人教版高中物理选修33模块综合测试1.docx
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人教版高中物理选修33模块综合测试1
高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
本册综合能力检测
本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒
B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C．越小的炭粒，运动越明显
D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多静止不动的水分子组成的
答案：
BC
解析：
水分子在显微镜下是观察不到的，故A错。
据布朗运动的含义知道B、C正确、水分子不是静止不动的，D错。
2．假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近（阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1）（ ）
A．10年 B．1千年
C．10万年D．1千万年
答案：
C
解析：
1克水的水分子数是
个，60亿人一年数的个数是60×108×5000×24×365个，所以完成任务所需时间最接近C选项。
3．（2012·长沙模拟）下列说法正确的是（ ）
A．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
B．单晶体和多晶体物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
C．露珠呈球形，是由于表面张力作用的结果
D．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中气泡内气体组成的系统的熵增加
答案：
ACD
解析：
晶体分为单晶体和多晶体，单晶体有固定的熔点和各向异性；而多晶体虽然也有固定的熔点但是却是各向同性的。
非晶体和晶体不同的是它没有固定的熔点，而且是各向同性，故A正确，B错误；由于表面张力的作用露珠呈球形，故C正确；气泡内气体做等温膨胀，根据熵增加原理可知D正确。
4．下列说法中正确的是（ ）
A．给轮胎打气的过程中，轮胎内气体内能不断增大
B．洒水车在不断洒水的过程中，轮胎内气体的内能不断增大
C．太阳下暴晒的轮胎爆破，轮胎内气体内能减小
D．拔火罐过程中，火罐能吸附在身体上，说明火罐内气体内能减小
答案：
ACD
解析：
给轮胎打气的过程中，轮胎内气体质量增加，体积几乎不变，压强增加，温度升高，内能增加，选项A正确；洒水车内水逐渐减小，轮胎内气体压强逐渐减小，体积增大，对外做功，气体内能减小，选项B错误；轮胎爆破的过程中，气体膨胀对外做功，内能减小，选项C正确；火罐内气体温度逐渐降低时，内能减小，选项D正确。
5.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。
设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（ ）
A．从外界吸热B．内能增大
C．向外界放热D．内能减小
答案：
C
解析：
金属筒缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而内能不变。
6.（2012·试题调研）2008年9月27日下午，举世瞩目的“神舟七号”实现了航天员出舱和太空行走，从电视转播中可以看到翟志刚和刘伯明穿上加气压的舱外服在（与返回舱隔离的）轨道舱中协同作业，16时35分12秒翟志刚在经过几次尝试后奋力向内打开舱盖，太空在中国面前打开！
以下关于轨道舱舱内气压的猜想正确的是（ ）
A．翟志刚需要用很大的力才能把舱盖打开是因为舱内有接近一个大气压的空气压强，而舱外的太空气压为零
B．翟志刚打开舱盖前，轨道舱中应该已经泄压，舱内接近真空
C．翟志刚打开舱盖时，轨道舱内有与地表附近相似的空气，但由于完全失重，这些空气产生的气压为零
D．翟志刚打开舱盖时，轨道舱内和舱外的太空都有约为一个大气压的空气压强
答案：
B
解析：
在太空中，舱外为真空，气压为零，D错误；若舱内气压为1个大气压，则用人力无法打开舱盖，故A错误；舱内若有与地表相似的空气，即使完全失重也会产生约1个大气压的压强，故C错误。
7.（2012·河北八校联考）如图所示，有一圆筒形绝热容器，用绝热且具有一定质量的活塞密封一定量的理想气体，不计活塞与容器之间的摩擦。
开始时容器直立在水平桌面上，容器内气体处于状态a，然后将容器缓慢平放在桌面上，稳定后气体处于状态b。
下列说法正确的是（ ）
A．与a态相比，b态气体分子间作用力较小
B．与a态相比，b态气体的温度较低
C．a、b两态的气体分子对活塞的压力相等
D．a、b两态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数相等
答案：
B
解析：
理想气体不计分子间作用力，A错；由a到b，气体对外做功且绝热，所以温度降低，B对；两态压强不等，所以压力不等，C错；分子在单位时间内撞击活塞的个数取决于两个因素；温度和分子密度，D错。
8.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是（ ）
A．从状态d到c，气体不对外做功，外界也不对气体做功
B．从状态c到b，气体对外做负功
C．从状态a到d，气体对外做功
D．从状态b到a，气体不对外做功，外界也不对气体做功
答案：
BCD
解析：
从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但
