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模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.关于热现象的描述,下列说法正确的是(ACE)A.悬浮在水里的花粉颗粒越大,撞击花粉颗粒的水分子越多,布朗运动反而越不明显B.气体的温度越高,每个气体分子的动能都越大C.零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大D.对于一定质量的理想气体,如果体积增大,就会对外做功,所以内能一定减少E.热量既能够从高温物体传递到低温物体,也能够从低温物体传递到高温物体解析:悬浮在液体中的小颗粒周围有大量的液体分子,由于液体分子对悬浮颗粒无规则撞击,造成小颗粒受到的冲力不平衡而引起小颗粒的运动,撞击它的分子数越多,越易平衡,布朗运动越不明显,选项A正确;温度是分子平均动能的标志,满足统计规律,对个别分子没有意义,温度越高,分子的平均动能越大,并不是每个分子的动能都增大,选项B错误;一定质量的零摄氏度的冰变化成了零摄氏度的水,需吸收热量,内能增大,由于温度相同,分子平均动能相同,那么水的分子势能更大,选项C正确;气体体积增大时,对外做功,但有可能吸收热量,故内能变化情况未知,选项D错误;热量既能够从高温物体传递到低温物体,也能够从低温物体传递到高温物体,但会引起其他变化,选项E正确.2.质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由固态到气态变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示,单位时间所吸收的热量可看做不变,气态可看成理想气体.下列说法正确的是(ACD)A.该物质是晶体B.该物质分子平均动能随着时间的增大而增大C.在t1t2时间内,该物质分子势能随着时间的增大而增大D.在t4t5时间内,该物质的内能随着时间的增加而增大E.在t4t5时间内,气体膨胀对外做功,分子势能增大解析:态为固液共存态,温度不变说明物质是晶体,A正确;在t1t2及t3t4时间内温度不变,分子平均动能不变,B错误;在t1t2时间内,分子平均动能不变,吸收的热量用以增加分子势能,即该物质分子势能随着时间的增加而增大,C正确;在t4t5时间内,温度不断升高,分子动能不断增大,而理想气体分子势能忽略不计,故在t4t5时间内,该物质的内能随时间增加而增大,D正确;在t4t5时间内,气体为理想气体,分子势能为零,E错误.3.下列说法正确的是(ADE)A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体C.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的D.对一定质量的理想气体,在分子热运动的平均动能不变时,分子的平均距离减小则压强增大E.一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大解析:气体对器壁的压强等于大量分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,A正确;玻璃是非晶体,B错误;多晶体物理性质是各向同性的,C错误;理想气体平均动能不变,分子平均距离减小时压强增大,D正确;一定质量理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,E正确.4.下列说法正确的是(ABD)A.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体B.温度越高,水的饱和汽压越大C.扩散现象是不同物质间的一种化学反应D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.绝对湿度增大时,人们会感到更加潮湿解析:由同种元素构成的固体,若原子的排列方式不同可能会形成不同的晶体,例如金刚石和石墨,A正确;温度越高,饱和汽压越大,B正确;扩散现象是微观粒子做无规则热运动的体现,并没有发生化学反应,C错误;热力学第二定律表明:热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体,D正确;影响人们对干爽潮湿感受的是相对湿度而不是绝对湿度,E错误.5.下列有关分子动理论及热力学定律,判断正确的是(ABE)A.分子间斥力随分子间距的减小而增大B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.分子力(合力)随分子间距的增大而减小D.