高考物理大一轮复习《选修33》综合检测

一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。选修3-3综合检测(时间:90分钟满分:100分)【测控导航】考点题号1.分子动理论,内能1,3,6,102.热力学第一定律9,163.热力学第二定律24.气体7,12,14,15,17,185.固体、液体4,86.饱和汽、未饱和汽、湿度57.实验11,13一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的选项中,有多个选项正确.)1.(2016西安一中模拟)关于分子动理论,下列说法中正确的是(ABE)A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性B.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素C.当分子间的引力大于斥力时,宏观物体呈现固态;当分子间的引力小于斥力时,宏观物体呈现气态D.随着分子间距离的增大,分子间的相互作用力一定先减小后增大E.随着分子间距离的增大,分子势能可能先减小后增大解析:墨水中的小炭粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致的,并且没有规则,这反映了液体分子运动的无规则性,故A正确;温度越高,分子无规则运动的剧烈程度越大,因此在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素,故B正确;物态并不是只由分子间作用力所决定的,故C错误;当分子间距离为r0时,分子间作用力最小,所以当分子间距离从大于r0处增大时,分子力先增大后减小,故D错误;当分子间距离等于r0时,分子间的势能最小,分子间距离从小于r0处增大时,分子势能先减小后增大,故E正确.2.(2016东北四市模拟)下列叙述和热力学定律相关,其中正确的是(ADE)A.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律B.能量耗散过程中能量不守恒C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功解析:第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律,选项A正确.能量耗散过程中能量仍然守恒,只是可以利用的能量转变成了耗散到大气中的内能,不能被有效利用,选项B错误.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是利用压缩机做功,引起了其他变化,不违背热力学第二定律,选项C错误.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,选项D正确.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功,引起了其他变化,选项E正确.3.(2016百校联盟猜题卷)下面的说法中不正确的有(ABC)A.布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B.压缩密封在汽缸中一定质量的理想气体,难度越来越大,这是因为分子间距离越小时分子间斥力越大C.物体温度升高,分子热运动加剧,所有分子的动能都会增大D.对气体加热,气体的内能不一定增大E.对大量事实的分析表明,不论技术手段如何先进,热力学零度最终不可能达到解析:布朗运动反映了悬浮小颗粒外部液体分子在不停地做无规则的热运动,选项A错误;理想气体分子间无相互作用力,压缩封闭在汽缸中一定质量的理想气体,难度越来越大,这是因为气体压强增大了,故选项B错误;温度是物体分子平均动能大小的标志,物体温度升高,分子热运动加剧,分子平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,则选项C错误;根据热力学第一定律U=Q+W可知,对气体加热,气体也可能同时对外做功,内能不一定增大,故选项D正确;绝对零度是低温物体的极限,不可能达到,选项E正确.4.(2016内蒙古赤峰统考)下列说法中正确的是(ABC)A.布朗运动并不是液体分子的运动,但它说明分子永不停息地做无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小解析:布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的运动,是液体分子的无规则热运动的反映,不是液体分子的运动,选项A正确;叶面上的小露珠是因为水的表面张力作用呈球形,选项B正确;液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,选项C正确;当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越大,选项D错误.5.下列说法正确的是(AE)A.竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力所致B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值C.物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体D.压缩气体需要用力,这是气体分子间有斥力的表现E.汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少解析:竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力所致,选项A正确;空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压的比值,故B错误;物理性质表现为各向同性的固体可能是多晶体,不一定是非晶体,故C错误;气体之间分子距离很大,分子力近似为零,用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的,并非由于分子之间的斥力造成,故D错误;汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,根据理想气体的状态方程pVT=C可知,压强不变而体积增大,则气体的温度一定升高;温度是分子的平均动能的标志,温度升高则分子的平均动能增大,单个分子对器壁的撞击力增大,压强不变则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少,故E正确.6.