2019-2020年高中物理 第7、8章 分子動理論 氣體綜合能力檢測 新人教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 第7、8章 分子動理論 氣體綜合能力檢測 新人教版選修3-3 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．下面所列舉的現(xiàn)象，哪些不能說明分子是不斷運動著的(　　) A．將香水瓶蓋打開后能聞得到香味 B．汽車開過后，公路上塵土飛揚 C．灑在地上的水，過一段時間就干了 D．懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運動 答案：B 解析：擴散現(xiàn)象和布朗運動都能說明分子在不停地做無規(guī)則運動。香水的擴散、水分子在空氣中的擴散以及懸浮在水中花粉的布朗運動都說明了分子是不斷運動的，而塵土不是單個分子是較大的顆粒在氣流作用下運動的，所以塵土飛揚不是分子的運動。 2．甲、乙兩個分子相距較遠(yuǎn)(此時它們之間的分子力可以忽略)，設(shè)甲固定不動，在乙逐漸向甲靠近直到不能再靠近的過程中，關(guān)于分子勢能變化情況的下列說法正確的是(　　) A．分子勢能不斷增大 B．分子勢能不斷減小 C．分子勢能先增大后減小 D．分子勢能先減小后增大 答案：D 解析：從分子間的作用力與分子間的距離有關(guān)系知道，當(dāng)分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為引力；當(dāng)分子間距離小于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力；當(dāng)分子間距離大于10r0時，分子間的作用力十分小，可以忽略。所以當(dāng)乙從較遠(yuǎn)處向甲盡量靠近的過程中，分子力先是對乙做正功，后是分子力對乙做負(fù)功，而由做功與分子勢能變化的關(guān)系知道，若分子力做正功，分子勢能減小，若分子力做負(fù)功，分子勢能增加。因此當(dāng)乙盡量向甲靠近的過程中，分子勢能是先減小后增大。 3．關(guān)于地面附近的大氣壓強，甲說：“這個壓強就是地面每平方米面積的上方整個大氣柱的壓力，它等于該氣柱的重力?！币艺f：“這個壓強是由地面附近那些做無規(guī)則運動的空氣分子對每平方米地面的碰撞造成的?！北f：“這個壓強既與地面上方單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān)，又與地面附近的溫度有關(guān)。”你認(rèn)為(　　) A．只有甲的說法正確 B．只有乙的說法正確 C．只有丙的說法正確 D．三種說法都有道理 答案：A 解析：容器內(nèi)氣體壓強，是由器壁單位面積上受到大量氣體分子的頻繁碰撞而產(chǎn)生的持續(xù)、均勻的壓力引起的，它既與單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān)，又與環(huán)境溫度有關(guān)；而地面附近的大氣壓強是地面每平方米面積的上方整個大氣柱的重力引起的。 4．如圖所示，天平右盤放砝碼，左盤是一個水銀氣壓計，玻璃管固定在支架上，天平已調(diào)節(jié)平衡，若大氣壓強增大，則(　　) A．天平失去平衡，左盤下降 B．天平失去平衡，右盤下降 C．天平仍平衡 D．無法判定天平是否平衡 答案：B 解析：大氣壓增大，水銀槽中的水銀被壓入試管中，水銀槽中的水銀質(zhì)量減小，天平失去平衡，右盤下降，B項正確。而試管中的水銀作用在支架上。 5．如圖所示，兩個直立氣缸由管道相通。具有一定質(zhì)量的活塞a、b用剛性桿固連，可在氣缸內(nèi)無摩擦地移動，缸內(nèi)及管中封有一定質(zhì)量的氣體，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。大氣壓強不變，現(xiàn)令缸內(nèi)氣體的溫度緩慢升高一點，則系統(tǒng)再次達(dá)到平衡狀態(tài)時(　　) 　　　 A．活塞向下移動了一點，缸內(nèi)氣體壓強不變 B．活塞向下移動了一點，缸內(nèi)氣體壓強增大 C．活塞向上移動了一點，缸內(nèi)氣體壓強不變 D．活塞的位置沒有改變，缸內(nèi)氣體壓強增大 答案：A 解析：根據(jù)＝，溫度升高，壓強增大，對整體受力分析有paSa＋p0Sb＝pbSb＋p0Sa，溫度升高時，paSa＋p0Sb>pbSb＋p0Sa，活塞會下移，當(dāng)再次平衡時，受力會再次平衡，內(nèi)部壓強不變，A對。 6．(廈門市xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期期末)某同學(xué)家一臺新電冰箱能顯示冷藏室內(nèi)的溫度。存放食物之前，該同學(xué)關(guān)閉冰箱密封門并給冰箱通電。若大氣壓為1.0105Pa，則通電時顯示溫度為27℃，通電一段時間后顯示溫度為6℃，則此時冷藏室中氣體的壓強是(　　) A．2.2104Pa B．9.3105Pa C．1.0105Pa D．9.3104Pa 答案：D 解析：由查理定律得p2＝p1＝1.0105Pa＝9.3104Pa。 7．(聊城市xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期檢測)下圖為某人在旅游途中對同一密封的小包裝食品拍攝的兩張照片，甲圖攝于海拔500m、氣溫為18℃的環(huán)境下，乙圖攝于海拔3200m、氣溫為10℃的環(huán)境下。下列說法中正確的是(　　) A．甲圖中小包內(nèi)氣體的壓強小于乙圖中小包內(nèi)氣體的壓強 B．甲圖中小包內(nèi)氣體的壓強大于乙圖中小包內(nèi)氣體的壓強 C．甲圖中小包內(nèi)氣體分子間的引力和斥力都比乙圖中大 D．甲圖中小包內(nèi)氣體分子的平均動能大于乙圖中小包內(nèi)氣體分子的平均動能 答案：BCD 解析： 根據(jù)高度知甲圖中小包內(nèi)氣體的壓強大于乙圖中小包內(nèi)氣體的壓強，A錯誤，B正確；甲圖中分子間的距離比乙圖的小，由氣體分子間的引力和斥力關(guān)系知，C正確；由甲圖中的溫度比乙圖中的高可知，D正確。 8．在下圖中，能反映理想氣體經(jīng)歷了等溫變化→等容變化→等壓變化，又回到原來狀態(tài)的圖是(　　) 答案：ABC 解析：根據(jù)p－V，p－T、V－T圖象的意義可以判斷，其中選項D顯示的理想氣體經(jīng)歷了等溫變化→等壓變化→等容變化，與題意不符。 