2020高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 單元測驗(yàn) 新人教版選修3-3

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1、第十章 熱力學(xué)定律 單元測驗(yàn)（人教版選修3-3） 一、本題共12小題，每小題3分，共計(jì)36分，每小題給出的四個選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是正確的，將正確選項(xiàng)填入答題卡內(nèi)。1只要知道下列哪一組物理量，就可估算出氣體分子間的平均距離 （ ）A阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量B阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量的密度C阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的質(zhì)量和體積D該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量2用Mo表示液體和固體的摩爾質(zhì)量，m表示分子質(zhì)量，表示物質(zhì)密度，V表示摩爾體積，Vo表示分子體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，那么反映這些量之間關(guān)系的下列式子中錯誤（ ）A. B. C. D.3.用r表示兩個分子間的距離，Ep表示兩個

2、分子間相互作用的勢能，當(dāng)r=ro時，兩分子間斥力等于引力，設(shè)兩分子間的距離很遠(yuǎn)時，Ep = 0，則 （ ）當(dāng)rro時，Ep隨r的增加而增加 當(dāng)rro時，Ep隨r的減小而增加當(dāng)rro時，Ep不隨r變化 當(dāng)r=ro時，Ep=0A B C只有 D4有兩瓶質(zhì)量和溫度都相等的氫氣和氧氣，則 （ ）A兩瓶中每個分子運(yùn)動的動能都相等B兩瓶中分子運(yùn)動的總動能相等C氫氣內(nèi)部分子的總運(yùn)動能大于氧氣內(nèi)部分子的總動能D氫氣內(nèi)部分子的總運(yùn)動能小于氧氣內(nèi)部分子的總動能5如圖8-1中活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過程

3、 （ ）AE甲不變，E乙減小 BE甲增大，E乙不變CE甲增大，E乙減小 DE甲不變，E乙不變6如圖8-2關(guān)于布朗運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 （ ）A圖中8-2記錄的是分子無法則運(yùn)動的情況B圖中8-2記錄的是微粒做布朗的運(yùn)動的軌跡C實(shí)驗(yàn)中可以看到，微粒越大，布朗運(yùn)動越明顯D實(shí)驗(yàn)中可以看到，溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈7根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列判斷錯誤的是 （ ）A電流的電能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能B大火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔蹸熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能D在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體8一池塘中的水上、下溫度相同，一氣泡由水底上升，下面說法正確的是 （ ）

4、A氣泡的內(nèi)能增加度 B氣泡的內(nèi)能減少 C氣泡吸收熱量 D氣泡放出熱量91g 100的水與lg 100的水蒸氣相比較，正確的說法是A分子的平均動能與分子總動能都相同B。分子的平均動能相同，分子總動能不同C內(nèi)能相同 D1g100水的內(nèi)能大于lg100水蒸氣的內(nèi)能10如圖83所示，有一固定的圓筒形絕熱容器，用絕熱活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)活塞處位置a時，筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓，當(dāng)活塞在外力作用下由位置口移動到位置6的程，下列說法正確的是 ( )A氣體分子間的平均距離減小B氣體內(nèi)能增加 C氣體分子的平均動能減小D氣體壓強(qiáng)增大11如圖84所示，導(dǎo)熱氣缸開口向下內(nèi)有理想氣體，缸內(nèi)活塞可自由滑動且不

5、漏氣，活塞下掛一個砂桶，砂桶裝滿砂子時，活塞恰好靜止?，F(xiàn)在把砂桶底部鉆一小洞，細(xì)砂慢慢流出，并緩慢降低氣缸外部環(huán)境溫度，則 ( )A氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能一定增大B外界對氣體做功，氣體溫度可能降低C氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能一定減小D外界對氣體做功，氣體內(nèi)能一定增大12如圖85所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B兩部分氣體，A密度小，B的密度大，抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程中氣體吸熱Q，氣體內(nèi)能增量為E，則 ( )AE= Q BEQCEQ D無法比較答 題 卡題號123456789101112答案二、空題題(35=15)13現(xiàn)有3kg的水，則含水分子數(shù) 個，每個水分子質(zhì)

6、量為 kg，若水分子是一個挨一個排列，則每個水分子的體積為 m314用氣筒給自行車打氣，每次對活塞加75N的壓力，活塞行程為40cm，被壓縮氣體的內(nèi)能都增加8.5J，則過程中被壓縮的氣體是 熱(填“吸”或“放”)，傳遞的熱量是 J15將lcm3的油酸溶于酒精。制成200cm3的油酸酒精溶液，已知lcm3溶液有50滴，現(xiàn)將1滴溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子油膜，測出這一油膜的面積為02m2，由此可估測油酸分子的直徑為 m(取一位有效數(shù)字)三、綜合題(本題共5小題；共49分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題。答案中必

7、須明確寫出數(shù)值和單位。)16(9分)在做用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，用油酸酒精溶液的為每104mL溶液中有純油酸6mL注射器測得1mL述溶液為75滴把一滴該溶液滴人盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油酸的輪廊，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖86所示坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm，試求：(1)油酸膜的面積是多少cm2(2)每滴油酸酒精中含有純油酸的體積；(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑17. (10分)取一個橫截面積為S=310-2m2的不高的圓筒，筒內(nèi)裝有質(zhì)量為m=0.6kg的水，用它來測量射到地面上的太陽能.某天中午在太陽光下照射2min

