最新人教版高中物理选修3-3综合测试题及答案2套

最新人教版高中物理选修3-3综合测试题及答案2套

解析：A项正确，温度越高，分子运动速率越快，扩散进行得越快；B项错误，布朗运动随着温度的升高而变剧烈；C项错误，分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越激烈；D项正确，温度越高，分子的无规则运动越激烈。答案：AD

5．下列说法中，正确的是()

A．热机的效率越高，排放的废气温度越低

B．热机的效率越高，排放的废气温度越高

C．热机的效率越低，排放的废气温度越低

D．热机的效率越低，排放的废气温度越高

解析：热机效率越高，热机工作时吸收的热量越多，排放的废气温度越低，A项正确；B、C、D项错误。答案：A

6．下列说法中，正确的是()

A．等温过程中，系统内能增加

B．绝热过程中，系统内能增加

C．绝热过程中，系统内能不变

D．等温过程中，系统内能不变 解析：等温过程中，系统内能不变，D项正确；绝热过程中，系统与外界无热量交换，内能不变，C项正确；A、B项错误。答案：CD

7．下列叙述中，正确的是()

A．二氧化碳的XXX比氧气的XXX质量小，但二氧化碳的密度比氧气大

B．分子量越大的气体，速率越大

C．在相同温度下，分子量相同的气体，速率相同

D．分子量相同的气体，在相同温度下，速率相同

解析：A项正确，虽然二氧化碳的摩尔质量比氧气小，但二氧化碳分子的大小和分子间作用力比氧气大，所以密度比氧气大；B、C、D项错误。答案：A

8．下列说法中，正确的是()

A．理想气体的内能只与温度有关

B．理想气体的内能只与压强有关

C．理想气体的内能与温度和压强都有关

D．理想气体的内能与温度和压强都无关

解析：理想气体的内能只与温度有关，A项正确；B、C、D项错误。答案：A

9．下列说法中，正确的是() A．物体的热容量与物体的质量成正比，与物体的材料无关

B．物体的比热容与物体的材料有关，与物体的质量无关

C．物体的比热容与物体的质量成正比，与物体的材料无关

D．物体的热容量与物体的材料有关，与物体的质量无关

解析：物体的热容量与物体的质量和材料都有关，D项错误；物体的比热容与物体的材料有关，与物体的质量无关，B项正确；物体的比热容与物体的质量和材料都有关，C项错误。答案：B

10．下列说法中，正确的是()

A．吸热过程中，物体的内能减少

B．放热过程中，物体的内能增加

C．定容过程中，物体的内能不变

D．定压过程中，物体的内能不变

解析：吸热过程中，物体的内能增加，A项错误；放热过程中，物体的内能减少，B项错误；定容过程中，物体内能不变，C项正确；定压过程中，物体内能增加，D项错误。答案：C

11．下列说法中，正确的是() A．热机的工作效率越高，热机从高温热源吸收的热量越多

B．热机的工作效率越高，热机向低温热源放出的热量越少

C．热机的工作效率越高，热机向低温热源放出的热量越多

D．热机的工作效率越高，热机从高温热源吸收的热量越少

解析：热机的工作效率越高，热机从高温热源吸收的热量越少，D项正确；B、C项错误；根据热力学第二定律，热机向低温热源放出的热量越多，热机效率越高。答案：D

12．下列说法中，正确的是()

A．在等压过程中，物体做功越多，内能增加越多

B．在等压过程中，物体做功越多，内能增加越少

C．在等压过程中，物体做功越少，内能增加越多

D．在等压过程中，物体做功越少，内能增加越少

解析：在等压过程中，物体做功，内能增加等于吸收的热量减去所做的功，内能增加与做功大小无关，B、C、D项错误；A项错误，物体做功越多，内能增加越少。答案：B

p 2

C．当乙分子从P点(x＝x

2

向右运动时，其动能逐渐增大，势能逐渐减小

D．当乙分子从P点(x＝x

2

向左运动时，其动能逐渐减小，势能逐渐增大

解析：A项错误，因为在x=x2处，分子受力为零，加速度为零；B项正确，因为在x=x2处，分子动能最大，势能最小，且总能量为Ep；C、D项正确，因为在P点附近，分子向右运动时，势能逐渐减小，动能逐渐增大；向左运动时，势能逐渐增大，动能逐渐减小．

答案：BCD

15．(12分)

