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

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

2、內有一質量為m的活塞，將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，氣柱的長度為L，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，使汽缸側壁與豎直方向夾角θ＝37°，重新達到平衡后，如圖乙所示，設大氣壓強為p0，汽缸導熱良好，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度為g. ①求此時氣柱的長度； 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過程中氣體對外界做功 C．bc過程中氣體內能保持不變 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化圖．已知貯液瓶容積為3 L(不計貯液瓶中打氣筒和細管的體積)，噴液前，瓶內氣體壓強需達到2.5 atm，方可將液體變成霧狀噴出，打氣筒每次能向貯液瓶內打入p0＝1.0 atm的空氣ΔV＝50 mL.現(xiàn)打開進水閥門A和噴霧頭閥門B，裝入2 L的清水后，關閉閥門A和B.設周圍大氣壓恒為p0，打氣過程中貯液瓶內氣體溫度與外界溫度相同且保持不變，不計細管中水產(chǎn)生的壓強，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當瓶內氣壓達到2.5 atm時停止打氣，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干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的差距 B．功轉變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程一定是可逆過程 C．用油膜法估測分子直徑的實驗中，把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上，待測油酸面擴散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復以及酒精揮發(fā)后液面收縮 D．液晶既具有液體的流動性又具有晶體的各向異性，從某個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能和內能一定大 (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 cm2，一個質量不計、厚度忽略的絕熱活塞位于距汽缸底部10 cm處靜止不動，活塞上下均為一個大氣壓、27 ℃的理想氣體，活塞與側壁的摩擦不能忽略，下端汽缸內有一段不計體積的電熱絲．由汽缸上端開口緩慢注入水銀，當注入20 mL水銀時，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摩擦力，求： ①假設不注入水銀，封閉氣體的溫度至少降到多少℃活塞才會下降？ 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、選考題專項練 選修3-3專項練(一) 1．解析：(1)內能是物體內所有分子無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能的總和，分子在永不停息地做無規(guī)則運動，所以內能永不為零，故A正確；物體的內能除與溫度有關外，還與物質的量、物體的體積及物態(tài)有關，溫度高的物體的內能可能比溫度低的物體的內能大，也可能與溫度低的物體的內能相等，也可能比溫度低的物體的內能小，故B錯誤；一定質量的某種物質，即使溫度不變，內能也可能發(fā)生變化，比如零攝氏度的冰化為零攝氏度的水，內能增加，故C正確；內能與溫度、體積、物質的量及物態(tài)有關，而分子平均動能只

7、與溫度有關，故內能不同的物體，它們的分子平均動能可能相同，故D正確；溫度是分子平均動能的標志，溫度高平均動能大，但不一定每個分子的動能都大，故E錯誤． (2)①以活塞為研究對象，汽缸豎直倒放時，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，大氣壓對氣體做功，W>0， 氣體等溫變化，ΔU＝0，由熱力學第一定律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，氣體內能不變，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體放出熱量，故A正確，B錯誤；由題圖知，bc過程氣體體積不變而溫度升高，氣體內能增大，氣體不做功，由熱力學第一定律可知，氣體吸收熱量，故C錯誤，D正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得＝，因VcTa，故pc>pa，根據(jù)氣體壓強的微觀解釋可知E正確． (2)①貯液瓶裝水后，瓶內封閉氣體的體積 V1＝V總－V液＝1 L 打氣過程瓶內氣體做等溫變化，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，瓶內封閉氣體做等溫變化，有 p2V1＝p3V3 最后瓶內氣體的壓強p3＝p0 代入數(shù)據(jù)解得最后瓶內氣體的體積 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干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強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．功轉變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆的，B錯誤．由實驗過程知，C正確．液晶的特點就是液晶既具有液體的流動性又具有晶體

10、的各向異性，從某個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．溫度是分子平均動能的標志，內能由平均動能、勢能和分子數(shù)共同決定，E錯誤． (2)①活塞恰好下滑時，由平衡條件有：Ffm＝p′S 摩擦力產(chǎn)生的最大壓強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

