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选修33章末综合检测
章末综合检测
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分.每小题至少一个答案正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.)
1.(2013届西安一中检测)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.对气体加热,气体内能一定增加
B.布朗运动指的是悬浮颗粒在液体中的无规则运动
C.物体的温度升高,物体中所有分子的动能都会增加
D.物体内部分子间距增加时,分子引力比分子斥力减小得快
2.一根粗细均匀、足够长的玻璃管竖直放置,下端封闭,上端开口,一段水银柱封闭着一定质量的理想气体,此时气体温度为27℃,现使气体温度升高到127℃.则( )
A.气体的压强增加
B.气体的压强减小
C.气体的初态和末态体积之比为3∶4
D.气体的初态和末态体积之比为27∶127
3.液体表面张力产生的原因是( )
A.液体表面层分子较紧密,分子间斥力大于引力
B.液体表面层分子较紧密,分子间引力大于斥力
C.液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力
D.液体表面层分子较稀疏,分子间斥力大于引力
4.
图1
如图1所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中实线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处静止释放逐渐向甲分子靠近的过程中,下列说法正确的是( )
A.分子间相互作用的引力和斥力同时增大
B.分子间作用力先增大后减小
C.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功
D.分子势能先减小后增大,乙分子的动能先增大后减小
5.图2为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是( )
图2
A.温度降低,压强增大
B.温度升高,压强不变
C.温度升高,压强减小
D.温度不变,压强减小
6.(2012·四川高考)物体由大量分子组成,下列说法正确的是( )
A.分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大
B.分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小
C.物体的内能跟物体的温度和体积有关
D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能
7.一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,气体对外界做了60J的功,同时从外界吸收了40J的热量,在这一过程中,该气体的内能的变化量是( )
A.增加了60J B.增加了20J
C.减少了20JD.减少了100J
8.热传导的方向性是指( )
A.热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能从低温物体传递到高温物体
B.热量只能从低温物体传递到高温物体,而不能从高温物体传递到低温物体
C.热量既能自发地从高温物体传递到低温物体,又可以自发地从低温物体传递到高温物体
D.热量会自发地从高温物体传递到低温物体,而不会自发地从低温物体传递到高温物体
9.
图3
(2010·全国高考)如图3所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分,已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中( )
A.气体对外界做功,内能减少
B.气体不做功,内能不变
C.气体压强变小,温度降低
D.气体压强变小,温度不变
10.
图4
(2012·六盘水模拟)一定质量的理想气体状态变化过程如图4所示,第1种变化是从A到B,第2种变化是从A到C.比较两种变化过程,则( )
A.A到C过程气体吸收热量较多
B.A到B过程气体吸收热量较多
C.两个过程气体吸收热量一样
D.两个过程气体内能增加不相同
二、非选择题(本题共6小题,共60分,填空题答案填在题中横线上或按要求做答,计算题解答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得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
11.
图5
(10分)某同学设计了如下一个用“油膜法测分子大小”的实验.他配制的酒精油酸溶液的浓度为103mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器量得1mL上述酒精油酸溶液中有液滴50滴,将其中的1滴滴入水面撒有痱子粉的浅盘里,待稳定后,形成了清晰的油膜轮廓.他然后将一有机玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下了油膜的形状.但他没有坐标纸,就先用游标卡尺测量了该玻璃板的厚度如图5所示,然后用剪刀剪出了面积大小等同于油膜形状的有机玻璃板,如图所示,并用天平称出了其质量为0.3kg,已知该有机玻璃板的密度为ρ=3×103kg/m3,请根据以上数据估测:
(1)油酸膜的实际面积;
(2)油酸分子的直径.
12.(8分)(2012·山东高考)
(1)以下说法正确的是________.
a.水的饱和汽压随温度的升高而增大
b.扩散现象表明,分子在永不停息地运动
c.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小
d.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小
图6
(2)如图6所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l1=20cm(可视为理想气体),两管中水银面等高.现将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm.(环境温度不变,大气压强p0=75cmHg)
①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位).
②此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”),气体将________(填“吸热”或“放热”).
