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2019-2020年高中物理 模塊檢測 新人教版選修3-3 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分) 1．根據(jù)熱力學定律和分子動理論，可知下列說法中正確的是(　　) A．布朗運動是液體分子的運動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動 B．永動機是不可能制成的 C．密封在體積不變的容器中的氣體，若溫度升高，則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大 D．根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可能從低溫物體傳到高溫物體 2．用M表示液體或固體的摩爾質(zhì)量，m表示分子質(zhì)量，ρ表示物質(zhì)密度，Vm表示摩爾體積，V0表示分子體積．NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列關(guān)系式不正確的是(　　) A．NA＝ B．NA＝ C．Vm＝ D．m＝M/NA 3．對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列情況中不可能發(fā)生的是(　　) A．分子熱運動的平均動能不變，分子間平均距離減小，壓強變大 B．分子熱運動的平均動能不變，分子間平均距離減小，壓強減小 C．分子熱運動的平均動能增大，分子間平均距離增大，壓強增大 D．分子熱運動的平均動能減小，分子間平均距離減小，壓強不變 4．一定質(zhì)量的理想氣體(　　) A．先等壓膨脹，再等容降溫，其溫度必低于起始溫度 B．先等溫膨脹，再等壓壓縮，其體積必小于起始體積 C．先等容升溫，再等壓壓縮，其溫度有可能等于起始溫度 D．先等容加熱，再絕熱壓縮，其內(nèi)能必大于起始內(nèi)能 5．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是(　　) A．晶體一定有天然的規(guī)則外形 B．冰有固定的熔點，一定是晶體 C．晶體的物理性質(zhì)一定表現(xiàn)為各向異性 D．水晶片和玻璃片都是透明的，故它們都是晶體 6．下圖中的四個圖象是一定質(zhì)量的氣體，按不同的方法由狀態(tài)a變到狀態(tài)b，則反映氣體變化過程中從外界吸熱的是(　　) 7．如圖1所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在A、B、C三個狀態(tài)時(　　) 圖1 A．單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)nA＝nB＝nC B．氣體分子的平均速率vA>vB>vC C．氣體分子在單位時間內(nèi)對器壁的平均作用力FA>FB，F(xiàn)B＝FC D．氣體分子在單位時間內(nèi)，對器壁單位面積碰撞的次數(shù)是NA>NB，NA>NC 8．下面提供了科技發(fā)展的四則信息： ①低溫技術(shù)已有重大突破，1933年低溫已達0.25 K,1957年達到了210－5 K,1995年通過一系列巧妙的方法已達到110－8 K．隨著低溫技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，科學家一定能把熱力學溫度降到絕對零度以下． ②隨著火箭技術(shù)的發(fā)展，人類一定能夠在地球上任意位置的上空發(fā)射一顆同步衛(wèi)星． ③一個國際科研小組正在研制某種使光速大大降低的介質(zhì)，這些科學家希望在不久的將來能使光的速度降到每小時40 m左右，慢到幾乎與烏龜爬行的速度相仿． ④由于太陽的照射，海洋表面的溫度可達30℃左右，而海洋深處的溫度要低得多，在水深600～1 000 m的地方，水溫約4℃，因此人們正在研制一種抗腐蝕的熱交換器，利用海水溫差發(fā)電，并取得了成功． 試辨別、判斷以上信息中正確的是(　　) A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 9．如圖2所示， 圖2 活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過彈簧吊在天花板上，汽缸內(nèi)封住一定質(zhì)量的理想氣體，缸套與活塞無摩擦，活塞截面積為S，大氣壓強為p0，缸套和活塞都是由導熱材料做成，則當環(huán)境溫度升高后(　　) A．