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析:分子间斥力随分子间距离的减小而增大,选项A正确;温度越高,分子运动越剧烈,故只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可降低,选项B正确;分子力表现为引力时,随分子间距的增大可能先增大后减小,选项C错误;对某物体做功,若该物体同时对外放热,则由热力学第一定律知,物体的内能不一定增加,选项D错误;由热力学第二定律知,功转变为热的宏观实际过程是不可逆的,选项E正确.6.下列说法正确的是(ADE)A.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔化区域呈圆形,这是非晶体各向同性的表现B.布朗运动是指液体分子的无规则运动C.功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功D.绝热过程不一定是等温过程E.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大解析:石蜡是非晶体,在导热性能上具有各向同性,选项A正确;布朗运动是固体小微粒的运动,而不是液体分子的运动,选项B错误;由热力学第二定律得功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功而不产生其他影响,选项C错误;绝热过程是与外界不发生热交换的过程,而等温过程仅指温度不变,选项D正确;分子合力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而逐渐增大,选项E正确.7.下列说法正确的是(ADE)A.第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.一种液体是否浸润某种固体,取决于液体的性质C.晶体一定具有各向异性D.由物质的摩尔质量和阿伏加德罗常数可以估算出一个物质分子的质量E.在一个绝热系统中,外界对系统做功,系统的内能一定增大解析:第二类永动机不能制成的原因是自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性,选项A正确;一种液体是否浸润某种固体,与液体和固体的性质都有关系,选项B错误;单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,选项C错误;一个分子的质量m=,故已知摩尔质量和阿伏加德罗常数可以估算出一个物质分子的质量,选项D正确;在一个绝热过程中,外界对系统做功,由热力学第一定律知,系统的内能增加,选项E正确.8. 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,cd平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,以下说法正确的是(BCD)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E.从状态d到c,气体内能减小解析:读取pT图像信息,从状态d到c,气体等温变化,内能不变,压强变小,体积变大,气体对外界做功,由热力学第一定律知气体要吸热,故A错误;从状态c到b,气体体积变小,外界对气体做功,又内能减小,则气体放热,故B正确;从状态a到d,气体等压变化,温度升高,体积变大,气体对外界做功,故C正确;从状态b到a,气体等容变化,温度升高,内能变大,气体吸热,故D正确;从状态d到c,气体温度不变,则理想气体的内能不变,故E错误.9.下列说法正确的是(ACE)A.一定质量的理想气体温度不变,若从外界吸收热量,则气体体积一定增大B.分子动能是由于物体机械运动而使内部分子具有的能C.玻璃管的裂口烧熔后会变钝是由于烧熔后表面层的表面张力作用引起的D.较大的 颗粒不做布朗运动是因为液体温度太低,液体分子不做热运动E.密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大解析:一定质量的理想气体温度不变,内能不变,若从外界吸收热量,必定对外做功,气体的体积增大,选项A正确;分子动能与物体的机械运动无关,选项B错误;烧熔后变为液体,在表面张力作用下玻璃裂口处会变钝,选项C正确;较大颗粒因为周围的液体分子碰撞趋于平衡,所以布朗运动不 明显,选项D错误;温度越高,饱和汽压越大,选项E正确.10.下列说法正确的是(ACE)A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B.足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其温度一定升高D.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为NA=.E.