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【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题11——选修3-3


阶段示范性金考卷(十一)
本卷测试内容:选修 3-3 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 110 分。测试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷 (选择题,共 60 分)

一、选择题(本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。在每小题 给出的四个选项中,第 1、3、5、6、7、9、12 小题,只有一个选项 正确;第 2、4、8、1

0、11 小题,有多个选项正确,全部选对的得 5 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。) 1. [2014· 上海市十校高三联考]下列说法中正确的是( A. 温度低的物体内能小 B. 外界对物体做功时,物体的内能一定增加 C. 温度低的物体分子运动的平均动能小 D. 做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平 均动能越来越大 解析: 物体的内能跟物体所含的分子数、 物体的温度和体积等因 素有关,所以温度低的物体内能不一定小,选项 A 错误;做功和热 传递均能改变物体的内能,当外界对物体做功,而物体放热时,物体 的内能可能减小,选项 B 错误;物体的温度低表示物体分子运动的 平均动能小,选项 C 正确;物体做机械运动时的动能与物体分子做 热运动时的动能不同,显然,选项 D 错误。 答案:C 2. 如图所示,两个相同的玻璃瓶分别装有质量相同的热水和冷 水,下列说法正确的是( ) )

A. 热水中每个分子的动能都比冷水中每个分子的动能大 B. 热水的内能大于冷水的内能 C. 相同的固体悬浮颗粒,在热水中的布朗运动比在冷水中明显 D. 热水和冷水的分子个数不同 解析:温度是分子平均动能的标志,分子平均动能大,并不意味 着每个分子的动能都大,A 错;热水的温度高,内能大,B 正确;温 度越高,布朗运动越明显,C 正确;热水和冷水的质量相同,物质的 量相同,分子个数相同,D 错误。 答案:BC

3. 如图所示,甲分子固定于坐标原点 O,乙分子从无穷远处由 静止释放,在分子力的作用下靠近甲。图中 b 点是引力最大处,d 点 是分子靠得最近处,则乙分子速度最大处是( A. a 点 B. b 点 )

C. c 点

D. d 点

解析: 由分子力与分子之间距离的图象可以看出, 乙分子从无穷 远处到 c 点过程中, 分子力做正功, 分子动能增大, 从 c 到 d 过程中, 分子力做负功,动能减小,所以经过位置 c 时速度最大。 答案:C

4. [2015· 广州模拟]一定质量的理想气体由状态 A 变化到状态 B, 气体的压强随热力学温度的变化如图所示,则此过程( A. 气体的密度增大 B. 外界对气体做功 C. 气体从外界吸收了热量 D. 气体分子的平均动能增大 解析: 由图象可得:从状态 A 到状态 B,该理想气体做等温变 pV 化,而压强变大,由理想气体状态方程 T =C,气体的体积 V 减小, m 由密度公式 ρ= V ,故气体的密度增大,选项 A 正确;温度是分子平 均动能的标志,温度不变,气体分子的平均动能不变,选项 D 错误; 一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度不变,内能不变,而 体积减小, 外界对气体做功, 由热力学第一定律可知, 该气体要放热, 故选项 B 正确,选项 C 错误。 )

答案:AB 5. 关于永动机和热力学定律的讨论, 下列叙述正确的是( A. 第二类永动机违反能量守恒定律 B. 如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加 C. 外界对物体做功,则物体的内能一定增加 D. 做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移 的观点来看这两种改变方式是有区别的 解析: 第二类永动机违反热力学第二定律,并不是违反能量守 恒定律,故 A 错。据热力学第一定律 ΔU=Q+W 知,内能的变化由 做功 W 和热传递 Q 两个方面共同决定,只知道做功情况或只知道传 热情况无法确定内能的变化情况,故 B、C 项错误。做功和热传递都 可改变物体内能, 但做功是不同形式能的转化, 而热传递是同种形式 能间的转移,这两种方式是有区别的,故 D 正确。 答案:D 6. [2014· 泉州 3 月质检]“温泉水滑洗凝脂,冬浴温泉正当时”, 在寒冷的冬天里泡一泡温泉,不仅可以消除疲劳,还可扩张血管,促 进血液循环,加速人体新陈代谢。设水温恒定,则温泉中正在缓慢上 升的气泡( ) A. 压强增大,体积减小,吸收热量 B. 压强增大,体积减小,放出热量 C. 压强减小,体积增大,吸收热量 D. 压强减小,体积增大,放出热量 解析:气泡上升过程中温度不变,内能不变, pV=常数。随着 气泡的上升,压强减小,体积增大,对外做功,吸收热量,选项 C 正确。 )

