高中物理鲁科版 过关检测选修3-3　全册检测 Word版含解析

一、选择题
1.在一杯清水中滴一滴墨汁,制成悬浊液在显微镜下进行观察。若追踪一个小炭粒的运动,每隔30 s把观察到的炭粒的位置记录下来,然后用直线把这些位置依次连接起来,就得到如图所示的折线。则以下判断正确的是(　　)
/
A.图中折线为小炭粒运动的轨迹 B.可以看出小炭粒的运动是无规则的
C.记录的是炭分子无规则运动的状况 D.可以看出炭粒越大布朗运动越明显
答案　B　图中的折线由炭粒在不同时刻的位置连接而成,无法反映炭粒在任意时刻的位置,即该折线不是炭粒的运动轨迹,但能反映出炭粒的运动的无规则性,所以选项A和C错误而选项B正确。炭粒越小布朗运动越明显,故选项D错误。
2.下列说法正确的是(　　)
A.外界对气体做功,气体的内能一定增大
B.气体从外界吸收热量,气体的内能一定增大
C.气体的温度越低,气体分子无规则运动的平均动能越大
D.气体的温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大
答案　D　做功和热传递是改变物体内能的两种方式,A项未知热传递情况而B项未知做功情况,故无法判断气体内能的变化情况,A和B选项均错误;温度是分子热运动平均动能的标志,温度高的物体分子做无规则运动的平均动能也越大,故C项错误而D选项正确。
3.一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,气体对外界做了60 J的功,同时从外界吸收了40 J的热量,在这一过程中,该气体的内能的变化量是(　　)
A.增加了60 J B.增加了20 J
C.减少了20 J D.减少了100 J
答案　C　由热力学第一定律ΔU=Q+W 可得ΔU=40 J+(-60) J=-20 J,该结果表明气体的内能减少了20 J,故选项C正确。
4.关于物体的内能、温度和分子的平均动能,下列说法正确的是(　　)
A.温度低的物体内能一定小
B.温度低的物体分子运动的平均动能一定小
C.外界对物体做功时,物体的内能一定增加
D.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能一定增大
答案　B　温度低的物体分子平均动能一定小,但内能不一定小,选项B正确,A错误;外界对物体做功,若同时散热,物体的内能不一定增加,选项C错误;做加速运动的物体,速度越来越大,物体的动能越来越大但温度不一定升高,物体分子的平均动能不一定增大,选项D错误。
5.已知铜的摩尔质量为M,铜的密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是(　　)
A.1个铜原子的质量为
??
A
??
B.1个铜原子的质量为
??
??
A
C.1个铜原子所占的体积为
??
??
A
??
D.1个铜原子所占的体积为
????
??
A
答案　B　由题知1个铜原子的质量为
??
??
A
,1个铜原子所占的体积为
??
??
A
??
,B正确,A、C、D错误。
6.如图所示,为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是(　　)
/
A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为斥力
B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为引力
C.当r等于r2时,分子间的引力和斥力都不存在
D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做正功
答案　D　分子间距等于平衡位置间距离(r0)时分子势能最小,由题给图像可知r2=r0。当r小于r0时分子力表现为斥力,故选项B错误;当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力,而当r大于r2时分子力表现为引力,所以选项A错误;当r等于r2时引力和斥力都存在且大小相等,故选项C错误;r由r1变到r2的过程中分子力表现为斥力,分子力做正功,选项D正确。
7.下列说法正确的是(　　)
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动
B.物体吸收热量,其温度一定升高
C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
答案　C　布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,故A选项错误;若物体吸收热量的同时对外界做功,则物体的温度可能降低、升高或者不变,故选项B错误;若已知物质的摩尔质量和密度,则可知道该物质的摩尔体积,无法求出阿伏加德罗常数,故D选项错误。
8.在下列叙述中,正确的是(　　)
A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
B.—定质量的气体,体积不变时,温度越高,气体的压强就越大
C.对一定质量的气体加热,其内能一定增加
D.随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小
答案　B　物体里所有分子动能和势能的总和叫做物体的内能,A错误;体积和温度是气体压强的两个宏观标志,当体积不变时,温度越高,气体的压强就越大,B正确;影响气体内能的方式有热传递和做功两种方式,故对一定量气体加热时,其内能不一定增大,C错误;在r > r0的一小段范围内,分子之间引力和斥力的合力是随距离增大而增大的,D错误。
9.已知地球的半径为6.4×103 km,水的摩尔质量为1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1。设想将1 kg水均匀地分布在地球表面,则1 cm2的地球表面上分布的水分子数目约为(　　)
A.7×103个 B.7×106个
C.7×1010个 D.7×1012个
答案　B　1 kg水中的水分子总数n=
??
??
NA=
1
1.8×1
0
-2
×6.02×1023个=
1
3
×1026个
地球表面积S=4πR2=4×3.14×(6.4×106)2m2≈5×1018cm2
则1 cm2的地球表面上分布的水分子数n'=
??
??
≈7×106个。
二、非选择题
10.(多选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,计算结果偏大,可能是由于　　　。?
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴
答案　AC
解析　由d=
??
??
