物理模块综合检测选修3-3

1、(时间 90 分钟，满分 100 分)1(8 分)(2008广东高考)(1)如图 1 所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端，使玻璃板水平接触水面如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮 筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在 作用 (2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为 现象，是由于分子的 而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性 的方向进行的解析：(1)玻璃板接触水面，水分子与玻璃分子间存在相互作用力，将玻璃板向上提时，分子间表现为引力，故此时所需向上的拉力比玻璃板的重力大(2)红墨水滴入水杯中后，由于扩散作用，一会儿整

2、杯水都变成红色扩散是分子的热运动造成的根据热力学第二定律，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的答案：(1)大 引力 (2)扩散 热运动 增大2(6 分)为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时所能承受的最大内部压强， 某同学自行设计制作了一个简易的测试装置该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器测试过程可分为如下操作步骤：A. 记录密闭容器内空气的初始的温度 t1B. 当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度 t2C. 用电加热器加热容器内的空气D将待测安全阀安装在容器盖上E盖紧装有安全阀的容器盖，将一定量的空气密封在容器内(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填

3、写： . (2)若测得的温度分别为 t127、t287，已知大气压强为 1.0105 Pa，则测试结果是：这个安全阀能承受的最大内部压强是 解析：(1)将安全阀安装在容器盖上，然后密封空气，记录其初始温度 t1，然后加热密封空气，待漏气时记录容器内空气温度 t2，故正确操作顺序为 DEACB.(2)已知 T1300 K，T2360 K，p01.0105 Pa，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得：p0 p ，T1T21.0105360p0T2pPa1.2105 Pa.T3001答案：(1)DEACB (2)1.2105 Pa3(6 分)“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下：向体积

4、V 油1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到 V 总500 mL；用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 n100 滴时，测得其体积恰好是 V01 mL；先往边长为 30 cm40 cm 的浅盘里倒入 2 cm 深的水，然后将 均匀地撒在水面上；用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图 2 所示，数出轮廓范围内小方格的个数 N，小方格的边长l20 mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤中应填写： ； (2)1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体

5、积 V是 mL；(3)油酸分子直径是 m.解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉(2)1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积VV0V油 1 1n V 100500mL210mL.5总(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为 115 个，故面积 S1152020 mm24.6104 mm2V2105103油酸分子直径 d S mm4.61044.3107 mm4.31010 m.答案：(1)痱子粉或石膏粉 (2)2105 (3)4.31010 4(8 分)(1)一定质量的理想气体经历如图 3 所示的 AB、BC、CA 三个变化过程，其中

6、符合查理定律的变化过程是 ，设气体在状态 A、C 时的温度分别为tA 和 tC，则 tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)(2)以下说法正确的是 A同一种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态B一切自然过程总是沿着熵增大的方向进行C温度降低，水的饱和汽压增大D浸润与不浸润均是分子力作用的表现解析：(1)查理定律描述的是体积不变时气体状态变化的规律，图中 BC 过程体积不变CA 变化过程中压强不变，体积增大，根据盖吕萨克定律，气体温度升高，所以 tA 大于 tC.(2)同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，选项 A

7、 错误；根据熵增加原理，选项 B正确；同一种液体的饱和汽压随着温度的升高而迅速增大，选项 C 错误；浸润时附着层里液体分子相互作用力表现为斥力，不浸润时附着层里液体分子相互作用力表现为引力，选项 D 正确答案：(1)BC 大于 (2)BD5(8 分)用长度放大 600 倍的显微镜观察布朗运动估计放大后的小颗粒(炭粒)体积为0.1109 m3，碳的密度是 2.25103 kg/m3，摩尔质量是 1.210 2 kg/mol，阿伏加德罗常数为 6.01023 mol1，则该小炭粒含分子数约为多少个？(结果取一位有效数字)解析：设小颗粒边长为 a，放大 600 倍后，则其体积V(600a)30.11

8、09 m3，1016实际体积 Va3m3，216质量 mV251015 kg，24含分子数为 N m6.01023 个51010 个1.2102答案：51010 个6(8 分)(1)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 (填入正确选项前的字母，每选错一个扣 1 分，最低得分为 0 分)A气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B一定量 100的水变成 100的水蒸气，其分子之间的势能增加C对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大E一定量气体的内能等于其所有分子热运

9、动动能和分子之间势能的总和F如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加(2)如图 4 所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变关于这一过程，下列说法正确的是 (填入选项前面的字母，有填错的不得分)的次数增多C单位时间内气体分子对活塞的冲量保持不变D气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量解析：(1)气体分子间的作用力近似为零，所以没有容器的约束，气体分子由于自身的热运动会扩散到很大空间，A 错一定量的 100的水变成 100的水蒸气，需

10、吸收一定热量，其内能增加；而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，B 对气体的压强与气体分子数密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，分子数密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，C 对对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，D 错根据内能的定义可知，E 项正确气体的温度升高，分子的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的速率都增大，F 错(2)导热汽缸和活塞，说明气体温度始终与大气温度相同，在液体逐渐流出的过程中气体做等温膨胀、压强减小的变化，气体温度未变，分子数密度减小，则气体分子的平均动能不变

