最新人教版高中物理选修33同步测试题及答案系列3.docx

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最新人教版高中物理选修33同步测试题及答案系列3

最新人教版高中物理选修3-3同步测试题及答案系列3

高中同步测试卷（十一）

学业水平测试卷（A）

（时间：

90分钟，满分：

100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，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．）

1．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷）、稳压装置和燃烧器三部分组成．当稳压阀打开以后，燃气以气态从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则（　　）

A．燃气由液态变为气态的过程中不一定对外做功

B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少

C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程

D．燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用

2．关于永动机不可能制成的下列说法中正确的是（　　）

A．第一类永动机违反了能量守恒定律

B．第二类永动机违反了能量守恒定律

C．第一类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

D．第二类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

3．下列关于分子间引力和斥力的说法中，错误的是（　　）

A．两张纸潮湿后很难分开说明分子间存在引力

B．只有同种物质的分子间才存在分子力的作用

C．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小

D．表面平滑的太空船很容易“黏合”灰尘是因为分子力的作用

4．被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿，就会重新鼓起来．这一过程乒乓球内的气体（　　）

A．吸热，对外做功，内能不变B．吸热，对外做功，内能增加

C．温度升高，体积增大，压强不变D．压强增大，单位体积内分子数增多

5．以下说法正确的是（　　）

A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大

B．汽油是一种清洁能源

C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%

D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的

6．如图所示，对于液体在器壁附近发生的弯曲现象，下列说法中正确的是（　　）

A．表面层1内分子的分布比液体内部疏B．表面层2内分子的分布比液体内部密

C．附着层1内分子的分布比液体内部疏D．附着层2内分子的分布比液体内部密

7．在某一容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是（　　）

A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力

B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的

C．容器以9.8m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强为零

D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强不一定相等

8．一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化1→2→3过程，则三个状态的温度之比是（　　）

A．1∶3∶5B．3∶6∶5

C．3∶2∶1D．5∶6∶3

9．如图所示，活塞将汽缸分成两个气室，汽缸壁、活塞、拉杆是绝热的，且都不漏气，UA和UB分别表示A、B气室中气体的内能．则将拉杆向外拉动的过程中（　　）

A．UA不变，UB变小B．UA增大，UB不变

C．UA增大，UB变小D．UA不变，UB增大

10.如图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（　　）

A．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

11.如图所示，a、b、c、d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，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是（　　）

A．从状态d到c，气体不吸热也不放热

B．从状态c到b，气体放热

C．从状态a到d，气体对外做功

D．从状态b到a，气体吸热

12.如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则（　　）

A．A管内空气柱将变长

B．A管内空气柱将变短

C．两管内水银柱高度差将增大

D．两管内水银柱高度差将减小

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

二、非选择题（本题共4小题，共40分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）

13．（9分）体积为1.2×10－3cm3的油滴在静止的水面上扩展为4m2的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为____________m，1mol这种油的体积为____________m3，油分子质量为____________．（油的密度为0.8×103kg/m3）

14．（9分）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中气泡________（填“吸收”或“放出”）的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.

15．（10分）一高压气体钢瓶，容积为V0，用绝热材料制成，开始时封闭的气体压强为p0，温度为T0＝300K，内部气体经加热后温度升至T1＝350K，求：

（1）温度升高至T1时气体的压强；

（2）若气体温度保持T1＝350K不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强再回到p0，此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少？

16．（12分）如图所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S.在t时间内集热箱里气体膨胀对外做的功数值为W，其内能增加了ΔU，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收，求：

（1）这段时间内集热箱内气体共吸收的热量；

（2）此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率．

参考答案与解析

1．[导学号：

]　C

2．[导学号：

]　解析：

选AD.第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热传递的方向性．因此，正确选项为A、D.

3．[导学号：

]　解析：

选BC.两张潮湿的纸靠得很近，使分子间的距离变得很小，进入了分子力的作用范围，分子力表现为引力，A正确；不同物质的分子间也存在相互作用力，B错误；当分子间的距离减小时，分子斥力和引力都增大，斥力增大得快，C错误；当表面平滑的太空船在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞船表面与灰尘的距离达到分子力的作用范围而发生“黏合”，因此是分子力的作用，D正确．所以选B、C.

4．[导学号：

]　解析：

选B.乒乓球内的气体吸收热量后，温度升高，内能增加，体积变大，对外做功，A错误，B正确．乒乓球能鼓起来，说明内部气体的压强一定增大，单位体积内分子数减少，C、D均错误．

5．[导学号：

]　解析：

选A.热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，C错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，D错．

6．[导学号：

]　解析：

选A.表面层1、2内的分子分布都比液体内部疏，分子引力起主要作用，出现表面张力．而附着层1内分子的分布比液体内部密，出现浸润现象，附着层2内分子的分布比液体内部疏，出现不浸润现象，所以B、C、D都错．

7．[导学号：

]　解析：

选B.气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的平均动能和单位体积内的分子数决定，故A、C、D错误，B正确．

8．[导学号：

]　解析：

选B.根据理想气体状态方程计算可得B项正确．

9．[导学号：

]　解析：

选C.该题中的汽缸壁、活塞、拉杆是绝热的，说明汽缸中的气体与外界不发生热交换．

对A气室中的气体，若以ΔUA表示其内能的增量，则由热力学第一定律有ΔUA＝QA＋WA，因为QA＝0，则ΔUA＝WA.在题述过程中，因A气室中气体的体积减小，外界（活塞）对气体做功，WA>0，所以ΔUA>0，即UA增大．

同理，B气室中气体的体积增大，气体对外界（活塞）做功，WB<0，所以ΔUB<0，即UB减小．故选C.

