发布时间 : 星期六 文章2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-3：模块检测2更新完毕开始阅读6e42b738cd22bcd126fff705cc17552706225e0e
答案 CD
解析 第二类永动机违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，所以A错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，物体从外界吸收了热量，同时也对外做了功，则物体的内能有可能减少，所以B错误；保持气体的质量pV
和体积不变，根据理想气体的状态方程T＝C知，当温度升高时，气体的压强增大，故每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，所以C正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的，D正确．
10．如图12所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，气缸固定不动，外界温度恒定，一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细砂，使活塞缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)，则在活塞移动过程中正确的说法是
图12
A．气缸内气体的压强不变
B．气缸内气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数变少 C．气缸内气体的内能不变
D．此过程中气体从外界吸收的热量全部用来对外做功，此现象违背了热力学第二定律 答案 BC
解析 根据活塞的平衡条件可得，pS＋mg＝p0S，故添加细砂时，p减小，A错误．气缸内气体温度不变，压强减小，体积增大，故B正确．由于温度不变，气体内能不变，C正确．气体从外界吸收热量，对外做功但引起了其他变化，即小桶的重力势能减小了，故不违背热力学第二定律，D错误． 三、填空题(每小题5分，共10分)
( )
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11．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图13所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X.
图13
(1)用以上字母表示油酸分子的大小d＝____________. (2)从图中数得X＝____________. 答案 (1)
VA
(2)62(60～65均可) NXa2V
解析 (1)N滴溶液的总体积为V，一滴溶液的体积为N，含有的油酸体积为VANVAVA2
，形成单分子油膜，面积为Xa，油膜厚度即分子直径d＝2＝NXaNXa2.(2)油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对照图示的油酸膜，共有62格．
12．空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J.试问：此压缩过程中，气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J. 答案 放出 5×104
解析 由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，W＝2.0×105J、ΔU＝1.5×105J、Q＝ΔU－W＝－5×104J.
四、计算题(共4小题，共40分)
13．(8分)已知金刚石密度为3.5×103 kg/m3 ，体积为4×10－8m3的一小块金刚石中含有多少个碳原子？并估算碳原子的直径(取两位有效数字)． 答案 7.0×1021个 2.2×10－10m 解析 这一小块金刚石的质量
m＝ρV＝3.5×103×4×10－8 kg＝1.4×10－4kg
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这一小块金刚石的物质的量
4
m1.4×10－kg7
n＝M＝0.012 kg＝6×10－2mol
所含碳分子的个数
7
N＝n×6.02×1023＝6×10－2×6.02×1023＝7×1021个 一个碳原子的体积为
8
V4×10－43－29m3 V0＝N＝21 m＝×1077×10
碳原子的直径
3
4
6×7×10－29
3.14
36V0d＝
π＝
≈2.2×10－10m
14．(10分)如图14所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：
图14
(1)外界空气的温度是多少？
(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？ h0＋d
答案 (1)hT0 (2)Q－(mg＋p0S)d
0
解析 (1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖·吕萨克定h0＋dVTV
律有V＝T得外界温度T＝VT0＝hT0
0000
(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W＝－(mg＋p0S)d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能：ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d
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15．(10分)如图15所示，横截面积S＝10 cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开始活塞与气缸底部距离H＝30 cm.在活塞上放一重物，待整个系统稳定后．测得活塞与气缸底部距离变为h＝25 cm.已知外界大气压强始终为p0＝1×105Pa，不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g＝10 m/s2.求：
图15
(1)所放重物的质量；
(2)在此过程中被封闭气体与外界交换的热量． 答案 (1)2 kg (2)放出6 J热量 解析 (1)封闭气体发生等温变化 气体初状态的压强为p1＝1×105pa mg
气体末状态的压强为p2＝p0＋S 根据玻意耳定律得p1HS＝p2hS 解得：m＝2 kg
(2)外界对气体做功W＝(p0S＋mg)(H－h) 根据热力学第一定律知ΔU＝W＋Q＝0 解得Q＝－6 J即放出6 J热量．
16．(12分)如图16所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C.已知状态A的温度为480 K．求：
图16
(1)气体在状态C时的温度；
(2)试分析从状态A变化到状态B的整个过程中，气体是从外界吸收热量还是放出热量．
答案 (1)160 K (2)既不吸热也不放热 pApC解析 (1)A、C两状态体积相等，则有T＝T①
A
C
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