（京津魯瓊專用）2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 高考題型專項(xiàng)練四 專項(xiàng)練（一）-（四）（含解析）（選修3-3）

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1、專項(xiàng)練（一）-（四） 選修3-3專項(xiàng)練(一) (建議用時(shí)：30分鐘) 試卷 1 2 3 考點(diǎn) 熱學(xué)基本規(guī)律和熱學(xué)綜合問題 熱學(xué)圖象、熱力學(xué)定律和充放氣問題 熱學(xué)基本規(guī)律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 1．(1)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是________． A．物體的內(nèi)能不可能為零 B．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大 C．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化 D．內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同 E．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以兩個(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的分子溫度高 (2)如圖甲所示，一截面積為S的汽缸豎直倒放，汽缸

2、內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，活塞與汽缸壁無摩擦，氣體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)保持溫度不變，把汽缸傾斜，使汽缸側(cè)壁與豎直方向夾角θ＝37°，重新達(dá)到平衡后，如圖乙所示，設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，汽缸導(dǎo)熱良好，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度為g. ①求此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度； ②分析說明汽缸從豎直倒放到傾斜過程，理想氣體吸熱還是放熱． 2.(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個(gè)過程回到原狀態(tài)，其V－T 圖象如圖所示．下列判斷正確的是________． A．a(chǎn)b過程中氣體一定放熱

3、 B．a(chǎn)b過程中氣體對(duì)外界做功 C．bc過程中氣體內(nèi)能保持不變 D．bc過程中氣體一定吸熱 E．ca過程中容器壁單位面積受到氣體分子的撞擊力一定減小 (2)如圖所示是生活上常用噴霧器的簡(jiǎn)化圖．已知貯液瓶容積為3 L(不計(jì)貯液瓶中打氣筒和細(xì)管的體積)，噴液前，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)需達(dá)到2.5 atm，方可將液體變成霧狀噴出，打氣筒每次能向貯液瓶?jī)?nèi)打入p0＝1.0 atm的空氣ΔV＝50 mL.現(xiàn)打開進(jìn)水閥門A和噴霧頭閥門B，裝入2 L的清水后，關(guān)閉閥門A和B.設(shè)周圍大氣壓恒為p0，打氣過程中貯液瓶?jī)?nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變，不計(jì)細(xì)管中水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，求： ①為確保噴霧器的正常使用，

4、打氣筒至少打氣次數(shù)n； ②當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓達(dá)到2.5 atm時(shí)停止打氣，然后打開閥門B，求噴霧器能噴出的水的體積的最大值． 3．(1)下列說法中正確的是__________． A．影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距 B．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程一定是可逆過程 C．用油膜法估測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上，待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)以及酒精揮發(fā)后液面收縮 D．液晶既具有液體的流動(dòng)性又具有晶體的各向異性，從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看分子的排

5、列是雜亂無章的 E．溫度高的物體分子平均動(dòng)能和內(nèi)能一定大 (2)如圖所示，下端封閉上端開口的柱形絕熱汽缸，高為30 cm、截面積為4 cm2，一個(gè)質(zhì)量不計(jì)、厚度忽略的絕熱活塞位于距汽缸底部10 cm處?kù)o止不動(dòng)，活塞上下均為一個(gè)大氣壓、27 ℃的理想氣體，活塞與側(cè)壁的摩擦不能忽略，下端汽缸內(nèi)有一段不計(jì)體積的電熱絲．由汽缸上端開口緩慢注入水銀，當(dāng)注入20 mL水銀時(shí)，活塞恰好開始下降，停止注入水銀．忽略外界溫度變化，外界大氣壓始終為75 cmHg.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求： ①假設(shè)不注入水銀，封閉氣體的溫度至少降到多少℃活塞才會(huì)下降？ ②現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱封閉氣體，使活塞緩慢

