高二物理3-3复习综合卷
一、单选题(共6小题,每小题5.0分,共30分)
1.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中( )
A. 外界对气体做功,气体分子的平均动能增加
B. 外界对气体做功,气体分子的平均动能减少
C. 气体对外界做功,气体分子的平均动能增加
D. 气体对外界做功,气体分子的平均动能减少
2.用显微镜观察悬浮在水中的花粉,发现花粉微粒不停地做无规则运动,这是布朗运动.这里的“布朗运动”指的是( )
A. 水分子的运动
B. 花粉分子运动
C. 花粉微粒的运动
D. 花粉微粒和花分子的运动
3.房间里气温升高3 ℃时,房间内的空气将有1%逸出到房间外,由此可计算出房间内原来的温度是( )
A. -7 ℃
B. 7 ℃
C. 17 ℃
D. 27 ℃
4.一定质量的气体从状态a,经历如图所示的过程,最后到达状态c,设a、b、c三状态下的密度分别为ρa、ρb、ρc,则( )
A.ρa>ρb>ρc
B.ρa=ρb=ρc
C.ρa<ρb=ρc
D.ρa>ρb=ρc
5.当两个分子从相距很远处逐渐靠拢直到不能再靠拢的全过程中,分子力做功和分子势能的变化情况是( )
A. 分子力一直做正功,分子势能一直减小
B. 分子力一直做负功,分子势能一直增加
C. 先是分子力做正功,分子势能减小,后是分子力做负功,分子势能增加
D. 先是分子力做负功,分子势能增加,后是分子力做正功,分子势能减小
6.有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不再靠近为止,在这整个过程中,分子势能的变化情况是( )
A. 不断增大
B. 不断减小
C. 先增大后减小
D. 先减小后增大
二、多选题(共7小题,每小题5.0分,共35分)
7.(多选)如图所示为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同.使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为ΔVA、ΔVB,压强变化量ΔpA、ΔpB,对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB,则( )
A. 水银柱向上移动了一段距离
B. ΔVA<ΔVB
C. ΔpA>ΔpB
D. ΔFA=ΔFB
8.(多选)有两个分子,它们之间的距离大于10r0,其中一个分子以一定的初动能向另一个分子靠近,在两个分子间的距离逐渐减小的过程中,下列说法正确的是( )
A.r>r0时,分子势能不断减小,分子动能不断增大
B.r=r0时,分子势能为零,分子动能最大
C.rD.r具有最小值时,分子动能最小,分子温度最低
9.(多选)关于液体的表面张力,下列说法中正确的是( )
A. 液体表面层内的分子分布比液体内部要密
B. 液体表面层内分子间的引力大于斥力
C. 表面张力就其本质而言,就是万有引力
D. 表面张力的方向与液面相切,与分界线垂直
10.(多选)一定质量的气体做等压变化时,其V-t图象如图所示,若保持气体质量不变,而改变气体的压强,再让气体做等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是( )
A. 等压线与V轴之间夹角变小
B. 等压线与V轴之间夹角变大
C. 等压线与t轴交点的位置不变
D. 等压线与t轴交点的位置一定改变
11.(多选)关于热力学温标和摄氏温标,下列说法正确的是( )
A. 热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等
B. 热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C. 热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
D. 某物体摄氏温度为10 ℃,即热力学温度为10 K
12.(多选)非晶体具有各向同性的特点是由于( )
A. 非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B. 非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C. 非晶体内部结构的无规则性
D. 非晶体内部结构的有规则性
13.(多选)下面关于气体压强的说法正确的是( )
A. 气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的
B. 气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力
C. 从微观角度看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关
D. 从宏观角度看,气体压强的大小跟气体的温度和体积有关
三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)
14.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm,该油酸膜的面积是________ m2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10-6mL,则油酸分子的直径是________ m.(上述结果均保留1位有效数字)
四、计算题(共3小题,每小题18.0分,共54分)
16.如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再从状态B变化到状态C.已知状态A的温度为480 K.求:
(1)气体在状态C的温度;
(2)试分析从状态A变化到状态B的整个过程中,气体是从外界吸收热量还是放出热量.
17.如图甲所示,内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体,现在活塞上方缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127 ℃.
(1)求汽缸内气体的最终体积;
(2)在图乙上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(外界大气压强为1.0×105Pa).
18.如图所示,均匀薄壁U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口且足够长,用两段水银封闭了A、B两部分理想气体,下方水银的左右液面高度相差ΔL=10 cm,右管上方的水银柱高h=14 cm,初状态环境温度为27 ℃,A部分气体长度l1=30 cm,外界大气压强p0=76 cmHg.现保持温度不变,在右管中缓慢注入水银,使下方水银左右液面等高,然后给A部分气体缓慢升温,使A部分气体长度回到30 cm.求:
(1)右管中注入的水银高度是多少?
(2)升温后的温度是多少?
