《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-3单元检测：第九章 固体、液体和物态变化（含答案）

物理人教3-3第九章　固体、液体和物态变化单元检测
(时间：90分钟　　满分：100分)
一、选择题(每小题3分，共36分。在每小 ( http: / / www.21cnjy.com )题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．关于湿度的说法中正确的是(　　)
A．绝对湿度大，相对湿度一定大
B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态
C．相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和
D．露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故
2．下列关于物质的熔化和凝固的说法中正确的是(　　)
A．各种固体都有一定的熔点，不同的固体熔点不同
B．晶体熔化时的温度叫熔点，不同的晶体熔点不同
C．同种晶体的熔点高于它的凝固点
D．晶体熔化过程要吸热，且温度不断升高
3．在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积时，下面的说法哪些是正确的(　　)
A．饱和汽的质量不变，饱和汽的密度减小
B．饱和汽的密度不变，饱和汽的压强也不变
C．饱和汽的密度不变，饱和汽的压强增大
D．饱和汽的质量增大，饱和汽的压强不变
4．以下说法正确的是(　　)
A．玻璃是晶体，它有规则的几何形状
B．单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
C．荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果
D．形成液体表面张力的原因是由于液体表面层的分子分布比内部稀疏
5．在表面张力的作用下，水沿毛细管上升后，水的温度将(　　)
A．升高 B．降低
C．不变 D．上述三种情况都可能
6．如图所示是水在大气压强为1.01×105 Pa下汽化热与温度的关系图线，则(　　)
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A．该图线说明温度越高，单位质量的水汽化时需要的能量越小
B．大气压强为1.01×105 Pa时，水的沸点随温度升高而减小
C．该图线在100 ℃以后并没有实际意义，因为水已经汽化了
D．由该图线可知，水蒸气液化时，放出的热量与温度有关
7．在以下事例中，能用液体表面张力来解释的是(　　)
A．草叶上的露珠呈圆球形
B．油滴在水面上会形成一层油膜
C．用湿布不易擦去纱窗上的灰尘
D．小昆虫能在水面上自由行走
8．下列现象中与毛细现象有关的是(　　)
A．砖块吸水
B．毛巾的一角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润
C．洗净的衣服在太阳下被晒干
D．按动自来水笔的贮水胶囊，将墨水吸入囊中
9．大烧杯中装有冰水混合物，在冰水混合物中悬挂一个小试管，试管内装有冰，给大烧杯加热时，以下现象正确的是(　　)
A．烧杯内的冰和试管内的冰同时熔化
B．试管内的冰先熔化
C．在烧杯内的冰熔化完以前，试管内的冰不会熔化
D．试管内的冰始终不会熔化
10.如图所示，若在毛细管的中间或更低的地方把它折断，则毛细管的断口处(　　)
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A．将会有水喷出来
B．水不会喷出来
C．水面刚好与断口相平
D．水面会下降，降到与管外的水面相平
11．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现 ( http: / / www.21cnjy.com )如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现图乙的情况，若A固体和B毛细管都很干净，则(　　)
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A．A固体和B毛细管可能是同种材料
B．A固体和B毛细管一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D．液体对B毛细管能产生浸润现象
12.如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是(　　)
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A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
二、简答题(13题4分，14题6分，15、16每题7分，共24分)
13．利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到 ( http: / / www.21cnjy.com )物质表面原子排列的图像，如图所示，从而可以研究物质的构成规律。下面的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：
(1)__________________________________；(2)__________________________________。
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14.如图是萘晶体的熔化曲线，由图可知，萘的熔点是________，熔化时间为________。
若已知萘的质量为m，固态时比热容为c1 ( http: / / www.21cnjy.com )，液态时比热容为c2，熔化热为λ，试计算在0～τ1、τ1～τ2和τ2～τ3这三个时间间隔中吸收的热量分别为________、________、________。
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15．一块冰放在水平桌面上，再把一 ( http: / / www.21cnjy.com )根细铁丝压在冰块上，铁丝的两端各悬挂5 kg的钩码，过一段时间后可以看到，铁丝切入冰块，但铁丝穿过的地方没有留下切口，铁丝穿过整块冰后，发现冰仍然是完整的一块，这叫“覆冰现象”。请解释铁丝为什么能切进冰块。铁丝穿过后，冰为什么仍是完整的一块？
16．如图所示为提高酒精纯度的蒸馏装置，请分析其工作原理，并说明工作流程。
