PAGE10-模塊綜合檢測(一)(45分鐘100分)1．(16分)(1)用油膜法估測油酸分子大小的試驗步驟如下：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當滴入n滴時體積為V0；③往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形態穩定后，將事先打算好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形態；⑤將畫有油酸薄膜輪廓形態的玻璃板，放在畫有很多邊長為a的小正方形的坐標紙上，計算出輪廓范圍內正方形的總數為N。則上述過程遺漏的步驟是_________________________________________；油酸分子直徑的表達式d＝_________________________________。(2)(2024·全國Ⅱ卷)潛水鐘是一種水下救生設備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相像。潛水鐘在水下時其內部上方空間里存有空氣，以滿意潛水員水下避險的須要。為計算便利，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強為p0，H?h，忽視溫度的變更和水密度隨深度的變更。①求進入圓筒內水的高度l；②保持H不變，壓入空氣使筒內的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為p0時的體積。【解析】(1)推斷試驗步驟遺漏的關鍵就是駕馭好本試驗的原理、操作步驟等。此題遺忘“將痱子粉勻稱撒在水面上”了。先算出一滴純油酸的體積V′＝eq\f(V1V0,V2n)，油膜的面積為S＝Na2，依據d＝eq\f(V′,S)可得油酸分子直徑的表達式d＝eq\f(V1V0,NV2a2n)。(2)①設潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內氣體的體積分別為V0和V1，放入水下后筒內氣體的壓強為p1，由玻意耳定律和題給條件有p1V1＝p0V0①V0＝hS②V1＝(h－l)S③p1＝p0＋ρg(H－l)④聯立以上各式并考慮到H?h>l，解得l＝eq\f(ρgH,p0＋ρgH)h⑤②設水全部排出后筒內氣體的壓強為p2；此時筒內氣體的體積為V0，這些氣體在其壓強為p0時的體積為V3，由玻意耳定律有p2V0＝p0V3⑥其中p2＝p0＋ρgH⑦設需壓入筒內的氣體體積為V，依題意V＝V3－V0⑧聯立②⑥⑦⑧式得V＝eq\f(ρgSHh,p0)⑨答案：(1)將痱子粉勻稱撒在水面上eq\f(V1V0,NV2a2n)(2)①eq\f(ρgH,p0＋ρgH)h②eq\f(ρgSHh,p0)2．(16分)(1)(多選)關于分子動理論的規律，下列說法正確的是()A．擴散現象說明物體分子在做永不停息的無規則運動B．壓縮氣體時氣體會表現出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在斥力的原因C．兩個分子距離減小時，分子間引力和斥力都在增大D．假如兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡，用來表示它們所具有的“共同熱學性質”的物理量叫作內能E．兩個分子間的距離為r0時，分子勢能最小(2)(2024·深圳模擬)如圖所示，為了測量某剛性導熱容器A的容積，用細管把它與水平固定的導熱汽缸B相連，汽缸中活塞的橫截面積為S＝100cm2。初始時，環境溫度T＝300K，活塞離缸底距離d＝40cm。現用水平向左的力F緩慢推活塞，當F＝1.0×103N時，活塞離缸底距離d′＝10cm。已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa。不計一切摩擦，整個裝置氣密性良好。