滚动测试卷(一)-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（教科版2019）

滚动测试卷(一) (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求) 1．下列关于热运动的说法中正确的是(　　) A．0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在不停地运动着 C．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动 D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈 答案：B 解析：0 ℃的物体中的分子仍然不停地做无规则运动，A错误；存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动，B正确；分子的无规则运动叫作热运动，布朗运动是悬浮在液体(或气体)中微粒的运动，不是热运动，C错误；物体温度越高分子无规则运动越剧烈，物体的运动是机械运动，运动物体中的分子热运动不一定比静止物体中的分子热运动剧烈，D错误。 2．(2023·临沂高二检测)两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系分别如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。下列说法正确的是 (　　) A．甲图表示分子势能与分子间距离的关系 B．当r＝r0时，分子势能为零 C．两分子从相距r＝r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先减小，然后一直增大 D．两分子在相互靠近的过程中，在r>r0阶段，F做正功，分子动能增大，分子势能减小 答案：D 解析：当r＝r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙表示分子势能与分子间距离的关系，题图甲表示分子力与分子间距离的关系，故A、B错误；由题图甲可知，两分子从相距r＝r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先增大，然后一直减小，故C错误；在r>r0阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力F做正功，分子动能增大，分子势能减小，故D正确。 3．(2023·临沂高二检测)启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低，显示为1.5p0，车轮内胎体积约为V0。为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入ΔV＝V0、压强为p0的气体，充气结束后发现轮胎体积膨胀了约20%，求充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到2.5p0(汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化) (　　) A．3 B．4 C．5 D．6 答案：C 解析：设使轮胎内气体压强达到2.5p0的充气时间为t(单位为min)，此时内胎体积为V2，压强为p2；假设充完气后胎内气体在压强为p1时体积为V1，由气体等温变化规律得p1V1＝p2V2，其中p1＝1.5p0，p2＝2.5p0，V2＝V0＋0.2V0＝1.2V0，联立解得V1＝2V0，则需要充入胎内的气体在压强为1.5p0时的体积为V′＝2V0－V0＝V0，对需要充入胎内的气体，由气体等温变化规律得60p0ΔVt＝1.5p0V′，其中ΔV＝V0，联立方程解得t＝5 min，故C正确。 4. (2023·常州高二检测)将质量相同的同种理想气体A、B分别密封在体积不同的两容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体的压强随温度t的变化曲线如图所示。则下列说法不正确的是(　　) A．A部分气体的体积比B部分小 B．A、B直线的延长线将相交于t轴上的同一点 C．A、B气体温度改变量相同时，压强改变量相同 D．A、B气体温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大 答案：C 解析：由题图可知，A、B两部分气体都发生等容变化，p t图线都过t轴上－273.15 ℃的点(绝对零度)。由理想气体状态方程＝C可得p＝·T，图线的斜率越大，则气体的体积越小，故A部分气体的体积比B部分小，A、B正确；A图线的斜率较大，由数学知识可知温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大，C错误，D正确。 5．(2023·连云港高二检测)一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C两个过程变化到状态C，其p V图像如图所示。已知气体在状态A时温度为27 ℃，T/K＝t/℃＋273，以下判断正确的是(　　) A．气体在A→B过程中对外界做的功为2.0×104 J B．气体在B→C过程中可能吸热 C．气体在状态B时温度为900 ℃ D．气体在A→C过程中吸收热量 答案：D 解析：气体在A→B过程中，压强不变，体积增大，气体对外界做功W＝pA(VB－VA)＝1.5×105×(0.3－0.1) J＝3.0×104 J，A错误；气体在B→C过程中体积不变，压强减小，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知气体一定放热，B错误；气体在A→B过程有＝，解得气体在状态B时温度为TB＝900 K，即tB＝627 ℃，C错误；气体在A→C的过程，由理想气体的状态方程可知＝，解得TA＝TC，故A和C两状态气体内能相同，气体对外界做功，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知气体吸收热量，D正确。 6．关于能量的转化，下列说法正确的是(　　) A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行 B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 C．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化 D．自然界中能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高 答案：C 解析：根据热力学第二定律可知，宏观热现象具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行，故A错误；热传递存在方向性是说热量只能自发地从高温物体传向低温物体，空调的制冷过程是热量先从温度较高的室内传到温度较低的制冷剂，再通过压缩制冷剂将热量传到室外，而制热过程与此类似，都消耗了电能，故B错误；由热力学第二定律可知，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，故C正确；根据能量守恒定律可知，自然界中能量的总量保持不变，但根据热力学第二定律可知，能量转化具有方向性，能量的可利用性在逐步降低，故D错误。 