8、后，水的溫度升高了t=1已知射到大氣頂層的太陽能只有43到達(dá)地面，另外57被大氣吸收和反射，而未到達(dá)地面，地球到太陽的距離r=1.51011m，水的比熱容c=4.2103J/kg，試估算太陽輻射的功率P18.(10分)有一空間探測器對一球狀行星進(jìn)行深測，發(fā)現(xiàn)該行星上無生命存在，在其表面上，卻覆蓋著一層厚厚的凍結(jié)的二氧化碳(干冰)有人建議利用化學(xué)方法把二氧化碳分解為碳和氧氣而在行星上面產(chǎn)生大氣由于行星對大氣的引力作用，行星的表面就存在一定的大氣壓強(qiáng)如果一秒鐘分解可得到106kg氧氣，要使行星表面附近得到的壓強(qiáng)至少為P=0.2atm，那么請你估算一下，至少需要多少年的時間才能完成?已知行星表面的溫

9、度較低，在此情況下，二氧化碳的蒸發(fā)可不計(jì)探測器靠近行星表面運(yùn)行的周期為2h，行星的半徑，r=1750km大氣層的厚度與行星的半徑相比很小結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。19(10分)1791年，米被定義為：在經(jīng)過巴黎的子午線上，取從赤道到北極長度的一千萬分之一，請由此估算地球的半徑R(答案保留2位有效數(shù)字)(2)太陽與地球的距離為1.51011m太陽光以平行光束人射到地面地球表面23的面積被水面所覆蓋，太陽在一年中輻射到地球表面水面部分的總能量W約為1.871024J設(shè)水面對太陽輻射的平均反射率為7，而且將吸收到的35能量重新輻射出去太陽輻射可將水面的水蒸發(fā)(設(shè)在常溫、常壓下蒸發(fā)1kg水需2.2106J

10、的能量)，而后凝結(jié)成雨滴降落到地面(1)估算整個地球表面的年平均降雨量(以毫米表示，球面積為4R2)(2)太陽輻射到地球的能量中只有約50到達(dá)地面，W只是其中的一部分，太陽輻射到地球的能量沒能全部到達(dá)地面，這是為什么?說明兩個理由20(10分)“和平”號空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程簡化為從一個近圓軌道(可近似看作圓軌道)開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海，此過程中，空間站原來的機(jī)械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量)(1)試導(dǎo)出以下

11、列各物理量的符號表示散失能量E的公式(2)算出E的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)墜落開始時空間站的質(zhì)量M=1.17 105kg；軌道離地面的高度為h=146km；地球半徑R=6.4 106m；墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10ms2；入海殘片的質(zhì)量m=1.2 104kg；入海殘片的溫度升高T=3000K；入海殘片的入海速度為聲速=340ms；空間站材料每1kg升溫1K平均所需能量c=1.0103J；每銷毀1kg材料平均所需能量=1.0107J答案1B 2A 3A 4C 5C 6D 7A 8C 9A 10C 11B 12B131026；310-26；310-2914 21.5 15. 510-

12、10m16.解：（1）由坐標(biāo)圖知油膜的面積S=901cm2=90cm2（2）1滴溶液的體積為 ，溶液中純油酸比例為6/104，純油酸的體積V=（3）油酸分子的直徑d=17解：圓筒內(nèi)的水在2min照射I增加的內(nèi)能為U=Q=cmt：4.21030.61=2.52103J每分鐘獲得的能量E0=2.521032=1.26103Jmin每平方米每分鐘獲得的能量為以太陽為中心，以日地的距離為半徑作一個球面，在此球面上每平方米每秒鐘接收到的太陽能為E=4.21044360=1.63103J(sm2)太陽輻射是向四面八方的，上述球面每秒鐘接收到的太陽輻射能即為太陽的輻射功率P=4r2E=43.141.5210

13、221.63103=4.610=26J/s18解：設(shè)探測器的質(zhì)量為m，行星的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓定律 大氣(氧氣)的質(zhì)量可以近似表示為mo= 這里P=02atm，g為行星表面的重力加速度 g=GMr2 聯(lián)立解得：分解出581017kg氧氣需要時間t=5.81011s=1.8104年19（1）2R1/4=1.00l07 R=6.37106m （2）(a)設(shè)太陽在一年中輻射到地球水面部分的總能量為W，W=1.871024J凝結(jié)成雨滴年降落到地面水的總質(zhì)量為m，m=W0.930.65(2.2106)=5.141017kg使地球表面覆蓋一層水的厚度為h，h=mS地球，h=1.01103mm整個地球表面年

14、平均降雨量約為1.0103mm(b)大氣層的吸收，大氣層的散射或反對，云層遮擋等20解：(1)根據(jù)題給條件，從近圓軌道到地面的空問中重力加速度g=10ms2若以地面為重力勢能零點(diǎn)。墜落過程開始時空間站在近圓軌道的勢能為E=Mgh 以v表示空間站在近圓軌道上的速度，由于牛頓定律可得 其中r為軌道半徑，若以R地表示地球半徑，則r=R地+h 由 、式可得空間站在近圓軌道上的動能為EK=Mg(R地+h) 由、得，在近圓軌道上空間站的機(jī)械能 E=Mg( )在墜落過程中，用于銷毀部分所需的能量為Q汽=(Mm) 用于殘片升溫所需的能量Q殘=cmT 殘片的動有為 E殘= 。 以E表示其他方式散失的能量，則由能量守恒得E=Q汽+Q殘+E殘+E 由此得E=Mg( )(Mm) cmT (2)E=2.91012J