6、上升，直到水銀柱上端與汽缸開口相齊，溫度至少升髙到多少℃？ 四、選考題專項(xiàng)練 選修3-3專項(xiàng)練(一) 1．解析：(1)內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以內(nèi)能永不為零，故A正確；物體的內(nèi)能除與溫度有關(guān)外，還與物質(zhì)的量、物體的體積及物態(tài)有關(guān)，溫度高的物體的內(nèi)能可能比溫度低的物體的內(nèi)能大，也可能與溫度低的物體的內(nèi)能相等，也可能比溫度低的物體的內(nèi)能小，故B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化，比如零攝氏度的冰化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故C正確；內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)有關(guān)，而分子平均動(dòng)能只

7、與溫度有關(guān)，故內(nèi)能不同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同，故D正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高平均動(dòng)能大，但不一定每個(gè)分子的動(dòng)能都大，故E錯(cuò)誤． (2)①以活塞為研究對(duì)象，汽缸豎直倒放時(shí)，根據(jù)平衡條件有p0S＝mg＋p1S，得p1＝p0－ 汽缸傾斜后，根據(jù)平衡條件有p0S＝mgcos 37°＋p2S，得p2＝p0－cos 37°＝p0－ 根據(jù)玻意耳定律有p1LS＝p2xS，解得 x＝L. ②由①得出氣體體積減小，大氣壓對(duì)氣體做功，W>0， 氣體等溫變化，ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，知Q<0，故氣體放出熱量． 答案：(1)ACD　(2)①L ②放熱 2．解析：

8、(1)由題圖可知，ab過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體放出熱量，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖知，bc過程氣體體積不變而溫度升高，氣體內(nèi)能增大，氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量，故C錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得＝，因VcTa，故pc>pa，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知E正確． (2)①貯液瓶裝水后，瓶?jī)?nèi)封閉氣體的體積 V1＝V總－V液＝1 L 打氣過程瓶?jī)?nèi)氣體做等溫變化，有 p0(V1＋V外)＝p2V1 V外＝nΔV 將p0＝1.0 atm、p2＝2.5 atm代入，解得打氣的次數(shù)至少為

9、n＝30次． ②閥門打開噴水過程，瓶?jī)?nèi)封閉氣體做等溫變化，有 p2V1＝p3V3 最后瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p3＝p0 代入數(shù)據(jù)解得最后瓶?jī)?nèi)氣體的體積 V3＝2.5 L 因此噴霧器能噴出的水的體積的最大值 V水＝V3－V1＝1.5 L. 答案：(1)ADE　(2)①30次?、?.5 L 3．解析：(1)影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距，差距越大蒸發(fā)越快，人們感覺干燥，差距越小蒸發(fā)越慢，人們感覺空氣潮濕，A正確．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆的，B錯(cuò)誤．由實(shí)驗(yàn)過程知，C正確．液晶的特點(diǎn)就是液晶既具有液體的流動(dòng)性又具有晶體

10、的各向異性，從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的，D正確．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能由平均動(dòng)能、勢(shì)能和分子數(shù)共同決定，E錯(cuò)誤． (2)①活塞恰好下滑時(shí)，由平衡條件有：Ffm＝p′S 摩擦力產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)p′＝＝5 cmHg 降低封閉氣體的溫度，等容變化有 ＝ 得T2＝280 K，即7 ℃. ②封閉氣體緩慢加熱，使活塞緩慢上升直到水銀柱上端與汽缸開口相齊的過程： V1＝10S、V3＝25S、p3＝p0＋p′＝80 cmHg 由＝ 得T3＝800 K，即527 ℃. 答案：(1)ACD　(2)①7 ℃?、?27 ℃ 選修3-3專項(xiàng)