11、練(二) (建議用時：30分鐘) 試卷 1 2 3 考點 熱學基本規(guī)律和玻意耳定律的應用 熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題 p－V圖象、熱力學定律和熱學綜合問題 1．(1)下列說法正確的是________． A．松香在熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變 B．當分子間的引力與斥力平衡時，分子勢能最小 C．液體的飽和汽壓與飽和汽的體積有關 D．若一定質量的理想氣體被壓縮且吸收熱量，則壓強一定增大 E．若一定質量的理想氣體分子平均動能減小，且外界對氣體做功，則氣體一定放熱 (2)如圖所示，粗細均勻且內壁光滑的導熱細玻璃管長L0＝65 cm，用長為h＝25 c

12、m的水銀柱封閉一段理想氣體．開始時玻璃管水平放置，氣柱長L1＝25 cm，大氣壓強為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至豎直位置(管口向上)，求此時氣柱的壓強p2和長度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，當水銀柱上端與管口相平時封閉氣柱的長度L3. 2．(1)空調在制冷過程中，室內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，人會感覺干燥．某空調工作一段時間后，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＝________；一個水分子的直徑d＝________．(所有結果均保留一位有效數(shù)字) (2)如圖所示，兩水平放置的導熱汽缸其底部由管道連通，輕質活塞a、b用鋼性輕桿相連，可在汽缸內無摩擦地移動，兩活塞橫截面積分別為Sa和Sb，且Sb＝2Sa.缸內封有一定質量的氣體，系統(tǒng)平衡時，活塞a、b到缸底的距離均為L，已知大氣壓強為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； ②若活塞在外力作用下向左移動L，穩(wěn)定后密閉氣體的壓強； ③若環(huán)境溫度升高到T0，活塞移動的距

14、離． 3．(1)如圖所示，一定質量的理想氣體，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，氣體分子的平均動能減小 (2)如圖所示，可沿缸壁自由滑動的活塞把導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，當活塞位于汽缸底部時，彈簧恰好無形變．開始時，B內有一定量的理想氣體，A、C內為真空，B部分氣體高h0＝0.2 m，此時C的

15、容積為B的容積的，彈簧對活塞的作用力恰好等于活塞的重力．現(xiàn)將閥門打開，當達到新的平衡時，求B部分氣體高h為多少？(整個系統(tǒng)處于恒溫狀態(tài)) 選修3-3專項練(二) 1．解析：(1)晶體在熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變，而松香是非晶體，A錯誤；當分子間的引力與斥力平衡時，分子勢能最小，B正確；液體的飽和汽壓與溫度有關，與飽和汽的體積無關，C錯誤；若一定質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，氣體壓強一定增大，D正確；若一定質量的理想氣體分子平均動能減小

16、，說明溫度降低，內能減小，即ΔU<0，又外界對氣體做功，即W>0，根據(jù)熱力學第一定律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，氣柱的壓強等于大氣壓強，即 p1＝p0＝75 cmHg， 當玻璃管管口朝上，且豎直放置時，氣柱的壓強為 p2＝p0＋ρgh＝100 cmHg； 設水銀柱橫截面積為S，由于溫度不變，由玻意耳定律得p1L1S＝p2L2S，解得 L2＝18.75 cm； ②設注入的水銀柱長度為x.當水銀柱的上端剛好與管口相平時，氣柱的壓強為 p3＝p0＋ρg(h＋x)＝(100＋x) cmHg 此時氣柱的長度為 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)， 故此時氣柱的長度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≈3×1025個． 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：p3＝p1＝p0，T3＝T0 由蓋－呂薩克定律：＝ 所以V3＝SaL 活塞向左移動ΔL，則：V3－V1＝ΔL(Sb－Sa) 所以ΔL＝L 故活塞向左移動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、對氣體不做功，壓強增大，根據(jù)＝C可知溫度升高，氣體分子的平均動能增大，內能增大，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體吸收熱量，故C、E錯誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得＝，則有Tc>Ta，故D正確． (2)設活塞質量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，汽缸橫截面積為S，開始時B內氣體的壓強為p1 mg＝kh0 對活塞受力分析，有p1S＝mg＋kh0＝2kh0 設閥門打開后，達到新的平衡時B內氣體的壓強為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專項練(三) (建議用時：30分鐘) 試卷 1 2 3 考點 熱學圖象的理解和氣體實驗定律的應用(活塞類) 內能的理解和氣體實驗定律的應用(活塞類) 熱學基本規(guī)律和氣體實驗定律的應用 1．(1)一定質量的理想氣體從狀態(tài)M到達狀態(tài)N，有兩個過程可以經(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．對于這兩個過程，下列說法正確的是(　　) A．氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低，內能減少 B．氣體經(jīng)歷過程1，對外做功，內能不一定減少 C．氣體在過程2中，一直對外做功 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，質量均為m、厚度不計、橫截面積均為S的活塞A、B將缸內氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，在活塞A的上方放置一質量也為m的物塊，整個裝置處于靜止狀態(tài)，此時Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的長度均為L0.已知大氣壓強p0＝，氣體可視為理想氣體且溫度始終保持不變，不計一切摩擦，汽缸足夠高．當把活塞A上面的物塊取走時，活塞A將向上移動，求系統(tǒng)重新達到靜止狀態(tài)時，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能為零 B．氣體如果失去了容器的約束會散開，這是氣體分子熱運動的