答案:C 7. [2014· 哈尔滨名校质检]对于一定质量的理想气体, 下列说法正 确的是( ) A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变 B. 若气体的温度不断升高,其压强也一定不断增大 C. 若气体温度升高 1 K,其等容过程所吸收的热量一定大于等 压过程所吸收的热量 D. 在完全失重的状态下,气体的压强为零 解析:若气体的压强和体积都不变,则温度不变,其内能也一定 不变,选项 A 正确;气体的温度不断升高,若体积不断增大,其压 强也不一定不断增大,选项 B 错误;若气体温度升高 1 K,由于等容 过程体积不变, 不对外做功, 其等容过程所吸收的热量一定小于等压 过程所吸收的热量,选项 C 错误;由于气体的压强是由分子对器壁 的频繁碰撞产生的,在完全失重的状态下,气体的压强一定不为零, 选项 D 错误。 答案:A 8. 下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )

A. 液体中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运 动 B. 当两个相邻的分子间距离为 r0 时,它们间相互作用的引力和 斥力大小相等 C. 食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 D. 小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用 解析: 液体中微粒运动是液体分子的无规则热运动的反映, 也叫 布朗运动,选项 A 错误;当两个相邻的分子间距离为 r0 时,它们间 相互作用的引力和斥力大小相等,选项 B 正确;食盐晶体的物理性 质沿各个方向都是不一样的,选项 C 错误;小草上的露珠呈球形的 主要原因是液体表面张力的作用,选项 D 正确。 答案:BD 9. [2014· 浙江杭州]如图所示为中学物理课上一种演示气体定律 的有趣仪器——哈勃瓶, 它是一个底部开有圆孔, 瓶颈很短的平底大 烧瓶。在瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔

上配有一个橡皮塞。 在一次实验中, 瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质 量的气体, 在对气球缓慢吹气的过程中, 瓶内气体体积减小了 ΔV 时, 压强增大了 20%。若使瓶内气体体积减小 2ΔV,则其压强增大( )

A. 20% C. 40%

B. 30% D. 50%

解析:瓶内气体做等温变化,设初始状态,气体压强为 p,体积 为 V,当瓶内气体体积减小 2ΔV 时,气体压强大小为 xp,根据气体 定律可得,pV=1.2p(V-ΔV)=xp(V-2ΔV),解得,x=1.5,所以, 其压强增大 50%,D 项正确。 答案:D

10. 一定质量的气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd 和 da 这四个过程在 p-T 图上都是直线段,其中 ab 的延长线通过坐标 原点 O,bc 垂直于 ab,而 cd 平行于 ab,由图可以判断( A. ab 过程中气体体积不断减小 B. bc 过程中气体体积不断减小 )

C. cd 过程中气体体积不断增大 D. da 过程中气体体积不断增大 解析:分析图象时要注意,在 p-T 图象中,若图线为过原点的 直线,则该过程是等容变化,并且图线斜率越大,气体体积越小。四 条直线段只有 ab 段是等容过程, 即 ab 过程中气体体积不变, 选项 A 是错误的,其他三个过程并不是等容变化过程。Ob、Oc、Od 都是一 定质量理想气体的等容线,依据 p-T 图中等容线的特点,比较这几 条图线的斜率即可得出 Va=Vb>Vd>Vc,故选项 B、C、D 正确。 答案:BCD