答案解析
1.【答案】D
【解析】绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递.膨胀过程气体体积增大,气体对外界做正功,外界对气体做负功,W<0,由ΔU=W=U2-U1知,气体内能减小.由于气体分子间的势能可忽略,分子总数不变,所以气体分子的平均动能减小.
2.【答案】C
【解析】
3.【答案】D
【解析】以升温前房间里的气体为研究对象,由盖—吕萨克定律:=,解得:T=300 K,t=27 ℃,所以答案选D.
4.【答案】D
【解析】一定质量的气体从a到b温度不变,压强减小,体积增大,由ρ=可知ρa>ρb,由状态b到c等容变化,密度不变,ρb=ρc,故D项正确.
5.【答案】C
【解析】分子距离较远时,分子力表现为引力,靠拢过程中引力做正功,分子势能减小,分子力表现为斥力后分子力做负功,分子势能增大,C对.
6.【答案】D
【解析】当乙分子由无穷远处向r0移动时,分子力做正功,分子势能减小;当乙分子由r0向甲分子继续靠近时,要克服分子斥力做功,分子势能增大.所以移动的整个过程,分子势能是先减小后增大,选项D正确.
7.【答案】AC
【解析】假定水银柱不动,升高相同的温度,对气体A:=,得=,同理知=,又因为pA>pB,故pA′-pA>pB′-pB,所以水银柱向上移动,水银柱上下液面压强差更大,所以ΔpA>ΔpB,因此A、C两项正确;因为水银不可压缩,故ΔVA=ΔVB,B项错误;因为ΔFA=ΔpA·SA,ΔFB=ΔpB·SB,故D项错.故正确答案为A、C.
8.【答案】AC
【解析】r=r0时分子势能最小(与分子势能为0不是一回事);对单个分子而言温度是没有意义的,故选项B、D错误.在r>r0时,分子力表现为引力,分子间的距离减小时,分子力做正功,分子势能减小,分子动能增大,选项A正确;在r9.【答案】BD
【解析】在液体与气体相接触的表面层中,液体分子的分布较内部稀疏,分子力表现为引力,A项错,B项对;表面张力的实质是分子力,方向与液面相切,与分界线垂直,C项错,D项对.
10.【答案】ABC
【解析】对于一定质量气体的等压线,其V-t图象的延长线一定与t轴交于-273.15 ℃点,故C正确,D错误;由于题目中没有给出压强p的变化情况,因此A、B都有可能,故选A、B、C.
11.【答案】AC
【解析】热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准下的计数方式,但仅是起点不同,热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1 ℃是相同的,故A、C对,B错.摄氏温度为10 ℃的物体,热力学温度为283 K,D错.
12.【答案】BC
【解析】非晶体的各向同性是非晶体内部结构的无规则性使不同方向上物质微粒的排列情况相同.
13.【答案】ABCD
【解析】气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的,大小等于器壁单位面积上的平均作用力.一定气体的压强大小,微观上取决于分子的平均动能和分子的密集程度,宏观上取决于气体的温度和体积.
14.【答案】8×10-3 5×10-10
【解析】正方形小方格的个数约为80个,油膜的面积为:S=80×102mm2=8×10-3m2
油酸分子的直径为:d==m=5×10-10m
15.【答案】5.0×10-10m
【解析】V=××10-6m3=10-10m3
d==m=5.0×10-10m
16.【答案】(1)160 K (2)见解析
【解析】(1)A、C两状态体积相等,则有=
得TC=TA=K=160 K.
(2)由理想气体状态方程得=
得TB=TA=K=480 K
由此可知A、B两状态温度相同,故内能相等,因VB>VA,从A到B气体对外界做功.要使A、B两状态内能不变,气体必须从外界吸收热量.
17.【答案】(1)1.47×10-3m3(2)见解析图
【解析】(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变,即
p0V0=p1V1
解得p1=p0=×1.0×105Pa=2.0×105Pa
在缓慢加热到127 ℃的过程中压强保持不变,则
=
所以V2=V1=×1.0×10-3m3
≈1.47×10-3m3.
(2)整个过程中汽缸内气体的状态变化如图所示
18.【答案】(1)30 cm (2)117 ℃
【解析】(1)设右管中注入的水银高度是Δh,对A部分气体分析,其做等温变化,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2
p1=p0+14 cmHg+10 cmHg,p2=p0+14 cmHg+Δh
V1=l1S,V2=(l1-ΔL)S
代入数据解得再加入的水银高Δh=30 cm.
(2)设升温前温度为T0,升温后温度为T,缓慢升温过程中,对A部分气体分析,升温前V2=(l1-ΔL)S,p2=p0+14 cmHg+Δh
升温结束后V3=l1S,p3=p0+14 cmHg+Δh+ΔL
由理想气体状态方程得=
T0=300 K
解得T=390 K
则升温后的温度为t=117 ℃.