統(tǒng)考版2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)闖關(guān)導(dǎo)練熱點17選修3-3含解析

PAGE8-熱點17選修3－31．[2024·全國卷Ⅰ，33][物理——選修3－3](1)分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時，F(xiàn)＝0.分子間勢能由r確定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子間的勢能為零．若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．(2)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為志向氣體)．甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為eq\f(1,2)p.現(xiàn)通過連接兩罐的細(xì)管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等．求調(diào)配后(ⅰ)兩罐中氣體的壓強；(ⅱ)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比．2．[物理——選修3－3](1)下列說法正確的是________．A．飽和蒸氣壓隨溫度的上升而增大B．單晶體在某些物理性質(zhì)上具有各向異性C．肯定量的志向氣體從外界吸熱，其內(nèi)能肯定增加D．液體溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運動越猛烈E．當(dāng)分子之間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子力隨分子間距離的增大而增大(2)如圖所示，一豎直放置、粗細(xì)勻稱且足夠長的U形玻璃管，右端通過橡膠管與放在水中導(dǎo)熱的球形容器連通，球形容器連同橡膠管的容積為V0＝90cm3，U形玻璃管中，被水銀柱封閉有肯定質(zhì)量的志向氣體．當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1＝16cm，水銀柱上方空氣柱長h0＝20cm，(已知大氣壓強p0＝76cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S＝0.5cm2)(ⅰ)若對水緩慢加熱，應(yīng)加熱到多少攝氏度，兩邊水銀柱高度會在同一水平面上？(ⅱ)保持加熱后的溫度不變，往左管中緩慢注入水銀，問注入水銀的高度多少時右管水銀面回到原來的位置？

3.[2024·全國卷Ⅱ，33][物理——選修3－3](1)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違反熱力學(xué)第肯定律的有________，不違反熱力學(xué)第肯定律、但違反熱力學(xué)其次定律的有________．(填正確答案標(biāo)號)A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫?zé)嵩醇橙〉臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)(2)潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相像．潛水鐘在水下時其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿意潛水員水下避險的須要．為計算便利，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示．已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強為p0，H?h，忽視溫度的變更和水密度隨深度的變更．(ⅰ)求進入圓筒內(nèi)水的高度l；(ⅱ)保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為p0時的體積．4．[2024·全國卷Ⅲ，33][選修3—3](1)如圖，一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉了肯定質(zhì)量的志向氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦．現(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢下降．環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)．在活塞下降過程中________．A．氣體體積漸漸減小，內(nèi)能增加B．氣體壓強漸漸增大，內(nèi)能不變C．氣體壓強漸漸增大，放出熱量D．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變E．外界對氣體做功，氣體汲取熱量(2)如圖，兩側(cè)粗細(xì)勻稱、橫截面積相等、高度均為H＝18cm的U型管，左管上端封閉，右管上端開口．右管中有高h(yuǎn)0＝4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離為l＝12cm.管底水平段的體積可忽視．環(huán)境溫度為T1＝283K，大氣壓強p0＝76cmHg.(ⅰ)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達右管底部．此時水銀柱的高度為多少？(ⅱ)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫度為多少？熱點17選修3－31．答案：(1)減小減小小于(2)(ⅰ)eq\f(2,3)p(ⅱ)eq\f(2,3)解析：(1)若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢能減??；由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢能減??；在間距為r1處，勢能小于零．(2)(ⅰ)假設(shè)乙罐中的氣體被壓縮到壓強為p，其體積變?yōu)閂1，由玻意耳定律有eq\f(1,2)p(2V)＝pV1①現(xiàn)兩罐氣體壓強均為p，總體積為(V＋V1)．設(shè)調(diào)配后兩罐中氣體的壓強為p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V)②聯(lián)立①②式可得p′＝eq\f(2,3)p③(ⅱ)若調(diào)配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強p時，體積為V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2④設(shè)調(diào)配后甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比為k，由密度的定義有k＝eq\f(V2,V)⑤聯(lián)立③④⑤式可得k＝eq\f(2,3)⑥2．答案：(1)ABD(2)(ⅰ)86.63℃(ⅱ)19.04解析：(1)飽和蒸氣壓與溫度有關(guān)，且隨著溫度的上升而增大，故A正確；單晶體內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)在空間排列規(guī)則，某些物理性質(zhì)具有各向異性，故B正確；依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，做功和熱傳遞都可以變更內(nèi)能，所以氣體吸熱內(nèi)能不肯定增加，故C錯誤；液體溫度越高，分子熱運動的平均動能越大，懸浮顆粒越小，慣性越小，碰撞的不平衡性越明顯，布朗運動越猛烈，故D正確；分子間的作用力表現(xiàn)為斥力時，分子力隨分子間距離的增大而減小，故E錯誤．(2)(ⅰ)初狀態(tài)壓強、體積、溫度分別為p1＝p0－16cmHg＝60cmHg，V1＝V0＋h0S，T1＝273K，末狀態(tài)壓強、體積、溫度分別為p2＝p0，V2＝V1＋eq\f(h1,2)S，T2＝(273＋t)K，由志向氣體狀態(tài)方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，代入數(shù)據(jù)得t＝86.63℃；(ⅱ)當(dāng)往左管注入水銀后，末狀態(tài)壓強為p，體積為V1＝V0＋h0S由玻意耳定律得p2V2＝pV1，解得p＝79.04cmHg，則Δh＝79.04cm－76cm＝可知往左管注入水銀的高度為h＝h1＋Δh＝19.04cm3．答案：(1)BC(2)(ⅰ)eq\f(ρgH,p0＋ρgH)h(ⅱ)eq\f(ρgSHh,p0)解析：(1)汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違反熱力學(xué)第肯定律也不違反熱力學(xué)其次定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違反了熱力學(xué)第肯定律；熱機工作時汲取的熱量不行能全部用來對外做功，而不產(chǎn)生其他影響，明顯C選項遵循熱力學(xué)第肯定律，但違反了熱力學(xué)其次定律；冰箱的制冷機工作時，從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，既不違反熱力學(xué)第肯定律也不違反熱力學(xué)其次定律，綜上所述，第一個空選B，其次個空選C.(2)(ⅰ)設(shè)潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為V0和V1，放入水下后筒內(nèi)氣體的壓強為p1，由玻意耳定律和題給條件有p1V1＝p0V0①V0＝hS②V1＝(h－l)S③p1＝p0＋ρg(H－l)④聯(lián)立以上各式并考慮到H?h>l，解得l＝eq\f(ρgH,p0＋ρgH)h⑤(ⅱ)設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強為p2，此時筒內(nèi)氣體的體積為V0，這些氣體在其壓強為p0時的體積為V3，由玻意耳定律有p2V0＝p0V3⑥其中p2＝p0＋ρgH⑦設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為V，依題意V＝V3－V0⑧聯(lián)立②⑥⑦⑧式得V＝eq\f(ρgSHh,p0)⑨4．答案：(1)BCD(2)(ⅰ)12.9cm(ⅱ)363解析：(1)外力使活塞緩慢下降的過程中，由于溫度保持不變，則氣體的內(nèi)能保持不變，氣體的體積漸漸減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第肯定律可知，氣體向外界放出熱量，又由玻意耳定律可知，氣體體積減小，氣體的壓強增大，由以上分析可知BCD正確，AE錯誤．(2)(ⅰ)設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強變?yōu)閜2.由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