《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時(shí)作業(yè)十五 選修3-3(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時(shí)作業(yè)十五 選修3-3(含解析)(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時(shí)作業(yè)十五 選修3-3
1.(1)(2019年陜西一模)(多選)以下說(shuō)法正確的是________.
A.晶體一定具有規(guī)則的形狀且有各向異性的特征
B.液體的分子勢(shì)能與液體的體積有關(guān)
C.水的飽和汽壓隨溫度變化而變化
D.組成固體、液體、氣體的物質(zhì)分子依照一定的規(guī)律在空間整齊地排列成“空間點(diǎn)陣”
E.分子質(zhì)量不同的兩種氣體,溫度相同時(shí),其分子的平均動(dòng)能一定相同
圖1
(2)如圖1所示,用質(zhì)量m=1 kg的絕熱活塞在絕熱汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁間摩擦力忽略不計(jì),開始時(shí)活塞距離汽缸底部的高度h1=0.5 m,氣體的溫度t1=27℃.現(xiàn)用汽缸內(nèi)一電熱絲(未畫出)
2、給氣體緩慢加熱,加熱至t2=267℃,活塞緩慢上升到距離汽缸底某一高度h2處,此過(guò)程中被封閉氣體增加的內(nèi)能增加ΔU=400 J.已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,活塞橫截面積S=5.0×10-4 m2,求:
①初始時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1和緩慢加熱后活塞距離汽缸底部的高度h2;
②此過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q.
解析:(1)單晶體具有規(guī)則的形狀,且有各向異性的特征,而多晶體表現(xiàn)為各向同性,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;分子勢(shì)能的產(chǎn)生是由于分子間存在作用力,微觀上分子間距離的變化引起宏觀上體積的變化,分子間作用力變化,分子勢(shì)能才變化,選項(xiàng)B正確;水的飽和汽壓隨溫度的變化而
3、變化,溫度越高,飽和汽壓越大,選項(xiàng)C正確;只有晶體的分子依照一定的規(guī)律在空間整齊地排列成“空間點(diǎn)陣”,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度相同時(shí),其分子的平均動(dòng)能一定相同,選項(xiàng)E正確.
(2)①開始時(shí),活塞受力平衡,有p0S+mg=p1S
解得p1=p0+=1.2×105 Pa
氣體做等壓變化,根據(jù)蓋—呂薩克定律可得=
解得h2=0.9 m
②氣體在膨脹過(guò)程中外界對(duì)氣體做功為
W=-p1ΔV=-1.2×105×(0.9-0.5)×5×10-4 J
=-24 J
由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q
解得Q=ΔU-W=400 J-(-24)J=424 J
答案:(1)BCE (
4、2)①1.2×105 Pa 0.9 m ②424 J
2.(1)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖象如圖2所示.下列判斷正確的是________.
圖2
A.過(guò)程ab中氣體一定吸熱
B.過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱
C.過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱
D.a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小
E.b和c兩個(gè)狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同
(2)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi).汽缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦地滑動(dòng).開始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p,活塞下
5、表面相對(duì)于汽缸底部的高度為h,外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時(shí),活塞下降了.若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新達(dá)到平衡后氣體的體積.已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變,重力加速度大小為g.
解析:(1)因?yàn)椋紺,從圖中可以看出,a→b過(guò)程不變,則體積V不變,外力做功W=0,氣體溫度升高,則ΔU>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知Q>0,即氣體吸收熱量,A正確;b→c過(guò)程氣體溫度不變,ΔU=0,但氣體壓強(qiáng)減小,由=C知V增大,氣體對(duì)外做功,W<0,由ΔU=Q+W可知Q>0,即氣體吸收熱量,B錯(cuò)誤;c→a過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變,溫度降低,則ΔU<0,由=C知V減小,外
6、界對(duì)氣體做功,W>0,由ΔU=W+Q可知|W|<|Q|,C錯(cuò)誤;狀態(tài)a溫度最低,而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,D正確;b→c過(guò)程體積增大了,容器內(nèi)分子數(shù)密度減小,溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,因此容器壁單位面積單位時(shí)間受到分子撞擊的次數(shù)減少了,E正確.
