2020高考物理 增值增分特訓 選修3－3（通用）

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1、【大題型專練之—勿忘選考題】2020高考物理增值增分特訓：選修3－3 專練定位　本專練主要解決高考的選修模塊的選考題．通過對各省命題規(guī)律的研究可以發(fā)現(xiàn)，以下幾種命題形式是高考的熱點：①熱學基本知識與熱力學定律應用的組合；②熱力學定律應用與氣體實驗定律的組合；③波速公式、波的圖象、波動和振動關系的應用；④光的折射定律和全反射的應用；⑤光的本性的考查；⑥核反應和質能方程的應用；⑦光電效應的基本規(guī)律；⑧玻爾理論和能級躍遷；⑨動量守恒定律的應用． 應考策略　構建知識網絡，根據(jù)知識網絡梳理知識要點，同時對熱點題型進行針對性訓練．由于高考對本部分內容要求較低，復習中要抓基礎，重全面，防止遺漏知識要點

2、． 選修3－3 (限時：40分鐘) 1．(2020·重慶·10)(1)某未密閉房間內的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對該室內空氣緩慢加熱，當室內空氣溫度高于室外空氣溫度時 (　　) A．室內空氣的壓強比室外的小 B．室內空氣分子的平均動能比室外的大 C．室內空氣的密度比室外的大 D．室內空氣對室外空氣做了負功 (2)汽車未裝載貨物時，某個輪胎內氣體的體積為V0，壓強為p0；裝載貨物后，該輪胎內氣體的壓強增加了Δp.若輪胎內氣體視為理想氣體，其質量、溫度在裝載貨物前后均不變，求裝載貨物前后此輪胎內氣體體積的變化量． 答案　(1)B　(2)－V0 解析　(1)房間沒有密

3、閉，對房間內氣體加熱時，內外壓強始終相等，但溫度升高時，氣體分子的平均動能變大，A項錯，B項對．此時室內外空氣密度應相等，C項錯．室內氣體膨脹對外做功，對室外氣體做正功，D項錯． (2)對輪胎內氣體進行研究：由于等溫變化 則有p0V0＝(p0＋Δp)V′ 所以V′＝V0 所以ΔV＝V′－V0＝－V0 2． (2020·江蘇·12)如圖1所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A―→B和C―→D為等溫過程，B―→C和D―→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)，這就是著名的“卡諾循環(huán)”． 圖1 (1)該循環(huán)過程中，下列說法正確的是_______

4、_． A．A―→B過程中，外界對氣體做功 B．B―→C過程中，氣體分子的平均動能增大 C．C―→D過程中，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D．D―→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 (2)該循環(huán)過程中，內能減小的過程是________(選填“A―→B”、“B―→C”、“C―→D”或“D―→A”)．若氣體在A―→B過程中吸收63 kJ的熱量，在C―→D過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為________kJ. (3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol，氣體在A狀態(tài)時的體積為10 L，在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的.求氣體在B狀態(tài)時單位體積內的分子數(shù)．

5、(已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，計算結果保留一位有效數(shù)字) 答案　(1)C　(2)B―→C　25　(3)4×1025m－3　 解析　(1)由理想氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律分析，A―→B為等溫過程，內能不變，氣體的體積增大，氣體對外做功，A錯；B―→C過程為絕熱過程，氣體體積增大對外做功，因此內能減小，氣體分子的平均動能減小，B錯；C―→D為等溫過程，氣體體積減小，單位體積內的分子數(shù)增多，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C正確； D―→A為絕熱過程，氣體體積減小，外界對氣體做功，內能增大，溫度升高，因此氣體分子的速率分布曲線變化，D錯． (2)在以上循環(huán)過程

6、中，內能減少的過程是B―→C.由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W得W＝25 kJ. (3)A―→B為等溫過程有pAVA＝pBVB，解得VB＝15 L，B狀態(tài)時單位體積內分子數(shù)n＝，解得n≈4×1025m－3. 3． (1)關于熱力學定律，下列說法正確的是________． A．物體的溫度不能降到0 K B．一定量氣體，吸熱200 J，內能減少20 J，氣體對外做功220 J C．任何固體在全部熔化前，溫度都是保持不變的 D．利用高科技手段，可以將流散到周圍環(huán)境中的內能重新收集起來加以利用而不引起其他變化 E．一定質量的100 °C的水吸收熱量后變成100 °C的水蒸氣，則吸收的熱量大于

