（新课标）2020高考物理一轮复习 单元综合专题（十三）高考模拟题组专练课件 新人教版选修3-3

单元综合专题(十三)选修3－3高考模拟题组专练专题综述从近几年的高考题来看，选修3－3高考命题主要有两个方向：一、以基本概念和实验为主线考查热学基础知识考查热点主要有：布朗运动与分子热运动．分子力的变化规律．分子动能、分子势能、内能的变化规律．晶体与非晶体的特点．液体的表面张力及饱和汽压．气体状态参量的变化规律．二、通过“液柱”和“气缸”模型考查气体实验定律液柱”模型此类问题的关键是求被液柱封闭气体的体积和压强，体积一般用几何关系求解．压强通常采用等压面法、液片平衡法或结合牛顿第二定律求解．“气缸”模型此类问题需要分析两类研究对象，一类是热学研究对象，即一定质量的气体，应用气体实验定律或气态方程列关系式；另一类是力学研究对象，一般是气缸、活塞等，通过受力分析，应用动力学规律列关系式．对于多个气缸的问题，要注意建立各部分气体之间的体积和压强的关系式.题型训练题目要求：选考题包括(1)(2)两个题目，共15分．题目(1)一般为选择题，分值5分，有5个选项，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；题目(2)一般为计算题，分值10分．题组1(1)(2018·海南)如图，一定量的理想气体，由状态a等压变化到状态b，再从b等容变化到状态c.a、c两状态温度相等．下列说法正确的是()A．从状态b到状态c的过程中气体吸热B．气体在状态a的内能等于在状态c的内能C．气体在状态b的温度小于在状态a的温度D．从状态a到状态b的过程中气体对外做正功【答案】BD【解析】A项，气体从b到c发生等容变化，压强减小，温度降低，内能减小，气体对外界不做功，根据热力学第一定律知，气体放热，故A项错误；B项，理想气体的内能只与温度有关，a、c两状态温度相等，内能相等，所以气体在状态a的内能等于气体在状态c的内能，故B项正确；C项，气体从状态a到状态b发生等压变化，根据盖－吕萨克定律知，体积增大，温度升高，所以气体在状态b的温度大于在状态a的温度，故C项错误；D项，气体从状态a到状态b，体积变大，气体对外界做正功，故D项正确．(2)(2018·海南)一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室A和B，活寨可无摩擦地滑动．开始时用销钉固定活塞，A中气体体积为2.5×10－4m3，温度为27℃，压强为6.0×104Pa；B中气体体积为4.0×10－4m3，温度为－17℃，压强为2.0×104Pa.现将A中气体的温度降至－17℃，然后拔掉销钉，并保持A、B中气体温度不变，求稳定后A和B中气体的压强．【解析】对A中气体，初态：pA＝6.0×104Pa、VA＝2.5×10－4m3、TA＝273K＋27K＝300K.末态：pA′＝？VA′＝？TA′＝273K－17K＝256K由理想气体状态方程得：pAVATA＝pA′VA′TA′①对B中气体，初态：pB＝2×104Pa、VB＝4.0×10－4m3末态：pB′＝？VB′＝？由于温度相同，根据玻意耳定律得：pBVB＝pB′·VB′②又VA＋VB＝VA′＋VB′③pA′＝pB′④①③④联立得：p＝3.2×104Pa.题组2(1)下列说法正确的是()A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体C．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的D．对一定质量的理想气体，在分子热运动的平均动能不变时，分子的平均距离减小则压强增大E．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大【答案】ADE【解析】气体对器壁的压强等于大量分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，A项正确；玻璃是非晶体，B项错误；多晶体物理性质是各向同性的，C项错误；理想气体平均动能不变，分子平均距离减小时压强增大，D项正确；一定质量理想气体的内能只与温度有关，E项正确．(2)(2018·西宁一模)一容积V＝4L的氧气袋充满氧气，0℃时袋内气体压强为p1＝8.4×105Pa.(ⅰ)求已知袋内氧气分子数(NA＝6.02×1023mol－1)；(ⅱ)已知氧气袋内压强低于袋外气压的1.2倍时，必须按压袋体才能供给氧气．登山运动员在某高度处的温度为0℃，大气压强为p＝0.84×105Pa，若该运动员在此环境中每小时需氧气袋提供相当于标准状况下10L的氧气，则按压取氧开始，氧气袋供氧最多能维持多长时间．【解析】(ⅰ)设标准状况下氧气的体积为V0，大气压强为p0，由玻意耳定律得：p1V＝p0V0，袋内氧气物质的量为：n＝V022.4，氧气分子数为：N＝nNA，解得：N＝9×1023个；(ⅱ)袋内剩余气体的压强为：p2＝1.2p1，标准状况下气体的体积为V2，由玻意耳定律得：p2V＝p0V2，使用时间为：t＝V210，解得：t＝0.4h.题组3(1)下列说法正确的是()A．当分子间距离为平衡距离时分子势能最大B．饱和汽压随温度的升高而减小C．对于一定质量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强可以不变D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行E．由于液面表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面具有收缩的趋势【答案】CDE【解析】A项，当分子间距离为平衡距离时分子势能最小，故A项错误；B项，饱和汽压随温度的升高而增大，故B项错误；C项，当分子的热运动变剧烈时，温度升高，若体积同时增大，压强可以不变，故C项正确；D项，熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故D项正确；E项，由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，故液体表面有收缩趋势，故E项正确．(2)(2018·武昌区模拟)一个质量不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直圆柱体气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示．最初活塞搁在气缸内壁的固定托架上(托架体积可忽略)，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强p0.现对气体缓缓加热，当气体温度升高了ΔT＝80K时，活塞(及铁砂)开始离开托架上升．继续加热直到气体柱的高度为H1＝1.6H0.