高中物理选修3-3模块检测7
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模块检测(二)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分，其中1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1．下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是()A．分子间距离减小时分子势能一定减小B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性[答案] B[解析]若分子间距离从平衡位置开始减小时分子力做负功，分子势能增大，A错；温度越高，分子无规则运动越剧烈，运动速率大的分子数增多，B对、C错；多晶体的物理性质具有各向同性，D错．2．一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 J B．气体放热4 JC．气体吸热20 J D．气体放热20 J[答案] B[解析]改变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12 J＝－8 J＋Q，可得Q＝－4 J，即放热4 J，选项B对．3．下列说法正确的是()A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．物体对外界做功，其内能一定减少C．气体温度升高时，每个分子运动速率都会增大D．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递[答案] D[解析]根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，改变内能的方式为做功和热传递，从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故A、B错误；温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，分子平均动能越大，但不是每个分子的动能都增大，则每个分子运动速率不一定增大，选项C错误；根据热力学第二定律知，热量只能够自发从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到高温物体，电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故D正确．4．处于竖直面内两端开口粗细均匀的U形管内用两段水银柱封闭一定质量的空气．稳定后空气柱的长为l，各液面P、Q、M、N的位置如图1.当气体温度升高时，下列说法中正确的是()图1A．空气柱的长度l减小B．空气柱的长度l不变C．液面MN间高度差减小D．液面MN间高度差不变[答案] D[解析]封闭气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可知当气体温度升高时，封闭气体的体积增大，空气柱的长度增大，故A、B错误；封闭气体做等压变化，故液面MN间高度差不变，故C错误，D正确；故选D．5．如图2所示是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中正确的是()图2A．a→d的过程气体体积增加B．b→d的过程气体体积增加C．c→d的过程气体体积增加D．a→d的过程气体体积减小[答案] A[解析] 由pV T ＝C 可得：p ＝CV T ，在p －T 图线中，p 与T 的关系是一条通过坐标原点的直线，直线的斜率与体积成反比．由此可以得出正确[答案]．6．某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气．当压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体( )A ．体积增大，压强减小B ．动能增大，温度升高C ．对外做功，温度降低D ．质量减少，温度降低[答案] C[解析] 由题意知，因瓶内气体膨胀，对外界做功，故橡皮塞冲出，W ＜0.又因时间很短，可得Q ≈0，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，得ΔU ＜0，所以内能减小，温度降低，故选C ．7．如图3为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水．在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )图3A ．内能增大B ．压强增大C ．分子间引力和斥力都减小D ．所有分子运动速率都增大 [答案] AB[解析] 空气体积不变，故做功为0，即W ＝0.又因为外壁隔热，而内壁由于水的升温会吸收热量，故Q ＞0，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可得ΔU ＞0，内能增加，A 正确；空气体积不变，分子数密度不变，气体内能增加，温度升高，分子热运动变剧烈，对器壁撞击加强，故压强变大，B 正确；分子间距离不变，故作用力大小不变，C 错误；气体温度升高，分子的平均热运动速率加快，不代表每一个分子运动都加快，D 错误．8．下列说法中正确的是( )A．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有间隙B．物体的温度升高时，其分子平均动能增大C．气体绝不可能从单一热源吸收热量全部转化为有用功D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能[答案]ABD[解析]水和酒精混合后，水分子和酒精分子相互“镶嵌”，总体积减小，说明分子间有间隙，选项A正确；温度是物体分子平均动能的标志，选项B正确；在外界干预下气体可以从单一热源吸收热量全部转化为有用功，选项C错误；一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，对外做功，吸收的热量大于增加的内能，选项D正确．9．下列说法正确的是()A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．物体对外界做功，其内能可能增加C．液体分子的无规则运动称为布朗运动D．温度越高，布朗运动越显著E．物体的内能是物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和[答案]BDE[解析]根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知物体从外界吸收热量，其内能不一定增加；物体对外界做功，其内能可能增加，选项A错误，B正确；液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，温度越高，布朗运动越显著，选项C错误，D正确；根据内能的定义，选项E的正确。
