14年高考物理分类解析-12选修3-3热学

十二.选修3-3热学1.（2014北京）13.下列说法中正确的是A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低，其内能一定增大D.物体温度不变，其内能一定不变13.【答案】B【考点】热力学第一定律【解析】温度是分子平均动能的标志，温度降低分子热运动的平均动能减小，反之增大，A项错误；B项正确；物体的内能包括所有分子的动能和势能之和，温度降低，分子动能减小但是分子势能不能确定，所以内能不能确定，CD项错误。2.（2014年大纲卷）16．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是()A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小16．【答案】BD【考点】分子动理论、影响压强的原因【解析】一定质量的稀薄气体可以看做理想气体，分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈；压强变大可能是的原因是体积变小或温度升高，所以压强变大，分子热运动不一定剧烈，AC项错误，B项正确；压强变小时，也可能体积不变，可能变大，也可能变小；温度可能降低，可能不变，可能升高，所以分子间距离不能确定，D项正确。3.（2014福建卷）29.[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）（1）如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是。（填选项前的字母）A,曲线①B.曲线②C.曲线③D.曲线④4.（2014福建卷）（2）图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图像，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是。（填选项前的字母）A.TA＜TB，TB＜TCB.TA＞TB，TB=TCC.TA＞TB，TB＜TCD.TA=TB，TB＞TC29【答案】（1）D（2）C【考点】气体分子的麦克斯韦速率分布规律、理想气体状态方程【解析】（1）气体分子速率分布是有规律的，其分布特征是“中间多两头少，即随着速率增加分子数目逐渐增大，再增加又逐渐减少，故应选曲线④，D项错误。（2）从A到B属于等容变化ABABppTT=，因为ABpp＞，所以ABTT＞，排除AD项；从B到C属于等压变化CBBCVV=TT，因为CBVV＞，所以CBTT＞，排除D项，C项正确。5.（2014年广东卷）17、用密封性好、充满气体的袋包裹易碎品，如图10所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小17.【答案】：AC【解析】：充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做正功，气体内能增加，所以A正确,D错误;气体的体积减小且内能增加，气体压强变大，所以C正确,B错误。6（2014海南卷）15．模块3-3试题（1）下列说法正确的是A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性充气囊易碎品图10D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征7.（2014海南卷）（2）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为PⅠ0，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示。设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。15.【答案】(1)CE(4分。选对1个给2分，选对2个给4分;有选错的不给这4分)【解析】(2)(8分)设活塞的质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为20p，倒置后上下气体的压强分别为2p、1p，由力的平衡条件有Smgpp1020Smgpp21倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为V0，由玻意耳定律得4201010VpVp4202020VpVp解得gSpm54108.(2014江苏卷）A．[选修3-3](12分)一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。(1)下列对理想气体的理解，正确的有。A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4×104J，则该气体的分子平均动能(选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J。(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0.224m3，压强为1个标准大气压。已知1mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4L，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)12.A【答案】（1）AD（2）增大等于（3）5×1024（或6×1024）【考点】理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体【解析】（1）理想气体是指气体本身的体积和分子间作用力都忽略不计的气体，是一种理想模型，A项正确；B项错误；理想气体的内能只有气体的温度决定，C项错误；理想气体在任何情况下都严格遵守三大定律，D项正确。（2）根据热力学第一定律可知改变气体的内能的方式是做功和热传递，与外界绝热的情况下，对气体做功，气体的内能增加，又因为气体的内能由温度决定，所以温度升高，气体分子热运动加剧，分子平均动能增大；由：UWQ可知气体内能的增量等于活塞对气体所做的功；（3）设气体在标准状态时的体积为V1，等压过程：11VVTT气体物质的量：10VnV,且分子数为：ANnN解得10AVTNNVT代入数据得：245.010N（或6×1024）9.（2014年全国卷1）33.[物理—选修3-3](15分)(1)(6分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图像如图所示。下列判断正确的是.(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同33（1）【答案】：ADE【解析】从a到b的过程，根据图线过原点可得aabbPPTT，所以为等容变化过程，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以温度升高，只能是吸热的结果，A正确；从b到c的过程温度不变，可是压强变小，说明体积膨胀，对外做功，理应内能减少温度降低，而温度不变说明从外界吸热，B错误；从c到a的过程，压强不变，根据温度降低说明内能减少，根据改变内能的两种方式及做功和热传递的结果是内能减少，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量，C错误。分子的平均动能与温度有关，状态a的温度最低，所以分子平均动能最小，D正确；b和c两个状态，温度相同，即分子运动的平均速率相等，单个分子对容器壁的平均撞击力相等，根据b压强大，可判断状态b单位时间内容器壁受到分子撞击的改数多，E正确。10.（2014年全国卷1）(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为To。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。【答案】094mghTpT【解析】设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp，由玻意耳定律得phS=(p+Δp)(h-14h)S①解得Δp=13p②外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′。根据盖—吕萨克定律，得014hhST=hST③解得h′=034TTh④据题意可得Δp=mgS⑤气体最后的体积为V=Sh′⑥联立②④⑤⑥式得V=094mghTpT11.（2014年全国卷2）33．[物理——选修3-3]（15分）(1)(5分）下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．悬浮在水中的花粉的布期运动反映了花粉分子的热运动B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果【答案】BCE【解析】悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，A错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，B正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，D错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中水蒸发吸收热量，使湿泡的温度降低的缘故，E正确。12.（2014年全国卷2）(2)(10分）如图，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑。其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充由氮气，活塞a上方充有氧气。当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞b在气缸正中间。（i）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；（ii）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强。【答案】（i）320K（ii）4P0/3【命题立意】考察理想气体方程；考察物理问题的综合分析能力。【解析】（i）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞ab下方的氮气经历等压过程，设气缸A的容积为V0，氮气初始状态的体积为Vl，温度为T1，末态体积V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为V0/4，由题给数据及盖吕萨克定律有：1212VVTT①且01003174248VVVV②0200344VVVV③由①②③式及所给的数据可得：T2＝320K④（ii）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的1/16时，活塞a上方的氮气经历等温过程，设氮气初始状态的体积为1V，压强为1P；末态体积为2V，压强为2P，由所给数据及玻意耳定律可得10102013,416VVPPVV，⑤1122PVPV⑥由⑤⑥式可得：2043PP⑦ABab【解题点拨】熟练掌握理想气体状态方程，熟练分析等温、等压以及等容变化的相关规律。13.（2014年山东卷）37.【选修3-3】（1）如图，内壁光滑、导热良好的气缸中装有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，a.内能增大b.对外做功c.压强增大d.分子间的引力和斥力都增大14.（2014年山东卷）一种水下重物的打捞方法的工作原理如图所示。将一质量为3310Mkg、体积300.5Vm的重物捆绑在开口朝下的浮筒