此后，在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气体柱的高度变为H2＝2.0H0，求此时气体的温度．(活塞与气缸之间的摩擦不计且不漏气)【解析】设质量不计的活塞横截面积为S.铁砂质量为m，气体的四个状态分别是：①p1＝p0，V1＝H0S，T1＝T0②p2＝p0＋mgS，V2＝V1＝H0S，T2＝T0＋ΔT③p3＝p2＝p0＋mgS，V3＝1.6H0S，T3④p4＝p1＝p0，V4＝2H0S，T4＝T3由状态②到③，气体做等圧変化，根据盖吕萨克定律得：H0ST0＋ΔT＝1.6H0ST3解得：T3＝1.6(T0＋ΔT)由状态①到④，气体做等圧変化，根据盖吕萨克定律得：H0ST0＝2H0ST4解得：T4＝T3＝2T0已知ΔT＝80K，得：T4＝T3＝640K.题组4(1)下列说法正确的是()A．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性B．一定质量的理想气体，如果温度升高，则气体分子的平均动能增大，压强一定增大C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体D．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢【答案】ACE【解析】A项，单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，则A项正确；B项，气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，但若体积增大，则撞击次数变少，则压强不一定变大，故B项错误；C项，由热力学第二定律可知，热量一定不能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体，故C项正确；D项，布朗运动是固体小微粒的运动，反映的是液体分子的无规则运动，故D项错误；E项，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距．水蒸气的压强离饱和汽压越近，越不利于水的蒸发，则E项正确．(2)(2018·玉溪二模)如图所示，连通器中盛有密度为ρ的部分液体，两活塞与液面的距离均为l，其中密封了压强为p0的空气，现将右活塞固定，要使容器内的液面之差为l，求左活塞需要上升的距离x.【解析】右侧发生等温变化，初态：压强p1＝p0，体积：V1＝lS末态：压强p2，体积：V2＝(l＋l2)S根据玻意耳定律可得：p1V1＝p2V2即：p0lS＝p2(l＋l2)S①左侧发生等温变化，初态：压强p3＝p0，体积：V3＝lS末态：压强p4，体积：V3＝(l＋x－l2)S根据玻意耳定律可得：p3V3＝p4V4即：p0lS＝p4(l＋x－l2)S②活塞上升x后，根据平衡可得：p4＋ρgl＝p2③联立①②③式可得左活塞需要上升的距离：x＝(4p0－3ρgl4p0＋6ρgl)l题组5(1)下列说法正确的是()A．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动又称为热运动B．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，但分子势能不一定减小C．对于一定质量的理想气体，气体压强和体积都增大时，其分子平均动能增大D．在空气的绝对湿度相同的情况下，白天一般比夜晚的相对湿度大E．在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏大【答案】BCE【解析】A项，布朗运动的剧烈程度跟温度有关，但其运动是由于液体分子对其的撞击作用不平衡，不是热运动；则A项错误；B项，分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，但分子力可能为引力，也可能为斥力，则其做功的正负可能为正，也可能为负，分子势能可能减小也可能增加，则B项正确；C项，由理想气体状态方程可知气体压强和体积都增大时温度升高，则其分子平均动能增大；则C项正确；D项，绝对湿度相同的情况下，白天的温度高，水的饱和汽压大，则相对湿度小；则D项错误；E项，油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使油膜面积偏小，则d的测量结果偏大；则E项正确．(2)(2018·河南一模)一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0.该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的p­T图如图所示，其中CA延长线过坐标原点，BA在同一竖直直线上．求：(1)状态B的体积；(2)状态C的体积；(3)从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量是多少？【解析】(1)由图可知，从状态A到状态B为等温变化过程，状态B时气体压强为p1＝3p0，设体积为V1，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1，解得V1＝V03.(2)由图可知，从状态B到状态C为等压变化过程，状态C时气体温度为T2＝3T0，设体积为V2，由盖－吕萨克定律得V1T0＝V2T2，解得V2＝V0.(3)由状态B经状态C回到状态A，外界对气体做的总功为ΔW；从状态B到状态C，设外界对气体做功为ΔWBC，ΔWBC＝p2(V1－V2)，联立解得ΔWBC＝－2p0V0；从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以ΔW＝ΔWBC＝－2p0V0，从状态B经状态C回到状态A，内能增加量为ΔU＝0，气体从外界吸收的热量为ΔQ，内能增加量为ΔU，由热力学第一定律得ΔU＝ΔQ＋ΔW，解得ΔQ＝2p0V0，即气体从外界吸收热量2p0V0.题组6(1)(2018·广州模拟)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是()A．当气体温度变化时，气体内能一定变化B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变D．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大E．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关【答案】ACE【解析】A项，理想气体的内能由温度决定，温度变化气体内能一定变化，故A项正确；B项，若气体的内能不变，则气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态可能变化，故B项错误；C项