2020年鲁科版高中物理选修3-3模块检测试卷（含答案）

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1、模块检测模块检测(二二) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分.16 题为单项选择题，710 题 为多项选择题) 1.下列说法正确的是( ) A.叶面上的小露珠呈球形是由于液体内部分子间吸引力作用的结果 B.晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能变大 C.天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体 D.当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，就显示不同颜 色 答案 D 解析 叶面上的小露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果，A 错误； 晶体熔化过程中要吸收热量， 但温度不变， 分子的平均动能

2、不变， B 错误； 晶体与非晶体在一定条件下可相互转化，例如：天然水晶是单晶体，熔化后再凝 固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，C 错误；由液晶各向异性可知，对不同颜色 光的吸收强度随电场强度的变化而变化，D 正确. 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 J C.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 UWQ，即 12 J8 JQ，可得 Q4 J，即气体放热 4 J，选项 B 正确. 3.下列说法正确的是(

3、) 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 UQW 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，物体温度升高，分子平均动能增大，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都增大，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

4、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.如图 1 所示，容积一定的测温泡，上端有感知气体压强的压力传感器.待测物体 温度升高时，泡内封闭气体( ) 图 1 A.内能不变，压强变大 B.体积不变，压强变大 C.温度不变，压强变小 D.温度降低，压强变小 答案 B 解析 由题意知，该测温泡的容积一定，即体积不变，当待测物体温度升高时， 泡内封闭气体的温度升高， 根据理想气体状态方程pV T C(常数)， 可知气体压强变 大，所以 A、C、D 错误，B 正确. 5.如图 2 所示，U 形管的 A 端封有气体，B 端也有一小段气体.先用一条小铁丝

5、插 至 B 端气体，轻轻抽动，使 B 端上下两部分水银柱相连接，设外界温度不变，则 A 端气柱的( ) 图 2 A.体积减小 B.体积不变 C.压强增大 D.压强减小 答案 B 解析 由气体向各个方向压强相等的特点，A 管中封闭气体的压强等于外界大气 压和A管液面与B管中与A管液面在同水平线之上的水银柱的竖直水银柱产生的 压强之和，前后这两种情况，水银柱的高度差没有变化，则 A 管封闭气体的压强 不变，体积不变，故选项 B 正确. 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，装置如图 3 所示.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

6、是饮料瓶中气体( ) 图 3 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，W0.又因时 间很短，可得吸放热 Q0，根据热力学第一定律 UWQ，得 U0，所以 内能减小，温度降低，故选项 C 正确. 7.以下说法正确的是( ) A.当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大 B.某物体温度升高，则该物体分子热运动的总动能一定增大 C.液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的 D.自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发 生 答案 BC 解析

7、当 rr0时，分子力表现为斥力，当分子间距增大时，分子力做正功，分 子势能减小；当 rr0时，分子力表现为引力，当分子间距增大时，分子力做负 功，分子势能增加，选项 A 错误；某物体温度升高，则分子的平均动能增大，该 物体分子热运动的总动能一定增大，选项 B 正确；液晶显示屏是应用液晶的光学 各向异性制成的，选项 C 正确；自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守 恒定律的宏观过程不一定都能自然发生，例如水能由高处自然的流向低处，但是 不能自发的由低处流向高处，选项 D 错误. 8.如图 4 所示，一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B，再由状态 B 变化到 状态 C.已知状态 A 的

8、温度为 300 K.则下列说法正确的是( ) 图 4 A.气体在状态 B 的温度为 600 K B.气体在状态 B 的温度为 1 200 K C.由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体吸热 D.由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体放热 答案 BD 解析 由理想气体的状态方程pAVA TA pBVB TB ，得气体在状态 B 的温度 TBpBVBTA pAVA 1 200 K，选项 A 错误，B 正确；由状态 B 到状态 C，气体做等容变化，由查理定 律得：pB TB pC TC，则 TC pC pBTB600 K，气体由状态 B 到状态 C，不做功，但温度 降低，内能减小.根据热力学

9、第一定律 UWQ，U0，W0，故 Q0，可知 气体要放热，选项 C 错误，D 正确. 9.下列说法正确的是( ) A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度降低的缘故 D.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水 蒸发吸热的结果 答案 BD 解析 水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则 A 项错误；正是 表面张力使空中雨滴呈球形，则 B 项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸 点较低，C 项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的 温

10、度较低，D 项正确. 10.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置， 它主要由气缸和活塞组成.开箱时， 密 闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图 5 所示.在此过程中，若缸内气体 与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( ) 图 5 A.对外做正功，分子的平均动能减小 B.对外做正功，内能增大 C.对外做负功，分子的平均动能增大 D.对外做正功，内能减小 答案 AD 解析 密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外界对气体做负功，因而 W0，缸内气体与外界无热交换说明 Q0，忽略气体分子间的相互作用，说明 内能是所有分子动能的总和.根据热力学第一定律 UWQ，可知内能增加量 U0