(2)設(shè)汽缸的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后,對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Δp,由玻意耳定律得
phS=(p+Δp)(h-h(huán))S①
解得Δp=p②
外界的溫度變?yōu)門后,設(shè)活塞距底面的高度為h′.
根據(jù)蓋—呂薩克定律得=③
解得h′=h④
據(jù)題意可得Δp=⑤
氣體最后的體積為V=Sh′⑥
聯(lián)立②④⑤⑥式得V=.
答案:(1)ADE (2)
7、
3.(1)(多選)關(guān)于固體、液體和氣體,下列說(shuō)法正確的是
________.
A.固體中的分子是靜止的,液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的
B.液體表面層中分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力
C.液體的蒸發(fā)現(xiàn)象在任何溫度下都能發(fā)生
D.汽化現(xiàn)象是液體分子間因相互排斥而發(fā)生的
E.在有的物態(tài)變化中雖然物質(zhì)吸收熱量但溫度卻不升高
圖3
(2)如圖3所示,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通,下端開口處開關(guān)K關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度l=10.0 cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0 cm.現(xiàn)將開關(guān)K打開,從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 c
8、m時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉.已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg.
①求放出部分水銀后,A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度;
②此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度,求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度.
解析:(1)無(wú)論固體、液體還是氣體,其內(nèi)部分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子間的引力和斥力相等,液體表面層的分子比較稀疏,分子間距離大于r0,所以分子間作用力表現(xiàn)為引力,B正確;蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面,在任何溫度下都能發(fā)生,C正確;汽化是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程,汽化分為蒸發(fā)和沸騰兩種情況,不是分子間的相互排斥產(chǎn)生的,D錯(cuò)誤;冰在熔化過(guò)程中吸收熱量但溫度不升高,E正確.
(
9、2)①以cmHg為壓強(qiáng)單位.設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l=10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時(shí),空氣柱的長(zhǎng)度為l1,壓強(qiáng)為p1.
由玻意耳定律得pl=p1l1①
由力學(xué)平衡條件得p=p0+h②
打開開關(guān)K放出水銀的過(guò)程中,B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小,B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小,直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止.
由力學(xué)平衡條件有p1=p0-h(huán)1③
聯(lián)立①②③式,并代入題給數(shù)據(jù)得l1=12.0 cm④
②當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí),設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2,壓強(qiáng)為p2.
由玻意耳定律得p
10、l=p2l2⑤
由力學(xué)平衡條件有p2=p0⑥
聯(lián)立②⑤⑥式,并代入題給數(shù)據(jù)得l2=10.4 cm⑦
設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為Δh,依題意得
Δh=2(l1-l2)+h1⑧
聯(lián)立④⑦⑧式,并代入題給數(shù)據(jù)得Δh=13.2 cm.
答案:(1)BCE (2)①12.0 cm ②13.2 cm
4.(1)(多選)下列說(shuō)法正確的是________.
A.布朗運(yùn)動(dòng)雖不是分子運(yùn)動(dòng),但它證明了組成固體顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離
C.?dāng)U散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行,不能在固體中發(fā)生
D.隨著分子間距增大,分子間引力和斥力均減小,分子勢(shì)能不一定
11、減小
E.氣體體積不變時(shí),溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)容器壁單位面積受到氣體分子撞擊的次數(shù)越多
(2)如圖4甲所示,開口向上、內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置,在汽缸P、Q兩處設(shè)有卡口,使厚度不計(jì)的活塞只能在P、Q之間運(yùn)動(dòng).開始時(shí)活塞停在Q處,溫度為300 K,現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體,直至活塞運(yùn)動(dòng)到P處,整個(gè)過(guò)程中的p-V圖線如圖4乙所示.設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa.