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三、计算题(每题20分，共40分)
17．容器里装有0 ℃的冰和水各0.5 kg，向里面通入100 ℃的水蒸气后，容器里水升高了30 ℃，假设容器吸收的热量可忽略不计，并且容器是绝热的。计算一下通入的水蒸气的质量。〔已知此状态水的汽化热L＝2.26×106 J/kg，冰的熔化热λ＝3.35×105 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)〕
18．(1)1791年，米被定义为 ( http: / / www.21cnjy.com )：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一。请由此估算地球的半径R。(答案保留两位有效数字)
(2)太阳与地球的距离为1.5×1011 m ( http: / / www.21cnjy.com )。太阳光以平行光束入射到地面。地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024 J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收35%的能量重新辐射出去。太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg水需2.2×106 J的能量)，而后凝结成雨滴降落到地面。
①估算整个地球表面的年平均降雨量(以毫米表示，球面积为4πR2)
②太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由。
参考答案
1. 答案：BCD　点拨： ( http: / / www.21cnjy.com )相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，所以A错，B、C对。当绝对湿度不变的情况下，温度降低，饱和汽压降低，所以相对湿度变大，当达到饱和以后，随着温度的继续降低，水蒸气将液化为水，即露水。若此时温度低于零摄氏度，则为霜，所以D对。
2. 答案：B　点拨：只有晶体才具有确定的熔点，不同晶体的熔点不同，但都等于其凝固点，熔化过程中吸热，但温度不升高。所以B对。
3. 答案：BD　点拨：增大体积后，水继续蒸发，因为温度不变，即饱和汽压不变，所以最终达到平衡时，饱和汽的密度和压强不变，质量增加。
4. 答案：CD　点拨：晶体的主要特征是具有确定的熔点，多晶体不具有确定的几何形状和各向异性的物理性质，所以A、B错；由于液体表面层的分子分布比内部稀疏，所以产生表面张力，使液面收缩，所以C、D对。
5. 答案：B　点拨：水面升高，水的重力势能增大，唯一的能量来源是水的内能，此题应从能量守恒的角度考虑，所以B对。
6. 答案：AD　点拨： ( http: / / www.21cnjy.com )从图线中可知，在一定压强下，温度越高，水的汽化热越小。在相同条件下，水汽化吸热与液化放热相等，但吸、放热的多少均与压强、温度有关。
7. 答案：ACD　点拨：表面张力能使 ( http: / / www.21cnjy.com )液面收缩，所以A、D对，B错；由于表面张力的作用，水不易通过纱窗，所以用湿布不易擦去纱窗上的灰尘，C对。
8. 答案：AB　点拨：按照毛细现象进行分析得A、B正确。C为蒸发现象，D为大气压的作用。
9. 答案：C　点拨：物体间要发生热传 ( http: / / www.21cnjy.com )递的条件是二者存在温度差。冰水混合物中的冰熔化完以前，温度仍保持在0 ℃。当试管中的冰在0 ℃时，二者就不会再传递热量，故试管内的冰不会熔化，只有当烧杯中的冰熔化完毕，温度开始上升，试管中的冰才会开始熔化。
10. 答案：BC　点拨：浸润液体在细管中会产生毛细上升现象，液面表面张力的合力方向向上，合力大小与毛细管内高于管外液面的液柱重力大小相等，所以在毛细管的中间或更低的地方把它折断，在毛细管的断口处，水不会喷出来，刚好与管口相平。
11. 答案：BCD　点拨：由所给现象可知该液体对固体A不浸润，对B毛细管浸润，所以A与B肯定不是同种材料制成的，故B对，A错。另外当固体对附着层的分子吸引力小时表现不浸润，当吸引力大时表现为浸润，所以C对。从图上可以看出D也对。
12. 答案：B　点拨：看能否得出结论：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体则没有。
13. 答案：(1)在确定方向上原子有规律地排列，在不同方向上原子的排列一般不同　(2)原子的排列具有一定的对称性
14. 答案：t2　τ2～τ1　c1m(t2－t1)　λm　c2m(t3－t2)
点拨：固态　主要增加粒子的平均动能：Q1＝c1m(t2－t1)　固液共存　完全用于增加粒子的势能：Q2＝λ·m
液态　大部分增加粒子的平均动能：Q3＝c2m(t3－t2)。
15. 答案：冰压强变大，熔点降低。铁丝下方的冰承受的压强非常大，冰的熔点将降至0 ℃以下，于是在铁丝下方的冰熔化为水，铁丝就能切入冰中。上面的水又结成冰，因而冰还是完整的一块。
16. 答案：原理是利用酒精与水的沸点不同，其工作流程是用酒精灯对酒精与水的混合液体加热。当混合液的温度升至78 ℃时，酒精沸腾急剧汽化，而水没有沸腾，只有蒸发，经导管将蒸气引入冷凝管，放出热量，使蒸气液化，滴入容器。因为蒸气中大部分是酒精，所以冷却液化后的酒精含量高于蒸馏前。
17. 答案：见点拨
点拨：100 ℃的水蒸气放出汽化热 ( http: / / www.21cnjy.com )成为100 ℃的水，再从100 ℃的水放出热量温度降到30 ℃，放出热量为Q放＝Lm＋cm(100 ℃－30 ℃)
0．5 kg的0 ℃的冰吸收热量熔化为0 ( http: / / www.21cnjy.com ) ℃的水，再从0 ℃的水吸收热量温度升高到30 ℃。还有0 ℃的水0.5 kg从0 ℃升高到30 ℃需吸收热量，总共吸收热量
Q吸＝λm冰＋cm冰(30 ℃－0 ℃)＋cm水(30 ℃－0 ℃)
因为Q放＝Q吸，所以m＝0.115 kg。
18. 答案：(1)6.4×106 m
(2)①1.01×103 mm　②见点拨
点拨：(1)由题意知，地球周长的等于1 m的一千万倍，则有：
2πR×＝1.00×107 m，解得R＝6.4×106 m。
(2)①设太阳一年中辐射到地球水面部分的总能量为1.87×1024 J。
设凝结成雨滴年降落到地面上水的总质量为m，由题意：
m＝W×(1－0.07)× kg
＝5.14×1017 kg。
设使地球表面覆盖一层水的厚度为h，水的密度为ρ，有：
m＝ρ·4πR2·h，
h＝＝1.01×103 mm。
可见整个地球表面平均降雨量约为1.01×103 mm。
②大气层的吸收、大气层的反射和散射、云层遮挡等。