物理（教科版選修33）練習(xí)模塊綜合（二）

模塊綜合(二)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共8小題，共48分)1．下列說法正確的是()A．在繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果B．當(dāng)分子間距離增大時，分子間作用力減小，分子勢能增大C．液晶顯示屏是應(yīng)用液晶的光學(xué)各向異性的特點制成的D．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，也能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E．自然界發(fā)生的一切過程能量都守恒，符合熱力學(xué)第二定律的宏觀過程都能自然發(fā)生解析：在繞地球飛行的宇宙飛船中，在失重的條件下，自由漂浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果，故A正確；當(dāng)兩分子間距離小于平衡位置的間距時，分子力表現(xiàn)為斥力，分子間的距離越大，分子斥力做正功，分子勢能越小，當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時，分子力表現(xiàn)為引力，分子間的距離越大，分子引力做負(fù)功分子勢能增加，故B錯誤；液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點，顯示出不同的顏色，故C正確；熱力學(xué)第二定律告訴我們，一切宏觀熱現(xiàn)象都是不可逆的，故D錯誤；自然界發(fā)生的一切過程能量都守恒，符合熱力學(xué)第二定律的宏觀過程都能自然發(fā)生，選項E正確，本題選ACE．答案：ACE2．下列說法正確的是()A．大氣中PM2.5的運動是分子的無規(guī)則運動B．晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點C．?dāng)U散運動和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān)D．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體E．已知阿伏伽德羅常量，氣體的摩爾質(zhì)量和密度，不能估算氣體分子的大小解析：PM2.5是微小固體顆粒，不是分子，A錯誤；晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，B正確；擴(kuò)散運動和布朗運動的劇烈程度都隨著溫度升高而增加，C正確；熱量能夠自發(fā)的從高溫物體傳到低溫物體，但從低溫物體傳到高溫物體需要外界做功，D錯誤；由于氣體分子不是緊密排列的，所以不能估算氣體分子的大小，E正確．答案：BCE3．下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()A．第一類永動機(jī)不可能制成，是因為違背了能量守恒定律B．能量耗散過程中能量不守恒C．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性E．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功解析：根據(jù)能量守恒定律，第一類永動機(jī)是不可能制成的，故A正確；能量耗散過程中能量也是守恒的，故B錯誤；電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，沒有違背熱力學(xué)第二定律，因為消耗了電能，故C錯誤；能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功而引起其他變化是可能的，故E正確．答案：ADE4．下列說法不正確的是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減小C．物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變解析：若物體放熱Q＜0，但做功W未知，所以內(nèi)能不一定減小，選項A錯誤；物體對外做功W＜0，但Q未知，所以內(nèi)能不一定減小，選項B錯誤；物體吸收熱量Q＞0，同時對外做功W＜0，(W＋Q)可正、可負(fù)，所以內(nèi)能可能增加，故選項C正確；物體放出熱量Q＜0，同時對外做功W＜0，所以ΔU＜0，即內(nèi)能一定減小，選項D錯誤．答案：ABD5．關(guān)于一定量的氣體，下列敘述正確的是()A．氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B．氣體體積增大時，其內(nèi)能一定減少C．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加D．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少解析：如果引起其他變化，熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功，A對；B、C、D考查熱力學(xué)第一定律：Q＋W＝ΔU做功和熱傳遞都可以改變內(nèi)能，故C、D對．答案：ACD6．下列說法正確的是()A．氣體總是充滿容器，說明氣體分子間只存在斥力B．對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大C．溫度越高布朗運動越劇烈，說明水分子的運動與溫度有關(guān)D．物體內(nèi)能增加，溫度一定升高E．熱可以從低溫物體傳到高溫物體解析：氣體總是充滿容器，說明氣體分子在做無規(guī)則熱運動，而氣體分子之間既存在引力也存在斥力，選項A錯誤．由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大，選項B正確．溫度越高布朗運動越劇烈，說明水中懸浮的微粒的運動與溫度有關(guān)，而懸浮微粒的運動是由水分子運動對微粒的碰撞造成的，即水分子的運動與溫度有關(guān)，選項C正確．物體內(nèi)能增加，例如吸熱冰融化，內(nèi)能增加，但是溫度不變，選項D錯誤．熱可以從低溫物體傳到高溫物體，例如電冰箱中熱從低溫物體傳到高溫物體，選項E正確．答案：BCE7．下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法，其中正確的是()A．分子并不是球形，但可以把它們當(dāng)作球形處理是一種估算方法B．微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動C．當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等D．實驗中盡可能保證每一粒玻璃珠與秤盤碰前的速度相同E．0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)解析：分子并不是球形，但可以把它們當(dāng)作球形處理是一種估算方法，選項A正確．微粒運動就是布朗運動，但是微粒運動不是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動的反映，選項B錯誤．當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，選項C正確．實驗中不需要保證每一粒玻璃珠與秤盤碰前的速度相同，選項D錯誤.0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“答案：ACE8．