第1个回答 2013-05-15
本册综合能力检测 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(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符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1)( )A．10年 B．1千年C．10万年 D．1千万年答案：C解析：1克水的水分子数是个，60亿人一年数的个数是60×108×5000×24×365个，所以完成任务所需时间最接近C选项．2．已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10－3kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为( )A．4×1016m3 B．4×1018m3C．4×1020m3 D．4×1022m3答案：B解析：由mg＝p0s可得m＝所以地球表面大气在标准状况下的体积为V＝×22.4×10－3＝×22.4×10－3＝×22.4×10－3≈4×1018(m3)故正确答案应为B.3．(2010·江苏盐城中学高二检测)下列说法中正确的是( )A．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与摄氏温度t成正比B．液体的表面张力是由于液体表面层分子间表现为相互吸引所致C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强不变D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性答案：BD4．如图所示，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，则被淹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．内能减小答案：C解析：金属筒缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而内能不变．5．如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下列哪几个图象表示( )答案：AC解析：由题意知，从状态①到状态②，温度不变，所以AC正确．6．如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向右移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中( )A．外力对乙做功；甲的内能不变B．外力对乙做功；乙的内能不变C．乙传递热量给甲；乙的内能增加D．以上说法全错答案：D解析：因容器及活塞P绝热，在P向远离隔板B移动过程中，外力对乙做负功，使乙内能减小，温度降低，压强变小，因隔板B导热，甲传热给乙，甲乙内能都减小A、B、C均错，D正确．7．一根粗细不均匀的水平放置的管道如图所示，用横截面积为S1和S2的两个活塞封闭住一定质量的气体，S2＝2S1，在两个活塞上分别施以水平力F1和F2时，整个系统处于平衡状态，则关于气体作用在活塞S1和S2上的压强p1和p2以及水平力F1和F2的大小(不计活塞与管壁间的摩擦)有( )A．F1＝F2，p1＝2p2 B．F2＝2F1，p1＝p2C．F1≠2F2，p1＝p2 D．F1＝F2，p1＝p2答案：B8．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能( )A．先增大后减小 B．先减小后增大C．单调变化 D．保持不变答案：B解析：由图线可知，气体由状态Ⅰ到状态Ⅱ，温度先降低再升高，所以气体内能先减小后增大．9．(2010·南通市高二检测)氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，不考虑氧气分子之间的相互作用，则在该漏气过程中瓶内氧气( )A．分子总数减少，分子总动能不变B．密度降低，分子平均动能不变C．吸收热量，膨胀做功D．压强降低，不对外做功答案：BC解析：气体等温膨胀过程中，吸收热量对外做功，瓶内气体密度降低，分子平均动能不变，所以BC选项正确．10．如图所示，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，下图中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是( )答案：B解析：速度方向始终不变，A错误；加速度与力成正比，方向相同，故B正确；分子势能不可能增大到正值，故C错误；乙分子动能不可能为负值，故D错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题5分，共15分．把答案直接填在横线上)11．(2008·济宁模拟)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，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如图，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)正确的画法应为：________________________.(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______________________________．答案：(1)正确画法应为：上面的气泡体积比下面的气泡体积要大．(2)物理学依据：由理想气体状态方程得V2＝V1.因为p1>p2，T2>T1，所以V2>V1.(3)由于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，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，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．12．(2010·山东潍坊高二期末)一位重mg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是________．A．大于大气压强B．是由于气体重力而产生的C．是由于气体分子之间的斥力而产生的D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是________．A．球内气体体积变大 B．球内气体体积变小C．球内气体内能变大 D．球内气体内能不变(3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板接触气球一侧表面贴上小方格面积为S的方格纸．表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的4个“印迹”如图所示，每个“印迹”大约占N个小方格．若表演时大气压强为p0，则气球内气体的压强为________．答案：(1)AD (2)BD (3)＋P013．