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贵州省都匀一中2019年4月高二《选修3-3》检测试题
组卷:meota 审题:meota
考试时间:90分钟 总分:110分
第Ⅰ卷
一、单项选择题(共7题,每小题3分,共计21分。)
1.铜摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA。1个铜原子所占的体积是( )
A. B. C. D.
2.关于布朗运动,下列说法中正确的是( )
A.液体温度越低,布朗运动越剧烈 B.液体温度越高,布朗运动越剧烈
C.微粒的布朗运动是有规则的 D.液体中悬浮微粒越大,布朗运动越显著
3.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远a点处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲。图中b点合外力表现为引力,且为数值最大处,d点是分子靠得最近处。则下列说法正确的是( )
A.乙分子在a点势能最小 B.乙分子在b点动能最大
C.乙分子在c点动能最大 D.乙分子在d点加速度为零
4.关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点
D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的
5.下列现象中,不能说明液体存在表面张力的有( )
A.吹出的肥皂泡成球形
B.硬币能漂浮于水面上
C.滴入水中的红墨水很快散开
D.在完全失重的环境下,熔化的金属能收缩成标准的球形
6.关于能量和能源,下列说法正确的是( )
A.在能源利用的过程中,能量在数量上并未减少
B.由于自然界中总的能量守恒,所以不需要节约能源
C.能量耗散说明能量在转化过程中不断减少
D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造
7.卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的,它可用于分析热机的工作过程,卡诺循环包括四个步骤:等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩。下列相关说法中正确的是( )
A.随着设备的改进和技术的提高,热机效率可能达到100%
B.绝热膨胀和绝热压缩过程中,气缸内气体的内能保持不变
C.等温压缩过程中,因外界对气体做功,故气缸内气体内能增大
D.等温膨胀过程中,单位时间内在单位面积上碰撞气缸壁的分子数减少
二、多项选择题(共7小题,每小题5分,共35分。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分。)
8.关于扩散现象,下列说法正确的是( )
A.温度越高,扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
9.关于物体的内能,下列叙述中正确的是( )
A.温度高的物体比温度低的物体内能大
B.物体的内能不可能为零
C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同
D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同
E.物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关
10.对于一定量的气体,下列说法正确的是( )
A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和
B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高
11.下列说法正确的是( )?
A.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的光学各向异性特征
B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以它是制造不出来的
C.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热
D.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动越明显
E.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
12.下列说法中正确的是( )?
A.扩散现象不仅能发生在气体和液体中,固体中也可以
B.岩盐是立方体结构,粉碎后的岩盐不再是晶体
C.地球大气的各种气体分子中氢分子质量小,其平均速率较大,更容易挣脱地球吸引而逃逸,因此大气中氢含量相对较少
D.从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关
E.温度相同的氢气和氧气,分子平均动能相同
13.下列说法正确的是( )
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气,则吸收的热量大于增加的内能
C.物理性质各向同性的固体一定是非晶体
D.0 ℃的冰与0 ℃的水,分子的平均动能相同
E.即使使用高科技手段,也不能将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
14.下列说法中正确的是( )
A.已知水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数
B.布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动
C.两个分子由很远(r>10-9 m)距离减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
E.物体的温度升高,则物体中所有分子的分子动能都增大
第Ⅱ卷
三、计算题(共6小题,共54分。按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15.(8分)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每104 mL溶液中有6 mL 油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和大小如图所示,坐标中正方形方格的边长为1 cm,求:
(1)油酸膜的面积;
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积;
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。
16.(8分)如图所示,一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m,面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,平衡时活塞与气缸底相距为L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0,不计气缸和活塞间的摩擦;且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为p0;整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。
17.(8分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ℃,求:
①该气体在状态B时的温度;
②该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。
18(8分).一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
19.(10分)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l =40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(ⅰ)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;
(ⅱ)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。
20.(12分)如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度l=10.0 cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm。现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p0=75.0 cmHg。
(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;
(ⅱ)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度。
参考答案
单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 A B C B C A D
多选题
题号 8 9 10 11 12 13 14
答案 ACD BDE ABE ACD ACE BDE ABD
计算题
15.解析:(1)根据题图,数得格子数为131个,那么油膜面积是S=131×1 cm2=131 cm2。
(2)根据已知条件可知,1 mL溶液中有75滴,1滴溶液的体积是 mL。又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是V=× mL=8×10-6 mL。
(3)油酸分子的直径为
d== cm≈6.1×10-10 m。
16.解析:设小车加速度大小为a,稳定时气缸内气体的压强为p1,则活塞受到气缸内外气体的压力分别为:
F1=p1S,F0=p0S
由牛顿第二定律得:F1-F0=ma
小车静止时,在平衡状态下,气缸内气体的压强应为p0。
由玻意耳定律得:p1V1=p0V0
式中V0=SL,V1=S(L-d)
联立以上各式得:a=
17.解析:①对于理想气体,A→B过程为等容变化,根据查理定律有,得TB=100 K,
所以tB=-173 ℃。
②B→C过程为等压变化,根据盖—吕萨克定律有,
得TC=300 K,
所以tC=27 ℃。
由于状态A与状态C温度相同,气体内能相等,而A→B过程是等容变化,气体对外不做功,B→C过程中气体体积膨胀对外做功,即从状态A到状态C气体对外做功,根据热力学第一定律可知气体应从外界吸收热量
即Q=-W=p·ΔV=1×105×(3×10-3-1×10-3) J=200 J。
18.解析:设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2①
重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为
V3=V2-V1②
设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有
p2V3=p0V0③
设实验室每天用去的氧气在p0压强下的体积为ΔV,则氧气可用的天数为
N=④
联立①②③④式,并代入数据得
N=4(天)。⑤
19.解析:(ⅰ)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2。由题给条件得
V1=S1+S2①
V2=S2l②
在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得
S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③
故缸内气体的压强不变。由盖—吕萨克定律有
=④
联立①②④式并代入题给数据得
T2=330 K。⑤
(ⅱ)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′,由查理定律,有
=⑥
联立③⑤⑥式并代入题给数据得
p′=1.01×105 Pa。⑦
20.解析:(ⅰ)以 cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l=10.0 cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时,空气柱的长度为l1,压强为p1。由玻意耳定律得
pl=p1l1①
由力学平衡条件得
p=p0+h②
打开开关K放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小,直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有
p1=p0-h1③
联立①②③式,并代入题给数据得
l1=12.0 cm。④
(ⅱ)当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为p2。由玻意耳定律得
pl=p2l2⑤
由力学平衡条件有
p2=p0⑥
联立②⑤⑥式,并代入题给数据得
l2=10.4 cm⑦
设注入的水银在管内的长度为Δh,依题意得
Δh=2(l1-l2)+h1⑧
联立④⑦⑧式,并代入题给数据得
Δh=13.2 cm。⑨
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