10．[导学号：

]　解析：

选AB.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．

11．[导学号：

]　解析：

选BCD.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，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A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，而气体的内能还要减小（降温），就一定要伴随放热的过程，故选项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，选项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，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故选项D对．

12．[导学号：

]　解析：

选BC.将B管慢慢地提起，可以认为气体温度不变．封闭气体的压强增大，体积减小，所以空气柱将变短，而pA＝p0＋ph，所以高度差将增大．

13．[导学号：

]　解析：

油分子的直径

d＝

＝

m＝3×10－10m

一个油分子的体积V＝

πd3

1mol油的体积V0＝V·NA＝

×3.14×（3×10－10）3×6.02×1023m3≈8.5×10－6m3

1mol油的质量M0＝ρV0

一个油分子的质量m＝

＝

＝ρ·

πd3≈1.1×10－26kg.

答案：

3×10－10　8.5×10－6　1.1×10－26kg

14．[导学号：

]　解析：

热力学第一定律ΔU＝W＋Q，温度不变ΔU＝0，W＝－0.6J，则Q＝0.6J，所以吸热．W′＝－0.1J，Q′＝0.3J，ΔU′＝0.2J，内能增加．

答案：

吸收　0.6　0.2

15．[导学号：

]　解析：

（1）由查理定律可得：

＝

，解得：

p1＝

p0＝

p0.

（2）由玻意耳定律可得：

p1V0＝p0V，解得：

＝

，因此剩余气体的质量与原来质量的比值为6∶7.

答案：

（1）

p0　

（2）6∶7

16．[导学号：

]　解析：

（1）设吸收的热量为Q，根据热力学第一定律得：

ΔU＝－W＋Q，Q＝ΔU＋W.

（2）在垂直集热板单位面积上的辐射功率：

P＝

＝

＝

.

答案：

（1）ΔU＋W　

（2）

高中同步测试卷（十二）

学业水平测试卷（B）

（时间：

90分钟，满分：

100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，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．）

1．某种物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则关于该物质的说法中，不正确的是（　　）

A．分子的质量是M/NA　　　

B．单位体积内分子的个数是ρNA/M

C．分子的体积一定是M/（ρNA）

D．平均每个分子占据的空间是M/（ρNA）

2．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感受一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．尾气的温度越高，柴油机越节能

B．尾气的温度越低，柴油机越节能

C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关

D．以上说法均不正确

3．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．做功和传热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

4．如果选取分子相距无穷远时分子势能为零，那么关于分子势能，下列说法正确的是（　　）

A．当分子间距离为平衡距离时，分子势能最大

B．当分子间距离为平衡距离时，分子势能最小，但不为零

C．当分子间距离为平衡距离时，由于分子力为零，所以分子势能为零

D．在相互靠近到不能再靠近的过程中，分子势能逐渐增大

5．氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，出现缓慢漏气，其瓶内氧气的压强和体积变化如图中A到B所示，则瓶内氧气的温度（设环境温度不变）（　　）

A．一直升高B．一直下降

C．先升高后降低D．不变

6.一个密闭的绝热容器内，有一个绝热的活塞将它隔成A、B两部分空间，在A、B两部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定，A部分气体的体积大于B部分气体的体积，两部分气体温度相同，如图所示．则拔出销钉后，达到平衡时，A、B两部分气体的体积VA与VB的大小关系是（　　）

A．VA>VBB．VA＝VB

C．VA

7．根据分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

B．固体压缩后撤力恢复原状，是由于分子间存在着斥力

C．使密闭气球内气体的体积减小，气体的内能可能增加

D．可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化

8．科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件（即失重状态）下制造泡沫金属的实验．把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属．下列说法中正确的是（　　）

A．失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用

B．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束

C．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，气体内能增大

D．泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体

9．如图是压力保温瓶的结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体．假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体（　　）

A．内能增大B．体积增大

C．压强增大D．温度不变

10.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p－V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是（　　）

A．由a状态至b状态的过程中，气体放出热量，内能不变

B．由b状态至c状态的过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变

C．c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大

D．b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等

11.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是（　　）

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

12.一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a.三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则它们的关系正确的是（　　）

A．Va＝VbB．Va＝Vc

C．Vb＝

VcD．Vc＝

Va

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

二、非选择题（本题共4小题，共40分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）

13．（8分）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示．

（1）若每一小方格的边长为30mm，则油酸薄膜的面积为________m2；

（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3；

（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m.