圖4
①說(shuō)出圖乙中氣體狀態(tài)的變化過(guò)程、卡口Q下方氣體的體積以及兩卡口之間的汽缸的體積;
②求活塞剛離開Q處時(shí)氣體的溫度以及缸內(nèi)氣體的最高溫度.
解析:(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)是由液體或氣
12、體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)頻繁撞碰引起的所以反映了液體或氣體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;液體表面分子比較稀疏,故液體表面分子間距離大于內(nèi)部分子之間距離,故B正確;擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行,也能在固體中發(fā)生,故C錯(cuò)誤;分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小,但是分子勢(shì)能的變化卻不一定,如分子之間距離從小于r0位置開始增大,則分子勢(shì)能先減小后增大,故D正確;由=C可知,氣體體積不變時(shí),溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大,由于單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)不變,分子平均動(dòng)能增大,所以單位時(shí)間內(nèi)容器壁單位面積受到氣體分子撞擊的次數(shù)越多,故E正確.
(2)①?gòu)念}圖乙可以看出,氣體先做等容變化,然后做等壓變化,最后做等容
13、變化,由題圖乙可知,卡口Q下方氣體的體積V0=1.0×10-3 m3
兩卡口之間的汽缸的體積
ΔV=1.2×10-3 m3-1.0×10-3 m3=0.2×10-3 m3.
②從題圖乙可以看出開始時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0
活塞剛離開Q處時(shí),氣體壓強(qiáng)p2=1.2×105 Pa
由查理定律有=
解得t2=127℃
設(shè)活塞最終移動(dòng)到P處,由理想氣體狀態(tài)方程有
=
解得t3=327℃.
答案:(1)BDE
(2)①氣體先做等容變化,然后做等壓變化,最后做等容變化 1.0×10-3 m3 0.2×10-3 m3?、?27℃ 327℃
5.(1)(多選)關(guān)于一定量的氣體,下列說(shuō)法正確
14、的是________.
A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積,而不是該氣體所有分子體積之和
B.只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低
C.在完全失重的情況下,氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零
D.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加
E.氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定升高
(2)在一端封閉、內(nèi)徑均勻的光滑直玻璃管內(nèi),有一段長(zhǎng)為l=16 cm的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)玻璃管水平放置達(dá)到平衡時(shí)如圖5甲所示,被封閉氣柱的長(zhǎng)度l1=23 cm;當(dāng)管口向上豎直放置時(shí),如圖5乙所示,被封閉氣柱的長(zhǎng)度l2=19 cm.已知重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)溫度的變
15、化.求:
圖5
①大氣壓強(qiáng)p0(用cmHg表示);
②當(dāng)玻璃管開口向上以a=5 m/s2的加速度勻加速上升時(shí),水銀柱和玻璃管相對(duì)靜止時(shí)被封閉氣柱的長(zhǎng)度.
解析:(1)氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積,A正確;根據(jù)氣體溫度的微觀意義可知,B正確;在完全失重的情況下,分子運(yùn)動(dòng)不停息,氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)不為零,C錯(cuò)誤;若氣體在從外界吸收熱量的同時(shí)對(duì)外界做功,則氣體的內(nèi)能不一定增加,D錯(cuò)誤;氣體在等壓膨脹過(guò)程中,根據(jù)蓋—呂薩克定律知,體積增大,溫度升高,E正確.
(2)①由玻意耳定律可得
p0l1S=(p0+l)l2S
解得p0=76 cmHg.
②當(dāng)玻璃管加速上升時(shí),設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,氣柱的長(zhǎng)度為l3,液柱質(zhì)量為m,對(duì)液柱,由牛頓第二定律可得
pS-p0S-mg=ma,又=16 cmHg,
解得p=p0+=100 cmHg,
由玻意耳定律可得p0l1S=pl3S
解得l3=17.48 cm.
答案:(1)ABE (2)①76 cmHg?、?7.48 cm
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