高考物理二轮复习热点排查练：选修3－3

热点 35 选修 3－3 (建议用时：30 分钟) 1．(2020·陕西二模)(1)节日放飞的氢气球，升到高空后会破裂。高 度越高气温越低，有关氢气球在破裂之前的上升过程中，下列说法正确的是 ______。 A．气球内氢气的内能减小 B．气球内氢分子的速率都在减小 C．气球内的氢气对外做功 D．气球内的氢分子的速率总是呈“中间多，两头少”的分布规律 E．气球内的氢分子的运动也叫布朗运动 (2)如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想 气体，初始温度为热力学温度 T，初始压强为大气压强 p0，活塞与缸壁的摩擦可 忽略不计，活塞的横截面积为 S，活塞与水平平台上的物块 A 用水平轻杆连接， 在平台上有另一物块 B，A、B 的质量均为 m，两物块与平台间的动摩擦因数均 为μ＝ p0S 10mg ，两物块间距为 d，开始时活塞距缸底距离也为 d(μ、d 未知)。现对 汽缸内的气体缓慢加热。求： ①物块 A 开始移动时，汽缸内的温度； ②物块 B 开始移动时，汽缸内的温度。 2．(1)下列说法正确的是________。 A．布朗运动间接的反映了固体分子的热运动 B．单晶体的各向异性是由单晶体的内部结构决定的 C．理想气体的分子间距为 r0，处于平衡位置，其分子间作用力为 0，所以 分子势能为 0 D．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是水分子的 表面张力作用的结果 E．热量可以从低温物体传到高温物体 (2)一定质量的理想气体，按如图所示过程变化，已知在状态 A 时的体积为 1 L，气体从状态 A 到状态 D 的过程内能增加了 800 J。(取标准大气压 p0＝1.0×105 Pa) ①求气体在状态 D 时的体积； ②气体从状态 D 到状态 A 的过程中是吸热还是放热，对应的热量是多少？ 3.(1)如图，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态 c，最后经等压过程 ca 回到初态 a.下列说法正确的是________。 A．在过程 ab 中气体的内能增加 B．在过程 ca 中外界对气体做功 C．在过程 ab 中气体对外界做功 D．在过程 bc 中气体从外界吸收热量 E．在过程 ca 中气体从外界吸收热量 (2)图中竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的 4 倍，筒足 够长，粗筒中 A、B 两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长 L＝17 cm，活塞 A 的上方细筒中的水银深 h1＝20 cm，粗筒中水银 深 h2＝5 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞 B， 使之处于平衡状态。现使活塞 B 缓慢向下移动，直至水银恰好全部 进入粗筒中，设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强 p0 相当于 75 cm 高水银柱产生的压强。求： ①此时气柱的长度； ②活塞 B 向下移动的距离。 热点 35 选修 3－3 1．解析：(1)放飞的氢气球，随着高度的增加，大气压减小温度降低，体积 增加对外做功，根据热力学第一定律可知内能一定减小，故 A 正确；由于气球 高度的增加，温度降低，气体分子的平均速率减小，但还有一少部分的气体分子 速率增加，故 B 错误；由于气球高度的增加，压强减小，体积增加，因此氢气 要对外做功，故 C 正确；所有气体速率的分布总是呈“中间多，两头少”的分 布规律，故 D 正确；布朗运动是悬浮在液体或气体中固体颗粒的运动，因此氢 分子的运动不是布朗运动，故 E 错误。 (2)①对汽缸内的气体用理想气体状态方程p1V1 T1 ＝p2V2 T2 p0（dS） T ＝ （p0＋μmg S ） T1 dS μ＝ p0S 10mg T1＝11 10T。 ②对汽缸内的气体用理想气体状态方程 p0（dS） T ＝ （p0＋2μmg S ）2dS T2 μ＝ p0S 10mg T2＝12 5 T 答案：(1)ACD (2)①11 10T ②12 5 T 2．解析：(1)布朗运动间接地反映了液体分子的热运动，A 错误；单晶体的 各向异性是由单晶体的内部结构决定的，B 正确；理想气体的分子间距离较大， 一般大于 10r0，其分子间作用力为 0，分子势能为 0，C 错误；由于水分子的表 面张力作用，在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，D 正确； 热量可以从低温物体传到高温物体，比如电冰箱、空调等，只是会引起其他变化 而已，E 正确。 (2)①根据图象知 TA＝150 K，由理想气体状态方程pAVA TA ＝pDVD TD 得 VD＝6 L。 ②D 到 A 过程为等压过程，体积减小，外界对气体做功 W＝pΔV＝500 J 由热力学第一定律：ΔU＝Q＋W，得 Q＝－1 300 J 可知 D 到 A 过程为放热，放热 1 300 J。 答案：(1)BDE (2)①6 L ②放热 1 300 J 3．解析：(1)ab 过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加， A 正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，C 错误；一定质量的理想 气体内能仅由温度决定，bc 过程发生等温变化，内能不变，bc 过程，气体体积 增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D 正确； ca 过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B 正确；ca 过程， 气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向 外界放热，E 错误． (2)①设气体初态的压强为 p1，则有 p1＝p0＋h1＋h2 设 S 为粗圆筒的横截面积，气体初态的体积 V1＝SL 设气体末态的压强为 p2，有 p2＝p0＋h2＋h1 4 设末态气柱的长度为 L′，气体体积为 V2＝SL′ 由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2 联立各式代入数据解得 L′＝20 cm； ②活塞 B 下移的距离 d 为 d＝L′－L＋h1 4 代入数据解得 d＝8 cm。 答案：(1)ABD (2)①20 cm ②8 cm