高中物理选修3-3测试题

亲爱的同学们，经过一段时间对高中物理选修3-3模块的学习，相信大家对热学的基本概念、规律及其应用已有了一定的掌握。这份测试题旨在帮助大家检验学习效果，巩固基础知识，提升综合运用能力。请大家认真审题，仔细作答，充分发挥自己的水平。一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大时，引力减小，斥力增大C.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大D.一定质量的理想气体，当温度升高时，每个分子的动能都增大2.关于物体的内能，下列说法正确的是（）A.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和B.物体的机械能越大，其内能一定越大C.温度相同的物体，其内能一定相等D.晶体在熔化过程中，温度不变，内能也不变3.一定质量的理想气体，在温度保持不变的情况下，体积增大，则（）A.气体分子的平均动能增大B.气体分子的密集程度增大C.气体的压强减小D.气体的内能增大4.下列现象中，与液体表面张力无关的是（）A.荷叶上的水珠呈球形B.硬币能漂浮在水面上C.用吸管吸饮料D.草叶上的露珠呈球形5.关于热力学定律，下列说法正确的是（）A.热力学第一定律指出，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化B.热力学第二定律揭示了一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性C.热量能够自发地从高温物体传到低温物体，也能自发地从低温物体传到高温物体D.第二类永动机违反了能量守恒定律6.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后回到状态A。下列说法正确的是（）（此处应有p-V图像：A到B为等压膨胀，B到C为等容降压，C到A为等温压缩）A.A到B过程中，气体对外做功，内能增加B.B到C过程中，气体放出热量，内能增加C.C到A过程中，气体吸收热量，内能不变D.整个循环过程中，气体的内能变化量不为零7.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（）A.晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点B.晶体内部的分子（或原子、离子）排列是杂乱无章的C.玻璃是晶体D.单晶体和多晶体都具有各向异性8.对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.在等容变化过程中，气体的压强与温度成正比B.在等压变化过程中，气体的体积与温度成反比C.气体的压强是由气体分子间的斥力产生的D.气体的温度是分子平均动能的标志二、填空题(本题共3小题，每空3分，共18分)9.已知阿伏伽德罗常数为Nₐ，水的摩尔质量为M，密度为ρ，则一个水分子的质量为________，一滴水（体积为V）中含有的水分子数为________。10.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度从T₁升高到T₂，其压强变为原来的________倍（用T₁、T₂表示）。在这个过程中，气体的内能________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。11.液体表面存在表面张力，是因为液体表面层分子间的距离比液体内部________（选填“大”或“小”），分子间的作用力表现为________（选填“引力”或“斥力”）。三、实验题(本题共2小题，共18分)12.(8分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中：（1）实验的基本原理是利用单分子油膜的________（选填“体积”或“面积”）和油滴的________（选填“体积”或“面积”）来估算分子的直径。（2）某同学操作时，先将痱子粉均匀撒在水面上，再用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。若已知油酸酒精溶液的浓度为η（油酸体积与油酸酒精溶液体积之比），一滴溶液的体积为V，描绘出的油膜面积为S，则估算油酸分子直径的表达式为d=________。13.(10分)某实验小组用如图所示的装置探究一定质量理想气体的等压变化规律。（此处应有实验装置图：一个带有活塞的气缸，活塞上可加砝码，气缸浸在盛有水的烧杯中，可通过加热改变温度，有温度计测水温）（1）实验中，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具是________和________。（2）实验的主要步骤如下：A.用刻度尺测出活塞的直径d，计算出活塞的横截面积S=π(d/2)²。B.在活塞上加上一定质量的砝码，使气缸内气体保持一定的压强。C.读出初始状态下气体的体积V₁和温度T₁（可由水温表示）。D.对烧杯中的水进行加热，改变气体的温度，待温度稳定后，读出气体的体积V₂和温度T₂。E.重复步骤D，多测几组数据。（3）实验中，如何保证气体的压强不变？答：________________。（4）若实验操作正确，以体积V为纵坐标，温度T（热力学温度）为横坐标，作出的V-T图像应是一条过原点的倾斜直线，这说明在等压变化过程中，气体的体积与热力学温度成________关系。四、计算题(本题共2小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。)14.