9．某校外學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行實驗探討，如圖所示，在燒瓶上連著一根玻璃管，用橡皮管把它跟一個水銀壓強計連在一起，在燒瓶中封入了一定質(zhì)量的理想氣體，整個燒瓶浸沒在溫水中。用這個實驗裝置來研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，壓強隨溫度的變化情況。開始時水銀壓強計U形管兩端水銀面一樣高，在下列幾種做法中，能使U形管左側(cè)水銀面保持原先位置(即保持瓶內(nèi)氣體體積不變)的是(　　) A．甲同學(xué)：把燒瓶浸在熱水中，同時把A向下移 B．乙同學(xué)：把燒瓶浸在熱水中，同時把A向上移 C．丙同學(xué)：把燒瓶浸在冷水中，同時把A向下移 D．丁同學(xué)：把燒瓶浸在冷水中，同時把A向上移 答案：BC 解析：浸在熱水中，溫度升高，p＝p0＋h，上移A管保持體積不變；浸在冷水中，溫度降低，p＝p0－h(huán)，下移A管保持體積不變。 10．如圖是一定質(zhì)量的理想氣體在不同體積時的兩條等容線。a、b、c、d表示四個不同的狀態(tài)，則(　　) 　 A．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)c，其內(nèi)能減少 B．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)d，其內(nèi)能增加 C．氣體由狀態(tài)d變到狀態(tài)b，其內(nèi)能增加 D．氣體由狀態(tài)b變到狀態(tài)a，其內(nèi)能減少 答案：ABCD 解析：在圖中Oab，Ocd均為等容線，且Oab線對應(yīng)的體積比Ocd對應(yīng)的體積要小。 氣體狀態(tài)由a變到c，T變小，氣體的內(nèi)能減少，同理可知：由a變到d，T變大，內(nèi)能增加，由d變到b，T變大，內(nèi)能增加，由b變到a，T變小，內(nèi)能減少，選項ABCD是正確的。 點評：(1)＝C可知：p＝＝KT，V越小，K越大，等容線的斜率越大。(2)理想氣體沒有分子勢能，只有分子動能，所以溫度T發(fā)生變化，氣體的內(nèi)能就變化。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上) 11．(5分) 在“用單分子油膜估測分子大小”的實驗中。 (1)某同學(xué)操作步驟如下： ①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積； ③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定； ④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積。 改正其中的錯誤：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.810－3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測出油酸分子的直徑為________________m。 答案：(1)②在量筒中滴入N滴液體，③在水面上先撒上痱子粉　 (2)1.210－9 解析：(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差。 ③液面上不撒痱子粉時，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油酸不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實驗失敗。 (2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d＝＝m＝1.210－9m。 12．(6分)為了測試某種安全閥在外界環(huán)境為一個大氣壓時，所能承受的最大內(nèi)部壓強，某同學(xué)自行設(shè)計制作了一個簡易的測試裝置。該裝置是一個裝有電加熱器和溫度傳感器的可密閉容器。測試過程可分為如下操作步驟： a．記錄密閉容器內(nèi)空氣的初始溫度t1； b．當(dāng)安全閥開始漏氣時，記錄容器內(nèi)空氣的溫度t2； c．用電加熱器加熱容器內(nèi)的空氣； d．將待測安全閥安裝在容器蓋上； e．蓋緊裝有安全閥的容器蓋，將一定量的空氣密閉在容器內(nèi)。 (1)將每一步驟前的字母按正確的操作順序填寫：_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若測得的溫度分別為t1＝27℃、t2＝87℃，已知大氣壓強為1.0105Pa，則測試結(jié)果是：這個安全閥能承受的最大內(nèi)部壓強是：________________。 答案：(1)d、e、a、c、b　(2)1.2105 Pa 解析：(1)將安全閥安裝在容器蓋上，然后密封空氣，記錄其初始溫度t1，然后加熱密封空氣，待漏氣時記錄容器內(nèi)空氣的溫度t2，故正確操作順序為d、e、a、c、b。 (2)已知T1＝300K，T2＝360K，p0＝1.0105Pa，由于密封空氣的體積不變，由查理定律可得＝，p＝＝Pa＝1.2105 Pa。 13．(7分)(濰坊高二期末)一位質(zhì)量為60kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示。 (1)關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強，下列說法正確的是(　　) A．大于大氣壓強 B．是由于氣體重力而產(chǎn)生的 C．是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的 D．是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的 (2)在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板正中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變。下列說法正確的是(　　) A．