【新教材】高中物理人教版选修3-3：综合复习测试卷及答案

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

一、选择题（本题包括12个小题，每小题4分，共48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，选错或不选的不得分）

1.下列说法中正确的是 （ ）

A．温度是分子平均动能的标志 B．物体的体积增大时，分子势能一定增大 C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小

D．利用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该种气体的分子质量 2．如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则 （ ） A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C．乙分子由a到c的过程，动能先增后减

D．乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能一直增加

图1

3．若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态

下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式，正确的是：（ ）

A．NAMVMV B．NA C．m D．v

NANAvm4．关于液体和固体，以下说法正确的是 ( ) A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强 B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的

C．液体分子的热运动没有固定的平衡位置 D．液体的扩散比固体的扩散快 5.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为

p甲 、

p乙 ，且

p甲 ＜

p乙 ，则（ ）

A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度

C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能

6．如图2所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则 （ ）

A. 气体体积膨胀对外做功，内能减小，温度降低 B. 气体对外做功，内能不变，温度不变 C. 气体不做功，内能不变，温度不变，压强减小 D. Q中气体不可能自发地全部退回到P中

图2 7.恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势能的变化，下列说法中正确的是 （ ）

A．气泡内的气体对外界做功 B．气泡内的气体内能增加

C．气泡内的气体与外界没有热传递 D．气泡内气体分子的平均动能保持不变 8．如图3所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被掩没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小. （ ）

A.从外界吸热 B.内能增大 C.向外界放热 D.内能减小

9．一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T。经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是（ ）

A.先等温膨胀，再等容降温 B. 先等温压缩，再等容降温

C.先等容升温，再等温压缩 D. 先等容降温，再等温压缩

10.用如图4所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。 A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变 （ ）

A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动. B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动. C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动.

软管 B A

图3 D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动.

11.根据热力学定律，下列判断正确的是 （ ） A．我们可以把火炉散失到周围环境中的能量全部收集到火炉中再次用来取暖

B．满足能量守恒定律的过程都可以自发地进行

C．冰箱的制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气，而不引起其他变化 D．气体分子自发的扩散运动只能向着分子均匀分布的方向进行

12．如图5所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动，气缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让气缸自由下落，则下列说法正确的是 ( )

A．气体压强减小，气体对外界做功 B．气体压强增大，外界对气体做功 C．气体体积减小，气体内能减小 D．气体体积增大，气体内能减小

第Ⅱ卷（非选择题 共72分）

二、实验和填空题（共24分）

13．（6分）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积 B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显

C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大 D．一定温度下，饱和汽的压强是一定的

E．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律

F．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势

14．（12分）某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一鱼儿戏水的图画（如图6），但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为

图6 图5

他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述，不要画图），并指出这样画的物理依据．

（

1

）

正

确

画

法： ．

（2）物理学依据： ． （3）试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因．

．

15. （6分）某热机在工作时，若燃料燃烧时放出5.0106J的热量，但被废气带走的能量及其他各种损耗为3.8106J，则该过程中热机对外做了 功，该热机工作时的效率为 ，能否使热机的效率提高到100％？ .

三、计算题（本题共4小题，共48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）

16.（12分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图7所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则： （1）该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？

（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？

（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？

17.（12分）如图8所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，能够方便测出所封闭理想气体的压强．开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30cm3，气压表读数为1.0×105Pa．若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为1.2×105Pa．不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变。

（1）简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况． （2）求活塞移动后气体的体积．

图7

18．（14分）如图9所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞上升上h，此时气体的温为T1。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：

（1）气体的压强；

（2）加热过程中气体的内能增加量；

（3）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度.

19.（10分）国际空间站安装的太阳能电池板长L=73m，宽d=12m，将太阳能转化为电能的效率为η=20%，该空间站绕地球做匀速圆周运动（离地面的高度远小于地球半径），且有一半的时间在地球的阴影内，在电池板发电的时间内须将电能的一部分储存在蓄电池内，以供空间站处于阴影区时使用。已么太阳能辐射的总功率P0=3.83×1026W，日地距离为R0=1.5×1011m（远大于地球半径）。由以上数据：

（1）估算国际空间站所在处单位面积所接收的太阳能功率； （2）这个太阳能电池权能对空间站提供的平均电功率是多少？

图9

参

的分子作用力比液体分子间的作用力强，分子排列顺序为：液体分子没有固定的平衡位置，故表现出它具有流动性，而固体分子是在自己的平衡位置震动，故有确切的形状。

5.BC 提示：根据理想气体状态方程得

p甲V甲T甲p乙V乙，p甲＜p乙 ，且V甲V乙 ，T乙则可判断出T甲＜T乙 ，即B项正确；气体的温度直接反映出气体分子的平均动能大小，故C正确。

6．CD 提示：因为Q为真空，从P至Q的过程中，气体自由膨胀，所体不对外做功，W＝0；整个系统与外界没有热交换，Q＝0，根据热力学第一定律△U＝W+Q知，内能不变，温度不变．由于气体体积增大，由PV＝常数，知气体压强减小．所以AB错误，C正确．热力学第二定律告诉我们，跟热现象有关的宏观过程均具有方向性，所以气体不可能自发地全部退回到P中．D正确．

7.AD

8．C 提示：在金属筒缓慢下降的过程中，温度不变，压强增大，由理想气体状态方程

PV=T常量，知其体积减小，外界要对气体做功，W>0；气体的温度保持不变，说明气体的内能不变，ΔE=0；由热力学第一定律ΔE=W+Q知Q<0，即气体向外界放热．

9. BD 提示：气体状态无论怎样变化，其pV/T比值却不能改变。 10.AD 11.D 12.BD 13.BCD

14．（1）正确画法：上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大．

（2）物理学依据：理想气体状态方程，V2PT12V1，∵P1>P2，T2>T1 ∴V2>V1 PT21（3）由于昆虫受到水面的表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体的表面向下凹，象张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的表面张力的合力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中.

15. 1.2106J；24﹪；不能

16．解析：(1)对于理想气体： A→B 由pApB得：TB100K ∴tB1730C TATBVBVC得：TC300K∴ tC270C TBTCB→C 由(2)A→C 由温度相等得：U0 ⑶A→C的过程中是吸热.吸收的热量

QWpV1105(31031103)J200J

17. 解析：（1）理想气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，气体放热． （2分）

（2）根据玻意耳定律：p1V1p2V2 （2分）

p1V1110530=25 cm3 活塞移动后气体的体积为：V25p21.21018．解析：（1）取活塞为研究对象，由受力平衡得pp0mg。 S （2）气体对外做功WpSh，由热力学第一定律得UQW，解得

UQ(P0Smg)h

（3）设活塞回到原位置时，气体的温度为T2

(m0m)gmgpppp0201sSP1V1P2V2则V12hs由气态方程 Vhs2T1T2TT12解得T2m0g1[1]T1 。 2p0Smg19．解析：（1）太阳的辐射功率视为均匀分布在以太阳为圆心，日地距离为半径的球面上，

22

国际空间站所在处每平方米接收的太阳能功率为： P1P0/(4R0)1.35kW/m。

（2）太阳能电池板发电时的功率P2P1Ld2.3610W，由于每天只有一半的时间可以发电，所以太阳能电池板对空间站提供的平均发电功率为发电时功率的一半，即：118kW。

5