逍遥学能 2013-03-08 18:10
模块综合检测
??(时间：90分钟，满分100分)
一、(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．下列说法正确的是( )
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻腾，这说明温度越高布朗运动越激烈
D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动
解析：选D.布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的无规则运动，必须借助于显微镜才能看到．
2．下列关于熵的观点中正确的是( )
A．熵越大，系统的无序度越大
B．对于一个不可逆的绝热过程，其熵总不会减小
C．气体向真空扩散时，熵值减小
D．自然过程中熵总是增加，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多
解析：选ABD.熵值表示分子运动的无序性，气体向真空扩散时，分子运动的无序性加大，熵值增大，分析各选项知A、B、D正确．
3．图1中a、b是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线，你认为下面说法中正确的是( )
图1
A．a是一种晶体的熔化曲线
B．b是一种晶体的熔化曲线
C．a是一种非晶体的熔化曲线
D．b是一种非晶体的熔化曲线
解析：选AD.图a中物质熔化时有一段吸热但温度不变，说明有一定的熔化温度，故应是晶体的熔化曲线，图b中物质熔化过程中温度一直上升，没有确定的熔化温度，所以是非晶体的熔化曲线．
4．(2011年陕西高二检测)关于永动机不可能制成的下列说法中正确的是( )
A．第一类永动机违反了能量守恒定律
B．第二类永动机违反了能量守恒定律
C．第一类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
D．第二类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
解析：选AD.第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热传递的方向性．因此，正确选项为A、D.
5．如图2所示，对于液体在器壁附近发生的弯曲现象，下列说法中正确的是( )
图2
A．表面层1内分子的分布比液体内部疏
B．表面层2内分子的分布比液体内部密
C．附着层1内分子的分布比液体内部密
D．附着层2内分子的分布比液体内部疏
解析：选ACD.表面层1、2内的分子分布都比液体内部疏，分子引力起主要作用，出现表面张力．而附着层1内分子的分布比液体内部密，出现浸润现象，附着层2内分子的分布比液体内部疏，出现不浸润现象．
6．在某一容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是( )
A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力
B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的
C．容器以9.8 /s2的加速度向下运动时，容器内气体压强为零
D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强不一定相等
解析：选B.气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的平均动能和单位体积内的分子数决定，故A、C、D错误，B正确．
7．(2011年宁夏石嘴高二检测)以下说法正确的是( )
A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大
B．汽油是一种清洁能
C．水能是可再生能，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%
D．煤、石油等常规能是取之不尽、用之不竭的
解析：选A.热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能虽然是可再生能，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，C错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能，D错．
8．(2011年河南开封高二检测)如图3所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则( )
图3
A．A管内空气柱将变长
B．A管内空气柱将变短
C．两管内水银柱高度差将增大
D．两管内水银柱高度差将减小
解析：选BC.将B管慢慢地提起，可以认为气体温度不变．封闭气体的压强增大，体积减少，所以空气柱将变短，而pA＝p0＋ph，所以高度差将增大．
9．两个分子甲和乙相距较远，此时它们之间的分子力可以忽略，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近的整个过程中( )
A．分子力总是对乙做正功
B．分子引力与斥力互为反作用力，分子引力做的功与分子斥力所做的功的代数和总等于零
C．先是分子力对乙做正功，然后分子力对乙做负功
D．分子引力总是做正功
解析：选CD.分子之间的距离大于r0时，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，分子乙在靠近平衡位置的过程中，分子力与移动方向相同，分子力对乙做正功；当两分子之间距离小于r0时，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力，分子从乙位置向甲位置靠近的过程中，分子力与移动方向相反，分子力对乙做负功．选项C正确．
分子力是分子引力与分子斥力的合力．在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的整个过程中，分子引力始终做正功，斥力始终做负功．选项D正确．
10.如图4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，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是( )
图4
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
解析：选BCD.从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故答案A错；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故答案B对；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，答案C正确；气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故答案D对．
二、题(本题共2小题，每小题6分，共12分，将答案填在题中的横线上)
11．体积为1.2×10－3c3的油滴在静止的水面上扩展为4 2的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为__________,1 ol这种油的体积为________3；油分子质量为________．(油的密度为0.8×103kg/3)
解析：油分子的直径
d＝VS＝1.2×10－3×10－64＝3×10－10
一个油分子的体积V＝16πd3.
1 ol油的体积V0＝V•NA
＝16×3.14×(3×10－10)3×6.02×10233
≈8.5×10－63.
1 ol油的质量0＝ρV0
一个油分子的质量
＝0NA＝ρVNANA＝ρ•16πd3≈1.1×10－26 kg.
答案：3×10－10 8.5×10－6 1.1×10－26 kg
12．(2011年江苏南京高二检测)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.
解析：热力学第一定律ΔU＝W＋Q，温度不变ΔU＝0 ，W＝－0.6 J，则Q＝0.6 J，所以吸热．
W′＝－0.1 J，Q′＝0.3 J，ΔU＝0.2 J，内能增加．
答案：吸收 0.6 0.2
三、(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的字说明、方程式和重要的演算步骤，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)储气筒内压缩气体的温度是27℃，压强为40 at.从筒中放出一半质量的气体，并使筒内剩余气体温度降到12℃.这时剩余气体压强等于多少？
解析：设储气筒体积为V，画出状态变化示意图如图所示．根据理想气体状态方程
p1V1T1＝p2V2T2，
p2＝p1V1T2V2T1＝40×V×2852V×300at＝19 at.
答案：19 at
14．(12分)如图5所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S.在t时间内集热箱里气体膨胀对外做的功数值为W，其内能增加了ΔU，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收，求：
图5
(1)这段时间内集热箱内气体共吸收的热量；
(2)此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率．
解析：(1)设吸收的热量为Q，根据热力学第一定律得：
ΔU＝－W＋Q，Q＝ΔU＋
(2)在垂直集热板单位面积上的辐射功率：
P＝QStη＝ΔU＋WSt×50%＝2ΔU＋WSt.
答案：(1)ΔU＋W (2)2ΔU＋WSt
15．(12分)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10－33的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 ℃.
(1)求汽缸内气体的最终体积．
(2)在下面的p V图像上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化．(大气压强为1.0×105Pa)
图6
解析：(1)在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变，即p0V0＝p1V1，
则p1＝V0V1p0＝2.0×10－31.0×10－3×1.0×105Pa＝2.0×105Pa.
在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变V1T0＝V2T2
则V2＝T2T0V1＝273＋127273×1.0×10－33≈1.47×10－33.
(2)如图所示
答案：见解析
16．(14分)一台单缸四冲程内燃机，活塞面积为300 c2，冲程长度为30 c，在做功冲程中，活塞所受的平均压强为4.5×106Pa，则：
(1)在这个冲程中，燃气做的功是多少？
(2)若飞轮的转速是300 r/in，求这台内燃机的平均功率为多少？
(3)若这台内燃机的效率为60%，求它工作5 h需要消耗燃料的内能为多少？
解析：(1)因平均压强为p＝4.5×106Pa
所以燃气压力做功W＝p•S•l＝4.05×104 J.
(2)因飞轮每两周做功一次，设功率为P.
则P＝W×n2t＝4.05×104×3002×60W＝1.0125×105
(3)设消耗内能为U，则
U×60%＝Pt′
所以U＝Pt′60%＝1.0125×105×5×360060% J
≈3.04×109J.
答案：(1)4.05×104J (2)1.0125×105W
(3)3.04×109J