高三物理二輪復(fù)習(xí) 選考題15分強化練（選修3-3）-人教版高三選修3-3物理試題

選考題15分強化練(選修3－3)1．(1)(5分)給體積相同的兩個容器A、B分別裝滿溫度為60℃的熱水和6℃的冷水．下列說法中正確的是()A．由于溫度是分子平均動能的標志，所以容器A中水分子的平均動能比容器B中水分子的平均動能大B．由于溫度越高，布朗運動越劇烈，所以容器A中水分子的布朗運動比容器B中水分子的布朗運動更劇烈C．若把A、B兩個容器靠在一起，則A、B兩容器內(nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變，這種改變內(nèi)能的方式叫熱傳遞D．由于A、B兩容器內(nèi)水的體積相等，所以A、B兩容器中水分子間的平均距離相等E．已知水的相對分子質(zhì)量是18，若容器B中水的質(zhì)量為3kg，水的密度為1.0×103kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，則容器B中水分子個數(shù)約為1.0×1026圖1(2)(10分)如圖1所示，在圓柱形氣缸中用具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在氣缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，已知外界大氣壓為p0＝75cmHg，室溫t0＝27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為Δh＝1.5cm，此時活塞離容器底部的高度為L＝50cm.已知柱形容器橫截面積S＝0.01m2，75cmHg＝1.0×105Pa.①求活塞的質(zhì)量；②使容器內(nèi)溫度降至－63℃，求此時U形管兩側(cè)水銀面的高度差和活塞離容器底部的高度L′.【解析】(1)布朗運動不是水分子的運動，而是水中小顆粒的無規(guī)則運動，所以選項B錯誤；由于A、B兩容器中水的密度不同(熱水的密度較小)，所以A、B兩容器中水的質(zhì)量不同，水分子的個數(shù)不同，水分子間的平均距離也不相等，選項D錯誤；根據(jù)題意，水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，容器B中水的物質(zhì)的量為n＝eq\f(3000,18)mol＝eq\f(500,3)mol，所以容器B中水分子個數(shù)約為N＝nNA＝1.0×1026，選項E正確．(2)①根據(jù)U形管兩側(cè)水銀面的高度差為Δh＝1.5cm，可知A中氣體壓強pA1＝p0＋pΔh＝75cmHg＋1.5cmHg＝76.5cmHg而pA1＝p0＋p塞所以活塞產(chǎn)生的壓強p塞＝1.5cmHg＝1.5×eq\f(1,75)×105Pa＝0.02×105Pa由p塞＝mg/S，解得m＝2kg.②由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變?nèi)詾棣＝1.5cm初狀態(tài)：溫度T1＝300K，體積V1＝50cm·S；末狀態(tài)：溫度T2＝210K，體積V2＝L′S由蓋-呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)解得活塞離容器底部的高度L′＝35cm.【答案】(1)ACE(2)①2kg②1.5cm35cm2．(1)(5分)下列說法中正確的是________(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A．已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則這種物質(zhì)的分子體積為V＝eq\f(M,ρNA)B．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小C．飽和汽和液體之間的動態(tài)平衡，是指汽化和液化同時進行的過程，且進行的速率相等D．自然界一切過程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏觀過程都能自然發(fā)生E．一定質(zhì)量理想氣體對外做功，內(nèi)能不一定減小，但密度一定減小(2)(10分)如圖2所示，兩端開口、粗細均勻的U型管豎直放置，其中儲有水銀，水銀柱的高度如圖所示．將左管上端封閉，在右管的上端用一不計厚度的活塞封閉右端．現(xiàn)將活塞緩慢下推，當兩管水銀面高度差為20cm時停止推動活塞，已知在推動活塞的過程中不漏氣，大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度不變．求活塞在右管內(nèi)下移的距離．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字．)圖2【解析】(1)若該種物質(zhì)是固體或液體，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該種物質(zhì)的分子體積為V0＝eq\f(M,ρNA)，對氣體分子該計算方式不成立，故A錯誤；當分子間的引力和斥力平衡時，分子力為零，分子勢能最小，故B正確；飽和汽和液體之間的動態(tài)平衡，是指汽化和液化同時進行的過程，且進行的速率相等，C正確；自然界發(fā)生的一切過程能量都守恒，但是根據(jù)熵增原理，一切與熱運動有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的，故D錯誤；一定質(zhì)量理想氣體對外做功，但可能吸收熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式ΔU＝W＋Q，內(nèi)能不一定減少；體積變大，密度變小，故E正確，選B、C、E.