11、，A 错误；对活塞单位时间内撞击次数减少，B 错误；单位时间内分子对活塞的冲量减小，C 错误；因为气体温度未变，所以气体的内能未变，则气体对外界做功和从外界吸收的热量相等，D 正确答案：(1)B、C、E (2)D7. (9 分)(2008高考)如图 5 所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为 h，可沿汽缸无摩擦地滑动取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上沙子倒完时，活塞下降了 h/4，再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度解析：设大气和活塞对气体的总压强为 p0，加一小盒沙子对气体

12、产生的压强为 p，由玻意耳定律得p0h(p0p)(h1h)4由式得 p1p03再加一小盒沙子后，气体的压强变为 p02p，设第二次加沙子后，活塞相对于底部的高度为 hp0h(p02p)h 联立式解得 h3h.53答案：5h8(8 分)(2008江苏高考)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0105 J，同时气体的内能增加了 1.5105 J试问：(1)此压缩过程中，气体 (选填“吸收”或“放出”)的热量等于 J. (2)若一定质量的理想气体分别按如图 6 所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是 (选填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能 (选填“增加”、“减少

13、”或“不变”)图 6答案：(1)放出 5104 (2)C 增加9(6 分)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 7 所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况解析：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答案：不违反 热水温度降低，冷水温度升高 热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水转化效率低于 100%10(10 分)(2009海南高考)一气象探测气球，在充有压强为 1.0

14、0 atm(即 76.0 cmHg)、温度为 27.0的氦气时，体积为 3.50 m3.在上升至海拔 6.50 km 高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压 36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为48.0.求：(1) 氦气在停止加热前的体积；(2) 氦气在停止加热较长一段时间后的体积解析：(1)在气球上升至海拔 6.50 km 高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程，根据玻意耳定律有p1V1p2V2式中，p176.0 cmHg，V13.50 m3，p236.0 cmHg，V2 是在此等温过程末氦气的体积

15、由式得V27.39 m3(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从 T1300 K 下降到与外界气体温度相同，即 T2225 K这是一等压过程根据盖吕萨克定律有V2V3T1T2式中，V3 是在此等压过程末氦气的体积由式得V35.54 m3.答案：(1)7.39 m3 (2)5.54 m311(12 分)(1)随着科技的迅猛发展和人们生活水平的提高，下列问题一定能够实现或完成的是( )A. 假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数，每人每小时可以数 5000 个，不间断地数，则大约 20 年能数完(阿伏加德罗常数 NA 取 6.01023 个/mol)B. 热量可以从低温物体传到

16、高温物体C热机的效率达到 100 %D太阳能的利用普及到老百姓的日常生活中(2)某学校研究性学习小组组织开展一次探究活动，想估算地球周围大气层空气的分子个数和早晨同中午相比教室内的空气的变化情况一学生通过网上搜索，查阅得到以下几个物理量数据：地球的半径 R6.4106 m，地球表面的重力加速度 g9.8 m/s2，大气压强 p01.010 5 Pa，空气的平均摩尔质量 M2.910 2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.01023 个/mol.另一个同学用温度计测出早晨教室内的温度是 7， 中午教室内的温度是 27.第一位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗？若能，请

17、说明现由；若不能，也请说明理由根据上述几个物理量能否估算出中午跑到教室外的空气是早晨教室内的空气的几分之几？解析：(1)可估算需要 10 万年才能数完，所以 A 错；热力学第二定律告诉我们 B 正确；热机是把内能转化为机械能的机器，根据热力学第二定律可知 C 错；太阳能的开发和利用是人类开发新能源的主要思路，完全可以实现全民普及太阳能，所以 D正确正确的答案为 B、D.(2)能因为大气压强是由大气重力产生的，mg mg 4R p20由 p ，得m0S4R2g把查阅得到的数据代入上式得 m5.21018kg大气层空气的分子数为5.21018mN NA6.01023 个M2.91021.11044

18、 个可认为中午同早晨教室内的压强不变，根据等压变化规律V2T2，V1T1将 T1280 K、T2300 K，代入得V2300V1280故跑到室外的空气体积 VV2V1 20 V1280所以跑到室外空气占早晨室内的比例为 20 V1280 V 1 V2 30015.280V1 1 答案：(1)B、D (2)能，理由见解析 1512(11 分)由于生态环境的破坏，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年来我国北方地区 3、4 月份扬尘天气明显增多特别是 2006 年的 3 月 26 日至 28 日，由于南下的冷空气所带来的大风，席卷了我国从到沿海的北方大部分地区，出现了罕见的沙尘暴天气据环保部门测定，在北京地区沙尘暴严重时，最大风速达到 12 m/s，同时大量的微粒在空中悬浮沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到 5.8106 kg/m3，悬浮微粒的密度为2.010 3 kg/m3，其中悬浮微粒的直径小于 107 m 的称为“可吸入颗粒物”，对人体的最大北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总体积的 1/50 为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均