一定质量的理想气体体积保持不变,单位体积内分子数不变,温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数增多解析:单晶体冰糖有固定的熔点,磨碎后物质微粒排列结构不变,熔点不变,选项A正确;足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因,与气体分子之间的作用力无关,选项B错误;一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,没有对外做功,根据热力学第一定律可知,其内能一定增加,故温度升高,选项C正确;气体的体积可以占据任意大的空间,故不能用摩尔体积与气体分子体积求解阿伏加德罗常数,选项D错误;一定质量的理想气体体积保持不变,单位体积内分子数不变,温度升高,分子的平均动能增大,则平均速率增大,单位时间内撞击单位面积上的分子数增多,选项E正确.11.下列判断正确的是(BDE)A.当rr0(平衡距离)时随着分子间距增大,分子间的引力增大,斥力减小,所以合力表现为引力B.知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,可以算出气体分子间的平均距离C.通电时电阻发热,它的内能增加是通过“热传递”方式实现的D.将0.02 mL浓度为0.05%的油酸酒精溶液滴入水中,测得油膜面积为200 cm2,则可测得油酸分子的直径为510-10 mE.有些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定浓度范围具有液晶态解析:当rr0(平衡距离)时随着分子间距增大,分子间的引力、斥力都减小,合力表现为引力,选项A错误;知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,可以算出气体分子占据的体积,进而可以算出气体分子间的平均距离,选项B正确;通电时电阻发热,是电流做功的结果,选项C错误;根据题意,油酸酒精溶液含有油酸体积为V=0.020.05% mL=110-5 mL,所以油酸分子的大小d= cm=510-8 cm=510-10 m,选项D正确;有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态,故选项E正确.12. 如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态.现通过电热丝对气体A加热一段时间,后来活塞达到新的平衡,不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,大气压强保持不变,则下列判断正确的是(ACE)A.气体A吸热,内能增加B.气体B吸热,对外做功,内能不变C.气体A分子的平均动能增大D.气体A和气体B内每个分子的动能都增大E.气体B的温度与气体A的相等解析:气体A做等容变化,则W=0,根据U=W+Q可知气体A吸收热量,内能增加,温度升高,气体A分子的平均动能变大,但不是每个分子的动能都增加,选项A,C正确,D错误;因为中间是导热隔板,所以气体B吸收热量,重新平衡后温度与气体A的温度相等,则温度升高,内能增加;又因为压强不变,故体积变大,气体对外做功,选项B错误,E正确.二、非选择题(共52分)13. (8分)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm,试问:(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的.图中油酸膜的面积为m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是m.(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中,在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?请写出你分析的原因: .解析:(1)油膜面积约占70小格,面积约为S=70252510-6 m24.410-2 m2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V=10-6 m3=1.210-11 m3,油酸分子的直径约等于油膜的厚度d= m2.710-10 m.(2)主要有两个原因:水面受到落下的油酸酒精溶液的冲击,先陷下后又恢复水平,因此油膜的面积扩张;油酸酒精溶液中的酒精挥发,使油膜收缩.答案:(1)球体单分子直径4.410-21.210-112.710-10(2)见解析评分标准:第(1)问6分,第(2)问2分.14. (8分)如图所示为竖直放置的粗细相同的导热性能良好的U形管,该U形管左端封闭,右端开口,管内用密度为的液体密封了一定质量的气体A,B(可视为理想气体).气体A上方液体高度为h1,气体B下端与气体A下端的高度差为h2,大气压强为p0,重力加速度为g.(1)求气体B的压强pB.(2)若开始时气体A所占管的空间高度为h,现增加气体A上方的液体,使其高度变为2h1,求后来气体A所占管的空间高度h.解析:(1)对气体A有pA=p0+gh1(1分)对气体B有pB+gh2=pA(1分)解得pB=p0+g(h1-h2).