11. [2014· 贵州六校联考]如图,一个导热汽缸竖直放置,汽缸内 封闭有一定质量的气体, 活塞与汽缸壁紧密接触, 可沿汽缸壁无摩擦 地上下移动。若大气压保持不变,而环境温度缓慢升高,在这个过程 中( ) A. 汽缸内每个分子的动能都增大 B. 封闭气体对外做功 C. 汽缸内单位体积内的分子数增多 D. 封闭气体吸收热量 E. 汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少 解析:环境温度缓慢升高,说明封闭气体从外界吸收热量,温度 升高,体积增大,对外做功,选项 B、D 正确;由于大气压保持不变,

气体压强不变,质量一定,分子数一定,体积增大,单位体积内的分 子数减少, 所以汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少, 汽缸内分 子的平均动能增大, 不一定每个分子的动能都增大, 选项 E 正确, A、 C 错误。 答案:BDE

12. [2015· 成都二诊]A、B 为两个相同的固定在地面上的汽缸, 内部有质量相等的同种气体,且温度相同,C、 D 为两重物,质量 mC>mD,按如图所示方式连接并保持平衡。现使 A、B 的温度都升高 10 ℃,不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦,则系统重新平衡后( A. C 下降的高度比 D 下降的高度大 B. C 下降的高度比 D 下降的高度小 C. C、D 下降的高度一样大 D. A、B 汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同 mCg 解析: 系统平衡时, 密闭气体的压强保持不变, 且 pA=p0- S , mDg pB=p0- S , 其中 p0 为大气压强, S 为活塞的横截面积, 因为 mC>mD, pV 所以 pA<pB;根据理想气体状态方程 T =C(常量)可知,当 p 不变时, )

ΔTC ΔV= p ,又因为 pA<pB,所以 ΔVA>ΔVB,即 A 汽缸内气体体积的 增加量大于 B 汽缸内气体体积的增加量,C 下降的高度比 D 下降的 高度大,选项 A 正确。 答案:A 第Ⅱ卷 (非选择题,共 50 分)

二、实验题(本题共 2 小题,共 18 分) 13. (12 分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中: (1)某同学操作步骤如下: ①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液 ②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积 ③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴溶液,待其散开稳定 ④在蒸发皿上覆盖玻璃板, 描出油膜形状, 用透明方格纸测量油 膜面积 请指出错误或有遗漏的步骤,并改正其错误: 错误的步骤:___________________________________________ 有遗漏的步骤:_________________________________________ (2)实验中,用 a mL 纯油酸配制成 b mL 的油酸酒精溶液,现已 测得一滴溶液 c mL,将一滴溶液滴入水中,油膜充分展开后面积为 S cm2,估算油酸分子的直径大小为________cm。 (3)用油膜法测出油酸分子直径后,要测定阿伏加德罗常数,还 需知道油滴的________。 A. 摩尔质量 C. 质量 B. 摩尔体积 D. 体积

解析:(1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时,相对误差 太大,应用微小量累积法减小测量误差;

③液面上不撒痱子粉时, 滴入的油酸酒精溶液挥发后剩余的油膜 不能形成一块完整的油膜, 油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实 验失败。 (2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得 d a c V b ac = S = S =bS。 4 d 1 (3)由油酸分子的直径易得油酸分子的体积为 π( )3= πd3。欲求 3 2 6 阿伏加德罗常数,由题中选项知,B 正确。 答案:(1)②在量筒中滴入 N 滴溶液,测出它的体积 ③在水面上先撒上痱子粉 ac (2)bS (3)B