7、增加的內能 (2)如圖2甲所示，地面上放置有一內壁光滑的圓柱形導熱汽缸，汽缸的橫截面積S＝2.5×10－3 m2.汽缸內部有一質量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一個力傳感器，傳感器通過一根細桿與天花板固定好．汽缸內密封有溫度t0＝27 °C，壓強為p0的理想氣體，此時力傳感器的讀數(shù)恰好為0.若外界大氣的壓強p0不變，當密封氣體溫度t升高時力傳感器的讀數(shù)F也變化，描繪出F－t圖象如圖乙所示，求： 圖2 ①力傳感器的讀數(shù)為5 N時，密封氣體的溫度t； ②外界大氣的壓強p0. 答案　(1)ABE　(2)①32 °C?、?.2×105 Pa 解析　(1)0 K為宇宙的最低溫度，只能接

8、近不能達到，選項A正確；由熱力學第二定律可知，ΔU＝Q＋W，W＝－20 J－200 J＝－220 J，選項B正確；只有晶體在全部熔化前，溫度才是保持不變的，選項C錯誤；由熱力學定律可知，熱量的散失具有不可逆性，不能完全收集起來而不引起其他變化，選項D錯誤；一定質量的100 °C的水吸收熱量后變成100 °C的水蒸氣，內能不變，但體積增大，對外做功，說明吸收的熱量大于增加的內能，選項E正確． (2)①由題圖乙可知＝ 得出t＝32 °C ②溫度t1＝327 °C時，密封氣體的壓強 p1＝p0＋＝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)解得p0＝1.

9、2×105 Pa 4． (1)下列說法中正確的有________． A．“用油膜法估測分子大小”的實驗中，油酸分子的直徑等于油酸酒精溶液的體積除以相應油酸膜的面積 B．布朗運動中，懸浮在液體中的固體顆粒越小、液體的溫度越高，布朗運動越劇烈 C．質量、溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動能不相同 D．液晶的光學性質與某些晶體相似，具有各向異性 (2)如圖3所示，豎直放置的粗細均勻的U形管，右端封閉有一段空氣柱，兩管內水銀面高度差為h＝19 cm，封閉端空氣柱長度為L1＝40 cm.為了使左、右兩管中的水銀面相平，(設外界大氣壓強p0＝76 cmHg，空氣柱溫度保持不變)試問： 圖

10、3 ①需從左管的開口端再緩慢注入高度多少的水銀柱？此時封閉端空氣柱的長度是多少？ ②注入水銀過程中，外界對封閉空氣做________(填“正功”“負功” 或“不做功”)，氣體將______(填“吸熱”或“放熱”)． 答案　(1)BD　(2)①39 cm　30 cm?、谡Α》艧? 解析　(1)“用油膜法估測分子大小”的實驗中，油酸分子的直徑等于油酸酒精溶液中純油酸的體積除以相應油膜的面積，選項A錯誤；布朗運動與固體顆粒大小、液體溫度有關，固體顆粒越小、液體溫度越高，布朗運動越明顯，選項B正確；溫度是分子平均動能的標志，溫度相同，分子的平均動能就相同，選項C錯誤；根據(jù)液晶的特性，選項D正確

11、． (2)①設U形管橫截面積為S，左、右兩管中的水銀面相平后，封閉端空氣柱長為L2.對空氣柱有(p0－19 cmHg)SL1＝p0SL2，得L2＝30 cm 故需要再注入39 cm的水銀柱 ②正功　放熱 5．(1)如圖4所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為－E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是 (　　) 圖4 A．乙分子在P點(x＝x2)時，加速度最大 B．乙分子在P點(x＝x2)時，其動能為E0 C．乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態(tài) D