14．（10分）某热机使用热值q＝3.0×107J/kg的燃料，燃烧效率为η1＝80%，汽缸中高温、高压的燃气将内能转化为机械能的效率为η2＝40%，热机传动部分的机械效率为η3＝90%，若热机每小时燃烧m＝40kg的燃料，那么热机输出的有用功率为多少？

15.（10分）如图所示，一定质量的气体从状态A经状态B、C、D再回到状态A.问AB、BC、CD、DA是什么过程？

已知气体在状态A时的体积是1L，则在状态B、C、D时的体积各为多少？

并把此图改为p－V图．

16.（12分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：

（1）该气体在状态B、C时的温度分别是多少？

（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多少？

（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？

传递的热量是多少？

参考答案与解析

1．[导学号：

]　解析：

选C.M/（ρNA）是平均每个分子占据的空间，并不一定是一个分子的体积，C选项错．

2．[导学号：

]　解析：

选B.气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油在汽缸中燃烧，产生高温高压气体，是一个高温热源，而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒定律，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，即这样的柴油机越节能，故选项B是正确的．

3．[导学号：

]　解析：

选D.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错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知内能的变化由做功W和传热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错误；做功和传热都可改变物体内能．但做功是不同形式能间的转化，而传热是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确．

4．[导学号：

]　解析：

选B.根据分子势能与分子间距的关系可知，两分子距离不断减小时，分子势能先减小到最小值（此时分子间距离为r0），接着分子势能再增大．当分子间距离为平衡距离时，分子势能最小且为负值，不为零．分子势能是标量，在图象中比较势能时要看正负号，正负号能反映大小，正值一定大于负值．

5．[导学号：

]　解析：

选D.易错选B，错误原因是只简单地对A、B及A到B的过程进行分析后，作出各状态下的等温线，如图所示，从图中可以看出TA>T1>T2>TB，从而误选B，而忽略了只有一定质量的气体才满足TA>T1>T2>TB，正确选项应为D.密封不严说明漏气，说明气体质量变化，B不正确；漏气缓慢进行，故氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换，隐含与外界“等温”．

6．[导学号：

]　解析：

选A.初态两边气体的质量相同，VA>VB，因此气体分子的密度ρA<ρB，又因为温度相同，根据气体压强的决定因素可知pAT′B.又因为最终只有两边气体的压强相等活塞才能静止，而两边气体的质量相等，A部分气体的温度高于B部分气体的温度，两边气体的压强要想相等，只有A部分气体的密度小于B部分气体的密度，故最终一定是V′A>V′B，A正确．

7．[导学号：

]　解析：

选BC.布朗运动是悬浮在液体中“固体颗粒”的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A错误；固体压缩后撤力恢复原状，是由于分子间存在着斥力，选项B正确；使密闭气球内气体的体积减小，必须压缩气体对气体做功，气体的内能可能增加，选项C正确；不可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化，选项D错误．

8．[导学号：

]　解析：

选B.液态金属呈现球状是由于液体表面存在表面张力，A错B对；在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，温度降低，内能减小，C项错误；金属属于多晶体，D项错误．

9．[导学号：

]　解析：

选AC.向下压a的过程为绝热过程，外界对气体做功，由热力学第一定律知，内能增大，温度升高，所以A对D错，由

＝C，体积减小，温度升高，压强增大，B错C对，本题选AC.

10．[导学号：

]　解析：

选AD.由a到b的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小，所以外界对气体做功，放出热量，分子平均距离减小，分子平均动能不变，A、D正确；由b到c的过程是等压过程，体积增大，温度升高，内能增加，所以气体对外界做功，应该吸收热量，因为压强不变，且气体分子热运动的平均动能增大，碰撞次数减少，B错误；由c到a的过程是等容过程，压强减小，温度降低，所以分子平均距离不变，分子平均动能减小，C错误．

11．[导学号：

]　解析：

选D.转轮转动，机械能增加，必须从外界吸收能量，A、B错误；转动叶片从水中吸收能量，水温降低，C错误；叶片吸收的热量一部分转化为机械能，选项D正确．

12．[导学号：

]　解析：

选BC.根据图象和理想气体状态方程有

＝

＝

，可得：

Va＝Vc，Vb＝

Vc.本题答案为B、C.

13．[导学号：

]　解析：

（1）查格数算面积：

对于边缘的部分，多于半格的算一个，不足半个方格的舍去，共为91个，油膜面积为S＝91×（3.0×10－2m）2＝8.19×10－2m2.

（2）因50滴油酸酒精溶液的体积为1mL，且溶液含纯油酸的浓度为0.06%，故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V0＝

×0.06%＝1.2×10－11m3.

（3）把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d＝

≈1.5×10－10m.

答案：

（1）8.19×10－2　

（2）1.2×10－11　（3）1.5×10－10

14．[导学号：

]　解析：

根据题意，热机每小时做的功为

W＝qmη1η2η3＝3.0×107×40×80%×40%×90%J＝3.456×108J

由功率的定义式

P＝

＝

W＝96000W＝96kW.

答案：

96kW

15．[导学号：

]　解析：

AB过程是等容升温升压过程，BC过程是等压膨胀过程，CD过程是等温膨胀过程，DA过程是