(1分)(2)当气体A上方液体的高度变为2h1,气体A的压强变为pA=p0+2gh1.(1分)由玻意耳定律可得pASh=pASh(2分)解得h=h.(2分)答案:(1)p0+g(h1-h2)(2)h15. (8分)如图所示,一定质量的理想气体从A状态经过一系列的变化,最终变为状态D,已知气体在A状态时的压强为p0,求气体在状态C时的压强和体积及在状态B时的温度.解析:由题图可知,气体在状态A,D时温度相同,设在状态D时气体压强为pD,则由玻意耳定律得p0V0=pD3V0,(1分)解得pD=,(1分)设在状态B时气体的温度为TB,气体从状态A到状态B是等压变化,则由盖吕萨克定律得=,(1分)解得TB=2T0,(1分)气体从状态B到状态C是等温变化,所以气体在状态C时的温度TC=TB=2T0,(1分)气体从状态C到状态D是等压变化,所以气体在状态C时的压强pC=,(1分)设在状态C时气体的体积为VC,由盖吕萨克定律得=,(1分)解得VC=6V0.(1分)答案:见解析16. (8分)如图所示,一绝热汽缸竖直放置,一定质量的理想气体被活塞封闭于汽缸中,活塞质量为m、横截面积为S,不计厚度,且与汽缸壁之间没有摩擦.开始时活塞被销子固定于距汽缸底部高度为h1的A位置,气体温度为T1,压强为p1,现拔掉销子,活塞下降到距汽缸底部高度为h2的B位置时停下,已知大气压强为p0,重力加速度为g.(1)求此时气体的温度;(2)若再用电热丝给气体缓慢加热,电热丝释放出的热量为Q,使活塞上升到距汽缸底部高度为h3的C位置时停下,求气体内能的变化量.解析:(1)活塞在A位置时,对于封闭气体有pA=p1,VA=Sh1,TA=T1,活塞在B位置时,对于封闭气体有pB=p0+,VB=Sh2(1分)由理想气体状态方程得=(2分)解得TB=T1.(1分)(2)活塞由B位置上升到C位置的过程为等压过程,气体对活塞的压力为F=pBS(1分)气体对活塞做的功为W=F(h3-h2)=(p0S+mg)(h3-h2)(2分)由热力学第一定律有U=Q-W=Q-(p0S+mg)(h3-h2).(1分)答案:(1)T1(2)Q-(p0S+mg)(h3-h2)17. (10分)如图,体积为V的密闭的汽缸,两侧与一“U”形管的两端相连,汽缸壁导热,“U”形管内盛有水银.绝热活塞通过插销固定,将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为75 cmHg.外界温度恒为27 .缓慢加热左气室的气体,使两侧水银面的高度差h=25 cm,“U”形管中气体的体积和活塞的体积忽略不计,气室内气体可视为理想气体.(1)求此时左气室内气体的温度;(2)保持(1)中左气室温度不变,拔掉活塞的插销,活塞可无摩擦移动,求最后稳定时,气体的压强(保留两位有效数字)和左气室内气体体积的增加量.解析:(1)右气室内气体的温度、体积均不变,故压强不变.左气室内气体初始状态p0=75 cmHg,温度T0=300 K.加热后,压强变为p=100 cmHg,设此时温度为T由查理定律=(2分)解得T=400 K.(2分)(2)左、右两部分气体都经历了等温变化,最终两气室内气体的压强相同,设最终压强为p,左气室内气体体积增加量为V,由玻意耳定律,对左气室有pV=p(V+V)(2分)对右气室有p0V=p(V-V)(2分)解得V=V(1分)p=83 cmHg(1分)答案:(1)400 K(2)83 cmHgV18. (10分)如图所示,汽缸abcd和efgh的侧壁绝热,底面ad和fg导热,两汽缸连接处eb和ch导热,左右汽缸长度均为1.5 L.横截面积分别为S,2S的两绝热光滑活塞通过硬杆连接,并把汽缸中的理想气体分为1,2和3三部分,两活塞厚度均不计,右侧汽缸有阀门与外界连通.初始时三部分气体的热力学温度均为T1,压强均为大气压强p0,阀门处于打开状态,气体1,2和3的长度均为L.(1)现把汽缸abcd左端ad与一恒温热源接触,气体1的温度缓慢升高到与恒温热源一致时,恰能使左侧活塞移到汽缸abcd最右端,求恒温热源的热力学温度T2.(2)保持ad与恒温热源接触,关闭阀门,从汽缸底面fg对气体3加热,恰好使左侧活塞回到初始位置.求此时气体3的热力学温度T3.解析:(1)当左侧活塞恰移到abcd最右端时,设气体1的压强为p1,气体2的压强为p2,对气体2,根据玻意耳定律有p0(S0.5L+2S0.5 L)=p22SL,解得p2=0.75p0,(2分)对两活塞,有p1S+p22S=p2S+p02S,解得p1=1.25p0,(1分)对气体1,根据理想气体状态方程有=,解得T2=.(2分)(2)当左侧活塞回到初始位置时,气体1的压强为p3,气体2的压强为p0,气体3的压强为p4.对气体1,有p1S1.5L=p3SL,解得p3=,(2分)对两活塞,有p3S+p02S=p0S+p42S,解得p4=,(1分)对气体3,根据理想气体状态方程有=,解得T3=.(2分)答案:(1)T1(2)T1- 9 -
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