2019-2020年高中物理 第7、8章 分子动理论 气体综合能力检测 新人教版选修3-3.doc

2019-2020年高中物理 第7、8章 分子动理论 气体综合能力检测 新人教版选修3-3一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1下面所列举的现象，哪些不能说明分子是不断运动着的()A将香水瓶盖打开后能闻得到香味B汽车开过后，公路上尘土飞扬C洒在地上的水，过一段时间就干了D悬浮在水中的花粉做无规则的运动答案：B解析：扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动。香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的布朗运动都说明了分子是不断运动的，而尘土不是单个分子是较大的颗粒在气流作用下运动的，所以尘土飞扬不是分子的运动。2甲、乙两个分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能变化情况的下列说法正确的是()A分子势能不断增大B分子势能不断减小C分子势能先增大后减小D分子势能先减小后增大答案：D解析：从分子间的作用力与分子间的距离有关系知道，当分子间距离大于r0时，分子间表现为引力；当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力；当分子间距离大于10r0时，分子间的作用力十分小，可以忽略。所以当乙从较远处向甲尽量靠近的过程中，分子力先是对乙做正功，后是分子力对乙做负功，而由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做正功，分子势能减小，若分子力做负功，分子势能增加。因此当乙尽量向甲靠近的过程中，分子势能是先减小后增大。3关于地面附近的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重力。”乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”丙说：“这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关。”你认为()A只有甲的说法正确B只有乙的说法正确C只有丙的说法正确D三种说法都有道理答案：A解析：容器内气体压强，是由器壁单位面积上受到大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引起的，它既与单位体积内气体分子数有关，又与环境温度有关；而地面附近的大气压强是地面每平方米面积的上方整个大气柱的重力引起的。4如图所示，天平右盘放砝码，左盘是一个水银气压计，玻璃管固定在支架上，天平已调节平衡，若大气压强增大，则()A天平失去平衡，左盘下降B天平失去平衡，右盘下降C天平仍平衡D无法判定天平是否平衡答案：B解析：大气压增大，水银槽中的水银被压入试管中，水银槽中的水银质量减小，天平失去平衡，右盘下降，B项正确。而试管中的水银作用在支架上。5如图所示，两个直立气缸由管道相通。具有一定质量的活塞a、b用刚性杆固连，可在气缸内无摩擦地移动，缸内及管中封有一定质量的气体，整个系统处于平衡状态。大气压强不变，现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时()A活塞向下移动了一点，缸内气体压强不变B活塞向下移动了一点，缸内气体压强增大C活塞向上移动了一点，缸内气体压强不变D活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大答案：A解析：根据，温度升高，压强增大，对整体受力分析有paSap0SbpbSbp0Sa，温度升高时，paSap0SbpbSbp0Sa，活塞会下移，当再次平衡时，受力会再次平衡，内部压强不变，A对。6(厦门市xxxx学年高二下学期期末)某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度。存放食物之前，该同学关闭冰箱密封门并给冰箱通电。若大气压为1.0105Pa，则通电时显示温度为27，通电一段时间后显示温度为6，则此时冷藏室中气体的压强是()A2.2104PaB9.3105PaC1.0105PaD9.3104Pa答案：D解析：由查理定律得p2p11.0105Pa9.3104Pa。7(聊城市xxxx学年高二下学期检测)下图为某人在旅游途中对同一密封的小包装食品拍摄的两张照片，甲图摄于海拔500m、气温为18的环境下，乙图摄于海拔3200m、气温为10的环境下。下列说法中正确的是()A甲图中小包内气体的压强小于乙图中小包内气体的压强B甲图中小包内气体的压强大于乙图中小包内气体的压强C甲图中小包内气体分子间的引力和斥力都比乙图中大D甲图中小包内气体分子的平均动能大于乙图中小包内气体分子的平均动能答案：BCD解析： 根据高度知甲图中小包内气体的压强大于乙图中小包内气体的压强，A错误，B正确；甲图中分子间的距离比乙图的小，由气体分子间的引力和斥力关系知，C正确；由甲图中的温度比乙图中的高可知，D正确。8在下图中，能反映理想气体经历了等温变化等容变化等压变化，又回到原来状态的图是()答案：ABC解析：根据pV，pT、VT图象的意义可以判断，其中选项D显示的理想气体经历了等温变化等压变化等容变化，与题意不符。9某校外学习小组在进行实验探讨，如图所示，在烧瓶上连着一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，在烧瓶中封入了一定质量的理想气体，整个烧瓶浸没在温水中。用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化情况。开始时水银压强计U形管两端水银面一样高，在下列几种做法中，能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是()A甲同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向下移B乙同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向上移C丙同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向下移D丁同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向上移答案：BC解析：浸在热水中，温度升高，pp0h，上移A管保持体积不变；浸在冷水中，温度降低，pp0h，下移A管保持体积不变。10如图是一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线。a、b、c、d表示四个不同的状态，则()A气体由状态a变到状态c，其内能减少B气体由状态a变到状态d，其内能增加C气体由状态d变到状态b，其内能增加D气体由状态b变到状态a，其内能减少答案：ABCD解析：在图中Oab，Ocd均为等容线，且Oab线对应的体积比Ocd对应的体积要小。气体状态由a变到c，T变小，气体的内能减少，同理可知：由a变到d，T变大，内能增加，由d变到b，T变大，内能增加，由b变到a，T变小，内能减少，选项ABCD是正确的。点评：(1)C可知：pKT，V越小，K越大，等容线的斜率越大。(2)理想气体没有分子势能，只有分子动能，所以温度T发生变化，气体的内能就变化。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(5分) 在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中。