7.如图所示，气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过定滑轮与一重物m相连并处于静止状态，此时活塞到缸口的距离h＝0.2 m，活塞面积S＝10 cm2，封闭气体的压强p＝5×104 Pa。现通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢上升直至缸口。在此过程中封闭气体吸收了Q＝60 J的热量，假设气缸壁和活塞都是绝热的，活塞质量及一切摩擦力不计，则在此过程中气体内能的增加量为(　　) A．70 J B．60 J C．50 J D．10 J 答案：C 解析：活塞移动过程中，气缸内气体对外界做功W＝Fx＝pSh＝10 J，根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋(－W)＝60 J－10 J＝50 J，故C正确。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．下列说法正确的是 (　　) A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 B．晶体在熔化过程中吸收热量，但温度不变，内能不变 C．杯中的茶水慢慢冷却，该过程中所有水分子的运动速率都减小了 D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 答案：AD 解析：空中的小雨滴呈球形，是水的表面张力使雨滴表面有收缩到最小的趋势，故A正确；晶体熔化过程中吸热，内能增加，故B错误；当温度降低时，大部分的水分子的速率减小，但个别水分子的速率可能增加，故C错误；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确。 9．(2023·烟台高二检测)相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法正确的是 (　　) A．温度高的容器中氢分子的平均动能更大 B．两个容器中氢分子的速率都呈现“两边低，中间高”的分布规律 C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D．单位时间内，温度高的氢气对容器壁单位面积上的平均作用力更大 答案：ABD 解析：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；由不同温度下的分子速率分布曲线可知，两个容器中氢分子的速率都呈现“两边低，中间高”的分布规律，B正确；温度升高，并不是所有分子的速率都增大，C错误；温度越高则分子运动的剧烈程度越大，分子平均动能越大，则单位时间内对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确。 10．一定质量的理想气体，在初始状态A时，气体体积为V0，压强为p0，温度为T0，该理想气体从状态A开始经过A→B→C→A的一系列变化，其变化过程中的压强p与热力学温度T的关系图线如图所示，其中CA延长线过坐标原点O，A、B在同一竖直线上，B、C在一倾斜直线上。下列说法正确的是(　　) A．从C到A的过程中，气体的体积不变 B．从B到C的过程中，气体每个分子的动能都增大 C．从A到B的过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D．从C到A的过程中，气体向外界放出热量 答案：AD 解析：CA延长线过坐标原点O，结合＝C可知，从C到A的过程中为等容变化，体积不变，故A正确；从B到C的过程温度升高，理想气体分子的平均动能增大，但气体每个分子的动能不一定都增大，故B错误；从A到B的过程中，温度不变，即ΔU＝0，而压强在逐渐增大，则体积减小，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体放出的热量等于外界对气体做的功，故C错误；由A项分析可知从C到A的过程中，气体的体积不变，则W＝0，而温度降低，即气体的内能减小，有ΔU<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q<0，则气体向外界放出热量，故D正确。 三、非选择题(本题共6小题，共54分) 11．(6分)某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压强计通过细管与气柱玻管内的空气柱相连，细管隐藏在活塞内部未在图中标明。从压强计上读取空气柱的压强，从气柱玻管旁的体积标尺上读取空气柱的长度。 (1)在本实验操作的过程中，应该保持不变的量是气体的 和 。 (2)根据记录的实验数据，作出了如图乙所示的p V图像。对图线进行分析，如果在误差允许的范围内，p1、p2、V1、V2之间应该满足的关系式为 。 (3)在温度不变的环境中，某小组的同学缓慢移动活塞压缩气体，记录实验数据，并在坐标纸中作出了压强p与体积V的关系图线，如图丙所示。从图像可知，在读数和描点作图均正确的情况下，得到这个图像的原因可能是 。 答案：(1)质量　温度　(2)p1V1＝p2V2　(3)漏气 解析：(1)在本实验操作的过程中，应该保持不变的量是气体的质量和温度。 (2)对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间应该满足的关系式为p1V1＝p2V2。 (3)由题图丙可知，图像上各点的pV乘积随体积的减小而减小，由于外界温度不变且缓慢移动活塞压缩气体，则气体温度不变，可能的原因是气体的质量减小了，即漏气。 12. (8分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积浓度为每100 mL溶液中有纯油酸0.05 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格子的边长为1 cm，则可求得： (1)油酸薄膜的面积是 cm2。 (2)油酸分子的直径是 m。(结果保留2位有效数字) (3)某同学在该实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于 。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常量。如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常量的表达式为NA＝ 。 答案：(1)72　(2)8.7×10－10　(3)CD　(4) 解析：(1)因为每个正方形格子的边长为1 cm，所以每一个正方形格子的面积就是1 cm2，估算油膜面积时超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，估算出有72个格子，则油膜面积为72 cm2。 (2)1滴油酸酒精溶液的体积V1＝ mL，可得1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V2＝× cm3＝6.25×10－12 m3，而1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S′＝72×10－4 m2，所以油酸分子的直径d＝＝ m≈8.7×10－10 m。 (3)计算时利用的是纯油酸的体积，如果油膜中含有大量未溶解的酒精，则测出的油膜面积偏大，则直径的测量值将偏小，即计算结果偏小，A错误；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的面积偏大，会导致计算结果偏小，B错误；计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的面积偏小，导致计算结果偏大，C正确；水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测量的面积偏小，导致计算结果偏大，D正确。 (4)已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，则分子的直径d＝，分子的体积V0＝π，而这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则摩尔体积Vmol＝，因此阿伏伽德罗常量的表达式为NA＝＝。 13．(8分)(2023·泰州高二检测)已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查找资料了解到：月球半径为R，月球表面重力加速度为g，为开发月球，设想在月球表面覆盖一层大气，使月球表面附近的大气压达到p0，已知大气层厚度为h，比月球半径小得多，假设月球表面开始没有空气。空气的平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常量为NA，试求： (1)应在月球表面覆盖的大气层的总质量m； (2)月球表面大气层的分子数； (3)气体分子间的距离。 答案：(1)　(2)　(3) 解析：(1)月球的表面积为S＝4πR2 月球表面大气的重力与大气压力大小相等，即有mg＝p0S 所以大气层的总质量m＝。 (2)月球表面大气层的分子数为N＝NA＝。 (3)可以认为每一个气体分子占据的空间为一个立方体，立方体紧密排列，其边长即为分子间的距离，设分子间距离为a，大气层中气体的体积为V，则有V＝4πR2h 可得a＝＝＝。 14．(8分)(2023·南京高二检测)如图甲所示，一横截面积S＝10 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，不计活塞与气缸间的摩擦。如图乙所示是气体从状态A变化到状态B的VT图像。已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A状态的压强为p＝1.5×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝900 J，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)活塞的质量m； (2)此过程中气体内能的增量ΔU。 答案：(1)5 kg　(2)600 J 解析：(1)状态A时，对活塞受力分析得 pS＝mg＋p0S 代入数据解得m＝5 kg。 (2)在从状态A变化到状态B的过程中，发生的是等压变化，则有＝ 解得VB＝8.0×10－3 m3 则外界对气体做功W＝－p(VB－VA)＝－300 J 内能的增量ΔU＝Q＋W＝600 J。 15．(12分) (2023·浙江浙南联盟高二下期末)如图为某学习小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为0.5 L的饮料瓶，现装入体积为0.25 L的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向饮料瓶内充气，打气筒每次能将50 mL、压强为大气压强p0的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到3p0时，“水火箭”可发射升空。已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求： (1)为了使“水火箭”能够发射，至少需要打气的次数； (2)“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小。 答案：(1)10次　(2)1.5×105 Pa 解析：(1)设至少需要打气n次，打气前饮料瓶内空气体积为V0＝(0.5－0.25) L＝0.25 L，打气前饮料瓶内气体压强为p0，末状态气体的压强为p＝3p0 根据气体等温变化的规律可得 p0(V0＋nΔV)＝pV0 解得n＝10 所以至少需要打气10次才能使“水火箭”发射。 (2)对“水火箭”加压到发射，在水刚好全部被喷出时气体的体积为V＝0.5 L 根据气体等温变化的规律可得3p0V0＝p′V 解得p′＝1.5×105 Pa。 16．(12分) (2023·南京市十三中高二期末)如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，横截面积为10 cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在气缸内。在气缸内距缸底30 cm处设有卡槽a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞放在a、b上，活塞的质量为5 kg，气体温度为180 K。现缓慢加热气缸内气体，当温度为300 K时，活塞恰好离开卡槽a、b；若继续给气缸内气体缓慢加热，活塞上升了10 cm的过程中，气体的内能增加了240 J。(设大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2)求： (1)开始时气缸内气体的压强； (2)活塞上升10 cm时气缸内气体的温度； (3)活塞离开卡槽a、b之后上升10 cm的过程中，气体吸收的热量。 答案：(1)9×104 Pa　(2)400 K　(3)255 J 解析：(1)活塞刚好离开卡槽时，有mg＋p0S＝p2S 根据气体等容变化的规律得＝ 解得p1＝p2＝9×104 Pa。 (2)活塞离开卡槽后，气体为等压变化，根据气体等压变化的规律得＝ 解得T3＝T2＝400 K。 (3)活塞离开卡槽后，外界对气体做功为 W＝－p2·SΔh＝－15 J 根据热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝255 J。 学生用书↓第80页 \ 学科网（北京）股份有限公司 $$