2016版优化方案高考物理--选修3-3巧练

专题四选考题巧练技巧——拿满分选修3­3巧练(建议用时：30分钟)1．(1)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，V－T图象如图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则下列结果正确的是________．A．pbpc，QabQacB．pbpc，QabQacC．pbpc，QabQacD．状态a的压强等于状态b的压强(2)①液体表面具有________的趋势，是由于液体表面层分子的分布比内部稀疏．②密闭容器中有一定质量的理想气体，当其在完全失重状态下，气体的压强________(填“为”或“不为”)零．(3)某学校科技兴趣小组利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示．已知该装置密封气体的体积为480cm3，玻璃管内部横截面积为0.4cm2，瓶口外的有效长度为48cm.当气温为7℃时，水银柱刚好处在瓶口位置．①求该气温计能测量的最高气温；②假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收3J热量，问在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压强为1×105Pa)2．(2015·无锡考前监测)(1)下列说法正确的是________．A．布朗运动就是分子的热运动B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大C．物体体积增大时，分子间距增大，分子势能也增大D．对物体做功，物体的内能可能减小(2)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的倒U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长L1＝20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．先将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后左管水银面高出右管水银面h＝10cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75cmHg)①稳定后低压舱内的压强为________cmHg.②此过程中外界对左管内气体________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．(3)如图所示，水平放置一个长方体的封闭汽缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体的压强均为p、温度均为T.现使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变，则A部分气体压强的增加量是多少？3．(1)关于热现象和热学规律，下列说法正确的是________．A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了273K(2)一定质量的理想气体由状态a沿a→b→c变化到状态c时，吸收了340J的热量，并对外做功120J．若该气体由状态a沿a→d→c变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体________(填“吸收”或“放出”)________J热量．(3)如图所示，一水平放置的薄壁汽缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为m＝1.0kg的活塞A、B用一长度为3L＝30cm、质量不计的轻细杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气．活塞A、B的面积分别为SA＝200cm2和SB＝100cm2，汽缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边都是大气，大气压强始终保持为p0＝1.0×105Pa.当汽缸内气体的温度为T1＝500K时，活塞处于图示位置平衡．问：①此时汽缸内理想气体的压强多大？②当汽缸内气体的温度从T1＝500K缓慢降至T2＝400K时，活塞A、B向哪边移动？移动的位移多大？4．(1)下列说法正确的是________．A．制作晶体管、集成电路只能用单晶体B．晶体熔化过程中需要吸收热量，但其分子的平均动能不变C．大多数金属都是各向同性的，他们都是非晶体D．液体表面具有收缩的趋势，是由于在液体表面层里分子比内部密集(2)如图所示，水平放置一个长方体汽缸，总体积为V，用无摩擦活塞(活塞绝热、体积不计)将内部封闭的理想气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体压强均为p，温度均为T.若使A气体的温度升高ΔT，B气体的温度保持不变．①A气体的体积变为________．②B气体在该过程中________(填“吸热”或“放热”)．