求：①容器A的容積VA；②保持力F＝1.0×103N不變，當外界溫度緩慢變更，活塞向缸底緩慢移動了Δd＝3cm時，【解析】(1)選A、C、E。擴散現象是分子無規則運動的宏觀表現，故A正確；壓縮氣體時氣體會表現出抗拒壓縮的力是由于氣體壓強的緣由，故B錯誤；兩個分子間距離減小時，分子間引力和斥力都增大，故C正確；D選項表明系統之間沒有熱量交換，而沒有熱量交換意味著兩者的溫度是一樣的，但內能不肯定一樣，故D錯誤；當分子間距r＞r0時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大，當分子間距r＜r0時，分子勢能隨距離的削減而增大，當r＝r0時，分子勢能最小，故E正確。(2)①由題意知，汽缸和容器A內氣體做等溫變更，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2其中壓縮前有p1＝p0，V1＝VA＋dS，壓縮后有p2＝p0＋eq\f(F,S)，V2＝VA＋d′S，解得VA＝2L。②依題意可知，氣體做等壓變更，由蓋-呂薩克定律有eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)，其中變更前T2＝T，變更后V3＝V2－Δd·S，T3＝(t3＋273)K，解得t3＝－3℃。答案：(1)A、C、E(2)①2L②－3℃3．(16分)(1)(多選)(2024·沈陽模擬)下列說法正確的是()A．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小B．兩個分子間距離減小時，它們之間的分子勢能肯定減小C．溫度總是從分子平均動能大的物體向分子平均動能小的物體轉移D．肯定量的水蒸發為同溫度的水蒸氣，汲取的熱量等于其增加的內能E．干濕泡溫度計的干泡與濕泡的示數差越小，則相對濕度越大，人感覺越潮濕(2)如圖所示，肯定質量的志向氣體在狀態A時壓強為2.0×105Pa，經驗A→B→C→A的過程，整個過程中對外界放出61.4J熱量。求該氣體在A→B過程中對外界所做的功。【解析】(1)選A、D、E。當分子間的引力和斥力平衡時，分子力最小，假如要分子間距再變更，則要克服分子力做功，故分子勢能要變大，故平衡位置的分子勢能最小，故A正確：當分子間的距離小于平衡距離，分子力是斥力，間距增大分子力做正功，分子勢能減小，當分子間的距離大于平衡距離，分子力是引力，間距增大分子力做負功，分子勢能增大，故B錯誤；熱量總是從溫度高的物體傳給溫度低的物體，而溫度是分子平均動能的標記，溫度越高，分子平均動能越大，所以熱量總是從分子平均動能大的物體傳給分子平均動能小的物體，故C錯誤；依據能量守恒定律，肯定量的水蒸發為同溫度的水蒸氣，汲取的熱量等于其增加的內能，故D正確：干濕泡溫度計由干泡溫度計和濕泡溫度計組成，由于蒸發吸熱，濕泡所示的溫度小于干泡所示的溫度，干濕泡溫度計溫差的大小與空氣濕度有關，溫度相差越小，說明相對濕度越大，人感覺越潮濕，故E正確。(2)整個過程中，外界對氣體做功W＝WAB＋WCA，且WCA＝pA(VC－VA)由熱力學第肯定律ΔU＝Q＋W，得WAB＝－(Q＋WCA)代入數據得WAB＝－138.6J，即氣體對外界做的功為138.6J。答案：(1)A、D、E(2)138.6J4．(16分)(1)(多選)下列說法正確的是()A．鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內能增大B．物體運動的速度增大，則物體中分子熱運動的平均動能增大，物體的內能增大C．A、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內能大于物體B的內能D．A、B兩物體的溫度相同時，A，B兩物體的內能可能不同，分子的平均速率也可能不同E．