11、練(二) (建議用時(shí)：30分鐘) 試卷 1 2 3 考點(diǎn) 熱學(xué)基本規(guī)律和玻意耳定律的應(yīng)用 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題 p－V圖象、熱力學(xué)定律和熱學(xué)綜合問題 1．(1)下列說法正確的是________． A．松香在熔化過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變 B．當(dāng)分子間的引力與斥力平衡時(shí)，分子勢(shì)能最小 C．液體的飽和汽壓與飽和汽的體積有關(guān) D．若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量，則壓強(qiáng)一定增大 E．若一定質(zhì)量的理想氣體分子平均動(dòng)能減小，且外界對(duì)氣體做功，則氣體一定放熱 (2)如圖所示，粗細(xì)均勻且內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱細(xì)玻璃管長(zhǎng)L0＝65 cm，用長(zhǎng)為h＝25 c

12、m的水銀柱封閉一段理想氣體．開始時(shí)玻璃管水平放置，氣柱長(zhǎng)L1＝25 cm，大氣壓強(qiáng)為p0＝75 cmHg.不考慮環(huán)境溫度的變化． ①若將玻璃管由水平位置緩慢轉(zhuǎn)至豎直位置(管口向上)，求此時(shí)氣柱的壓強(qiáng)p2和長(zhǎng)度L2； ②保持玻璃管沿豎直方向放置，向玻璃管中緩慢注入水銀，當(dāng)水銀柱上端與管口相平時(shí)封閉氣柱的長(zhǎng)度L3. 2．(1)空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會(huì)感覺干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2

13、 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1.則該液化水中含有水分子的總數(shù)N＝________；一個(gè)水分子的直徑d＝________．(所有結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (2)如圖所示，兩水平放置的導(dǎo)熱汽缸其底部由管道連通，輕質(zhì)活塞a、b用鋼性輕桿相連，可在汽缸內(nèi)無摩擦地移動(dòng)，兩活塞橫截面積分別為Sa和Sb，且Sb＝2Sa.缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，系統(tǒng)平衡時(shí)，活塞a、b到缸底的距離均為L(zhǎng)，已知大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T0，忽略管道中的氣體體積．求： ①缸中密閉氣體的壓強(qiáng)； ②若活塞在外力作用下向左移動(dòng)L，穩(wěn)定后密閉氣體的壓強(qiáng)； ③若環(huán)境溫度升高到T0，活塞移動(dòng)的距

14、離． 3．(1)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，下列說法正確的是________． A．狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)b的溫度 B．由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程，外界對(duì)氣體做正功 C．由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程，氣體放出熱量 D．狀態(tài)a的溫度低于狀態(tài)c的溫度 E．由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程，氣體分子的平均動(dòng)能減小 (2)如圖所示，可沿缸壁自由滑動(dòng)的活塞把導(dǎo)熱性能良好的圓筒形汽缸分成A、B兩部分，汽缸底部通過閥門K與容器C相連，當(dāng)活塞位于汽缸底部時(shí)，彈簧恰好無形變．開始時(shí)，B內(nèi)有一定量的理想氣體，A、C內(nèi)為真空，B部分氣體高h(yuǎn)0＝0.2 m，此時(shí)C的

15、容積為B的容積的，彈簧對(duì)活塞的作用力恰好等于活塞的重力．現(xiàn)將閥門打開，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，求B部分氣體高h(yuǎn)為多少？(整個(gè)系統(tǒng)處于恒溫狀態(tài)) 選修3-3專項(xiàng)練(二) 1．解析：(1)晶體在熔化過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，而松香是非晶體，A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間的引力與斥力平衡時(shí)，分子勢(shì)能最小，B正確；液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，與飽和汽的體積無關(guān)，C錯(cuò)誤；若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量，則W>0，Q>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，ΔU>0，說明氣體的溫度升高，又氣體被壓縮，體積減小，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體壓強(qiáng)一定增大，D正確；若一定質(zhì)量的理想氣體分子平均動(dòng)能減小