12、．乙分子的運動范圍為x≥x1 (2)如圖5所示，兩端開口的汽缸水平固定，A、B是兩個厚度不計的活塞，面積分別為S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它們之間用一根細桿連接，B通過水平細繩繞過光滑的定滑輪與質量為M的重物C連接，靜止時汽缸中的空氣壓強p1＝1.2 atm，溫度T1＝600 K，汽缸兩部分的氣柱長均為L.已知大氣壓強p0＝1 atm＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2，缸內空氣可看做理想氣體，不計摩擦．求： 圖5 ①重物C的質量M是多少； ②降低汽缸中氣體的溫度，活塞A將向右移動，在某溫度下活塞A靠近D處時處于平衡，此時缸內氣體的溫度是多少． 答案　(1)B

13、D　(2)①2 kg　②400 K 解析　(1)由題圖可知，乙分子在P點(x＝x2)時，動能最大，速度最大，加速度為零，由于兩分子總能量為零，所以，乙分子在P點(x＝x2)時有Ek＋(－E0)＝0，解得Ek＝E0，A錯誤，B正確；乙分子在Q點(x＝x1)時，動能并非最大，即加速度不等于零，不是平衡狀態(tài)，C錯誤；乙分子在x1處時，分子勢能為零，動能亦為零，由Ek≥0，Ep＝－Ek≤0得乙分子的運動范圍為x≥x1，選項D正確． (2)①活塞整體受力平衡，則有 p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg 代入數(shù)據(jù)，得M＝2 kg ②A靠近D處時，后來，力的平衡方程沒變，所以氣體壓強沒變

14、 由等壓變化有＝ 代入數(shù)據(jù)得T2＝400 K 6． (1)以下說法中正確的是________． A．現(xiàn)在教室內空氣中的氮氣和氧氣的分子平均動能相同 B．用活塞壓縮汽缸里的空氣，活塞對空氣做功52 J，這時空氣的內能增加了76 J，則空氣從外界吸熱128 J C．有一分子a從無窮遠處靠近固定不動的分子b，當a、b間分子力為零時，它們具有的分子勢能一定最小 D．顯微鏡下觀察到的布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 E．一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀物理過程都是不可逆的 (2)潛水員在進行水下打撈作業(yè)時，有一種方法是將氣體充入被打撈的容器，利用浮力使容器浮出水面．假設在深10 m的水底有一無底鐵箱

15、倒扣在水底，鐵箱內充滿水，潛水員先用管子伸入容器內部，再用氣泵將空氣打入鐵箱內，排出部分水，如圖6所示．已知鐵箱質量為560 kg，容積為1 m3，水底溫度恒為7 °C，外界大氣壓強恒為p0＝1 atm＝1.0×105 Pa，水的密度為1.0×103 kg/m3，忽略鐵箱壁的厚度、鐵箱的高度及打入空氣的質量，求至少要打入多少體積的1 atm、27 °C的空氣才可使鐵箱浮起(g取10 m/s2)． 圖6 答案　(1)ACE　(2)1.2 m3 解析　(1)溫度是分子平均動能的標志，教室中氮氣和氧氣溫度相同，故分子平均動能相同，選項A正確；根據(jù)熱力學第一定律，ΔU＝W＋Q，可得Q＝76

16、J－52 J＝24 J，選項B錯誤；分子力為零時，分子間的距離為r0，它們具有的分子勢能最小，選項C正確；布朗運動是固體懸浮顆粒的運動，選項D錯誤；根據(jù)熱力學第二定律，選項E正確． (2)設打入的空氣體積為V1，到湖底后，這部分空氣的體積為V2. 湖底的壓強p2＝p0＋p水＝p0＋ρ水gh＝2 atm 鐵箱充氣后所受浮力為F浮＝ρ水gV2 上浮的條件是ρ水gV2－mg≥0 有V2≥＝ m3＝0.56 m3 由理想氣體狀態(tài)方程有＝ 得V1＝·≤× m3＝1.2 m3 故至少需要打入1.2 m3的1 atm、27 °C的空氣． 7．(1)如圖7是一定質量的理想氣體的p－V圖，氣體