是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，则A答案错；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程。
同时体积减小，外界对气体做功，故答案B对；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，答案C对；气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，故答案D正确。
9．用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子S，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时（ ）
A．氧气的温度不变
B．氢气的压强增大
C．氢气的体积增大
D．氧气的温度升高
答案：
CD
解析：
质量相同，则H2的分子数多，温度相同表明两气体分子平均动能相同，则H2压强大，释放后，活塞右移，H2体积变大，同时对O2做功，O2的温度升高，内能变大，故选C、D。
10．（2012·临朐高三质检）如图是某研究小组为了探究“鱼鳔的作用”所制作的装置。
具体制作方法如下：
在大号“可乐瓶”中注入半瓶水，在一个小气球中放入几枚硬币并充入少量空气（忽略气体的分子势能），将其装入“可乐瓶”中。
通过在水中放盐改变水的密度后，使气球恰好悬浮于水中，并拧紧瓶盖。
设初始时瓶中气体、水及外界大气的温度相同。
当用手挤压“可乐瓶”的上半部分时，下列说法正确的是（ ）
A．快速挤压时，瓶内气体压强变大
B．快速挤压时，瓶内气体温度不变
C．快速挤压时，瓶内气体体积不变
D．缓慢挤压时，气球下降
答案：
AD
解析：
快速挤压气体时，外界对它做功，来不及热传递，由W＋Q＝ΔU，内能增大，温度上升，体积变小，瓶内压强变大，则A项对，B、C两项错；缓慢挤压时，温度不变，体积变小，瓶内压强变大，对气球来说，压强也增大，温度不变，体积必然减小，则重力mg大于浮力ρgV气球，气球下降，则D项正确。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、填空题（共3小题，共18分。
把答案直接填在横线上）
11．（5分）
（1）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2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。
试问：
此压缩过程中，气体______（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下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________（填“A”、“B”或“C”），该过程中气体的内能________（填“增加”、“减少”或“不变”）。
答案：
（1）放出 5×104
（2）C 增加
12．（6分）（济宁模拟）某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如图，但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法（用简单的文字表述，不要画图），并指出这样画的物理依据。
（1）正确的画法应为：
________________________。
（2）物理学依据：
____________________________。
（3）试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因_____________。
答案：
（1）正确画法应为：
上面的气泡体积比下面的气泡体积要大。
（2）物理学依据：
由理想气体状态方程得V2＝
V1。
因为p1>p2，T2>T1，所以V2>V1。
（3）由于水面的表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体的表面向下凹，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中。
13．（7分）（潍坊高二期末）一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。
（1）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是（ ）
A．大于大气压强
B．是由于气体重力而产生的
C．是由于气体分子之间的斥力而产生的
D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的
（2）在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。
下列说法正确的是（ ）
A．球内气体体积变大 B．球内气体体积变小
C．球内气体内能变大D．球内气体内能不变
（3）为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面向气球一侧的表面贴上间距为2.0cm的方格纸。
表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”，如图所示。
若表演时大气压强为1.013×105Pa，取g＝10m/s2，则气球内气体的压强为____________Pa。
（取4位有效数字）
答案：
（1）AD
（2）BD （3）1.053×105
解析：
（1）气球充气后膨胀，内部气体的压强应等于大气压强加上气球收缩产生的压强，A对；气球内部气体的压强是大量气体分子做无规则运动发生频繁的碰撞产生的，BC错，D对。
（2）该同学站上塑料板后，因温度视为不变，而压强变大，故气体体积变小，内能不变，所以AC错，BD对。