13.(8分)
(1)关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是( )
A.教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动,这种运动是布朗运动
B.热量只能从高温物体向低温物体传递,不可能由低温物体传给高温物体
C.用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功2.0×105J,若空气向外界放出热量1.5×105J,则空气内能增加5×104J
D.一定质量的理想气体,如果保持温度不变,体积越小,压强越小
(2)1mL水用注射器能滴50滴,水的密度ρ=103kg/m3,则1滴水中有多少个水分子?
(阿伏加德罗常数NA=6.02×10-23mol-1)
14.(12分)2011年4月8日,在某高速公路发生一起车祸,车祸系轮胎爆胎所致.已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5atm,温度为27℃,爆胎时胎内气体的温度为87℃,轮胎中的空气可看作理想气体.
(1)求爆胎时轮胎内气体的压强;
(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因;
(3)爆胎后气体迅速外泄,来不及与外界发生热交换,判断此过程胎内原有气体内能如何变化?
简要说明理由.
15.
图7
(10分)两个完全相同的钢瓶.甲装有3L的液体和1L、6个大气压的高压气体;乙内有一个大气压的4L气体;现将甲瓶倒置按如图7所示连接,将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中.(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)
(1)试分析在压装过程中随甲瓶内液体减少,甲内部气体压强如何变化,试用分子动理论作出解释;
(2)甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体?
16.(12分)我国北方冬季需要对房间空气加热,设有一房间面积为14m2,高为3m,室内空气通过房间缝隙与外界大气相通,开始时室内空气温度为10℃,通过加热变为20℃.
(1)已知空气的摩尔质量为29g/mol,标准状况下1mol气体的体积为22.4L,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023mol-1,试计算这个过程中有多少个空气分子从室内跑出;(结果保留两位有效数字)
(2)已知气体分子热运动的平均动能跟热力学温度成正比,即Ek=kT,空气可以看做理想气体,试通过分析、计算说明室内空气的内能随温度的升降如何变化.
答案及解析
1.【解析】 由于改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式,对气体加热时,内能不一定增加,A错误.布朗运动是悬浮颗粒在液体中的无规则运动,B正确.物体温度升高,分子平均动能增加,并不是所有的分子动能都增加,C错误.分子间距增加时,分子斥力比引力减小的快,D错误.
【答案】 B
2.【解析】 当温度升高时,由于气体封闭在上端开口的玻璃管中,故P=P0+h.气体压强保持不变,A、B错误.根据
=
,
=
=
,故C正确,D错误.
【答案】 C
3.【解析】 液体表面层分子比较稀疏,分子间的距离大于平衡间距r0,因此表面层分子力表现为引力,故C正确.
【答案】 C
4.【解析】 由分子力的性质和分子与分子势能变化的关系可判定正确选项为A、C、D.
【答案】 ACD
5.【解析】 对被封闭的气体研究,当水柱上升时,封闭气体的体积V减小,结合理想气体的状态方程
=C得,当外界大气压强p0不变时,封闭气体的压强p减小,则温度T一定降低;当外界大气压强p0减小时,封闭气体的压强p减小,则温度T一定降低;当外界大气压强p0增大时,封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况.当封闭气体的压强p增大时,温度T可能升高、不变或降低,封闭气体的压强p不变时,温度一定降低,封闭气体的压强p减小时,温度一定降低.故只有选项A可能.
【答案】 A
6.【解析】 分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大,但某一分子的动能不一定大,选项A错误;分子间引力总是随分子间距离的减小而增大,选项B错误;物体的内能是所有分子动能和分子势能之和,分子动能与温度有关,分子势能与体积有关,所以物体的内能跟物体的温度和体积有关,选项C正确;由热力学第一定律知,做功和热传递都可以改变物体的内能,选项D错误.
【答案】 C
7.【解析】 气体对外界做了60J的功,记为W=-60J,从外界吸收了40J的热量,记为Q=+40J.所以ΔU=W+Q=(-60J)+40J=-20J,即内能减少了20J.
【答案】 C
8.【解析】 根据热力学第二定律,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化,可见D正确.
【答案】 D
9.【解析】 因b内为真空,抽开隔板K后,a内气体对外界不做功,由ΔU=W+Q知内能不变,故选项A错误,选项B正确.稀薄气体可看作理想气体,其内能只与温度有关,气体的内能不变,温度也不变,由p1V1=p2V2和V1<V2知p1>p2,即气体压强变小,故选项C错误,选项D正确.
