2017-2018学年高中物理鲁科版选修3-3模块综合检测

模块综合检测
一、选择题(共8个小题，每小题6分，共48分。多选题全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)
1.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离(　　)
A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量
B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数、该气体的体积质量和体积
D．该气体的摩尔质量、密度和体积
2．关于分子运动和热力学定律，以下说法中正确的是(　　)
A．液体中悬浮微粒的布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大
C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
3．下列说法中正确的是(　　)
A．晶体一定具有规则的几何外形
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同
D．当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同
4．对一定质量的气体，用p、V、T分别表示其压强、体积和温度(　　)
A．若T不变，p增大，则分子热运动平均动能增大
B．若p不变，V增大，则分子热运动平均动能减小
C．若p不变，T增大，则单位体积中分子数减少
D．若V不变，p减小，则单位体积中分子数减少
5．CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。为了减缓大气中CO2浓度的增加，以下措施中可行且有效的是(　　)21教育网
A．禁止使用煤、石油和天然气
B．全部使用核能、太阳能
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D．植树造林
6. (福建高考)如图1所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体
(　　)
图1
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
7.如图2所示，绝热的汽缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，现用电热丝给汽缸内的气体加热，在加热过程中(　　)
图2
A．汽缸向左移动
B．活塞A、B均向左移动
C．密封气体的内能一定增加
D．汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数相同
8.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图3所示的p-V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是(　　)21世纪教育网版权所有
图3
A．由a状态至b状态的过程中，气体放出热量，内能不变
B．由b状态至c状态的过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变21·cn·jy·com
C．c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大
D．b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等
二、非选择题(共4小题，共52分。把答案填在题中横线上或按要求作答，解答题应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)【来源：21·世纪·教育·网】
9．(12分)(上海高考)在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于刻度为10 mL处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每增加1 mL测一次压强p，最后得到p和V的乘积逐渐增大。
图4
(1)由此可推断，该同学的实验结果可能为图________。
(2)(单选题)图线弯曲的可能原因是在实验过程中(　　)
A．注射器中有异物
B．连接软管中存在气体
C．注射器内气体温度升高
D．注射器内气体温度降低
10．(12分)(1)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。下列图像能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是________。
图5
(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小________kJ，空气________(选填“吸收”或“放出”)的总能量为________kJ。www.21-cn-jy.com
11．(14分)一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳暴晒，气体温度由T0＝300 K升至T1＝350 K。21·世纪*教育网
图6
(1)求此时气体的压强。
(2)保持T1＝350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。www-2-1-cnjy-com
12. (14分)图7所示的为一均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S，内装有密度为ρ的液体。右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，重力加速度为g。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动。求：2-1-c-n-j-y
图7
(1)右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p1；
(2)温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；
(3)温度升高到T2为多少时，两管液面高度差为L。
答案
1．选B　由摩尔质量M和密度ρ得摩尔体积Vm＝。又因为每个分子所占有的体积V＝，由此可估算出分子间的平均距离D＝＝。故B正确。而A项中的条件只能求出气体的分子个数，C项只能求出该气体的密度，D项能求出气体的质量及物质的量，故A、C、D错误。21cnjy.com
2．选BC　液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子的无规则热运动的反映，微粒不是分子，微粒的布朗运动不是液体分子的无规则热运动，选项A错误；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大，选项B正确；密封在体积不变的容器中的气体，温度越高，气体分子运动越剧烈，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力越大，选项C正确；根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能自发从低温物体传到高温物体，不过可以通过做功的方法使热量从低温物体传到高温物体，选项D错误。
3．选BC　晶体包括单晶体和多晶体，多晶体没有规则的几何外形，选项A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项B正确；当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，选项C正确；当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均动能相同，由于分子质量不同，分子的平均速率不相同，选项D错误。
4．选C　由理想气体的状态方程＝C知，若p不变，V增大，则T升高，分子平均动能增大，B错误；若p不变，T增大，则V增大，单位体积内分子数减少，C正确；若V不变，单位体积内分子数不变，D错误；若T不变，分子平均动能不变，A错误。
5．选D　可行且行之有效的措施是开发新能源以便减少对常规能源的利用，减少CO2的排放；植树造林可以吸收空气中的CO2，所以选D。题中A、B、C措施虽然有效，但并不可行。21*cnjy*com
6．选C　对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离，压力F做功，由热力学第一定律，被密封的气体的内能增大，温度升高，体积减小，压强增大，选项C正确。2·1·c·n·j·y
7．选C　对汽缸整体分析，外部各个方向上受到大气的压力相等，所以汽缸保持静止，A错；用电热丝给汽缸内的气体加热后，汽缸内的气体温度升高，内能增大，压强变大，活塞A、B均向外运动，B错，C正确；活塞A的面积大于活塞B的面积，单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同，D错。【来源：21cnj*y.co*m】
8．选AD　由a到b的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小，所以外界对气体做功，放出热量，分子平均距离减小，分子平均动能不变，A、D正确；由b到c的过程是等压过程，体积增大，温度升高，内能增加，所以气体对外界做功，应该吸收热量，因为压强不变，且气体分子热运动的平均动能增大，碰撞次数减少，B错误；由c到a的过程是等容过程，压强减小，温度降低，所以分子平均距离不变，分子平均动能减小，C错误。【出处：21教育名师】
9．解析：根据理想气体状态方程＝k，V－ 图像的斜率的物理意义为kT，因p和V的乘积逐渐增大，所以kT逐渐增大，温度升高，故第(1)题中选图a，第(2)题选C
答案：(1)a　(2)C
10．解析：(1)根据理想气体状态方程，空气等温压缩，pV＝C，p与1/V成正比，所以该过程中空气的压强p和体积V关系的是图B。【版权所有：21教育】
(2)将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，气体内能保持不变；外界做了24 kJ的功，空气放出24 kJ能量，气瓶缓慢地潜入海底的过程中，放出了5 kJ的热量，所以在上述两个过程中，空气的内能共减小5 kJ，空气放出的总能量为24 kJ＋5 kJ＝29 kJ。
答案：(1)B　(2)5　放出　29
11．解析：(1)设升温后气体的压强为p1，由查理定律得＝①
代入数据得　p1＝p0　②
(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律p1V0＝p0V　③
联立②③式得　V＝V0　④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得　k＝　⑤
联立④⑤式得　k＝　⑥
吸热。因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。21教育名师原创作品
答案：(1)p0　(2)见解析
12．解析：(1)活塞刚离开卡口时，对活塞有：mg＋p0S＝p1S，
得p1＝p0＋。
(2)两侧气体体积不变，根据查理定律得：
＝，解得T1＝T0(1＋)。
(3)右侧气体压强不变，左侧气体压强增大，
所以液体右移。两侧液面高度差为L时，左管内气体，
V2＝S，p2＝p0＋＋ρgL，
应用理想气体状态方程＝，
得T2＝(p0＋＋ρgL)。
答案：(1)p0＋　(2)T0
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