10．下列说法正确的是()A．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B．温度高的物体分子平均动能一定大，内能也一定大C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关D．昆虫可以停在水面上，主要是液体表面张力的作用E．热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小[答案]CDE[解析]当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随着分子间距离的增大而减小，选项A错误；温度高的物体分子平均动能一定大，但内能还与分子势能有关，所以温度高的物体内能不一定大，选项B错误；根据气体压强的微观解释，选项C正确；根据液体表面张力的特点知，选项D 正确；根据热力学第二定律的内容，选项E 正确．二、填空题(本题共2小题，每小题5分，共10分)11．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A ，N 滴溶液的总体积为V .在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a 的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图4所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X .用以上字母表示油酸分子的直径大小d ＝____________.图4[答案]VANXa 2[解析] N 滴溶液的总体积为V ，一滴溶液的体积为V N ，含有的油酸体积为VAN ，形成单分子油膜，面积为Xa 2，油膜厚度即分子直径d ＝VA N Xa 2＝VANXa 2.12．一定质量的理想气体，从初始状态A 经状态B 、C 再回到状态A ，变化过程如图5所示，其中A 到B 曲线为双曲线．图中V 0和p 0为已知量．图5(1)从状态A 到B ，气体经历的是________(选填“等温”“等容”或“等压”)过程； (2)从B 到C 的过程中，气体做功大小为________；(3)从A 经状态B 、C 再回到状态A 的过程中，气体吸放热情况为________(选填“吸热”、“放热”或“无吸放热”)．[答案] (1)等温 (2)32p 0V 0 (3)放热[解析] (1)据题知A 到B 曲线为双曲线，说明p 与V 成反比，即pV 为定值，由pV T＝C 得知气体的温度不变，即从状态A 到B ，气体经历的是等温过程．(2)从B 到C 的过程中，气体做功大小等于BC 线与V 轴所围的“面积”大小，故有：W ＝12×(p 0＋2p 0)×V 0＝32p 0V 0.(3)气体从A 经状态B ，再到C 气体对外做功，从C 到A 外界对气体做功，根据“面积”表示气体做功可知：整个过程气体对外做功小于外界对气体做功，而内能不变，根据热力学第一定律得知气体要放热．三、计算题(本题共4小题，共40分)13．(8分)已知金刚石密度为3.5×103 kg/m 3 ，体积为4×10－8 m 3的一小块金刚石中含有多少碳原子？并估算碳原子的直径．(金刚石的摩尔质量为1.2×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，结果均取两位有效数字)．[答案] 7.0×1021个 2.2×10－10m[解析] 这一小块金刚石的质量m ＝ρV ＝3.5×103×4×10－8 kg ＝1.4×10－4 kg 这一小块金刚石的物质的量n ＝m M ＝ 1.4×10－4 kg 1.2×10－2 kg/mol ＝76×10－2 mol 所含碳原子的个数N ＝n ·N A ＝76×10－2×6.02×1023个≈7.0×1021个一个碳原子的体积为V ′＝V N ＝4×10－87.0×1021 m 3＝47×10－29 m 3 碳原子的直径 d ＝2r ＝2 33V ′4π＝233×47×10－294πm ≈2.2×10－10 m14．(10分)如图6所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L ，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L 高处，外界大气压强为1.0×105 Pa ，温度为27 ℃，现对气体加热，求：当加热到427 ℃时，封闭气体的压强。
图6[答案] 1.17×105 Pa[解析] 设汽缸横截面积为S ，活塞恰上升到汽缸上部挡板处时，气体温度为T 2，气体做等压变化，则对于封闭气体，初状态：T 1＝(27＋273)K ，V 1＝LS ，p 1＝p 0；末状态：V 2＝2LS ，p 2＝p 0。
由V 1T 1＝V 2T 2，解得：T 2＝600 K ，即t 2＝327 ℃ 设当加热到427 ℃时气体的压强变为p 3，在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处，气体做等容变化，则对于封闭气体，初状态：T 2＝600 K ，V 2＝2LS ，p 2＝1.0×105 Pa ；末状态：T 3＝700 K ，V 3＝2LS 。