1)根据题意，250mL的矿泉水中含有的水分子数为：

n=250mL×10^-3L/mL÷1.8×10^-5m^3/mol=1.389×10^22

所以该水膜中的水分子数为1.389×10^22÷面积S，根据单分子层的定义，该水膜中的水分子数应该为1，因此有： 1=1.389×10^22÷S

解得该水膜面积为S=1.389×10^22m^2

2)将一条水分子排成一条直线，其长度为1.8×10^-5m。一圈的周长为地球赤道周长，即L=4×10^4km=4×10^7m。因此，绕赤道一圈需要的水分子数为：

N=L÷1.8×10^-5m=2.222×10^12

而矿泉水瓶中的水分子数为：

n=250mL×10^-3L/mL÷1.8×10^-5m^3/mol×6.02×10^23mol^-1=2.778×10^24

因此，该条水分子直线可以绕赤道的圈数为：

n=N÷n=2.222×10^12÷2.778×10^24=8.0×10^-13圈（保留两位有效数字）

答案：(1)1.389×10^22m^2；(2)8.0×10^-13圈

1

S，其中S为限压阀面积，d为限压阀直径，m为限压阀质量，g为重力加速度。(4分)

代入数据可得

m＝(p

2

p 1

S

g

1.34×105－1.0×105)×π(0.3×10－2)2

4×10－3×9.8

0.052kg(3分)

答案：0.052kg

1.根据公式计算，得到物体的质量为0.024 XXX。

2.选择题：

1.BC

2.ABC

3.AD

4.C

解析：

1.布朗运动与固体微粒的大小无关，而与液体分子的撞击力平衡程度有关，因此选项B、C正确。

2.分子间距离由r1变到r2的过程中，分子力先减小到零，再增加，然后再减小逐渐趋近零，因此选项A、B正确；同时，同质量下氢气的分子数多，内能大，因此选项A、D正确。 3.轨道摩擦生热涉及能量转化，因此选项C正确。同时，轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向有关，因此选项D错误。

D．扩散到真空中的分子在整个中分布越不均匀，其宏观态对应的微观态数目越大

解析：A和B都是错误的，因为气体分子数的多少与扩散到真空中的分子返回原状态的可能性没有直接关系。C是正确的，因为扩散到真空中的分子越均匀，对应的微观态数目就越多，因此宏观态的概率就越大。D是错误的，因为分子不均匀分布会导致气体的宏观态数目减少，而不是增加。

答案：C

求地球大气层中空气分子数的近似值。

解析：根据理想气体状态方程PV=nRT，可得n=PV/RT，其中P为大气压强，V为大气层体积，R为气体常数，T为大气温度。由于大气层厚度很小，近似看作球壳，则大气层体积为4πR^2h/3，其中R为地球半径，h为大气层厚度。假设大气层温度为平均温度T0，则大气压强P0为标准大气压强 Pa。将以上数据代入n=PV/RT中，可得空气分子数n=4πNAR^3h/(3M)，其中NA为阿伏伽德罗常数。因此，地球大气层中空气分子数的近似值为4πNAR^3h/(3M)。

16．(12分)某理想气体的压强P、体积V、温度T分别为2 atm、3 L、300 K。求该气体的摩尔质量M和气体分子平均动能Ek。

解析：根据理想气体状态方程PV=nRT，可得n=PV/RT，其中R为气体常数。将已知数据代入上式，可得气体的物质量m=nM=PV/RT，其中M为气体的摩尔质量。因此，M=PV/RTn=2×3/(0.0821×300/1000)=0.073 kg/mol。根据气体分子平均动能公式Ek=3/2kT，其中k为玻尔兹曼常数，可得Ek=3/2×1.38×10^-23×300=6.21×10^-21 J。

17．(14分)某热机的热效率为40%，燃料的燃烧热为4×10^7 J/kg，每秒燃烧的燃料质量为0.1 kg。求该热机每秒所做的功和排放的热量。

解析：热机的热效率η=W/QH，其中W为热机所做的功，QH为燃料的燃烧热。因此，热机每秒所做的功为W=ηQHm=0.4×4×10^7×0.1=1.6×10^6 J。燃料每秒燃烧的热量为Q=QHm=4×10^7×0.1=4×10^6 J。由于热机并不完全转化热能为功，因此排放的热量为Q-QW=4×10^6-1.6×10^6=2.4×10^6 J。 大气压强为p时，地球周围大气层的空气分子数的表达式为N = (pSNA)/(M)，其中S为地球表面的面积，M为空气分子的摩尔质量，NA为阿伏伽德罗常数。代入数值可得N约等于1.1×10^44个。

2) 一电炉的功率为200W，将质量为240g的固体样品放入炉内，通电后电炉内的温度变化如图所示。根据熔化曲线上温度不变的部分可得样品的熔点为60℃。设样品的熔化热为λ，则样品熔化过程中共吸收热量Q = λm。由W = Q，即Pt = λm，整理并代入数据可得λ约等于1×10^5 J/kg。

3) 一个封闭气缸内有一定质量的气体，气缸通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。开始时气缸内外压强相同，均为大气压p(mg

= constant，即p1V1 = p2V2.代入pV = NkT可得T1 = (1/2)T。在p-V图象中，气体变化的整个过程为等压过程和等温过程的组合，如图所示。