16、，說明溫度降低，內(nèi)能減小，即ΔU<0，又外界對(duì)氣體做功，即W>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，Q<0，即氣體一定放熱，E正確． (2)①玻璃管水平放置時(shí)，氣柱的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，即 p1＝p0＝75 cmHg， 當(dāng)玻璃管管口朝上，且豎直放置時(shí)，氣柱的壓強(qiáng)為 p2＝p0＋ρgh＝100 cmHg； 設(shè)水銀柱橫截面積為S，由于溫度不變，由玻意耳定律得p1L1S＝p2L2S，解得 L2＝18.75 cm； ②設(shè)注入的水銀柱長(zhǎng)度為x.當(dāng)水銀柱的上端剛好與管口相平時(shí)，氣柱的壓強(qiáng)為 p3＝p0＋ρg(h＋x)＝(100＋x) cmHg 此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度為 L3＝L0－h(huán)－x＝(40

17、－x) cm 則由玻意耳定律得p1L1S＝p3L3S， 解得x＝25 cm或x＝－85 cm(舍)， 故此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度L3＝15 cm. 答案：(1)BDE　(2)①100 cmHg　18.75 cm ②15 cm 2．解析：(1)水的摩爾體積為 V0＝＝ m3/mol ＝1.8×10－5 m3/mol 水分子數(shù)：N＝＝個(gè)≈3×1025個(gè)． 建立水分子的球體模型有＝πd3，可得水分子直徑：d＝ ＝ m＝4×10－10 m. (2)①活塞a、b和鋼性輕桿受力平衡，有： p1Sa＋p0Sb＝p1Sb＋p0Sa 所以p1＝p0. ②氣體初態(tài)：p1＝p0，V1＝SaL＋S

18、bL＝3SaL，T1＝T0 活塞向左移動(dòng)L，穩(wěn)定后：V2＝SaL＋SbL＝SaL，T2＝T0 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 所以p2＝p0. ③氣體溫度升高到T0時(shí)：p3＝p1＝p0，T3＝T0 由蓋－呂薩克定律：＝ 所以V3＝SaL 活塞向左移動(dòng)ΔL，則：V3－V1＝ΔL(Sb－Sa) 所以ΔL＝L 故活塞向左移動(dòng)L. 答案：(1)3×1025　4×10－10m　(2)見解析 3．解析：(1)由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程，壓強(qiáng)不變，體積減小，根據(jù)＝C可知溫度降低，故A正確；由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程，體積減小，外界對(duì)氣體做正功，故B正確；由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程，體積不變，外界

19、對(duì)氣體不做功，壓強(qiáng)增大，根據(jù)＝C可知溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體吸收熱量，故C、E錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得＝，則有Tc>Ta，故D正確． (2)設(shè)活塞質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，汽缸橫截面積為S，開始時(shí)B內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1 mg＝kh0 對(duì)活塞受力分析，有p1S＝mg＋kh0＝2kh0 設(shè)閥門打開后，達(dá)到新的平衡時(shí)B內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2，由玻意耳定律得： p1h0S＝p2(h0＋h)S 而又有：p2S＝mg＋kh 解得：h＝＝0.1 m(另一解不符合題意，舍去)． 答案：(1)ABD　(2)0.1 m

20、 選修3-3專項(xiàng)練(三) (建議用時(shí)：30分鐘) 試卷 1 2 3 考點(diǎn) 熱學(xué)圖象的理解和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用(活塞類) 內(nèi)能的理解和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用(活塞類) 熱學(xué)基本規(guī)律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 1．(1)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)M到達(dá)狀態(tài)N，有兩個(gè)過程可以經(jīng)歷，其p－V 圖象如圖所示．在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化．對(duì)于這兩個(gè)過程，下列說法正確的是(　　) A．氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低，內(nèi)能減少 B．氣體經(jīng)歷過程1，對(duì)外做功，內(nèi)能不一定減少 C．氣體在過程2中，一直對(duì)外做功 D．氣體在過程2中，先向外

