2013—2014学年度上学期高三一轮复习

物理单元验收试题（11）【新课标】

单元十一 选修3-3

一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）

1．[2013·北京卷] 下列说法正确的是(　　)

A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动

B．液体分子的无规则运动称为布朗运动

C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．物体对外界做功，其内能一定减少

2．[2013·福建卷]下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离 r 变化关系的图线是( )

3．节日里，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛．在晴朗的夏日，对密闭的气球从早晨到中午的过程，下列描述正确的是（　　）

A．气球吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加

B．气球吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，但内能不变[来源:学#科#网]

C．气球温度升高、体积膨胀，压强增大

D．气球内单位体积的分子数减少，分子的平均动能增加

4．一个内壁光滑、绝热的气缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空
气，若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，如图所示．则缸内封闭着的气体（　　）

A．每个分子对缸壁的冲力都会减小

B．单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少

C．分子平均动能不变

D．若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量[来源:学#科#网Z#X#X#K]

5．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用如图所示的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为

（　　）

A．TB＝TA＝TC

B．TA>TB>TC

C．TB>TA＝TC

D．TB

6．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中（　　）

A．气体对外界做功，温度降低，内能减小

B．气体对外界做功，温度不变，内能不变

C．气体不做功，温度不变，内能不变

D．气体不做功，温度不变，内能减少

7．下列说法正确的是（　　）

A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子
的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大

C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加

D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大

8．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（　　）

A．内能增大，放出热量

B．内能减小，吸收热量

C．内能增大，对外界做功

D．内能减小，外界对其做功

9．[2013·全国卷] 根据热力学定律，下列说法中正确的是(　　)[来源:学,科,网Z,X,X,K]

A．电冰箱的工作过程表明，热量可以
从低温物体向高温物体传递

B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机

D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”

10．如图所示，有一圆筒形绝热容器，用绝热且具有一定质量的活塞密封一定量的理想气体，不计活塞与容器之间的摩擦．开始时容器直立在水平桌面上，容器内气体处于状态a，然后将容器缓慢平放在桌面上，稳定后气体处于状态b.下列说法正确的是（　　）[来源:Zxxk.Com]

A．与a态相比，b态气体分
子间作用力较小

B．与a态相比，b态气体的温度较低

C．a、b两态的气体分子对活塞的压力相等

D．a、b两态的气
体分子在单位时间内撞击活塞的个数相等

二、实验题（本大题共2小题，共14分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）

11．（7分）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液．已知1 cm3的溶液有50滴．现取一滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2 m2.由此可估算油酸分子的直径为______ m.

12．（7分）[2013·浙江卷] 一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与温度T的关系如图所示．图中TA、VA和TD为已知量．

(1)从状态A到B，气体经历的是________过程(填“等温”“等容”或“等

压”)；

(2)从B到C的过程中，气体的内能________(填“增大”“减小”或“不变”)；

(3)从C到D的过程中，气体对外________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，同时________(填“吸热”或“放热”)；[来源:Zxxk.Com]

(4)气体在状态D时的体积VD＝________．

三、计算题（本大题共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13．（10分）一定量的气体内能增加了3×105 J.

（1）若吸收了2×105 J的热量，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？

（2）若气体对外界做了4×105 J的功，是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？

14．（12分）（2010·江苏高考）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）

15．（11分）如图所示为气体实验装置，开始时玻璃管内封闭的空气柱长度为3 cm，此时气压表显示容器内气体的压强p1＝1.0×105 Pa，现在将活塞缓慢向下推动，直到封闭空气柱的长度变为2 cm.试求：

（1）这一过程中气体分子的平均动能如何变化？

（2）最终气压表的示数是多少？

（3）若在另一次快速压缩气体的过程中，气体内能增加1.5 J，气体放出的热量为1.4 J，那么活塞对气体做功是多少？

16．（13分）[2013·新课标全国卷Ⅰ] 如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活
塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：

(ⅰ)恒温热源
的温度T；

(ⅱ)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx.