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近.在此过程中,下列说法正确的是(BCE)A.分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能先增大,后减小E.分子势能和动能之和不变解析:当两个分子相互靠近,直至不能靠近的过程中,分子力先是表现为引力且先增大后减小,之后表现为分子斥力,一直增大,选项A错误;分子引力先做正功,然后分子斥力做负功,分子势能先减小再增大,分子动能先增大后减小,选项B,C正确,D错误;因为只有分子力做功,所以分子势能和分子动能的总和保持不变,选项E正确.7.(2016广东汕头一模改编) 如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,在这一过程中,下列表述正确的是(ABE)A.气体分子间的平均距离变小B.气体从外界吸收热量C.气体分子的平均动能减小D.外界对气体做正功E.气体分子撞击器壁的作用力增大解析:由a到b气体体积增大,分子间的平均距离变小,A正确.气体体积增大,对外做功,D错误.pV增大,温度升高,分子平均动能增大,分子撞击器壁的作用力增大,C错误,E正确.气体温度升高,故内能增加,又因为气体对外做功,故气体吸热,B正确.8.(2016兰州校级模拟改编)关于晶体和非晶体的性质,下列说法正确的是(ABD)A.同种元素的固体,可能由于原子(或分子)的排列方式不同而成为不同的晶体B.晶体熔化时,分子平均动能一定保持不变C.单晶体的所有物理性质均呈现各向异性D.物质是晶体还是非晶体,不是绝对的,可以相互转化E.熔化过程吸收的热量等于该物质凝固过程放出的热量解析:由同种元素构成的固体,可能会由于原子(或分子)的排列方式不同而成为不同的晶体,如石墨和金刚石,A正确.晶体有确定的熔点,在晶体熔化时温度不变,故分子的平均动能不变,B正确.单晶体的一部分物理性质呈现各向异性,C错误.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化,D正确.只有晶体熔化过程吸收的热量等于凝固过程放出的热量,对非晶体而言不成立,E错误.9.(2016开封一模改编) 如图所示,固定在地面上的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的气体,气体分子之间的相互作用力可以忽略.假设汽缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变.若用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动,则在拉动活塞的过程中,关于此汽缸内气体的下列结论,正确的是(BCE)A.气体等温膨胀,分子的平均速率不变,气体的压强不变B.气体等温膨胀,气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少C.因为气体内能不变,所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功D.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律E.活塞缓慢向右移动的过程中,外力F逐渐变大解析:用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动,则在拉动活塞的过程中,气体等温膨胀,分子的平均速率不变,气体的体积增大,压强减小,选项A错误,B正确.因为气体内能不变,所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功,选项C正确.气体从单一热源吸热,全用来对外做功,但是体积增大了,引起了其他变化,因此此过程不违反热力学第二定律,选项D错误.活塞缓慢移动受力平衡,内部气压减小,故内部气体对活塞的压力变小,外界大气对活塞的压力不变,所以外力F变大,E正确.10.(2016兴义八中高三月考)下列说法中正确的是(BCE)A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力B.温度是物质分子热运动平均动能大小的标志C.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化成机械能E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力解析:扩散说明分子在做无规则运动,不能说明分子间有斥力,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,故B正确;热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,而温度是分子平均动能的标志,故C正确;机械能可以全部转化为内能,内能无法全部用来做功以转化成机械能,D错误;液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,E正确.11.(2016陕西渭南一模)关于用“油膜法”估测分子大小的实验,下列说法中正确的是(ABE)A.单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径B.测量结果表明,分子直径的数量级是10-10 mC.实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上D.处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径E.实验时,先将1 cm3的油酸滴入300 cm3的纯酒精中,制成油酸酒精溶液,再取一滴该溶液滴在撒有痱子粉的水面上,测量所形成的油膜面积解析:实验时先将痱子粉撒在水面上,再把一滴油酸酒精溶液滴入水面,选项C错误;处理数据时,先计算出一滴油酸酒精溶液中所含有的纯油酸体积,再将该体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径,选项D错误.12. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再由状态B变化到状态C,最后变化到状态A的过程中,下列说法正确的是(BCE)A.从状态A变化到状态B的过程中,气体膨胀对外做功,放出热量B.从状态B变化到状态C的过程中,气体体积不变,压强减小,放出热量C.