模块综合测试
(时间：75分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．根据分子动理论，判断下列说法中正确的是( )
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
B．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
C．压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离
D．将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为
2．下列关于液体和固体的说法中，正确的是( )
A．单晶体有确定的几何形状和确定的熔点，但不一定是单质
B．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点
C．晶体都具有各向异性，而非晶体都表现为各向同性
D．冰块打碎后，具有各种不同的形状，说明冰不是晶体
3．随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释．下列说法正确的是( )
A．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体
B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉
C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润
D．机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能
4．如图所示，一个配有活塞的厚玻璃筒内封闭一定质量气体．在某次实验中，活塞迅速下压，下列表述正确的是( )
A．筒内的气体压强可能不变
B．筒内气体的温度不变
C．筒内所有分子的速率都增大
D．单位时间内撞到筒内壁单位面积上的气体分子数增多
5．有甲、乙两分子，甲分子固定在坐标原点O，乙分子只在相互间分子力作用下，由远处沿x轴向甲靠近，两分子的分子势能EP与两分子间距离x的关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是( )
A.乙分子在Q点时处于平衡状态
B．乙分子在P点时加速度为0
C．乙分子由P到Q的过程中分子力做正功
D．乙分子由P到Q过程中分子势能一直减小
6．关于教材中的插图，下列说法中正确的是( )
A．如图甲所示，在显微镜下观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，说明小粒灰尘在做无规则运动
B．如图乙所示为分子势能EP随分子间距离r变化的示意图，若将两个分子由r＝r0处释放，它们将逐渐远离
C．如图丙所示为一定质量的气体在不同温度下的等温线，则T1
7.
如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是( )
A．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
B．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数几乎一样多
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．卢瑟福通过该实验得到了原子的“枣糕模型”
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．下列说法中正确的是( )
A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
B．氢原子被激发后发出的可见光光子的能量小于红外线光子的能量
C．α射线是由原子核内放射出的氦核，与β射线和γ射线相比它具有较强的穿透能力
D．放射性元素的半衰期不会随温度或压强的变化而变化
9．下列说法中正确的是( )
A．阴极射线和β射线产生的原理相同
B．放射性元素发生衰变时蕴藏在核内的能量会释放出来
C．激光具有高度的相干性，所以可以被调制用来传递信息
D．玻尔原子理论也能成功解释氦原子光谱的实验规律
10．新冠病毒疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一．某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度(－273℃)时都会向外发出红外线，红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度．已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108m/s，则( )
A．波长10μm的红外线在真空中的频率为3×1016Hz
B．将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号
C．光电子的最大初动能为0.02eV
D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(6分)(1)某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________．
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴
(2)某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下：
A．向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；
B．用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；
C.往边长为30cm～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上；
D．用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
E．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm.
根据以上信息，回答下列问题：
①该同学遗漏的重要步骤是________；
②1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL；
③油酸分子的直径是________m；(结果保留1位有效数字)
④若痱子粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(选填“大”或“小”).
12.
(8分)如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐个连接起来；
②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论．
(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的________和________；
(2)实验过程中，下列说法正确的是________；
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)
某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是________．
A．实验过程中有漏气现象
B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中气体温度升高
D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
(4)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确．环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________．
13．(10分)放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代．求：
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子N后会形成C，C很不稳定，易发生β衰变，其半衰期为5720年，放出β射线，写出有关的2个核反应方程；若β衰变过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为多少？(真空中光速为c)
(2)若测得一古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
14．(14分)如图所示，竖直放置、粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口．管中有两段水银柱c、d，长度分别为12cm、20cm，两水银液柱上表面相平，c水银柱上面管中封闭一段长为20cm的理想气体A，两水银柱间封闭着一段理想气体B，已知大气压强为76cmHg，环境温度恒定，重力加速度为g.