(3)某医院使用的一只氧气瓶，容积为32dm3，在温度为27℃时，瓶内压强为150atm，按规定当使用到17℃、压强降为10atm，便应重新充气．①若这一瓶氧气自由膨胀到17℃、10atm时体积为多少？②若这个医院在27℃时，平均每天要用压强为1atm的氧气439dm3，则这一瓶氧气能用多少天？③若上述氧气瓶的开关坏了，使高压氧气迅速向外喷出，当瓶内外压强相等时，才关好开关．过一段较长时间再次打开开关，这时瓶内氧气是否还会喷出？选修3­3巧练1．解析：(1)由V＝kpT可知V－T图线的斜率越大，压强p越小，故pbpc.由热力学第一定律得：Q＝ΔU－W，因Tb＝Tc，所以ΔUab＝ΔUac，而WabWac，故QabQac，a状态和b状态在同一条等压线上，所以pa＝pb，综上B、D正确．(2)②密闭容器内的压强是由气体分子对器壁的碰撞而产生的，与超重、失重无关，故气体压强不为零．(3)①当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体体积为V2初状态：T1＝(273＋7)K＝280K，V1＝480cm3，末状态V2＝(480＋48×0.4)cm3＝499.2cm3，由等压变化知：V1T1＝V2T2，代入数据得T2＝291.2K，即18.2℃.②水银柱向右移动过程中，外界对气体做功W＝－p0S·L＝－1×105×0.4×10－4×48×10－2J＝－1.92J由热力学第一定律知内能变化为ΔU＝W＋Q＝－1.92J＋3J＝1.08J，即内能增加1.08J.答案：(1)BD(2)①收缩②不为(3)①291.2K(或18.2℃)②内能增加增加1.08J2．解析：(1)布朗运动是固体小颗粒的运动，A错；温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，分子平均动能增大，B对；分子间距小于平衡距离时增大分子间距，分子势能将减小，C错；如果物体放出的热量大于对物体做的功，物体内能将减小，故D对，故选B、D.(2)①设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为L2，稳定后低压舱内的压强为p，左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2p1＝p0p2＝p－phV1＝L1SV2＝L2S由几何关系得h＝2(L2－L1)联立以上各式，代入数据得p＝70cmHg.②此过程气体体积增大，外界对气体做负功，温度不变，内能不变，故吸热．(3)设温度升高后，A、B气体压强的增加量都为Δp，对A部分气体，升高温度后的体积为VA，则由气体方程pVT＝（p＋Δp）VAT＋ΔT对B部分气体，升高温度后的体积为VB，则pV＝(p＋Δp)VB又2V＝VA＋VB解得Δp＝pΔT2T.答案：(1)BD(2)①70②做负功吸热(3)pΔT2T3．解析：(3)①设被封住的理想气体压强为p，轻细杆对A和对B的弹力为F，对活塞A有：p0SA＝pSA＋F对活塞B，有：p0SB＝pSB＋F得：p＝p0＝1.0×105Pa.②当汽缸内气体的温度缓慢下降时，活塞处于平衡状态，缸内气体压强不变，气体等压降温，活塞A、B一起向右移动活塞A最多移动至两筒的连接处．设活塞A、B一起向右移动的距离为x.对理想气体：V1＝2LSA＋LSBT1＝500KV2＝(2L－x)SA＋(L＋x)SBT2＝400KSA＝200cm2SB＝100cm2由盖－吕萨克定律：V1T1＝V2T2解得：x＝10cmx2L＝20cm表明活塞A未碰两筒的连接处．故活塞A、B一起向右移动了10cm.答案：(1)BC(2)吸收260(3)见解析4．解析：(1)晶体有确定的熔点，因此熔化过程中虽然要吸收热量，但分子的平均动能不变，故选项B对；大多数金属都是各向同性的，他们都是多晶体，故选项C错；液体表面具有收缩的趋势，是由于在液体表面层里分子比内部稀疏，分子间呈现引力，故选项D错．(2)①设末状态两部分气体压强均为p末，选择A气体为研究对象，升高温度后体积变为VApV2T＝p末VAT＋ΔT对B部分气体，升高温度后体积为VB，由玻意耳定律pV2＝p末VB又VA＋VB＝V可得VA＝（T＋ΔT）V2T＋ΔT.②B部分气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对B部分气体做正功，根据热力学第一定律，B部分气体对外放热．(3)①氧气瓶内氧气初态参量：V1＝32dm3，T1＝300K，p1＝150atm；设这一瓶氧气自由膨胀到17℃、10atm时体积为V2，T2＝290K，p2＝10atm，则p1V1T1＝p2V2T2解得V2＝464dm3.②对跑出的气体，设在T3＝300K，p3＝1atm时占的体积为V3，则p2（V2－V1）T2＝p3V3T3这一瓶氧气能用的天数n＝V3V0V0＝439dm3联立解得n≈10.2(天)，取n＝10(天)．③因高压氧气迅速向外喷出，氧气来不及与外界进行热交换，可近似看成绝热膨胀．Q＝0，故ΔU＝W，又氧气对外做功，所以瓶内氧气内能减少，温度降低．关上开关时，瓶内氧气温度低于外界，当过一段较长时间后，瓶内氧气温度又等于外界温度，即瓶内剩余气体做等容升温变化，所以pT＝C(C为常数)，T变大，则p变大(大于外界大气压)，故再次打开开关时，氧气还会喷出．答案：(1)AB(2)①（T＋ΔT）V2T＋ΔT②放热(3)①464dm3②10天③会喷出