17、從A→B→C→D→A完成一次循環(huán)，A→B(圖中實線)和C→D為等溫過程，溫度分別為T1和T2.下列說法中正確的是______． 圖7 A．T1>T2 B．從C→D過程放出的熱量等于外界對氣體做的功 C．若氣體沿直線由A→B，則氣體的溫度先降低后升高 D．從微觀角度講B→C過程壓強降低是由于分子的密集程度減少而引起的 E．若B→C過程放熱200 J，D→A過程吸熱300 J，則D→A過程氣體對外界做功100 J (2)如圖8所示，一上端開口的圓筒形導熱汽缸豎直靜置于地面，汽缸由粗、細不同的兩部分構成，粗筒的橫截面積是細筒橫截面積S(cm2)的2倍，且細筒足夠長．粗筒中一個質量和

18、厚度都不計的活塞將一定量的理想氣體封閉在粗筒內，活塞恰好在兩筒連接處且與上壁無作用，此時活塞相對于汽缸底部的高度h＝12 cm，大氣壓強p0＝75 cmHg.現(xiàn)把體積為17S(cm3)的水銀緩緩地從上端倒在活塞上方，在整個過程中氣體溫度保持不變，不計活塞與汽缸壁間的摩擦．求活塞靜止時下降的距離x. 圖8 答案　(1)ABE　(2)2 cm 解析　(1)p－V圖線為反比例函數(shù)圖線，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，圖線離原點越遠溫度越高，即T1>T2，A正確；從C→D過程為等溫過程，氣體體積減小，壓強增大，由熱力學第一定律可知，B正確；從A→B過程，虛線與等溫線AB的距離先增加再減小，氣體的

19、溫度先升高再降低，C錯誤；從B→C過程氣體體積不變，分子的密集程度不變，壓強降低是由于溫度減小，分子平均速率減小而引起的，D錯誤；狀態(tài)C、狀態(tài)D溫度相同有相同的內能，A、B溫度相同有相同的內能，由熱力學第一定律分析可得E正確． (2)以汽缸內封閉氣體為研究對象． 初態(tài)壓強p1＝p0＝75 cmHg，初態(tài)體積V1＝2hS 末態(tài)體積V2＝2(h－x)S 末態(tài)壓強p2＝(p0＋x＋) 由玻意耳定律可知 p1V1＝p2V2 即75×2×12S＝(75＋x＋17－2x)×2(12－x)S 化簡得x2－104x＋204＝0 解得x＝2 cm或x＝102 cm(舍) 8． (1)以下說法

20、正確的是________． A．氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內的分子數(shù)有關 B．氣體的壓強是由氣體分子間的吸引和排斥產生的 C．布朗運動是懸浮在液體中的小顆粒的運動，它說明分子不停息地做無規(guī)則熱運動 D．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小 E．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體的平均動能一定增大，因此壓強也必然增大 (2)如圖9所示，用輕質活塞在汽缸內封閉一定質量理想氣體，活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計，開始時活塞距汽缸底高度h1＝0.50 m，氣體的溫度t1＝27 ℃.給汽缸加熱，活塞緩慢上升到距離汽缸底h2＝0.80 m處，同時缸內氣體吸收

21、Q＝450 J的熱量．已知活塞橫截面積S＝5.0×10－3 m2，大氣壓強p0 ＝1.0×105 Pa.求： 圖9 ①活塞距離汽缸底h2時的溫度t2； ②此過程中缸內氣體增加的內能ΔU. 答案　(1)CDE　(2)①207 °C?、?00 J 解析　(2)①氣體做等壓變化，活塞距離汽缸底h2時溫度為t2，則根據(jù)氣態(tài)方程可得 ＝ 即＝ 解得t2＝207 °C ②在氣體膨脹的過程中，氣體對外做功為 W0＝pΔV＝1.0×105×(0.80－0.50)×5.0×10－3 J＝150 J 根據(jù)熱力學第一定律可得氣體內能的變化為 ΔU＝W＋Q＝－W0＋Q＝－150 J＋450 J＝300 J