高中物理教科版 选修3_3 单元检测 Word版含解析

选修3-3模块单元检测 1.(2019河北衡水中学模拟)(1)(多选)在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中,先往边长为30 cm~40 cm的浅盘里倒入2 cm 深的水,将痱子粉均匀撒在水面上,用注射器在水面上滴1滴稀释的溶液,油酸薄膜形状稳定如图甲所示。将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状,随后把玻璃板放在坐标纸上,坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm,如图乙所示,下列说法正确的是(　　)。 　A.用油膜法可以精确测量分子的大小 B.单分子油膜的厚度可以认为等于油酸分子的直径 C.该油酸膜的面积约为6×10-3 m2 D.若水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开,则测得油酸分子直径偏大 E.若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为4×10-6 mL,则油酸分子的直径约为5×10-10 m (2)如图丙所示,一截面积为S的汽缸竖直倒放,汽缸内有一质量为m的活塞,将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,气柱的长度为L,活塞与汽缸壁无摩擦,气体处于平衡状态,现保持温度不变,把汽缸倾斜,使汽缸侧壁与竖直方向夹角θ=37°,重新达到平衡后,如图丁所示,设大气压强为p0,汽缸导热良好,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g。 ①求此时气柱的长度。 ②分析说明汽缸从竖直倒放到倾斜过程,理想气体是吸热还是放热。 【解析】(1)用油膜法只能粗略测量分子的大小,A项错误;油膜为单分子紧密排列的,因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径,B项正确;坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm,实验中数油膜轮廓内的正方形格数时,不足半格的舍去,超过半格的算一格,总共80格,则油酸膜的面积约为S=80×0.01×0.01 m2=8.0×10-3 m2,C项错误;若水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开,那么油酸膜偏小,则测得油酸分子直径d=VS偏大,D项正确;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V0=4×10-6 mL,则油酸分子的直径约为d=V0S=5×10-10 m,E项正确。 (2)①以活塞为研究对象,汽缸竖直倒放时,根据平衡条件有p0S=mg+p1S,得p1=p0-mgS 汽缸倾斜后,根据平衡条件有p0S=mgcos 37°+p2S,得p2=p0-4mg5S 根据玻意耳定律有p1LS=p2xS 解得气柱长度x=5p0S-5mg5p0S-4mgL。 ②由①得出气体体积减小,大气压对气体做功。由热力学第一定律有ΔU=W+Q,气体等温变化过程ΔU=0,故放出热量Q=-W。 【答案】(1)BDE (2)①5p0S-5mg5p0S-4mgL　②放出热量 2.(2018湖南桃源一中月考)(1)(多选)关于一定量的气体,下列说法正确的是(　　)。 　A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和 B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低 C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零 D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加 E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高 (2)一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭,D端与大气相通。用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧,并将两端向下竖直放置,如图所示。此时AB侧的气体柱长度l1=25 cm。管中AB、CD两侧的水银面高度差h1=5 cm。现将U形管缓慢地旋转180°,使A、D两端在上,在转动过程中没有水银漏出。已知大气压强p0=76 cmHg。求旋转后,AB、CD两侧的水银面高度差。 【解析】(1)气体分子在空间可自由移动,因此气体体积应是气体分子所能到达的空间,A项正确;分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,B项正确;气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力,与失重、超重无关,C项错误;气体吸收热量的同时可对外做功,内能不一定增加,D项错误;气体等压膨胀,由V1T1=V2T2可知温度一定升高,E项正确。 (2)设U形管的横截面积为S,对封闭气体研究,初状态时 压强p1=p0+h1=(76+5) cmHg=81 cmHg 体积V1=l1S 设旋转后,气体长度增大Δx,则高度差变为(5-2Δx) cm 此时气体的压强p2=p0-(5-2Δx)=(71+2Δx) c ... ...