兩個系統處于熱平衡時，它們肯定具有相同的溫度(2)(2024·成都模擬)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質量M=3×103kg、體積V0=0.5m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內充入肯定質量的氣體,起先時筒內液面到水面的距離h1=40m,筒內氣體體積V1=1m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升,當筒內液面到水面的距離為h2時,拉力減為零,此時氣體體積為V2,隨后浮筒和重物自動上浮。求V已知大氣壓強p0=1×105Pa,水的密度ρ=1×103kg/m10m/s2。不計水溫變更,筒內氣體質量不變且可視為志向氣體,浮筒質量和筒壁厚度可忽視。【解析】(1)選A、D、E。鐵塊熔化成鐵水的過程中,雖然溫度不變,但要吸熱,所以內能增大,A正確;物體運動的速度增大,與分子熱運動的動能無關,B錯誤;熱量從物體A傳到物體B,這說明物體A的溫度高于物體B的溫度,但不能說明內能的大小關系,C錯誤;A、B兩物體的溫度相同時,只能說明A和B的分子平均動能相同,內能可能不同,并且由于A和B的分子質量可能不同,分子平均速率也可能不同,D正確;由熱平衡的定義知,E正確。(2)當F=0時,由平衡條件得Mg=ρg(V0+V2)①代入數據得V2=2.5m3設筒內氣體初態、末態的壓強分別為p1、p2,由題意得p1=p0+ρgh1③p2=p0+ρgh2④在此過程中筒內氣體溫度和質量不變,由玻意耳定律得p1V1=p2V2⑤聯立②③④⑤式,代入數據得h2=10m答案:(1)A、D、E(2)2.5m35．(18分)(1)(多選)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止起先運動，直至不再靠近。在此過程中，下列說法正確的是()A．分子力先增大，后始終減小B．分子力先做正功，后做負功C．分子動能先增大，后減小D．分子勢能先增大，后減小E．分子勢能和動能之和不變(2)用易拉罐盛裝碳酸飲料特別衛生和便利，但假如猛烈碰撞或嚴峻受熱會導致爆炸。我們通常用的可樂易拉罐容積V＝355mL。假設在室溫(17℃)下罐內裝有0.9V的飲料，剩余空間充溢CO2氣體，氣體壓強為1atm。若易拉罐能承受的最大壓強為1.2atm，則保存溫度不能超過多少？【解析】(1)選B、C、E。分子力F與分子間距r的關系是：當r<r0時F為斥力；當r＝r0時F＝0；當r>r0時F為引力。綜上可知，當兩分子由相距較遠漸漸達到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大，A項錯誤。分子力為引力時做正功，分子勢能減小，分子力為斥力時做負功，分子勢能增大，故B項正確，D項錯誤。因僅有分子力作用，故只有分子動能與分子勢能之間發生轉化，即分子勢能減小時分子動能增大，分子勢能增大時分子動能減小，其總和不變，C、E項均正確。(2)取CO2氣體為探討對象，則：初態：p1＝1atm，T1＝(273＋17)K＝290K，末態：p2＝1.2atm，T2未知。氣體發生等容變更，由查理定律eq\f(p2,p1)＝eq\f(T2,T1)得T2＝eq\f(p2,p1)T1＝eq\f(1.2×290,1)K＝348Kt＝(348－273)℃＝75℃。答案：(1)B、C、E(2)75℃6.(18分)(1)(多選)如圖所示，一個封閉的絕熱汽缸，被中間的擋板分割成左、右相等的兩部分。左邊充溢肯定量的某種志向氣體，右邊真空。現將中間的擋板移去，待氣體穩定后，則()A．氣體的溫度不發生變更B．因為氣體的體積膨脹了，所以內能降低C．氣體分子的平均動能減小D．雖然氣體的體積膨脹了，但是沒有對外做功E．氣體分子在器壁單位面積上單位時間內發生碰撞的平均次數變為原來的一半(2)在全國千萬“云監工”的凝視下，2月2日，武漢火神山醫院交付運用，建設工期僅為十天十夜。在“云監工”視線之外，先進的設計理念和科技元素充當著“幕后英雄”，火神山醫院病房全部為負壓病房，所謂負壓病房是通過特別的通風抽氣設備，使病房內的氣壓低于病房外的氣壓，保證污染空氣不向外擴散。