兩個相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是()A．分子力先增大，后一直減小B．分子力先做正功，后做負(fù)功C．分子動能先增大，后減小D．分子勢能先增大，后減小E．分子勢能和動能之和不變解析：由分子動理論的知識，當(dāng)兩個分子相互靠近，直至不能靠近的過程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以選項A錯誤；分子引力先做正功，然后分子斥力做負(fù)功，分子勢能先減小再增大，分子動能先增大后減小，所以選項B、C正確，D錯誤；因為只有分子力做功，所以分子勢能和分子動能的總和保持不變，選項E正確．答案：BCE二、填空題(本題共2小題，共16分)9．(8分)有同學(xué)在做“研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系”實驗時，用連接計算機(jī)的壓強傳感器直接測得注射器內(nèi)氣體的壓強值，如圖所示．緩慢推動活塞，使注射器內(nèi)空氣柱從初始體積20.0mL變?yōu)?2.0mL.實驗共測了5次，每次體積值直接從注射器的刻度上讀出并輸入計算機(jī)，同時由壓強傳感器測得對應(yīng)體積的壓強值．實驗完成后，計算機(jī)屏幕上立刻顯示出如下表中所示的實驗結(jié)果．序號V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621(1)仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，pV/(×105Pa·mL)一欄中的數(shù)值越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是________．A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大B．實驗時環(huán)境溫度增大了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器內(nèi)的空氣向外發(fā)生了泄漏(2)根據(jù)你在(1)中的選擇，說明為了減少誤差，應(yīng)采取的措施是：________．解析：(1)溫度不變，pV越來越小，說明氣體質(zhì)量減少，發(fā)生了漏氣．(2)增加密封性，可在注射器活塞上涂潤滑油答案：(1)D(2)在注射器活塞上涂潤滑油以增加密封性10．(8分)油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示．(1)若每一小方格的邊長為30mm，則油酸薄膜的面積為________m(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為________m3；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為________m．解析：(1)用填補法數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個方格的算一個，不足半個的舍去不算)為85個，油膜面積約為：S＝85×(3.0×10－2m)2≈7.6×10－(2)因50滴油酸酒精溶液的體積為1mL，且溶液含純油酸的濃度為ρ＝0.06%，故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為：V0＝eq\f(V,N)ρ＝eq\f(1,50)×0.06%×10－6m3＝1.2×10－11m3(3)把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V0,S)＝eq\f(1.2×10－11,7.6×10－2)m≈1.6×10－10m答案：(1)7.6×10－2(2)1.2×10－11(3)1.6×10－10三、計算題(本題包括3個小題，共36分)11．(12分)粗細(xì)均勻的U形管，右端封閉有一段空氣柱，兩管內(nèi)水銀面高度差為19cm，封閉端空氣柱長度為40cm，如圖所示．問向左管內(nèi)再注入多少水銀可使兩管水銀面等高？已知外界大氣壓強p0＝76解析：以右管中被封閉氣體為研究對象，氣體在初狀態(tài)下其p1＝p0－ph＝(76－19)cmHg＝57cmHg，V1＝L1S＝40S；末狀態(tài)p2＝p0＝76cmHg，V2＝L2S.則由玻意耳定律得：57×40S＝76×L2S，L2＝30cm.需注入的水銀柱長度應(yīng)為h＋2(L1－L2)＝答案：3912．(12分)如圖所示，一定質(zhì)量的氣體放在體積為V0的容器中，室溫為T0＝300K，有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器上連接有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計)，兩邊水銀柱高度差為76cm，右室容器中連接有一閥門K，可與大氣相通(外界大氣壓等于p0＝76cmHg)．(1)將閥門K打開后，A室的體積變成多少？(2)打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300K分別加熱到400K和540K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差各為多少？解析：(1)開始時，pA0＝p0＋ph＝2p0，VA0＝V0/3，打開閥門，A室氣體等溫變化，pA＝p0，體積為VA，由玻意耳定律得pA0·VA0＝pAVA，VA＝eq\f(pA0VA0,pA)＝eq\f(2,3)V0．(2)設(shè)打開K后，活塞C到最右端時溫度為T，從T0＝300K升到T，體積為V0，壓強為pA，等壓過程．根據(jù)蓋呂薩克定律有eq\f(V0,T)＝eq\f(VA,T0)，T＝eq\f(V0,VA)T0＝450KT1＝400K<450K，說明加熱到400K時，活塞還未到最右邊，pA1＝pA＝p0，水銀柱的高度差為零．從T＝450K升高到T2＝540K等容過程．根據(jù)查理定律eq\f(pA,T)＝eq\f(pA2,T2)，得pA2＝1.2p0．T2＝540K時，p0＋ρh′＝1.2p0，解得水銀高度差為15.2答案：(1)eq\f(2,3)V0(2)015.2cm13．(2017·全國卷Ⅲ)(12分)一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2.K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通．開始測量時，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進(jìn)入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示．設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變．已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為ρ，重力加速度大小為g.求：圖(a)圖(b)(ⅰ)待測氣體的壓強；(ⅱ)該儀器能夠測量的最大壓強．解析：(ⅰ)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時被封閉的氣體的體積為V，壓強等于待測氣體的壓強p，提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時，K1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時封閉氣體的壓強為p1，體積為