(2)設(shè)活塞下移xcm，U型管的截面積為SL′左＝40cmL′右＝(60－x)cmp′右＝(p′左＋20)cmHgp左L左S＝p′左L′左Sp右L右S＝p′右L′右S解得：p′左＝95cmHgp′右＝115cmHgx＝27cm.【答案】(1)BCE(2)27cm3．(1)(5分)下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說法正確的是________(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A．分子力隨分子間距離增大而增大B．氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大C．布朗運動雖不是分子運動，但它證明了組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運動D．緩慢壓縮一定量理想氣體，若此過程氣體溫度不變，則外界對氣體做正功但氣體內(nèi)能不變E．氣體體積不變時，溫度越高，單位時間內(nèi)容器壁單位面積受到氣體分子撞擊的次數(shù)越多(2)(10分)如圖3所示，汽缸呈圓柱形，上部有擋板，內(nèi)部高度為d.筒內(nèi)一個很薄的質(zhì)量不計的活塞封閉一定量的理想氣體，開始時活塞處于離底部eq\f(d,2)的高度，外界大氣壓強為1×105Pa，溫度為27℃，現(xiàn)對氣體加熱．求：圖3①當活塞剛好到達汽缸口時氣體的溫度；②氣體溫度達到387℃時氣體的壓強．【解析】(1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得氣體放出熱量，有可能外界對氣體做功，溫度升高，平均動能增大，B正確；布朗運動是懸浮在液體中顆粒的運動，是由于液體分子的撞擊形成，它不是液體分子的熱運動，但是是液體分子熱運動的反映，C錯誤；緩慢壓縮一定量氣體，若此過程氣體溫度不變，則外界對氣體做正功，由于一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體內(nèi)能不變，故D正確；根據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C可得氣體體積不變時，溫度越高，壓強越大，即單位時間內(nèi)容器壁單位面積受到氣體分子撞擊的次數(shù)越多，E正確；故選B、D、E.(2)①以封閉氣體為研究對像：p1＝p0，V1＝Seq\f(d,2)，T1＝300K設(shè)溫度升高到T2時，活塞剛好到達汽缸口，此時：p2＝p0，V2＝Sd根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得T2＝600K.②T3＝387℃＝660K>T2，封閉氣體先做等壓變化，活塞到達汽缸口之后做等容變化此時有V3＝Sd，T3＝660K由理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)解得p3＝1.1×105Pa.【答案】(1)BDE(2)①600K②1.1×105Pa4．(1)(5分)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是__________．A．為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E．機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程(2)(10分)很多轎車為了改善夜間行駛時的照明問題，在車燈的設(shè)計上選擇了氙氣燈，這是因為氙氣燈燈光的亮度是普通燈燈光亮度的3倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍．若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6L，氙氣密度ρ＝6.0kg/m3.已知氙氣的摩爾質(zhì)量M＝0.131kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1.試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)①燈頭中氙氣分子的總個數(shù)；②燈頭中氙氣分子間的平均距離．【解析】(1)由ΔU＝W＋Q可知做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種途徑，它們是等效的，故A正確、B錯誤．由熱力學(xué)第二定律可知，可以從單一熱源吸收熱量，使之全部變?yōu)楣?，但會產(chǎn)生其他影響，故C正確．由熱力學(xué)第二定律知，熱量只是不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，則D項錯．一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程不可逆，則E正確．