(1)求气体A的压强；
(2)若使玻璃管竖直向下做加速度为0.5g的匀加速直线运动，求稳定后气体A的长度．
15．(16分)如图所示，一汽缸固定在斜面上，斜面的倾角为θ，通过不计质量的活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的横截面积S＝100cm2；活塞与斜面上的物块A用平行于斜面的轻杆连接，斜面的倾角也为θ，在斜面上有另一物块B，A、B的质量均为m＝10.0kg，两物块与斜面间的动摩擦因数均为μ＝；两物块间距为d＝10cm，开始时活塞距缸底L1＝10cm，轻杆恰好不受力的作用，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0＝1×105Pa，温度t1＝27℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面的倾角θ＝30°，g＝10m/s2，求：
(1)物块A开始移动时，汽缸内的温度；
(2)物块B开始移动时，汽缸内的温度．
模块综合测试
1．解析：显微镜下观察到墨水中的小炭粒不停地做无规则运动是布朗运动，这反映了水分子运动的无规则性，A错误；磁铁可以吸引铁屑，是由于磁场力的作用，不能说明分子间存在引力，B错误；压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离，分子间作用力很微弱，C正确；体积为V的油酸酒精溶液中所含油酸的体积小于V，所以该油酸分子直径小于，D错误．故选C.
答案：C
2．解析：晶体分为单晶体和多晶体，所有的晶体都有确定的熔点，单晶体有规则的形状、在物理性质上表现为各向异性，不一定是单质，比如蔗糖晶体颗粒就是单晶体但不是单质，多晶体没有规则的形状，在物理性质上各向同性，故A正确，B错误；单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体表现为各向同性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，故C错误；晶体和非晶体不是以有没有规则外形做区分，冰块是多晶体，多晶体没有规则的外形，冰块打碎后，具有各种不同的形状，不能说明冰不是晶体，故D错误．故选A.
答案：A
3．解析：用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，该现象说明云母片是单晶体，故A项错误；给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉，故B项正确；布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用，故C项错误；机械能可以全部转化成内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能，但后者会引起其他变化，故D项错误．
答案：B
4．解析：活塞迅速下压过程中，气体体积变小，根据热力学定律可知，外界对气体做功，且来不及与外界热交换，则内能增大，气体温度升高，则气体压强一定增大，故A、B错误；温度升高，气体分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故C错误；温度升高，分子热运动更加剧烈，且单位体积内分子数量增多，则单位时间内撞到筒内壁单位面积上的气体分子数增多，故D正确．
答案：D
5．解析：乙分子在P点时，势能最小，分子引力和斥力相等，合力为零，加速度为零，处于平衡状态，A错误，B正确；乙分子由P到Q的过程中分子力一直做负功，分子势能一直增加，C、D错误．
答案：B
6．解析：煤油中小粒灰尘的布朗运动是由于煤油分子做无规则运动时对小粒灰尘的撞击作用不平衡导致，故煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，A错误；结合分子之间的作用力的特点可知，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以假设将两个分子从r＝r0处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，B错误；如图一定质量的气体在不同温度下的等温线，根据理想气体状态方程可得pV＝CT
pV之积越大表示温度越高，因此T1
7．解析：在B位置进行观察时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，而在A位置进行观察时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，A、B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型，D错误．
答案：C
8．解析：设氢原子核外电子的速率为v，轨道半径为r，根据牛顿第二定律有
k＝m
所以电子的动能为
Ek＝mv2＝
氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，由上式可知电子的动能增加，且库仑力做正功，原子的电势能减少，故A正确；根据电磁波谱可知，可见光光子的能量大于红外线光子的能量，故B错误；α射线是由原子核内放射出的氦核，与β射线和γ射线相比，它的穿透能力最弱，故C错误；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，不会随温度或压强的变化而变化，故D正确．故选A、D.