22、結果 C．溫度相同的氧氣和臭氧氣體，分子平均動能相同 D．理想氣體，分子之間的引力、斥力依然同時存在，且分子力表現(xiàn)為斥力 E．浸潤現(xiàn)象是分子間作用力引起的 (2)某物理社團受“蛟龍?zhí)枴钡膯l(fā)，設計了一個測定水深的深度計．如圖，導熱性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ內徑相同，長度均為L，內部分別有輕質薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動，汽缸Ⅰ左端開口．外界大氣壓強為p0，汽缸Ⅰ內通過A封有壓強為p0的氣體，汽缸Ⅱ內通過B封有壓強為2p0的氣體，一細管連通兩汽缸，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向右移動的距離可測定水的深度．已知p0相當于10 m高的水產(chǎn)生的壓

23、強，不計水溫變化，被封閉氣體視為理想氣體，求： ①當A向右移動時，水的深度h； ②該深度計能測量的最大水深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，一圓柱形導熱汽缸水平放置，通過絕熱活

24、塞封閉著一定質量的理想氣體，此時封閉氣體的絕對溫度為T(活塞與汽缸底部相距L)，現(xiàn)將汽缸逆時針緩慢轉動直至汽缸處于豎直位置，如圖乙所示，此時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，當封閉氣體吸收熱量Q時，氣體的絕對溫度上升到T.已知活塞的橫截面積為S，外界環(huán)境的絕對溫度恒為T，大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，不計活塞與汽缸的摩擦．求： ①活塞的質量m； ②加熱過程中氣體內能的增加量． 選修3-3專項練(三) 1．解析：(1)氣體經(jīng)歷過程1，壓強減小，體積變大，氣體膨脹對外做功，因氣體始終與外界無熱量交換，則內能減少，故溫度降

25、低，故A正確，B錯誤；氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C，剛開始時，體積不變，對外不做功，壓強減小，則溫度降低，對外放熱，然后壓強不變，體積變大，膨脹對外做功，則溫度升高，吸熱，故C、E錯誤，D正確． (2)對氣體 Ⅰ，其初態(tài)壓強p1＝p0＋＝2p0 末態(tài)壓強為p′1＝p0＋＝p0，設末態(tài)時氣體Ⅰ的長度為L1 根據(jù)玻意耳定律得：p1L0S＝p′1L1S 解得L1＝L0 對氣體Ⅱ，其初態(tài)壓強為p2＝p1＋＝p0 末態(tài)壓強為p′2＝p′1＋＝2p0 設末狀態(tài)時氣體Ⅱ的長度為L2 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)一切物體都有內能，故A錯誤；氣體如果失去了容器的約束會散開，這是氣體分子熱運動的結果，故B正確；溫度是分子平均動能的標志，所以溫度相同的氧氣和臭氧氣體，分子平均動能相同，故C正確；理想氣體，分子間引力和斥力同時存在，當分子間距離增大時引力和斥力同時減小，只是斥力減小得更快，當分子間距離大于平衡距離時，分子間表現(xiàn)為引力，當分子間距離減小時，引力和斥力同時增大，只是斥力增大得更快，當分子間距離小于平衡距離時，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錯誤；浸潤現(xiàn)象是分子間作用力引起的，故E正確． (2