21、放熱后吸熱 E．氣體在過程2中，一直向外放熱 (2)如圖所示，一開口向上的汽缸固定在水平地面上，質(zhì)量均為m、厚度不計(jì)、橫截面積均為S的活塞A、B將缸內(nèi)氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，在活塞A的上方放置一質(zhì)量也為m的物塊，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)0.已知大氣壓強(qiáng)p0＝，氣體可視為理想氣體且溫度始終保持不變，不計(jì)一切摩擦，汽缸足夠高．當(dāng)把活塞A上面的物塊取走時(shí)，活塞A將向上移動(dòng)，求系統(tǒng)重新達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，活塞A上升的高度． 2．(1)下列說法正確的是(　　) A．零攝氏度的物體的內(nèi)能為零 B．氣體如果失去了容器的約束會(huì)散開，這是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的

22、結(jié)果 C．溫度相同的氧氣和臭氧氣體，分子平均動(dòng)能相同 D．理想氣體，分子之間的引力、斥力依然同時(shí)存在，且分子力表現(xiàn)為斥力 E．浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子間作用力引起的 (2)某物理社團(tuán)受“蛟龍?zhí)枴钡膯l(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定水深的深度計(jì)．如圖，導(dǎo)熱性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑相同，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動(dòng)，汽缸Ⅰ左端開口．外界大氣壓強(qiáng)為p0，汽缸Ⅰ內(nèi)通過A封有壓強(qiáng)為p0的氣體，汽缸Ⅱ內(nèi)通過B封有壓強(qiáng)為2p0的氣體，一細(xì)管連通兩汽缸，初始狀態(tài)A、B均位于汽缸最左端．該裝置放入水下后，通過A向右移動(dòng)的距離可測(cè)定水的深度．已知p0相當(dāng)于10 m高的水產(chǎn)生的壓

23、強(qiáng)，不計(jì)水溫變化，被封閉氣體視為理想氣體，求： ①當(dāng)A向右移動(dòng)時(shí)，水的深度h； ②該深度計(jì)能測(cè)量的最大水深hm. 3．(1)以下說法正確的是________． A．已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和密度，可算出該氣體分子的直徑 B．為了保存玉米地的水分，可以鋤松地面，破壞土壤里的毛細(xì)管 C．隨著分子間距離的增大，分子間的引力和斥力都減小，斥力減小得快，但合力表現(xiàn)仍可能為斥力 D．物質(zhì)是晶體還是非晶體，比較可靠的辦法是從各向異性或各向同性來判斷 E．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性 (2)如圖甲所示，一圓柱形導(dǎo)熱汽缸水平放置，通過絕熱活

24、塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，此時(shí)封閉氣體的絕對(duì)溫度為T(活塞與汽缸底部相距L)，現(xiàn)將汽缸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至汽缸處于豎直位置，如圖乙所示，此時(shí)活塞與汽缸底部相距L；現(xiàn)給汽缸外部套上絕熱泡沫材料(未畫出)且通過電熱絲緩慢加熱封閉氣體，當(dāng)封閉氣體吸收熱量Q時(shí)，氣體的絕對(duì)溫度上升到T.已知活塞的橫截面積為S，外界環(huán)境的絕對(duì)溫度恒為T，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g，不計(jì)活塞與汽缸的摩擦．求： ①活塞的質(zhì)量m； ②加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量． 選修3-3專項(xiàng)練(三) 1．解析：(1)氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，氣體膨脹對(duì)外做功，因氣體始終與外界無熱量交換，則內(nèi)能減少，故溫度降