知,选项A、C会导致油膜面积偏小,计算出d偏大;选项B、D会使油酸体积偏小,计算出d偏小。
11.有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值,缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积20.0 mL变为12.0 mL,实验共测了五次,每次体积值直接从注射器的刻度上读各并输入计算机,同时由压强传感器测得对应体积的压强值,实验完成后,计算机屏幕上立刻显示出如下表中所示的实验结果。
/
序号
V(mL)
p(×105 Pa)
pV(×105 Pa·mL)
1
20.0
1.001 0
20.020
2
18.0
1.095 2
19.714
3
16.0
1.231 3
19.701
4
14.0
1.403 0
19.642
5
12.0
1.635 1
19.621
　　(1)仔细观察不难发现,pV(×10 Pa·mL)一栏中的数值越来越小,造成这一现象的可能原因是(　　)
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大
B.实验时环境温度增大了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的空气向外发生了泄漏
(2)根据你在(1)中的选择,说明为了减小误差,应采取的措施是:　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)D
(2)在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性
解析　(1)A、实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大,由于缓慢推动活塞,所以不影响研究温度不变时气体的压强跟体积的关系,故A错误。
B、实验时环境温度增大了,根据根据气体方程,应该pV的乘积在变大,而实验数据pV的乘积在变小,故B错误。
C、实验时外界大气压强发生了变化,对本实验没有影响,故C错误。
D、实验时注射器内的空气向外发生了泄漏,所以实验只测得部分气体的pV的乘积,故D正确。
故选D。
(2)为了减小误差,应采取的措施是:在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性。
12.某压力锅结构如图所示,盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀顶起时,停止加热。
/
(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。
(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1.5 J,并向外界释放了2.5 J的热量,锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?
答案　(1)n=
??
??
0
NA　(2)内能减少了4 J
解析　(1)锅内气体的物质的量为
??
??
0
则锅内气体分子的总数n=
??
??
0
NA
(2)根据热力学第一定律得ΔU=W+Q=-4 J
即锅内气体内能减少,减少了4 J
13.用放大600倍的显微镜观察布朗运动,估计放大后的小碳粒体积为0.1×10-9 m3,碳的密度为2.25×103 kg/m3,摩尔质量是1.2×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,则:
(1)该小碳粒含分子数约为多少个?(取一位有效数字)
(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的,试估算碳分子的直径。
答案　(1)5×1010个　(2)2.6×10-10 m
解析　(1)设小碳粒的实际体积为V'=
0.1×1
0
-9
(600
)
3
m3
小碳粒的质量为m=ρV'=1.0×10-15 kg
含分子数为n=
??
??
NA=
1.0×1
0
-15
1.2×1
0
-2
×6.02×1023(个)=5×1010(个)
(2)将碳分子看成球体模型,则有
??'
??
=
4
3
π(
??
2
)3=
π
??
3
6
得d=
3
6??'
??π
=
3
6×
1
0
-16
216

5×1
0
10
×3.14
m=2.6×10-10 m
14.如图所示为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p-V图线,当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时,有热量335 J传入系统,系统对外界做功126 J,求:
/
(1)若沿a→d→b过程系统对外做功42 J,则有多少热量传入系统?
(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时,外界对系统做功84 J,系统是吸热还是放热?热量传递是多少?
答案　(1)251 J　(2)放热　293 J
解析　(1)沿a→c→b过程,由热力学第一定律得
ΔU=W+Q=(-126+335) J=209 J
沿a→c→b过程,
ΔU=W'+Q',
Q'=ΔU-W'=[209-(-42)] J=251 J
(2)由a→b,ΔU=209 J
从b→a,ΔU'=-ΔU=-209 J
根据热力学第一定律有
ΔU'=W+Q=84 J+Q,
Q=(-209-84) J=-293 J,
负号说明系统放出热量。
15.用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。
(1)这一实验是否违反热力学第二定律?
(2)热水和冷水的温度是否会发生变化?
(3)简述这一过程中能的转化情况。
/
答案　(1)不违反　(2)热水温度降低,冷水温度升高
(3)一部分内能转化为电能
解析　(1)温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少,一部分转化为电能,一部分传递给冷水,不违反热力学第二定律。
(2)实验过程中,热水的内能减少,一部分转移到低温物体,一部分转化为电能,故热水温度降低,冷水温度升高。
(3)见答案。
16.如图所示,一根两端开口、横截面积为S=2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21 cm的气柱,气体的温度为t1=7 ℃,外界大气压取p0=1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱压强)。
/
　　(1)若在活塞上放一个质量为m=0.1 kg的砝码,保持气体的温度t1不变,则平衡后气柱为多长?(g=10 m/s2)
(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77 ℃,此时气柱为多长?
(3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10 J,则气体的内能增加多少?
答案　(1)20 cm　(2)25 cm　(3)8.95 J
解析　(1)被封闭气体的初状态为p1=p0=1.0×105 Pa
V1=LS=42 cm3,T1=280 K
末状态压强p2=p0+
????
??
=1.05×105 Pa
V2=L2S,T2=T1=280 K
根据玻意耳定律,有p1V1=p2V2,即p1L=p2L2
得L2=
??
1
??
2
L=20 cm。
(2)对气体加热后,气体的压强不变,p3=p2,V3=L3S,T3=350 K
根据盖—吕萨克定律,有
??
2
??
2
=
??
3
??
3
,即
??
2
??
2
=
??
3
??
3
得L3=
??
3
??
2
L2=25 cm。
(3)气体对外做的功W=p2Sh=p2S(L3-L2)=1.05 J
根据热力学第一定律得
ΔU=W+Q=-1.05 J+10 J=8.95 J
即气体的内能增加8.95 J。