14. (6 分)[2014· 南京盐城一模]如图(甲)所示,取一支大容量的注 射器,拉动活塞吸进一些乙醚,用橡皮帽把小孔堵住,迅速向外拉动 活塞到一定程度时, 注射器里的液态乙醚消失而成为气态, 此时注射 器中的温度________(填“升高”“降低”或“不变”),乙醚气体分 子的速率分布情况最接近图(乙)中的________线(填“A”“B”或“C”)。 图中 f(v)表示速率 v 处单位速率区间内的分子数百分率。

解析:液态乙醚消失而成为气态,吸收热量,此时注射器中的温

度降低。乙醚气体分子的速率分布呈正态分布,最接近图(乙)中的 C 线。 答案:降低 C

三、计算题(本题共 2 小题,共 32 分)

15. (10 分)[2014· 河北唐山模拟]如图所示,封闭有一定质量理想 气体的汽缸固定在水平桌面上, 开口向右放置, 活塞的横截面积为 S。 活塞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。 开始时汽缸内外压强相同,均为大气压 p0(mg<p0S)。汽缸内气体的温 度为 T0,轻绳处在自然伸直状态。不计摩擦,缓慢降低汽缸内温度, 最终使得气体体积减半,求: (1)气体体积减半时的温度 T1; (2)建立 p-V 坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程。 解析:(1)设初始气体体积为 V,在气体体积减半时,缸内气体 mg 压强为 p0- S 。 mg V ?p0- S ? 2 p0V 根据气体定律可得, = 。 T0 T1 mg p0- S 解得,T1= T0。 2p0

(2)刚开始缓慢降温时,缸内气体的体积不变,压强减小,气体 mg 做等容变化;当缸内气体压强降为 p0- S 时,气体的压强不变,体 积减小,气体做等压变化。如图所示。 mg p0- S 答案:(1)T1= T0 2p0

(2)见解析图

16. (10 分)[2015· 河南三市联考]如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖 直放置, 通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。 活塞的质量为 m, 活塞的横截面积为 S。初始时,气体的温度为 T0,活塞与容器底部相 距 h。 现通过电热丝缓慢加热气体, 当气体吸收热量 Q 时活塞下降了 h,已知大气压强为 p0,重力加速度为 g,不计活塞与汽缸的摩擦。 求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。(题中各物理量 单位均为国际单位制单位) 解析:由盖—吕萨克定律得, 解得 T1=2T0。 hS 2hS = , T0 T1

气体在等压变化过程中,活塞受力如图。

由平衡条件,pS=p0S-mg 气体对活塞做功,W=pSh=(p0S-mg)h, 由热力学第一定律,ΔU=Q-W, 气体内能的增加量为 ΔU=Q-(p0S-mg)h。 答案:2T0 Q-(p0S-mg)h

17. (12 分)[2014· 湖南十二校高三第一次联考]如图所示,两端开 口、 粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中, 管的上部有一定长度 的水银, 两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。 开启上部连通左 右水银的阀门 A,当温度为 300 K 平衡时水银的位置如图(h1=h2=5 cm,L1=50 cm),大气压为 75 cmHg。求: (1)右管内空气柱的长度 L2; (2)关闭阀门 A,当温度升至 405 K 时,左侧竖直管内气柱的长

度 L3。 解析:(1)左管内气体压强:p1=p0+ph2=80 cmHg, 右管内气体压强:p2=p1+ph1=85 cmHg, 设右管内外液面高度差为 h3,则 p2=p0+ph3,得 ph3=10 cmHg, 所以 h3=10 cm, 则 L2=L1-h1-h2+h3=50 cm。 (2)设玻璃管截面积为 S, 对左侧管内的气体:p1=80 cmHg, V1=50S,T1=300 K。 当温度升至 405 K 时,设左侧管内下部的水银面下降了 x cm, 则有 p2=(80+x) cmHg, V2=L3S=(50+x)S,T2=405 K, 依据 p1V1 p2V2 = T1 T2

代入数据,解得 x=10 cm。 所以左侧竖直管内气柱的长度 L3=60 cm。 答案:(1)50 cm (2)60 cm


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