封閉氣體的壓強增大 B．氣體膨脹活塞上移 C．氣體膨脹缸套下移 D．氣體對外界做功，內(nèi)能增加 10．熱力學第二定律使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程(　　) A．都具有方向性 B．只是部分具有方向性 C．沒有方向性 D．無法確定 二、填空題(本題共2小題，共18分) 11．(10分)(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是________(填寫選項前的字母) A．氣體分子間的作用力增大 B．氣體分子的平均速率增大 C．氣體分子的平均動能減小 D．氣體組成的系統(tǒng)的熵增加 (2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6 J的功，則此過程中的氣泡________(填“吸收”或“放出”)的熱量是__________J．氣泡到達湖面后，氣泡中的氣體溫度上升，又對外界做了0.1 J的功，同時吸收了0.3 J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了________J. 12．(8分) 圖3 用圖3所示的實驗裝置，研究體積不變時氣體的壓強與溫度的關(guān)系．當時大氣壓強為H cmHg.封閉有一定質(zhì)量的氣體的燒瓶，浸在冰水混合物中，使U形管壓強計的可動管A和固定管B中的水銀面剛好相平．將燒瓶浸入溫度為t℃的熱水中時，B管水銀面將________，這時應將A管________(以上兩空格填“上升”或“下降”)，使B管中水銀面________，記下此時A、B兩管中水銀面的高度差為h cm，則此狀態(tài)下瓶中氣體的壓強為________cmHg. 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、計算題(本題共4小題，共42分) 13．(10分)在標準狀況下，空氣的摩爾質(zhì)量是M＝2910－3 kg/mol，則空氣中氣體分子的平均質(zhì)量是多少？成年人做一次深呼吸，約吸入4.5 cm3的空氣，則做一次深呼吸吸入空氣的質(zhì)量是多少？所吸入的分子個數(shù)大約是多少？ 14．(8分) 圖4 如圖4所示，一集熱箱里面封閉著一定量的氣體，集熱板作為箱的活塞且正對著太陽，其面積為S，在t時間內(nèi)集熱箱里氣體膨脹對外做功的數(shù)值為W，其內(nèi)能增加了ΔU，已知照射到集熱板上太陽光的能量的50%被箱內(nèi)氣體吸收，求： (1)這段時間內(nèi)集熱箱內(nèi)的氣體共吸收的熱量； (2)此位置太陽光在垂直集熱板單位面積上的輻射功率． 15. 圖5 (10分)如圖5所示為火災報警器的原理圖，豎直放置的玻璃試管中裝入水銀，當溫度升高時，水銀柱上升，使電路導通，蜂鳴器發(fā)出響聲，在27℃時，下端封閉的空氣柱長為L1＝20 cm，水銀柱上表面與導線端點的距離為L2＝10 cm，管內(nèi)水銀柱的重量為10 N，橫截面積為1 cm2，大氣壓強p0＝1.0105 Pa，問： (1)當溫度達到多少時報警器會報警？ (2)如果溫度從27℃升到報警溫度的過程中，封閉空氣柱從外界吸收的熱量為20 J，則空氣柱的內(nèi)能增加了多少？ 16．(14分)如圖6甲所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B左面汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.1V0.開始時活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強為0.9p0(p0為大氣壓強)，溫度為297 K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至溫度為399.3 K．求： (1)活塞剛離開B處時的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強p；(3)在圖乙中畫出整個過程的p－V圖線． 　 圖6 模塊檢測 1．BC　2.A 3．B　[溫度T是分子熱運動的平均動能的標志，分子間平均距離的變化對應著氣體的體積V的變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程判斷知只有B不可能．] 4．