从状态C变化到状态A的过程中,气体压强不变,体积减小,放出热量D.若状态A的温度为300 K,则状态B的温度为600 KE.从状态B到状态C的过程中,气体分子的速率分布曲线发生变化解析:气体从状态A变化到状态B的过程中,气体体积增大,膨胀对外做功,压强升高,根据pVT=C可知,其温度升高,根据热力学第一定律可知,气体要吸热,选项A错误;从状态B变化到状态C的过程中,气体体积不变,W=0,压强减小,则温度降低,由U=Q+W可知气体放热,选项B正确;从状态C变化到状态A的过程中,气体体积减小,W0,压强不变,则温度降低,由U=Q+W可知气体放热,选项C正确;由pAVATA=pBVBTB,可求出状态B的温度为1 200 K,选项D错误,分子的速率分布与温度有关,从状态B到状态C气体温度降低,故速率分布曲线发生变化,E正确.二、非选择题(共52分)13.(8分)(2016遵义航天中学模拟)(1)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏大,可能是由于.(填选项前字母)A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量的酒精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(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL,油酸膜的面积是 cm2.根据上述数据,估测出油酸分子的直径是 m.解析:(1)油酸分子直径d=VS.计算结果明显偏大,可能是V取大了或S取小了,油酸未完全散开,所测S偏小,d偏大,A正确;油酸中含有大量的酒精,不影响结果,B错;若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,使S变小,d变大,C正确;若求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴,使V变小,d变小,D不正确.(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=0.11 0001200 mL=510-7 mL油膜的面积S=401 cm2=40 cm2,分子直径d=510-710-64010-4 m=1.2510-10 m.答案:(1)AC(2)510-7401.2510-10评分标准:每空2分.14.(6分)(2016江苏淮安模拟) 有一个氧气袋和一个氧气瓶,当所装氧气的压强不太大,可近似当成理想气体.它们的pT图像如图所示.(1)如果氧气袋中的氧气质量不变,经历了12过程,则此过程袋中的氧气(选填“吸热”或“放热”);如果氧气瓶中氧气质量发生了变化,经历了12过程,则此时氧气瓶正在(选填“用气”或“充气”).(2)如果氧气瓶的容积V=30 L,由于用气,氧气瓶中的压强由p1=100 atm降到p2=50 atm,温度始终保持0 ,已知标准状况下1 mol气体的体积是22.4 L,则使用掉的氧气分子数为个?(已知阿伏加德罗常数NA=6.01023 mol-1,结果保留两位有效数字)解析:(1)12过程中气体的温度升高,压强变小,根据pVT=C,如果质量恒定,则体积增大,所以需要吸热;现在质量变化了,相当于用气.(2)用气过程中,温度不变,V1=V,由p1V1=p2V2,得用掉的气体的压强是50 atm,体积为V=V2-V1=30 L,由p2V=p3V3,且p3=1 atm,则这部分气体在标况下的体积为V3=1 500 L,所以,n=V3VNA=1 50022.46.01023个=4.01025个.答案:(1)吸热用气(2)4.01025评分标准:每空2分.15.(8分) (2016陕西西工大附中模拟)如图所示,U形管右管内径为左管内径的2倍,管内水银在左管内封闭了一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱,左右两管水银面高度差为36 cm,大气压为76 cmHg.(1)现向右管缓慢补充水银,并保持左管内气体的温度不变,当左管空气柱长度变为20 cm时,左管内气体的压强为多大?(2)在(1)的目的达到后,停止补充水银,并给左管的气体加热,使管内气柱长度恢复到26 cm,则左管内气体的温度为多少?解析:(1)开始时左管内气体压强p1=(76-36)cmHg=40 cmHg,(1分)由p1L1=p2L2知管内气体长度L2=20 cm时,压强p2=L1L2p1=262040 cmHg=52 cmHg.(2分)(2)当左管内气体压强p2=52 cmHg时左右两管内水银面高度差h1=(76-52)cm=24 cm.(1分)当左管内气柱长恢复26 cm时,左管水银面将下降6 cm,由于右管截面积是左管的两倍.所以右管中水银面将上升3 cm,于是两管水银面高度差将变为h2=(24-6-3)cm=15 cm,(2分)此时左管内气体压强变为p3=(76-15)cmHg=61 cmHg,(1分)于是由p3T=p2T0得,此时气体温度T=p3p2T0=6152280 K=328.5 K,即55.5 .(1分)答案:(1)52 cmHg(2)55.5 16.(10分)(2016河北石家庄模拟) 1 mol理想气体的压强p与体积V关系如图所示.气体在状态A时的压强为p0、体积为V0,热力学温度为T0,在状态B时的压强为2p0,体积为2V0,AB为直线段.已知该气体内能与温度成正比U=CVT(CV为比例系数).求:(1)气体在B状态时的热力学温度;(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,吸收的热量.解析:(1)根据理想气体状态方程p0V0T0=2p02V0TB,(2分)解得TB=4T0.(1分)(2)根据热力学第一定律,U=W+Q,(2分)根据图像可知W=-pV=-(p0+2p0)(2V0-V0)2,(2分)U=CV(4T0-T0),(1分)解得Q=3CVT0+3p0V02.(2分)答案:(1)4T0(2)3CVT0+3p0V0217. (10分)某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L,如图所示,装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封,与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3、1 atm的空气,设整个过程温度保持不变,求:(1)要使贮液筒中空气的压强达到4 atm,打气筒应打压几次?