若已知某間負壓隔離病房的空間體積V＝60m3，啟用前環境溫度t1＝－3℃，外界大氣壓強為p0＝1.01×105Pa，啟用后，某時刻監測到負壓病房的溫度t2＝27℃、負壓為－15Pa(指與外界大氣壓p0①試估算啟用后負壓隔離病房內削減的氣體質量與啟用前負壓病房內氣體總質量的比值；②推斷在負壓隔離病房啟用過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述緣由。【解析】(1)選A、D、E。氣體在向真空膨脹的過程中沒有力的作用，所以不做功，絕熱過程，內能不變，故溫度不變，故A正確、B錯誤、D正確；溫度是分子熱運動平均動能的標記，溫度不變，故分子的平均動能不變，故C錯誤；氣體的溫度不變，體積增加為原來的2倍，故分子熱運動的平均動能不變，分子數密度減小為一半，故氣體分子在器壁單位面積上單位時間內發生碰撞的平均次數變為原來的一半，故E正確。(2)①氣體狀態參量：T1＝(273－3)K＝270K，T2＝(273＋27)K＝300K，p1＝p0，p2＝p0－15Pa，以病房內氣體為探討對象，由志向氣體狀態方程得：eq\f(p1V,T1)＝eq\f(p2（V＋ΔV）,T2)，病房內削減的氣體質量與啟用前病房內氣體總質量之比：eq\f(Δm,m)＝eq\f(ΔV,V＋Δv)，代入數據解得：eq\f(Δm,m)＝eq\f(1,10)；②抽氣過程剩余氣體的溫度上升，內能增加，ΔU＞0，剩余氣體體積增大對外做功，W＜0，由熱力學第肯定律ΔU＝W＋Q可知，Q＝ΔU－W＞0，氣體從外界汲取熱量。答案：(1)A、D、E(2)①1∶10②吸熱緣由見解析【加固訓練】1.(1)(多選)下列對熱力學定律的理解正確的是 ()A.可以從單一熱源汲取熱量，使之完全變為功B.由熱力學第肯定律可知做功不肯定變更內能，熱傳遞也不肯定變更內能，但同時做功和熱傳遞肯定會變更內能C.空調機在制冷過程中，從室內汲取的熱量少于向室外放出的熱量D.熱量不行能由低溫物體傳給高溫物體E.假如物體從外界汲取了熱量，物體的內能也可能削減(2)(2024·宜賓模擬)如圖所示，肯定質量的志向氣體密封在體積為V0的容器中，室溫為T0=300K，光滑導熱活塞C(體積忽視不計)將容器分成A、B兩室，A室的體積是B室的2倍，B室上連有一U形管(U形管內氣體的體積忽視不計)。兩邊水銀柱高度差為76cm，A室裝有閥門K，可與大氣相通。已知外界大氣壓強等于76cmHg，求：①將閥門K打開，待系統穩定后，B室的體積；②打開閥門K后將容器內氣體的溫度從300K緩慢加熱到540K，U形管內兩邊水銀面的高度差。【解析】(1)選A、C、E。在引起其他條件變更的狀況下，從單一熱源汲取熱量可以將其全部變為功，選項A正確；由熱力學第肯定律可知，當W≠0，Q≠0時，ΔU=W+Q可以等于0，選項B錯誤；空調機在制冷過程中消耗了電能，總體上是放出熱量，選項C正確；熱量可以由低溫物體傳給高溫物體，選項D錯誤；物體從外界汲取熱量，可能同時對外做功，假如對外做的功大于從外界汲取的熱量，則物體的內能削減，選項E正確。(2)①起先時，=2×76cmHg，VB0=V0；打開閥門，B室氣體等溫變更，pB=76cmHg，體積為VB，由玻意耳定律得=pBVB，解得VB=V0。②打開閥門K將容器內的氣體加熱后，B室內的氣體先發生等壓變更。設等壓變更過程，最終活塞C到左邊時的溫度為T0，由蓋－呂薩克定律得eq\f(VB,TB)＝eq\f(V0,T0)，解得T0＝450K<540K，將氣體溫度從450K接著加熱到540K，B室內氣體發生等容變更，設B室內氣體最終壓強為p′，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p′,T′)，p0＝pB＝76cmHg，解得p′＝91.2cmHg，故U形管內兩邊水銀面的高度差為Δh＝91.2cm－76cm＝15.2cm。答案：(1)A、C、E(2)①eq\f(2,3)V0②15.2cm2.(1)(多選)如圖所示，肯定質量的志向氣體從狀態a變更到狀態b，在這一過程中