【答案】 BD
10.【解析】 在p-T图中,等容线是过原点的倾斜直线,由题图可知VC>VA>VB,故从A→B,外界对气体做功,从A→C,气体对外做功,由TB=TC可知两过程内能增量相同,根据ΔU=W+Q可知,从A→C,气体吸收热量较多,选项A正确而B、C、D错误.
【答案】 A
11.【解析】
(1)由题图读出有机玻璃板的厚度
d=2.5×10-3m
油酸膜的实际面积
S=
=
m2=4×10-2m2.
(2)每滴油酸的体积
V=
×
×10-6m3=2×10-11m3
油酸分子直径d=
=5×10-10m.
【答案】
(1)4×10-2m2
(2)5×10-10m
12.【解析】
(1)饱和汽压随温度的升高而增大,选项a正确;扩散现象说明分子在永不停息地运动,选项b正确;当分子间距离增大时,分子间引力和斥力都减小,选项c错误;根据
=C知,一定质量的理想气体,在等压膨胀时,温度升高,分子的平均动能增大,选项d错误.
(2)①设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后,左管中封闭气体的压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2①
p1=p0②
p2=p+ph③
V1=l1S④
V2=l2S⑤
由几何关系得h=2(l2-l1)⑥
联立①②③④⑤⑥式,代入数据得p=50cmHg.⑦
②左管内气体膨胀,气体对外界做正功,温度不变,ΔU=0,根据热力学第一定律,ΔU=Q+W且W<0,所以Q=-W>0,气体将吸热.
【答案】
(1)ab
(2)①50cmHg ②做正功 吸热
13.【解析】
(1)布朗运动是由液体分子撞击固体小颗粒而引起的,而教室内粉尘颗粒杂乱无章的运动是由于空气流动引起的,A项错误;在一定条件下,热量可以从低温物体传给高温物体,例如夏天空调工作时,不断地将热量从低温的室内传到高温的室外,B项错误;根据热力学第一定律可知,C项正确;根据
=恒量可知,对于一定质量的气体,温度不变,体积越小,压强越大,D项错误.
(2)1滴水的体积为
V=
m3=2×10-8m3
1滴水的质量为m=Vρ=2×10-8×103kg=2×10-5kg
所以1滴水中水分子的个数为
n=
NA=
×6.02×1023=6.69×1020个.
【答案】
(1)C
(2)6.69×1020个
14.【解析】
(1)气体作等容变化,由查理定律得:
=
①
T1=t1+273②
T2=t2+273③
p1=2.5atm t1=27℃ t2=87℃
由①②③得:
p2=3atm.
(2)气体体积不变,分子密集程度不变,温度升高,分子平均动能增大,导致气体压强增大.
(3)气体膨胀对外做功,没有吸收或放出热量,据热力学第一定律 ΔU=W+Q 得ΔU<0内能减少.
【答案】 见解析
15.【解析】
(1)压装过程中甲瓶内气体膨胀,单位体积内的分子数减少,温度不变分子的平均动能不变,这样单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数减少,压强变小.
(2)设甲内液体最多有xL进入乙瓶.乙瓶中气体灌装液体前,压强为p乙=1atm,体积为V1=4L;灌装后体积最小变为V′乙=(4-x)L,此时乙瓶中压强与甲瓶内压强相等,为p,由等温变化得:
p乙V乙=pV′乙①
甲瓶中气体开始气压为p甲=6atm,体积为V甲=1L,结束后压强为p,体积为V′甲=(1+x)L
由等温变化得:
p甲V甲=pV′甲②
联立①②代入解得:
x=2L.③
【答案】
(1)见解析
(2)2L
16.【解析】
(1)室内空气的压强可认为始终等于一个标准大气压,若将房间内空气变为标准状态,其体积设为V′,则有
=
,其中V=14×3m3=42m3=4.2×104L,T0=273K
所以V′=
V,所含分子数n=
NA=
NA
所以,温度由T1=283K升高到T2=293K的过程中,跑出房间的气体分子数为Δn=n1-n2=
-
=
(
-
)≈3.7×1025个.
(2)因空气可视为理想气体,其内能只包含分子动能,所以室内气体的内能
E=nEk=
可见室内气体的内能与温度T无关,不会随温度的升降而变化.
【答案】 见解析
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