球內(nèi)氣體體積變大 B．球內(nèi)氣體體積變小 C．球內(nèi)氣體內(nèi)能變大 D．球內(nèi)氣體內(nèi)能不變 (3)為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)的表面貼上間距為2.0cm的方格紙。表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”，如圖所示。若表演時大氣壓強為1.013105Pa，取g＝10m/s2，則氣球內(nèi)氣體的壓強為____________________Pa。(取4位有效數(shù)字) 答案：(1)AD　(2)BD　(3)1.053105 解析：(1)氣球充氣后膨脹，內(nèi)部氣體的壓強應(yīng)等于大氣壓強加上氣球收縮產(chǎn)生的壓強，A對；氣球內(nèi)部氣體的壓強是大量氣體分子做無規(guī)則運動發(fā)生頻繁的碰撞產(chǎn)生的，BC錯，D對。 (2)該同學(xué)站上塑料板后，因溫度視為不變，而壓強變大，故氣體體積變小，內(nèi)能不變，所以AC錯，BD對。 (3)每小方格的面積S0＝4cm2，每個印跡約占有93個方格。故4個氣球與方格紙總的接觸面積 S＝493410－4m2＝0.1488m2 氣球內(nèi)氣體的壓強主要是由大氣壓和該同學(xué)的重力產(chǎn)生的。 故p＝p0＋＝1.013105＋Pa＝1.053105Pa 三、論述計算題(本題共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(9分)一滴露水的體積大約是6.010－7cm3，如果一只極小的蟲子來喝水，每分鐘喝6.0107個水分子，它需要多少年才能喝完這滴露水？(一年按365天計算) 答案：637 解析：一滴露水的質(zhì)量大約為：m＝ρV＝6.010－7cm31g/cm3＝610－7g，那么物質(zhì)的量為n＝＝mol＝10－7mol。所以水分子的個數(shù)為N＝nNA＝10－76.021023個＝2.011016個，所以喝完這滴水所用的時間為t＝min≈637年。 15．(10分)如圖，一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變，最后，U形管兩臂中的水銀面相齊，燒瓶中氣體體積為800mL；現(xiàn)用注射器向燒瓶中注入200mL水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，不計U形管中氣體的體積。求： (1)大氣壓強是多少cmHg? (2)當(dāng)U形管兩邊水銀面的高度差為45cm時，燒瓶內(nèi)氣體的體積是多少？ 答案：(1)75cmHg　(2)500mL 解析：(1)初狀態(tài)：p1＝p0，V1＝800mL， 注入水后：p2＝p0＋25cmHg，V2＝600mL， 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2， 代入數(shù)值解得p0＝75cmHg。 (2)當(dāng)p3＝p0＋45cmHg＝120cmHg時， 由p1V1＝p3V3，得V3＝＝mL＝500mL。 16．(11分)(濟(jì)南市xx～xx學(xué)年高三質(zhì)檢)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質(zhì)量M＝3103kg、體積V0＝0.5m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)充入一定質(zhì)量的氣體，開始時筒內(nèi)液面到水面的距離h1＝40m，筒內(nèi)氣體體積V1＝1m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時，拉力減為零，此時氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動上浮。求V2和h2。 已知大氣壓強p0＝1105Pa，水的密度ρ＝1103kg/m3，重力加速度的大小g＝10m/s2。不計水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。 答案：2.5m3　10m 解析：當(dāng)F＝0時，由平衡條件得 Mg＝ρg(V0＋V2)① 代入數(shù)據(jù)得 V2＝2.5m3② 設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強分別為p1、p2，由題意得 p1＝p0＋ρgh1③ p2＝p0＋ρgh2④ 在此過程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2⑤ 聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得 h2＝10m 17．(12分)如圖，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔。管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體(可視為理想氣體)，氣體溫度為T1。開始時，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強達(dá)到p0時，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃管的容積為2.6V1?；钊蛑亓Χa(chǎn)生的壓強為0.5p0。繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封。整個抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變。然后將密封的氣體緩慢加熱。求： (1)活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度； (2)當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時氣體的壓強。 答案：(1)1.2T1　(2)0.75p0 解析：(1)由玻意耳定律得：＝，式中V是抽成真空后活塞下方氣體體積 得V＝3V1 由蓋呂薩克定律得：＝ 解得：T′＝1.2T1 (2)由查理定律得：＝ 解得：p2＝0.75p0