高三物理测试卷分子热运动能量守恒固体、液体和气体

2005－2006学年度高三物理测试卷：分子热运动能量守恒固体、液体和气体本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分150分，考试用时120分钟。第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题，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.1．关于布朗运动，以下说法正确的是（）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的C．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生的作用力不平衡引起的D．在悬浮颗粒大小不变的情况下，温度越高，液体分子无规则运动越激烈2．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（）A．阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数、气体质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量3．关于能源的开发和应用，你认为哪些观点是错误的（）A．能源是有限的，无节制地利用常规能源如石油等是一种盲目的短期行为。B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的行为。C．能源的开发和利用，必须同时考虑对环境的影响。D．通过核聚变利用核能是目前开发新能源的一项有效途径。4．当两个分子之间的距离为r0时,正好处于平衡状态,下面关于分子间相互作用的引力和斥力的各说法中,正确的是（）A．两分子间的距离小于r0时,它们之间只有斥力作用B．两分子间的距离小于r0时,它们之间只有引力作用C．两分子之间的距离小于r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且斥力大于引力D．两分子之间的距离等于2r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且引力大于斥力5．两个分子由10倍分子直径距离逐渐靠近，一直到分子间距离小于0r的过程中A．分子力先做正功后做负功。B．分子力先做负功后做正功。C．分子势能先增大后减小。D．分子势能先减小后增大。6．在光滑水平面上一个木块，一颗子弹水平射穿木块，对此过程，下列说法中正确的是（）A．摩擦力（子弹与木块间）对木块做的功等于木块的动能的增加B．摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C．子弹损失的机械能，等于子弹与木块增加的内能D．子弹损失的机械能，等于木块增加的动能和内能之和7．一个带活塞汽缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（）A．将热量传给气体，其温度必升高。B．压缩气体，其温度必升高。C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变。D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高。8．关于热量和温度,下列哪些说法是正确的（）A．热量是热传递过程中,物体间内能的转移量;温度是物体分子平均动能大小的量度B．在绝热容器中,放进两个温度不等的物体,则高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到两个物体温度相等C．高温物体的内能多,低温物体的内能少D．两个质量和比热容都相等的物体,若吸收相等的热量,则温度相等9．根据气体分子理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格是研究氧气分子速率分布规律而采用的（）按速率大小划分区间（m/s)各速率区间的分子数占总分子数的百分率%0ºC100ºC100以下1.40.7100~2008.15.4200~30017.011.9300~40021.417.4400~50015.116.7500~6009.212.9600~7004.57.9800~9002.04.6900以上0.93.9根据表格有四位同学总结了规律A．不论温度有多大，速率很大和很小的分子总是少数分子B．温度变化，表现出“中间多两头少”的分布规律要改变C．某一温度下，速率都在某一数值附近，离开这个数值越远，分子越少D．温度增加时，速率小的分子数减小了10．下列叙述正确的有（）A．气体的压强越大，分子的平均动能越大B．自然界中所进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性C．外界对气体做正功，气体的内能一定增大。D．温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大。第Ⅱ卷（非选择题，共110分）二、本题共三小题。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图11．一滴密度为33/108.0mkg，重为g4108的油滴在水面上形成3.2m2的单分子层油膜，由此可估算出油分子直径大约为（）（4分）A.m10100.1B.m10100.2C.m11104.0D.m10101.312．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验简要步骤如下：A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S。B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上。C．用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀的撒在水面。D．用公式SVL，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。上述实验步骤的合理顺序是（6分）。13．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精液滴的浓度为104mL的溶液中有纯油酸6mL，用注射器得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20mm，求：（1）油酸膜的面积是m2（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是m（10分）从描绘出的油膜图，可数得轮廓所包围的方格约56个，则油酸膜的面积三、题共7小题，90分。