài)無論怎樣變化，其pV/T比值卻不能改變。 10.AD 11.D 12.BD 13.BCD　 14．（1）正確畫法：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要逐漸增大． （2）物理學依據(jù)：理想氣體狀態(tài)方程，，∵P1>P2，T2>T1 ∴V2>V1 （3）由于昆蟲受到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，小昆蟲受到向上的表面張力的合力與重力平衡，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. 15. ；﹪；不能 16．解析：(1)對于理想氣體： A→B ∴ B→C ∴ (2)A→C 由溫度相等得： ⑶A→C的過程中是吸熱.吸收的熱量 17. 解析：（1）理想氣體溫度不變，內能不變，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律知，氣體放熱． （2分） （2）根據(jù)玻意耳定律： （2分） 活塞移動后氣體的體積為：=25 cm3 18．解析：（1）取活塞為研究對象，由受力平衡得。 （2）氣體對外做功，由熱力學第一定律得，解得 （3）設活塞回到原位置時，氣體的溫度為T2 則由氣態(tài)方程 解得 。 19．解析：（1）太陽的輻射功率視為均勻分布在以太陽為圓心，日地距離為半徑的球面上，國際空間站所在處每平方米接收的太陽能功率為： kW/m2。 （2）太陽能電池板發(fā)電時的功率W，由于每天只有一半的時間可以發(fā)電，所以太陽能電池板對空間站提供的平均發(fā)電功率為發(fā)電時功率的一半，即：118kW。