（3）每小方格的面积S0＝4cm2，每个印迹约占有93个方格。
故4个气球与方格纸总的接触面积
S＝4×93×4×10－4m2＝0.1488m2
气球内气体的压强主要是由大气压和该同学的重力产生的。
故p＝p0＋
＝1.013×105Pa＋
Pa
＝1.053×105Pa
三、论述·计算题（共4小题，42分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（9分）如图甲所示，高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气，锅盖中间有一排气孔，上面可套上类似砝码的限压阀将排气孔堵住。
当加热高压锅（锅内有水），锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔排出锅外。
已知某高压锅的排气孔的直径为0.4cm，大气压强为1.00×105Pa。
假设锅内水的沸点与锅内压强的关系如图乙所示，要设计一个锅内最高温度达120℃的高压锅，问需要配一个质量多大的限压阀？
答案：
0.09kg
解析：
由图可知，锅内温度达120℃时，锅内压强为
p＝1.72×105Pa。
由于p＝p0＋
，所以m＝
＝
。
代入数据，解得，m≈0.09kg。
15．（10分）一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示。
开始时，气体的体积为2.0×10－3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙，活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为137℃（大气压强为1.0×105Pa）。
（1）求气缸内气体最终的压强和体积；
（2）在p－V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化（用箭头在图线上标出状态变化的方向）。
答案：
（1）2.0×105Pa 1.5×10－3m3
（2）如图所示
解析：
（1）p1＝1.0×105Pa，V1＝2.0×10－3m3，
T1＝273K
p2＝
＝2.0×105Pa，V2＝1.0×10－3m3，T2＝273K
p3＝2.0×105Pa
V3＝？
，T3＝410K
V3＝
＝
＝1.5×10－3m3
（2）如上图所示
16．（2012·试题调研）（11分）2012年6月16日16时21分“神舟九号”飞船载着三名宇航员飞向太空。
为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服。
航天服有一套生命保障系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样。
假如在地面上航天服内气压为1atm，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积。
若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统。
（1）求此时航天服内的气体压强，并从微观角度解释压强变化的原因；
（2）若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到0.9atm，则需补充1atm的等温气体多少升？
答案：
（1）见解析
（2）1.6
解析：
（1）航天服内的气体，开始时压强为p1＝1atm，体积为V1＝2L，到达太空后压强为p2，气体体积为V2＝4L。
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得p2＝0.5atm
航天服内气体的温度不变，则气体分子平均动能不变，体积膨胀，单位体积内的分子数减少，单位时间内撞击到航天服单位面积上的分子数减少，故压强减小。
（2）设需补充1atm的气体体积为V′，取总气体为研究对象，则有p1（V1＋V′）＝p3V2，解得V′＝1.6L。
17．（2012·昌乐二中高三质检）（12分）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。
经过太阳曝晒，气体温度由T0＝300K升至T1＝350K。
（1）求此时气体的压强。
（2）保持T1＝350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到P0。
求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。
答案：
（1）
p0 （3）
吸热 原因见解析
解析：
（1）由题意知，气体体积不变，由查理定律得
＝
所以此时气体的压强p1＝
p0＝
p0＝
p0
（2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V2，由玻意耳定律可得p1V0＝p0V2
可得V2＝
＝
V0
所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为
＝
因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体的体积膨胀对外做功。
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体一定从外界吸收热量。
点评：
考查气体的实验定律应用及热力学第一定律，求解时应灵活处理变质量气体问题。
像本题中如果只选集热器内气体，则属于变质量问题，但如果把抽出的气体全部包括，则属于定量气体问题，应用气体实验定律处理会很方便。
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