11、，故内能减小，分子平均动能减小，温度降低.所以只有 A 和 D 正确. 二、填空题(共 2 小题，共 12 分) 11.(6 分)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 6 所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为 X. 图 6 (1)用以上字母表示油酸分子的大小 d_. (2)从图中数得 X_. 答案 (1) VA NXa2 (2)62(6064 均可) 解析 (1)N 滴溶液的总体积为

12、V，一滴溶液的体积为V N，含有的油酸体积为 VA N ， 形成单分子层油膜，面积为 Xa2，油膜厚度即分子直径 d VA N Xa2 VA NXa2. (2)油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对照 图示的油酸膜，共有 62 格. 12.(6 分)在“用 DIS 研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实 验中，某同学将注射器活塞置于刻度为 10 mL 处，然后将注射器连接压强传感器 并开始实验，气体体积 V 每增加 1 mL 测一次压强 p，最后得到 p 和 V 的乘积逐 渐增大. 图 7 (1)由此可推断，该同学的实验结果可能为图 7 中的_. (2

13、)图线弯曲的可能原因是在实验过程中_. A.注射器中有异物 B.连接软管中存在气体 C.注射器内气体温度升高 D.注射器内气体温度降低 答案 (1)(a) (2)C 解析 根据理想气体状态方程pV T k，V1 p图象的斜率的物理意义为 kT，因 p 和 V 的乘积逐渐增大，所以 kT 逐渐增大，温度升高，故第(1)题中选图(a)，第(2)题 选 C. 三、计算题(共 4 小题，共 48 分) 13.(10 分)已知金刚石密度为 3.5103 kg/m3 ， 体积为 410 8 m3 的一小块金刚石 中含有多少碳原子？并估算碳原子的直径(计算结果保留 1 位有效数字). 答案 71021个 2

14、10 10m 解析 这一小块金刚石的质量 mV3.5103410 8 kg1.4104 kg 这一小块金刚石的物质的量 nm M 1.410 4 kg 0.012 kg/mol 7 610 2 mol 所含碳原子的个数 Nn6.0210237 610 26.021023 个71021个 一个碳原子的体积为 V0V N 410 8 71021 m 34 710 29 m3 碳原子的直径 D 3 6V0 3 64 710 29 3.14 m210 10 m 14.(12 分)如图 8 所示， 在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封一部分 气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为

15、 S，将整个装置放在大 气压恒为 p0的空气中，开始时气体的温度为 T0，活塞与容器底的距离为 h0，当气 体从外界吸收热量 Q 后，活塞缓慢上升 d 后再次平衡，求： 图 8 (1)外界空气的温度是多少？ (2)在此过程中的密封气体的内能增加了多少？ 答案 (1)h 0d h0 T0 (2)Q(mgp0S)d 解析 (1)取密封气体为研究对象， 活塞缓慢上升过程为等压变化， 由盖 吕萨克定 律有 V V0 T T0得外界温度 T V V0T0 h0d h0 T0 (2)活塞缓慢上升的过程，密封气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对 系统做的功 W(mgp0S)d 根据热力学第一定律得密

16、封气体增加的内能： UQWQ(mgp0S)d 15.(12 分)如图 9 所示，横截面积 S10 cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭 在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开始活塞与气缸底部距离 H30 cm.在活塞上 放一重物，待整个系统稳定后.测得活塞与气缸底部距离变为 h25 cm.已知外界 大气压强始终为 p01105 Pa，不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取 g 10 m/s2.求： 图 9 (1)所放重物的质量； (2)在此过程中被封闭气体与外界交换的热量. 答案 (1)2 kg (2)放出 6 J 热量 解析 (1)封闭气体发生等温变化 气体初状态的压强为 p11105 Pa 气体

17、末状态的压强为 p2p0mg S 根据玻意耳定律得 p1HSp2hS 联立式解得：m2 kg (2)外界对气体做功 W(p0Smg)(Hh) 根据热力学第一定律知 UWQ0 联立式解得 Q6 J 即放出 6 J 热量. 16.(14 分)如图 10，两气缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽 略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸 除 A 顶部导热外，其余部分均绝热.两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、 b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气.当大气压为 p0、外界和气缸内气体 温度均为 7 且平衡时， 活塞 a 离气缸

18、顶的距离是气缸高度的1 4， 活塞 b 在气缸正 中间. (1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时，求氮气的温度； (2)继续缓慢加热， 使活塞 a 上升.当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 1 16时， 求氧气 的压强. 图 10 答案 (1)320 K (2)4 3p0 解析 (1)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、b 下方的氮气经历等 压过程.设气缸 A 的容积为 V0，氮气初态体积为 V1，温度为 T1；末态体积为 V2， 温度为 T2.按题意，气缸 B 的容积为 V0/4，由题给数据和盖 吕萨克定律有 V13 4V0 1 2 V0 4 7 8V0 V23 4V0 1 4V0V0 V1 T1 V2 T2 由式和题给数据得 T2320 K (2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上移动，直至活塞 a 上 升的距离是气缸高度的 1 16时， 活塞 a 上方的氧气经历等温过程.设氧气初态体积为 V1，压强为 p1；末态体积为 V2，压强为 p2.由题给数据和玻意耳定律有 V11 4V0，p1p0，V2 3 16V0 p1V1p2V2 由式得 p24 3p0