(2)在贮液筒中空气的压强达到4 atm时,打开喷嘴使其喷雾,直到内外气体压强相等,这时筒内还剩多少药液?解析:(1)设每打一次气,贮液筒内增加的压强为p由玻意耳定律得1 atm300 cm3=1.5103 cm3p(2分)p=0.2 atm,(2分)需打气次数n=4-10.2=15.(1分)(2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V由玻意耳定律得4 atm1.5 L=1 atmV(2分)V=6 L.(1分)故还剩药液7.5 L-6 L=1.5 L.(2分)答案:(1)15(2)1.5 L18. (10分)如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气.已知:大活塞的质量为2m,横截面积为2S,小活塞的质量为m,横截面积为S;两活塞间距为L;大活塞导热性能良好,汽缸及小活塞绝热;初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0,大活塞与大圆筒底部相距L2,两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g.现通过电阻丝缓慢加热氮气,求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氮气的压强.解析:以两活塞整体为研究对象,设初始时氧气压强为p1,根据平衡条件有p0S+3mg=p1S,(2分)初始时氧气体积V1=2SL2+S(L-L2)=3SL2,(2分)当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积V2=2SL,设此时氧气压强为p2,氮气压强为p,根据平衡条件有p02S+3mg=p2S+pS,(2分)由于大活塞导热,小活塞缓慢上升可认为氧气温度不变,由玻意耳定律,得p2V2=p1V1,(2分)联立解得p=54p0+3mg4S.(2分)答案:54p0+3mg4S【备用题组】1.(2016广西河池市中学高三第五次模拟) 如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,现通过电热丝缓慢加热气体,当气体的温度为T1时活塞上升了h,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与汽缸间的摩擦,(1)求温度为T1时气体的压强;(2)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加沙粒,当添加沙粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来位置,求此时气体的温度.解析:(1)设气体压强为p1,由活塞平衡知p1S=mg+p0S,解得p1=mgS+p0.(2)设温度为T1时气体为初态,回到原位置时为末态,则有初态:压强mgS+p0,温度T1,体积V1=2hS,末态:压强p2=(m+m0)gS+p0,温度T2,体积V2=hS,由理想气体的状态方程代入初、末态状态参量解得T2=(m+m0)g+p0S2(mg+p0S)T1.答案:(1)mgS+p0(2)(m+m0)g+p0S2(mg+p0S)T12.(2016山东淄博诊断) 如图所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管,管内用水银封闭一定质量的理想气体,上管足够长.图中大小截面积分别为S1=2 cm2、S2=1 cm2.粗细管内水银柱长度h1=h2=2 cm,封闭气体长度L=22 cm.大气压强p0=76 cmHg,气体初始温度为57 .求(1)若缓慢升高气体温度,升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内.(2)若温度升高至492 K,液柱下端离开玻璃管底部的距离.解析:(1)由于水银总体积保持不变,设水银全部进入细管水银长度为x,V液=h1S1+h2S2=xS2,x=h1S1+h2S2S2=6 cm,p1=p0+ph1+ph2=80 cmHg,p2=p0+px=82 cmHg,从状态1到状态2由理想气体状态方程p1V1T1=p2V2T2,代入数据T2=p2V2T1p1V1=369 K.(2)从状态2到状态3经历等压过程V2T2=V3T3,设水银下表面离开粗细接口处的高度为y,y=(L+h1)T3S1-(L+h1)T2S1T2S2=16 cm.水银下表面离开玻璃管底部的距离h=y+L+h1=40 cm.答案:(1)369 K(2)40 cm3.(2016北京模拟)(多选)下列说法正确的是(AC)A.物质是由大量分子组成的,分子直径的数量级为10-10 mB.布朗运动就是液体分子的无规则运动C.两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力D.两个分子从相距较远的位置相互靠近直到不能再靠近的过程中,分子力总是做负功解析:物质是由大量分子组成的,分子直径的数量级为10-10 m,选项A正确;布朗运动不是液体分子的无规则运动,而是液体分子对固体微粒的撞击所产生的固体微粒的运动,但是它却反映了液体分子的无规则运动,故选项B错误;两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力,选项C正确;两个分子从相距较远的位置相互靠近直到不能再靠近的过程中,分子之间先是吸引后是排斥,故先是做正功,后做负功,选项D错误.4.(2016广东深圳月考)(多选)下列说法中正确的是(BC)A.晶体一定具有各向异性,非晶体一定具有各向同性B.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同C.液晶既像液体一样具有流动性,又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D.随着分子间距离的增大,分子间作用力减小,分子势能也减小解析:只有单晶体具有各向异性,而多晶体是各向同性的,故A错误.内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关,内能不同,温度可能相同,则分子热运动的平均动能可能相同,故B正确;液晶像液体一样具有流动性,又像某些晶体一样具有各向异性,故C正确;随着分子间距离的增大,分子间作用力不一定减小,当分子力表现为引力时,随着分子间距离的增大,分子力做负功,分子势能增大.故D错误.5.(