参考答案

1．A　[解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，A项正确，B项错误．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，内能的变化与
做功和热传递都有关系，不能由一方面决定，C、D两项错误．

2．B　[解析] 当rr0时，分子引力大于分子斥力，总分子力表现为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增大；当r＝r0时，分子引力等于分子斥力，总分子力为0，分子势能达到最小值．

3．解析：早晨到中午过程中气温逐渐升高，密闭的气球接受热辐射，吸收了热量，温度升高，分子的平均动能增加，内能增加，体积膨胀对外做功，气球内单位体积的分子数减少，压强减小，B项错误．

答案：ACD

4．解析：把活塞向上拉起体积增大，气体对活塞做功，气体内能减小，温度降低，分子的平均冲力变小，碰撞次数减少，故A、C两项错，B项对；气体内能的减小量等于对大气做的功减去F做的功，故D项错．

答案：B

5．解析：在理想气体的pV图象中，等温线为一条双曲线．由理想气体状态方程pV＝nRT可知，对于一定质量的理想气体，气体的温度与pV的乘积成正比，所以由图象可知，C项正确．

答案：C

6．解析：当气体在绝热容器里向右侧真空自由膨胀时，由于真空对左侧气体的膨胀没有阻碍，所以气体不做功，又由于容器绝热，所以气体与外界没有热交换，故内能不变，所以C项正确．

答案：C

7．解析：气体的压强与单位体积的分子数以及分子的平均动能有关，所以A、B两项都只考虑了一个方面，不正确．对于压缩一定量的气体，外界对气体做功，当气体与外界没有热交换时，内能一定增加，但如果气体与外界存在热交换的话，内能不一定增加，所以C项错．正确答案为D项．

答案：D

8．解析：不计分
子势能时瓶内空气的内能只与其温度有关，温度降低时其内能减小．塑料瓶变扁时瓶内空气体积减小，外界对其做功．再由热力学第一定律知，此过程中瓶内空气要放出热量，故只有D项正确．

答案：D

9．AB　[解析] 热量不能自发地从低温物体向高温物体传递，但冰箱压缩机工作时消耗电能，可以使得热量从低温物体向高温物体传递，A正确；空调机制冷时，压缩机消耗电能发热，因此向室外放出的热量多于从室内吸收的热量，B正确；根据热力学定律，不可能从单一热源吸收热量
全部用来做功，C错误；根据能量守恒定律，自然界的能量并不减少，能源危机是指可被人类利用的能源趋向枯竭，D错误．

10．解析：理想气体不计分子间作用力，A项错；由a到b，气体对外做功且绝热，所以温度降低，B项对；两态压强不等，所以压力不等，C项错；分子在单位时间内撞击活塞的个数取决于温度和分子密度两个因素，D项错．

答案：B

11．解析：一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V＝××10－6 m3，根据d＝可知，油酸分子的直径d＝5×10－10 m.

答案：5×10－10

12．（7分）(1)等容 (2)不变

(3)做负功　放热 (4)VA

[解析] (1)从图像可知，从A到B过程为等容过程．

(2)从B到C过程，温度不变，理想气体的内能不变．

(3)从C到D过程， 体积减小，外界对气体做正功；温度降低，内能减小；根据热力学第一定律，气体放热．

(4)从D到A过程是等压变化，有＝，所以VD＝.

13．解析：（1）由热力学第一定律ΔU＝Q＋
W得：W＝ΔU－Q＝3×105 J－2×105 J＝1×105 J

外界对气体做功．

（2）由ΔU＝Q＋W得：Q＝ΔU－W＝3×105 J－（－4×105 J）＝7×105 J

气体从外界吸热．

答案：（1）外界对气体做功　1×105 J

（2）气体从外界吸热　7×105 J

14．解析：设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V，则有：Δn＝NA，代入数据得：Δn＝3×1022.

答案：3×1022

15．解析：（
1）缓慢压缩，气体温度不变，所以气体分子的平均动能不变．

（2）L0＝3 cm，L＝2 cm，p1＝1.0×105 Pa.设压缩后气体压强为p，由玻意耳定律：

p1L0S＝pLS，解得：p＝1.5×105 Pa.

（3）由热力学第一定律：ΔU＝W＋Q，解得：W＝2.9 J
.

答案
：（1）不变　（2）1.5×105 Pa　（3）2.9 J

16．（13分）[解析] (ⅰ)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得

＝ ①

由此得　　T＝T0 ②

(ⅱ)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大．打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件．

气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得

pVx＝· ③

(p＋p0)(2V0－Vx)＝p0·V0 ④

联立③④式得　　6V－V0Vx－V＝0

其解为　　Vx＝V0 ⑤

另一解Vx＝－V0，不合题意，舍去．