25、低，故A正確，B錯(cuò)誤；氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C，剛開始時(shí)，體積不變，對(duì)外不做功，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對(duì)外放熱，然后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對(duì)外做功，則溫度升高，吸熱，故C、E錯(cuò)誤，D正確． (2)對(duì)氣體 Ⅰ，其初態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0＋＝2p0 末態(tài)壓強(qiáng)為p′1＝p0＋＝p0，設(shè)末態(tài)時(shí)氣體Ⅰ的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 根據(jù)玻意耳定律得：p1L0S＝p′1L1S 解得L1＝L0 對(duì)氣體Ⅱ，其初態(tài)壓強(qiáng)為p2＝p1＋＝p0 末態(tài)壓強(qiáng)為p′2＝p′1＋＝2p0 設(shè)末狀態(tài)時(shí)氣體Ⅱ的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 根據(jù)玻意耳定律得：p2L0S＝p′2L2S 解得：L2＝L0 故活塞A上升的高度為 Δh＝L

26、1＋L2－2L0＝L0. 答案：(1)AD　(2)L0 2．解析：(1)一切物體都有內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；氣體如果失去了容器的約束會(huì)散開，這是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，故B正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度相同的氧氣和臭氧氣體，分子平均動(dòng)能相同，故C正確；理想氣體，分子間引力和斥力同時(shí)存在，當(dāng)分子間距離增大時(shí)引力和斥力同時(shí)減小，只是斥力減小得更快，當(dāng)分子間距離大于平衡距離時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子間距離減小時(shí)，引力和斥力同時(shí)增大，只是斥力增大得更快，當(dāng)分子間距離小于平衡距離時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力，所以分子間作用力是引力和斥力的合力表現(xiàn)，故D錯(cuò)誤；浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子間作用力引起的，故E正確． (2

27、)①當(dāng)A向右移動(dòng)時(shí)，設(shè)B不移動(dòng) 對(duì)汽缸Ⅰ內(nèi)氣體，由玻意耳定律得： p0SL＝p1SL 解得：p1＝p0 而此時(shí)B中氣體的壓強(qiáng)為2p0>p1， 故B不動(dòng) 由p1＝p0＋ph 解得：水的深度ph＝p1－p0＝p0， 故h≈3.33 m. ②該裝置放入水下后，由于水的壓力A向右移動(dòng)，汽缸Ⅰ內(nèi)氣體壓強(qiáng)逐漸增大，當(dāng)壓強(qiáng)增大到大于2p0后B開始向右移動(dòng)，當(dāng)A恰好移動(dòng)到缸底時(shí)所測(cè)深度最大，此時(shí)原汽缸Ⅰ內(nèi)氣體全部進(jìn)入汽缸Ⅱ內(nèi)，設(shè)B向右移動(dòng)x距離，兩部分氣體壓強(qiáng)為p2，活塞橫截面積為S 對(duì)原 Ⅰ 內(nèi)氣體，由玻意耳定律得：p0SL＝p2Sx 對(duì)原Ⅱ內(nèi)氣體，由玻意耳定律得：2p0SL＝p2S(

28、L－x) 又p2＝p0＋phm 聯(lián)立解得phm＝2p0，故hm＝20 m. 答案：(1)BCE　(2)①3.33 m?、?0 m 3．解析：(1)已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和密度，可算出氣體分子間的平均距離，但由于氣體分子中間有較大空隙，無法求出該氣體分子的直徑，故A錯(cuò)誤；鋤松地面，可以破壞土壤里的毛細(xì)管，減少水分的流失，故B正確；隨著分子間距離的增大，分子間的引力和斥力都減小，斥力減小得快，但合力表現(xiàn)仍可能為斥力，如分子間距離小于r0時(shí)，故C正確；非晶體和多晶體都表現(xiàn)為各向同性，所以從各向異性或各向同性無法判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體，故D錯(cuò)誤；自然界的宏觀過程都具有方向性，能量耗