27、)①當A向右移動時，設B不移動 對汽缸Ⅰ內氣體，由玻意耳定律得： p0SL＝p1SL 解得：p1＝p0 而此時B中氣體的壓強為2p0>p1， 故B不動 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，汽缸Ⅰ內氣體壓強逐漸增大，當壓強增大到大于2p0后B開始向右移動，當A恰好移動到缸底時所測深度最大，此時原汽缸Ⅰ內氣體全部進入汽缸Ⅱ內，設B向右移動x距離，兩部分氣體壓強為p2，活塞橫截面積為S 對原 Ⅰ 內氣體，由玻意耳定律得：p0SL＝p2Sx 對原Ⅱ內氣體，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錯誤；鋤松地面，可以破壞土壤里的毛細管，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，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是晶體還是非晶體，故D錯誤；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，封閉氣體的壓強等于大氣壓，即p1＝p0 汽缸處于豎直位置時，封閉氣體的壓強 p2＝p0＋ 根據(jù)玻意耳定律有p1LS＝p2·LS 聯(lián)立解得m＝. ②設氣體的絕對溫度上升到T時活塞到汽缸底部的距離為L′ 對于加熱過程，由蓋－呂薩克定律得 ＝ 解得L′＝L 所以氣體對外做功為 W＝p2·S 根據(jù)熱力學第一定律得：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專項練(四) (建議用時：30分鐘) 試卷 1

30、 2 3 考點 熱力學定律和氣體實驗定律的應用 氣體的狀態(tài)參量和氣體實驗定律的應用(活塞類) 油膜法測分子大小和氣體實驗定律的應用(玻璃管類) 1．(1)如圖是密閉的汽缸，外力推動活塞壓縮氣體，對缸內氣體做功200 J，同時氣體向外界放熱100 J，則缸內氣體的溫度將________(選填“升高”“降低”或“不變”)、內能將________(選填“增加”或“減少”)________J. (2)如圖所示，絕熱汽缸倒扣放置，質量為M的絕熱活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一U形細管(管內氣

31、體的體積忽略不計)．初始時，封閉氣體溫度為T，活塞距離汽缸底部為h0，細管內兩側水銀柱存在高度差．已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，汽缸橫截面積為S，重力加速度為g，求： ①U形細管內兩側水銀柱的高度差； ②通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內能的變化． 2．(1)下列說法正確的是________． A．布朗運動反映了懸浮小顆粒內部分子在永不停息地做無規(guī)則運動 B．氣體的溫度升高，個別氣體分子運動的速率可能減小 C．對于一定種類的大量氣體分子，在一定溫度時，處于一定速率范圍內的分

32、子數(shù)所占百分比是確定的 D．若不計氣體分子間相互作用，一定質量氣體溫度升高、壓強降低過程中，一定從外界吸收熱量 E．密閉容器中有一定質量的理想氣體，當其在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強為零 (2)如圖甲所示，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 ℃，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： ①力傳感器的讀數(shù)為

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

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

35、閉氣體的壓強為p，對活塞分析有：p0S＝pS＋Mg 用水銀柱表達氣體的壓強p＝p0－ρgΔh 解得：Δh＝. ②加熱過程是等壓變化＝ T＝T0 氣體對外做功為 W＝pSΔh0＝(p0S－Mg)Δh0 根據(jù)熱力學第一定律：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)布朗運動是指懸浮在液體中的固體顆粒所做的無規(guī)則的運動，反映了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故A錯誤．氣體的溫度升高，分子平均動能增大，由于氣體分子的運動是無規(guī)則的，所以個別氣體分子運動的速率可能減小，故B正

36、確．對于一定種類的大量氣體分子存在統(tǒng)計規(guī)律：分子運動的速率很大或很小的分子數(shù)，處于一定速率范圍內的分子數(shù)所占百分比是確定的，故C正確．若不計氣體分子間相互作用，分子勢能不計，一定質量氣體溫度升高、壓強降低過程中，根據(jù)氣態(tài)方程＝C可知氣體的體積一定增大，氣體對外做功，內能增大，根據(jù)熱力學第一定律分析得知氣體一定從外界吸收熱量，故D正確．氣體的壓強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，氣體的壓強不變，故E錯誤． (2)①由題圖乙可以知道F＝t－27 得：t＝(27＋5) ℃＝32 ℃. ②溫度t1＝327 ℃時，密封氣體的壓強 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)計算得出 p0＝1.2×105 Pa. 答案：(1)BCD　(2)①32 ℃?、?.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，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑，即該實驗是通過建立理想模型的方法進行測量的，選項A正確；計算油膜面積時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，但是實驗中不可讓油酸鋪滿整個水槽，選項B錯誤；使用痱子粉是為了清晰地顯示油膜邊界，選項C正確；重新實驗時，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E錯誤． (2)①對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 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　②右移　2.5 cm 20