答案：AD
9．解析：阴极材料中的电子受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线；β射线是原子核发生β衰变时，核内的一个中子变为一个质子和一个电子，电子释放出来形成β射线，所以两种射线产生原理不同，A错误；放射性元素发生衰变时发生质量亏损，蕴藏在核内的能量会释放出来，B正确；激光具有高度的相干性，所以可以被调制用来传递信息，C正确；玻尔原子理论只能成功解释氢原子光谱的实验规律，不能成功解释氦原子光谱的实验规律，D错误．故选B、C.
答案：BC
10．解析：波长为10μm的红外线在真空中的频率为
ν＝＝Hz＝3×1013Hz，A错误；将图甲中的电源正负极反接，当反向电压小于遏止电压时，电路中仍有光电流产生，仍会产生电信号，B错误；由图乙可知，遏止电压为Uc＝2×10－2V，根据动能定理可得光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝0.02eV，C正确；若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，单位时间从阴极溢出的光电子数增加，则光电管转换成的光电流增大，D正确．
答案：CD
11．解析：(1)根据公式d＝分析，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．油酸未完全散开，导致S变小，则测量结果变大，A正确；计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，B错误；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，C正确；求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴，由V0＝可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，D错误；
(2)①“用油膜法估测分子大小”的实验步骤可简记为“配→撒→滴→描→数→算”．由实验步骤可知，缺少的实验步骤是待油酸薄膜形状稳定后；
②一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积
V′＝×mL＝2×10－5mL；
③由图可知油膜的面积
S＝456×10－4m2
则油酸分子的直径
d＝＝m≈4×10－10m
④水面上痱子粉撒得较多，油膜不能充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大．
答案：(1)AC (2)①待油酸薄膜形状稳定后
②2×10－5 ③4×10－10 ④大
12．解析：(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的质量和温度．
(2)推拉活塞时动作过快，实验过程中会使气体的温度发生变化，故A错误；推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以保证气体的温度不变，故B正确；活塞移至某位置时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误．(3)图像发生了弯曲，因图像向上弯曲，故可能是气体的温度升高了，或者质量变大了，故A、B错误，C、D正确．
(4)由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是T1对应的图线，故A正确，B错误；因为相同体积下，即相同分子数密度情况下，温度越高，气体压强越大，则斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误．
答案：(1)质量 温度 (2)B (3)CD (4)AC
13．解析：(1)根据反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得
N＋n―→C＋H
C―→N＋e
由爱因斯坦质能方程E＝Δmc2
可得Δm＝.
(2)由题知古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，故有
m余＝m0n
代入数据解得n＝3
则有t＝3T＝5720×3年＝17160年
答案：(1) N＋n―→C＋H C―→N＋e Δm＝ (2)17160年
14．解析：(1)气体B的压强为
pB＝p0＋phd＝cmHg＝96cmHg.
气体A的压强为
pA＝pB－phc＝cmHg＝84cmHg
(2)设水银的密度为ρ，玻璃管横截面积为S，玻璃管竖直向下加速时，对水银柱d
ρghdS＋p0S－p′BS＝ρhdSa
对水银柱c
ρghcS＋p′AS－p′BS＝ρhcSa
联立解得p′A＝80cmHg
根据玻意耳定律可得pALA＝p′AL′A
解得L′A＝21cm
答案：(1)84cmHg (2)21cm
15．解析：(1)物体A开始移动前气体做等容变化，且
p1＝p0
T1＝300K
对物块A受力分析知，物块A开始移动时，有
p2＝p0＋＝1.1×105Pa
由查理定律有＝
解得T2＝T1＝330K.
(2)物体A开始移动后，气体做等压变化，到A刚与B接触时，满足
p3＝p2＝1.1×105Pa
V3＝S
V2＝L1S
由盖 吕萨克定律得
＝
解得
T3＝T2＝660K
之后气体又做等容变化，设物块A和B一起开始移动时的温度为T4，则
p4＝p0＋2×＝1.2×105Pa
V4＝V3
由查理定律有＝
解得T4＝T3＝720K.
答案：(1)330K (2)720K