29、散從能量角度反映出自然界的宏觀過程的方向性，故E正確． (2)①汽缸水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓，即p1＝p0 汽缸處于豎直位置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng) p2＝p0＋ 根據(jù)玻意耳定律有p1LS＝p2·LS 聯(lián)立解得m＝. ②設(shè)氣體的絕對(duì)溫度上升到T時(shí)活塞到汽缸底部的距離為L(zhǎng)′ 對(duì)于加熱過程，由蓋－呂薩克定律得 ＝ 解得L′＝L 所以氣體對(duì)外做功為 W＝p2·S 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q－W 由①有p2＝p0 解得：ΔU＝Q－p0LS. 答案：(1)BCE　(2)①?、赒－p0LS 選修3-3專項(xiàng)練(四) (建議用時(shí)：30分鐘) 試卷 1

30、 2 3 考點(diǎn) 熱力學(xué)定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 氣體的狀態(tài)參量和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用(活塞類) 油膜法測(cè)分子大小和氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用(玻璃管類) 1．(1)如圖是密閉的汽缸，外力推動(dòng)活塞壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功200 J，同時(shí)氣體向外界放熱100 J，則缸內(nèi)氣體的溫度將________(選填“升高”“降低”或“不變”)、內(nèi)能將________(選填“增加”或“減少”)________J. (2)如圖所示，絕熱汽缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸間摩擦可忽略不計(jì)，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一U形細(xì)管(管內(nèi)氣

31、體的體積忽略不計(jì))．初始時(shí)，封閉氣體溫度為T，活塞距離汽缸底部為h0，細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差．已知水銀密度為ρ，大氣壓強(qiáng)為p0，汽缸橫截面積為S，重力加速度為g，求： ①U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差； ②通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時(shí)的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化． 2．(1)下列說法正確的是________． A．布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮小顆粒內(nèi)部分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．氣體的溫度升高，個(gè)別氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率可能減小 C．對(duì)于一定種類的大量氣體分子，在一定溫度時(shí)，處于一定速率范圍內(nèi)的分

32、子數(shù)所占百分比是確定的 D．若不計(jì)氣體分子間相互作用，一定質(zhì)量氣體溫度升高、壓強(qiáng)降低過程中，一定從外界吸收熱量 E．密閉容器中有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)其在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)為零 (2)如圖甲所示，地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸，汽缸的橫截面積S＝2.5×10－3 m2.汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一個(gè)力傳感器，傳感器通過一根細(xì)桿與天花板固定好．汽缸內(nèi)密封有溫度t0＝27 ℃，壓強(qiáng)為p0的理想氣體，此時(shí)力傳感器的讀數(shù)恰好為0.若外界大氣的壓強(qiáng)p0不變，當(dāng)密封氣體溫度t升高時(shí)力傳感器的讀數(shù)F也變化，描繪出F－t圖象如圖乙所示，求： ①力傳感器的讀數(shù)為

33、5 N時(shí)，密封氣體的溫度t； ②外界大氣的壓強(qiáng)p0. 3．(1)在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)是通過建立理想模型的方法進(jìn)行測(cè)量的 B．油酸酒精溶液濃度越低越好，使之鋪滿整個(gè)水槽 C．使用痱子粉是為了清晰地顯示油膜邊界 D．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去所有不足一格的方格，會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大 E．重新實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要再清洗水槽 (2)玻璃細(xì)管豎直放置，水平細(xì)管與左、右兩豎直細(xì)管相連通，各部分細(xì)管內(nèi)徑相同，左側(cè)豎直細(xì)管足夠長(zhǎng)，下端開口并與大氣相通，右側(cè)豎直細(xì)管上端封有長(zhǎng)為20 cm的理想氣體B，此時(shí)左右豎直細(xì)管中

34、水銀面距水平細(xì)管均為25 cm，水平細(xì)管內(nèi)用小活塞C封有長(zhǎng)為10 cm的理想氣體A，已知外界大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，豎直管中水銀柱長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于細(xì)管直徑，忽略環(huán)境溫度變化，現(xiàn)緩慢移動(dòng)活塞C，使B中氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?5 cm.求： ①左右豎直細(xì)管中水銀面高度差； ②活塞C應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)，移動(dòng)距離是多少？ 選修3-3專項(xiàng)練(四) 1．解析：(1)外界做功200 J，氣體放熱100 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，ΔU＝W＋Q＝200 J－100 J＝100 J. 理想氣體內(nèi)能由溫度決定，內(nèi)能越多，溫度越高，則缸內(nèi)氣體的溫度將升高，內(nèi)能將增加100 J. (2)①設(shè)封