开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求．太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式．太阳能热水器的构造示意图如图所示，下方是像日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管的下方是一块光亮的铝合金反光板，做成凹凸一定的曲面．(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？(2)下图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿________时针方向流动，这是因为____________________．C是辅助加热器，其作用是______________________．请在下图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由．答案：(1)日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内，水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流．(2)顺；集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动；在阴天用电加热的方式使水温升高；在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充．三、论述·计算题(共5小题，45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．(2010·潍坊高二期末)(8分)一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示．开始时，气体的体积为2.0×10－3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙，活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为137℃(大气压强为1.0×105Pa)．(1)求气缸内气体最终的压强和体积；(2)在p－V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向)．答案：(1)2.0×105Pa 1.5×10－3 m3 (2)如图所示解析：(1)p1＝1.0×105Pa，V1＝2.0×10－3m3，T1＝273Kp2＝＝2.0×105Pa，V2＝1.0×10－3m3，T2＝273Kp3＝2.0×105Pa，V3＝？，T3＝410KV3＝＝＝1.5×10－3m3(2)如上图所示15．(8分)全自动洗衣机中的水位开关是一个压力开关，它是利用开关内的空气随着水位上升所增加的压力来关闭水阀．在排水时，随着水位的下降，空气室内的压力随之下降，开关回复到初始位置．如图所示，当水被注入洗衣桶后，其中的空气很快被封闭在左侧的小管中，随着水位的上升，被封闭的空气的压强将增大．已知桶内外液面差h的范围为15～35cm.(1)求被封闭的空气的压强P的范围．(2)若橡胶膜片的半径r＝2.5cm，则压缩空气对橡胶膜片产生的最大压力为多大？(设水的密度为1.0×103kg/m3，标准大气压为1.0×105Pa，g取10m/s2)答案：(1)1.015×105Pa～1.035×105Pa(2)203.1N解析：(1)由压强公式p＝p0＋ρgh得p1＝p0＋ρgh1＝(1.0×105＋1×103×10×15×10－2)Pa＝1.015×105Pa.p2＝p0＋ρgh2＝(1.0×105＋1×103×10×35×10－2)Pa＝1.035×105Pa.所以，被封闭的空气的压强p的范围是1.015×105～1.035×105Pa.(2)压缩空气对橡胶膜片产生的最大压力为Fm＝p2S＝p2πr2＝1.035×105×3.14×(2.5×10－2)2N＝203.1N.16．(9分)(2008·上海物理)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低会造成耗油上升．已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？(设轮胎容积不变)答案：2.01atm～2.83atm解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化设在T0＝293K充气后的最小胎压为Pmin最大胎压为Pmax.依题意知，当T1＝233K时胎压为P1＝1.6atm.根据查理定律＝，即＝解得：Pmin＝2.01atm当T2＝363K时胎压为P2＝3.5atm.根据查理定律＝，即＝解得：Pmax＝2.83atm点评：本题考查了查理定律的应用，要培养将所学物理知识应用在日常生活中的能力．17．(10分)如图甲所示，高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气，锅盖中间有一排气孔，上面可套上类似砝码的限压阀将排气孔堵住．当加热高压锅(锅内有水)，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔排出锅外．已知某高压锅的排气孔的直径为0.4cm，大气压强为1.00×105Pa.假设锅内水的沸点与锅内压强的关系如图乙所示，要设计一个锅内最高温度达120℃的高压锅，问需要配一个质量多大的限压阀？答案：0.09kg解析：由图可知，锅内温度达120℃时，锅内压强为p＝1.72×105Pa.由于p＝p0＋，所以m＝＝.代入数据，解得，m≈0.09kg.18．(10分)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击．该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×105Pa(常温下的大气压强值)，当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是－21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？(2)当时外界的大气压强为多少？答案：(1)向外爆裂 (2)2.4×104Pa解析：(1)以表内气体为研究对象，初状态的压强为p1＝1.0×105Pa，温度为T1＝300K其末状态的压强为p2，温度为T2＝252K根据查理定律，有＝解得：p2＝8.4×104Pa如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强为p0＝8.4×104Pa＋6×104Pa＝1.44×105Pa，大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强)，这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的．(2)当时外界的大气压强为p0＝p2－6.0×104Pa＝2.4×104Pa.