CD　[先等壓膨脹，體積增大，再等容降溫，壓強會減小，但溫度不一定低于初溫，故A錯誤；同理，等溫膨脹，壓強減小，等壓壓縮，溫度又減小，難以確定體積變化，故B錯誤；先等容升溫，壓強增大，又體積減小，故溫度可能等于起始溫度，故C正確；先等容加熱，再絕熱壓縮，氣體的溫度始終升高，內(nèi)能一定增加，故D正確．] 5．B　[只有單晶體有天然的規(guī)則外形，多晶體沒有天然的規(guī)則外形，故A錯誤；晶體一定有熔點，非晶體一定沒有熔點，故B正確；只有單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，C錯誤；玻璃是非晶體，D錯誤．] 6．D　[A是等溫變化，溫度不變，內(nèi)能不變，體積變小，外界對氣體做功，氣體放熱；B中paVa>pbVb，由＝C(常數(shù))，知Ta>Tb，Ea>Eb，又Va>Vb，外界對氣體做功，故氣體放熱；C是等容變化，體積不變，不伴隨做功，因Ta>Tb，Ea>Eb，故氣體放熱；D溫度不變，內(nèi)能不變，由pa>pb知VaFB，則C正確；A→B為等容降壓過程，密度不變，溫度降低，NA>NB，C→A為等溫壓縮過程，溫度不變，密度增大，應有NA>NC，D正確．] 8．D　[四則信息均為與當今科技發(fā)展前沿相關(guān)的信息，但①項違背了熱力學第三定律，即絕對零度不可達到；②項中同步衛(wèi)星只能定點在赤道正上方；③項中光速與介質(zhì)有關(guān)，光在不同介質(zhì)中傳播速度不相同；④項中敘述符合能量守恒定律而且不違背物理原理．] 9．CD　[系統(tǒng)重力不變，彈簧伸長不變，故活塞不移動，對缸套受力分析可知，封閉氣體壓強不變，氣體做等壓膨脹，缸套下移，氣體對外做功，溫度隨環(huán)境溫度升高而升高，內(nèi)能增加，C、D正確．] 10．A　[自然界中所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，如下表：] 方向性 詳解 舉例 熱傳導的 方向性 熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 要將熱量從低溫物體傳給高溫物體，必須有外界的幫助，即外界對其做功 機械能轉(zhuǎn) 化為內(nèi)能 過程的方 向性　　 機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化 第二類永動機不可能實現(xiàn) 11.(1)D　(2)吸收　0.6　0.2 解析　(1)氣體體積增大，分子間的距離增大，則氣體分子間作用力減小，A錯；溫度不變，則氣體分子的平均速率、平均動能均不變，B、C錯；根據(jù)熵增加原理，D正確． (2)氣體視為理想氣體，內(nèi)能由溫度決定，氣泡上升時內(nèi)能不變，ΔU＝0，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，氣泡吸收熱量，Q＝－W＝0.6 J；到達湖面后，W＝－0.1 J，Q＝0.3 J，則ΔU＝W＋Q＝0.2 J. 12．下降　上升　回到原處　(H＋h) 13．4.810－26 kg　5.810－6 kg　1.21020個 解析　空氣中氣體分子的平均質(zhì)量m＝＝ kg＝4.810－26 kg 做一次深呼吸吸入空氣的質(zhì)量m′＝M＝2910－3 kg＝5.810－6 kg 做一次深呼吸所吸入的分子個數(shù)n＝NA＝6.021023個＝1.21020個 14．(1)ΔU＋W　(2) 解析　(1)設(shè)吸收的熱量為Q，根據(jù)熱力學第一定律得：ΔU＝－W＋Q，Q＝ΔU＋W (2)在垂直集熱板單位面積上的輻射功率：P＝＝＝ 15．(1)177℃　(2)18 J 解析　(1)由＝ 得T2＝T1＝450 K t2＝177℃ (2)氣體對外做功W′＝(p0S＋mg)L2＝2 J 由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q＝－W′＋Q＝18 J 16．(1)330 K　(2)1.1p0　(3)見解析圖 解析　 (1)活塞離開B之前，氣體做等容變化，據(jù)查理定律有＝，得TB＝＝ K＝330 K. (2)考慮氣體各狀態(tài)間的關(guān)系，設(shè)活塞最終可以移動到A處，從活塞剛離開B處到剛到達A處，氣體做等壓變化，由蓋—呂薩克定律有 ＝，解得TA＝1.1TB＝363 K 從活塞剛到達A處到升溫至399.3 K的過程中， 氣體做等容變化，由查理定律有＝， 解得p＝＝p0＝1.1p0. 由結(jié)果p>p0可知，活塞可以移動到A處的假設(shè)成立． (3)整個過程的p－V圖線如圖所示