(2)①設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n，則n＝eq\f(ρV,M)分子總個數(shù)N＝nNA＝eq\f(ρV,M)NA代入數(shù)據(jù)得N＝4×1022個．②平均每個分子占空間V0＝eq\f(V,N)分子間的平均距離d＝eq\r(3,V0)解得d＝3×10－9m.【答案】(1)ACE(2)①4×1022個②3×10－9m5．(1)(5分)下列說法正確的是________．A．液面上部的蒸汽達到飽和時就不會有液體分子從液面飛出B．質(zhì)量相等的80℃的液態(tài)萘和80℃的固態(tài)萘相比，具有不同的分子勢能C．單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性D．液體表面層分子的勢能比液體內(nèi)部分子的勢能大E．理想氣體等溫膨脹時從單一熱源吸收的熱量可以全部用來對外做功，這一過程違反了熱力學(xué)第二定律(2)(10分)如圖4甲所示，左端封閉、內(nèi)徑相同的U形細玻璃管豎直放置，左管中封閉有長為L＝20cm的空氣柱，兩管水銀面相平，水銀柱足夠長．已知大氣壓強為p0＝75cmHg.①若將裝置翻轉(zhuǎn)180°，使U形細玻璃管豎直倒置(水銀未溢出)，如圖4乙所示．當管中水銀靜止時，求左管中空氣柱的長度；②若將圖4甲中的閥門S打開，緩慢流出部分水銀，然后關(guān)閉閥門S，右管水銀面下降了H＝35cm，求左管水銀面下降的高度.【導(dǎo)學(xué)號：37162122】圖4【解析】(1)液面上部的蒸汽達到飽和時，液體分子從液面飛出，同時有蒸汽分子進入液體中，從宏觀上看，液體不再蒸發(fā)，故A錯誤；液態(tài)萘凝固成80℃的固態(tài)萘的過程中放出熱量，溫度不變，溫度不變則分子的平均動能不變，萘放出熱量的過程中內(nèi)能減小，而分子平均動能不變，所以一定是分子勢能減小，故B正確；根據(jù)多晶體與單晶體的特點可知，單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，故C正確；液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子之間的距離大，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子之間的距離有縮小的趨勢，可知液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢能，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，理想氣體等溫膨脹時從單一熱源吸收的熱量可以全部用來對外做功，但會引起其他的變化，這一過程不違反熱力學(xué)第二定律，故E錯誤．故選B、C、D.(2)①設(shè)左管中空氣柱的長度增加h，由玻意耳定律：p0L＝(p0－2h)(L＋h)代入數(shù)據(jù)解得：h＝0或h＝17.5cm，所以，左管中空氣柱的長度為20cm或37.5cm.②設(shè)左管水銀面下降的高度為x，左、右管水銀面的高度差為y，由幾何關(guān)系：x＋y＝H由玻意耳定律：p0L＝(p0－y)(L＋x)聯(lián)立兩式解得：x2＋60x－700＝0解方程得：x＝10cm或x＝－70cm(舍去)，故左管水銀面下降的高度為10cm.【答案】(1)BCD(2)①20cm或37.5cm②10cm6．(1)(5分)下列說法正確的是________(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分)．A．液體中懸浮的顆粒越大，某時刻撞擊它的分子越多，布朗運動越不明顯B．用“油膜法估測分子的大小”的實驗中，油酸分子直徑等于滴在液面上的純油酸體積除以相應(yīng)油酸膜的面積C．溫度升高，每個分子的動能都增大，導(dǎo)致分子平均動能增大D．冰箱內(nèi)低溫食品的熱量自發(fā)地傳到了冰箱外高溫的空氣E．溫度升高，有的分子動能可能增大，有的分子動能可能減小，但分子平均動能一定增大(2)(10分)如圖5甲所示為“⊥”型上端開口的玻璃管，管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體，上管足夠長，圖中粗細部分截面積分別為S1＝2cm2、S2＝1cm2.封閉氣體初始溫度為57℃，氣體長度為L＝22cm，乙圖為對封閉氣體緩慢加熱過程中氣體壓強隨體積變化的圖線．(攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系是T＝t＋273K)求：甲乙圖5①封閉氣體初始狀態(tài)的壓強；②若緩慢升高氣體溫度，升高至多少可以將所有水銀全部壓入細管內(nèi)．【解析】(1)液體中懸浮的顆粒越大，某時刻撞擊它的分子越多，越容易達到平衡，布朗運動越不明顯，故A正確；用“油膜法估測分子的大小”的實驗中，油酸分子直徑等于滴在液面上的純油酸體積除以相應(yīng)油酸膜的面積，故B正確；溫度升高，導(dǎo)致分子平均動能增大，但并不是每個分子的動能都增大，有的動能減小，故C錯誤；冰箱內(nèi)低溫食品的熱量不可能自發(fā)地傳到了冰箱外高溫的空氣，之所以內(nèi)部溫度降低是因為壓縮機工作的原因，同時消耗了電能，故D錯誤；溫度升高，有的分子動能可能增大，有的分子動能可能減小，但分子