35、閉氣體的壓強(qiáng)為p，對(duì)活塞分析有：p0S＝pS＋Mg 用水銀柱表達(dá)氣體的壓強(qiáng)p＝p0－ρgΔh 解得：Δh＝. ②加熱過程是等壓變化＝ T＝T0 氣體對(duì)外做功為 W＝pSΔh0＝(p0S－Mg)Δh0 根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU＝Q＋W 可得ΔU＝Q－(p0－Mg)Δh0. 答案：(1)升高　增加　100 J　(2)① ②T0　Q－(p0－Mg)Δh0 2．解析：(1)布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體顆粒所做的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．氣體的溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，由于氣體分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，所以個(gè)別氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率可能減小，故B正

36、確．對(duì)于一定種類的大量氣體分子存在統(tǒng)計(jì)規(guī)律：分子運(yùn)動(dòng)的速率很大或很小的分子數(shù)，處于一定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)所占百分比是確定的，故C正確．若不計(jì)氣體分子間相互作用，分子勢(shì)能不計(jì)，一定質(zhì)量氣體溫度升高、壓強(qiáng)降低過程中，根據(jù)氣態(tài)方程＝C可知?dú)怏w的體積一定增大，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析得知?dú)怏w一定從外界吸收熱量，故D正確．氣體的壓強(qiáng)不是由于氣體的重力產(chǎn)生的，而是由于大量氣體分子頻繁碰撞容器壁產(chǎn)生的，所以在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)不變，故E錯(cuò)誤． (2)①由題圖乙可以知道F＝t－27 得：t＝(27＋5) ℃＝32 ℃. ②溫度t1＝327 ℃時(shí)，密封氣體的壓強(qiáng) p1＝p0

37、＋＝p0＋1.2×105 Pa 密封氣體發(fā)生等容變化，則＝ 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出 p0＝1.2×105 Pa. 答案：(1)BCD　(2)①32 ℃　②1.2×105 Pa 3．解析：(1)利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測(cè)出一定體積的油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積，S為油膜面積，這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑，即該實(shí)驗(yàn)是通過建立理想模型的方法進(jìn)行測(cè)量的，選項(xiàng)A正確；計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格，使S偏小，則算出來的直徑d偏大，選項(xiàng)D正確；油酸酒精溶液濃度越低

38、，油酸分子占的面積越大，油膜厚度越接近油酸分子直徑，但是實(shí)驗(yàn)中不可讓油酸鋪滿整個(gè)水槽，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；使用痱子粉是為了清晰地顯示油膜邊界，選項(xiàng)C正確；重新實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要用少量酒精清洗水槽，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，保持清潔，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． (2)①對(duì)B氣體有：pBlBS＝p′Bl′BS pB＝p0－50 cmHg＝25 cmHg p′B＝·pB＝×25 cmHg＝20 cmHg Δh＝75 cm－20 cm＝55 cm. ②對(duì)A氣體有：pAlAS＝p′Al′AS pA＝75 cmHg－25 cmHg＝50 cmHg p′A＝75 cmHg－(55－20) cmHg＝40 cmHg l′A＝lA＝×10 cm＝12.5 cm 水平管中液面向右移動(dòng) Δl＝55 cm－25 cm－25 cm＝5 cm 活塞右移 Δh1＝lA＋Δl－l′A＝10 cm＋5 cm－12.5 cm＝2.5 cm. 答案：(1)ACD (2)①55 cm?、谟乙啤?.5 cm 20