解答应写出必要的文字说明、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。14．已知金刚石的密度是3500kg/3m,有一小块金刚石,体积是5.73810m,这小块金刚石中含有多少个碳原子?设想金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的,估算碳原子的直径（10分）.15．一台四缸四冲程的内燃机,活塞面积是3002cm,活塞冲程是300mm.在第三冲程,活塞所受平均压强是4.4510帕,在这个冲程中,燃气所做的功是多少?如果飞轮转速是300r/min,这台内燃机燃气做功的功率是多少?（10分）16．质量为2kg的木块置于光滑水平的桌面上,质量为10g的铅弹从水平方向射入木块后,与木块一起向前运动,落地点与桌子边缘的水平距离是0.4m.在入射的过程中内能增量的60%被铅弹吸收,使铅弹的温度升高了92.6℃.已知铅的比热容是130.2J/kg·K,g=10m/s2,求桌面的高度?（12分）17．高压锅与普通的铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅齿镶嵌旋紧，加在锅盖和锅体之间有橡皮做的密封圈，在锅盖中间有一个排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住，当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定的程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸汽就从排气孔排出。由于高压锅内的压强大。温度高，食物容易煮烂，若已知某高压锅的限压阀质量为0.1kg，排气孔的直径为0.3cm，则锅内气体的压强最大可达到多少？设压强每增加3.6×103Pa，水的沸点相应增加10C，则锅内的最高的温度可以达到多少？（14分）18．有一台风力发电机，进风口和风轮的截面积相同为S1，进风口的风的速度为V1，出风口的截面积为4S1，如果风损失的动能完全转化为电能，这台风力发电机输出的电功率为多少（空气的密度ρKg/m3）（14分）19．太阳与地球的距离为1.5×1011m,太阳光以平行光束入射到地面，地球表面的2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去。太阳辐射可以将水面的水蒸发（设在常温常压下蒸发1Kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。（14分）⑴估算整个地球表面的年平均降水量（以mm表示，球面积4πR2）⑵太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由。20．太阳是一个巨大的能源，在地球上适当的位置可以粗测出太阳辐射的功率：取一个横截面积为s米2的不高的圆筒，筒内装水m千克，在阳光垂直照射t秒钟后，水温升高ΔtºC。（1）计算阳光直射情况下，地球表面每平方米每秒接受到的能量（2）已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射，未到达地面，估算太阳的辐射功率（3）太阳的能量来自于核聚变，估算每一年太阳的质量亏损（4）地球表面接受到的太阳辐射功率（16分）(供选择的条件有：地球半径r米，地球到太阳的距离L米，太阳的半径为R米，重力加速度g米/秒2，光速C米/秒，水的比热λ焦/千克•度，一年的时间为T秒)物理参考答案（九）题号12345678910序号CDBCDCDADDDABACDB11．m10101.312．CFBAED13．221024.2m、mL5102.1、m1010514．先求金刚石的质量：m=ρV=3105.3*8100.4=1.4×10-4Kg摩尔数为：n=molMm2341017.11012104.1碳原子数为：N=nNA=21232100.71002.61017.1个……5分一个碳原子的体积为：V0=330218107.5100.7100.4mNV把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式V0=36d可得碳原子直径为：mVd103030102.214.3107.5636……5分15．（1）做功冲程中燃气做的功为W=FL而F=pS所以W=pSL=4.5×300×10-4×30×10-2=4.05×104J%……5分(2)飞轮每转两周，一个气缸中的燃气做功一次，共有四只气缸，四只气缸共做功8次。现在飞轮的转速为300r/min，即每秒转动5周，四只气缸共做功10次，这台内燃机的平均功率为PP=541005.411005.41010tWW……5分16．铅弹射中木块后，与木块一起做平抛运动。已知水平距离mx4.0和桌面高为y，可求得平抛运动的初速度为ygxgyxv22……3分设铅弹射入木块前的速度为'v，根据动量守恒定律，有vmmvm)(21'2所以vmmmv221'由系统的机械能损失转化成的内能为2212'2)(2121vmmvmU……3分其中使铅弹升高温度的内能为60%U，满足tcmU260.0因此，铅弹升高的温度为CcmUt026.922……3分代入数据得到y=0.8m……3分17．锅内的压强为P=P0+Smg而S=42d……3分代入数据得P=2.4×105（pa）……4分由于每增加3.6×103pa，沸点增加10C……3分所以P=2.4×105（pa）时水的沸点为t=100+C035139106.310)14.2(……4分18．设空气流出时的速度为V2，根据Δt时间内，流进风轮机的空气质量和流出的质量相同得V1·S1·Δt=V2·S2·Δt……4分∵S2=4S1，V2=41V1考虑Δt时间内，空气的动能减少量ΔEKΔEK=21Δm（V12－V22）……3分Δm=V1·S1·Δt·ρ……3分ΔEK=21V1·S1·Δt·ρ（V12－V22）P=ΔEK/Δt=21V1S1ρ（1615V12）=3215S1ρV13…4分19．⑴设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W1，W1=（1－7%）W×65%……4分凝结的水的质量为m，每凝结1Kg水需能量为λ。m=W1/λ,m=5.14×1017Kg……4分使地面覆盖一层水的厚度为h，则有m=h·ρ·sh=sm=1.01×103mm……2分整个地球的年平均降水量约为1.0×103mm⑵大气层吸收、大气层散射和反射、