(1)某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：_(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8103mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为_m。答案：(1)在量筒中滴入N滴液体，在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2109解析：(1)由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差。液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油酸不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败。(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：dm1.2109m。12(6分)为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时，所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置。该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器。测试过程可分为如下操作步骤：a记录密闭容器内空气的初始温度t1；b当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度t2；c用电加热器加热容器内的空气；d将待测安全阀安装在容器盖上；e盖紧装有安全阀的容器盖，将一定量的空气密闭在容器内。(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写：_。(2)若测得的温度分别为t127、t287，已知大气压强为1.0105Pa，则测试结果是：这个安全阀能承受的最大内部压强是：_。答案：(1)d、e、a、c、b(2)1.2105 Pa解析：(1)将安全阀安装在容器盖上，然后密封空气，记录其初始温度t1，然后加热密封空气，待漏气时记录容器内空气的温度t2，故正确操作顺序为d、e、a、c、b。(2)已知T1300K，T2360K，p01.0105Pa，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得，pPa1.2105 Pa。13(7分)(潍坊高二期末)一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是()A大于大气压强B是由于气体重力而产生的C是由于气体分子之间的斥力而产生的D是由于大量气体分子的碰撞而产生的(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是()A球内气体体积变大B球内气体体积变小C球内气体内能变大D球内气体内能不变(3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面向气球一侧的表面贴上间距为2.0cm的方格纸。表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”，如图所示。若表演时大气压强为1.013105Pa，取g10m/s2，则气球内气体的压强为_Pa。(取4位有效数字)答案：(1)AD(2)BD(3)1.053105解析：(1)气球充气后膨胀，内部气体的压强应等于大气压强加上气球收缩产生的压强，A对；气球内部气体的压强是大量气体分子做无规则运动发生频繁的碰撞产生的，BC错，D对。(2)该同学站上塑料板后，因温度视为不变，而压强变大，故气体体积变小，内能不变，所以AC错，BD对。(3)每小方格的面积S04cm2，每个印迹约占有93个方格。故4个气球与方格纸总的接触面积S4934104m20.1488m2气球内气体的压强主要是由大气压和该同学的重力产生的。故pp01.013105Pa1.053105Pa三、论述计算题(本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(9分)一滴露水的体积大约是6.0107cm3，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝6.0107个水分子，它需要多少年才能喝完这滴露水？(一年按365天计算)答案：637解析：一滴露水的质量大约为：mV6.0107cm31g/cm36107g，那么物质的量为nmol107mol。所以水分子的个数为NnNA1076.021023个2.011016个，所以喝完这滴水所用的时间为tmin637年。15(10分)如图，一定质量的气体温度保持不变，最后，U形管两臂中的水银面相齐，烧瓶中气体体积为800mL；现用注射器向烧瓶中注入200mL水，稳定后两臂中水银面的高度差为25cm，不计U形管中气体的体积。求：(1)大气压强是多少cmHg?(2)当U形管两边水银面的高度差为45cm时，烧瓶内气体的体积是多少？答案：(1)75cmHg(2)500mL解析：(1)初状态：p1p0，V1800mL，注入水后：p2p025cmHg，V2600mL，由玻意耳定律：p1V1p2V2，代入数值解得p075cmHg。(2)当p3p045cmHg120cmHg时，由p1V1p3V3，得V3mL500mL。16(11分)(济南市xxxx学年高三质检)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M3103kg、体积V00.5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定质量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h140m，筒内气体体积V11m3。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮。求V2和h2。已知大气压强p01105Pa，水的密度1103kg/m3，重力加速度的大小g10m/s2。不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。答案：2.5m310m解析：当F0时，由平衡条件得Mgg(V0V2)代入数据得V22.5m3设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得p1p0gh1p2p0gh2在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得p1V1p2V2联立式，代入数据得h210m17(12分)如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔。管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)，气体温度为T1。开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封。整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变。然后将密封的气体缓慢加热。求：(1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；(2)当气体温度达到1.8T1时气体的压强。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气体体积得V3V1由盖吕萨克定律得：解得：T1.2T1(2)由查理定律得：解得：p20.75p0