(15分)一定质量的理想气体，初始状态为p₁=1atm，V₁=2L，T₁=300K。先让气体等压膨胀到V₂=4L，再让气体在体积不变的情况下冷却到初始温度T₁。求：（1）气体在等压膨胀过程中的末温度T₂；（2）气体在体积不变冷却过程中的末压强p₃。15.(17分)如图所示，一个横截面积为S的气缸竖直放置，气缸内有一个质量为m、厚度不计的活塞，活塞与气缸壁紧密接触且无摩擦。此时活塞静止，距离气缸底部的高度为h，大气压强为p₀，重力加速度为g，气缸内气体可视为理想气体，温度保持不变。（此处应有气缸活塞图：活塞在气缸内，下方为气体）（1）求此时气缸内气体的压强p；（2）若在活塞上缓慢添加一个质量也为m的重物，活塞再次静止时距离气缸底部的高度h'为多少？（3）在第（2）问的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由。---参考答案与解析一、选择题1.C解析：布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，A错误；分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离增大时，引力和斥力都减小，B错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大，物体内能不一定越大，还与分子势能有关，C正确；温度升高，分子平均动能增大，并非每个分子的动能都增大，D错误。2.A解析：物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，A正确；机械能与内能是两种不同形式的能量，机械能大，内能不一定大，B错误；温度相同的物体，分子平均动能相同，但分子数和分子势能可能不同，内能不一定相等，C错误；晶体熔化过程中，温度不变，但吸热，内能增加，D错误。3.C解析：温度不变，分子平均动能不变，理想气体内能不变，D错误；体积增大，分子密集程度减小，B错误；根据玻意耳定律pV=C，体积增大，压强减小，C正确；A错误。4.C解析：荷叶上的水珠、草叶上的露珠呈球形，硬币能漂浮在水面上，都是由于液体表面张力的作用，ABD不符合题意；用吸管吸饮料是利用了大气压，C符合题意。5.B解析：热力学第二定律指出不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其他变化，A错误；热力学第二定律揭示了一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，B正确；热量能够自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，C错误；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，D错误。6.A解析：A到B为等压膨胀，体积增大，气体对外做功，温度升高（由pV/T=C，p不变V增大则T增大），内能增加，A正确；B到C为等容降压，温度降低（pV/T=C，V不变p减小则T减小），内能减少，体积不变不做功，根据热力学第一定律，气体放出热量，B错误；C到A为等温压缩，温度不变内能不变，体积减小外界对气体做功，根据热力学第一定律，气体放出热量，C错误；整个循环回到初状态，内能变化量为零，D错误。7.A解析：晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，A正确；晶体内部的分子（或原子、离子）排列是规则的，B错误；玻璃是非晶体，C错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，D错误。8.D解析：根据查理定律，等容变化过程中，气体的压强与热力学温度成正比，A错误；根据盖-吕萨克定律，等压变化过程中，气体的体积与热力学温度成正比，B错误；气体的压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的，C错误；气体的温度是分子平均动能的标志，D正确。二、填空题9.M/Nₐ，ρVNₐ/M解析：分子质量m₀=M/Nₐ；一滴水的质量m=ρV，物质的量n=m/M=ρV/M，分子数N=nNₐ=ρVNₐ/M。10.T₂/T₁，增加解析：根据查理定律p₁/T₁=p₂/T₂，得p₂=p₁T₂/T₁，即压强变为原来的T₂/T₁倍。等容变化，温度升高，内能增加。11.大，引力解析：液体表面层分子间距离比液体内部大，分子间作用力表现为引力，即表面张力。三、实验题12.（1）面积，体积（2）ηV/S解析：（1）实验原理是将油酸分子视为球形，形成单分子油膜，用油酸的体积除以油膜的面积即为分子直径。（2）一滴溶液中纯油酸的体积为ηV，油膜面积为S，故d=ηV/S。13.（1）刻度尺，温度计（3）保持活塞上砝码质量不变（或保持外界压强不变）（4）正比解析：（1）需要测量气体的体积（通过测活塞高度及横截面积计算）和温度。（3）本实验探究等压变化，需保证气体压强不变，即活塞上所加砝码质量不变，且活塞可自由移动。（4）理想气体等压变化遵循盖-吕萨克定律，V与T成正比。四、计算题14.解：（1）气体等压膨胀过程，根据盖-吕萨克定律：V₁/T₁=V₂/T₂代入数据：2L/300K=4L/T₂解得：T₂=600K（2）气体等容冷却过程，根据查理定律：p₂/T₂=p₃/T₁因第一过程为等压膨胀，p₂=p₁=1atm代入数据：1atm/600K=p₃/300K解得：p₃=0.5atm15.解：（1）对活塞受力分析：pS=p₀S+mg解得气缸内气体压强：p=p₀+mg/S（2）添加重物后，活塞再次静止，此时气体压强：p'=p₀+(m+m)g/S=p₀+2mg/S气体温度不变，根据玻意耳定律：pV