2020版高考物理二轮复习 第一部分 专题复习训练 课时作业十五 选修3－3（含解析）

课时作业十五选修331(1)(2019年陕西一模)(多选)以下说法正确的是_A晶体一定具有规则的形状且有各向异性的特征B液体的分子势能与液体的体积有关C水的饱和汽压随温度变化而变化D组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”E分子质量不同的两种气体，温度相同时，其分子的平均动能一定相同图1(2)如图1所示，用质量m1 kg的绝热活塞在绝热汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦力忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h10.5 m，气体的温度t127.现用汽缸内一电热丝(未画出)给气体缓慢加热，加热至t2267，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能增加U400 J已知大气压强p01.0105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，活塞横截面积S5.0104 m2，求：初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2；此过程中汽缸内气体吸收的热量Q.解析：(1)单晶体具有规则的形状，且有各向异性的特征，而多晶体表现为各向同性，选项A错误；分子势能的产生是由于分子间存在作用力，微观上分子间距离的变化引起宏观上体积的变化，分子间作用力变化，分子势能才变化，选项B正确；水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度越高，饱和汽压越大，选项C正确；只有晶体的分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”，选项D错误；温度是分子平均动能的标志，温度相同时，其分子的平均动能一定相同，选项E正确(2)开始时，活塞受力平衡，有p0Smgp1S解得p1p01.2105 Pa气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可得解得h20.9 m气体在膨胀过程中外界对气体做功为Wp1V1.2105(0.90.5)5104 J24 J由热力学第一定律UWQ解得QUW400 J(24)J424 J答案：(1)BCE(2)1.2105 Pa0.9 m424 J2(1)(多选)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图2所示下列判断正确的是_图2A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析：(1)因为C，从图中可以看出，ab过程不变，则体积V不变，外力做功W0，气体温度升高，则U0，根据热力学第一定律UQW可知Q0，即气体吸收热量，A正确；bc过程气体温度不变，U0，但气体压强减小，由C知V增大，气体对外做功，W0，由UQW可知Q0，即气体吸收热量，B错误；ca过程气体压强不变，温度降低，则U0，由C知V减小，外界对气体做功，W0，由UWQ可知|W|Q|，C错误；状态a温度最低，而温度是分子平均动能的标志，D正确；bc过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子平均动能不变，因此容器壁单位面积单位时间受到分子撞击的次数减少了，E正确(2)设汽缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得phS(pp)(hh)S解得pp外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h.根据盖吕萨克定律得解得hh据题意可得p气体最后的体积为VSh联立式得V.答案：(1)ADE(2)3(1)(多选)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是_A固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的B液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力C液体的蒸发现象在任何温度下都能发生D汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的E在有的物态变化中虽然物质吸收热量但温度却不升高 图3(2)如图3所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时将开关K关闭已知大气压强p075.0 cmHg.求放出部分水银后，A侧空气柱的长度；此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度解析：(1)无论固体、液体还是气体，其内部分子都在永不停息地做无规则热运动，A错误；当分子间距离为r0时，分子间的引力和斥力相等，液体表面层的分子比较稀疏，分子间距离大于r0，所以分子间作用力表现为引力，B正确；蒸发只发生在液体表面，在任何温度下都能发生，C正确；汽化是物质从液态变成气态的过程，汽化分为蒸发和沸腾两种情况，不是分子间的相互排斥产生的，D错误；冰在熔化过程中吸收热量但温度不升高，E正确(2)以cmHg为压强单位设A侧空气柱长度l10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1.由玻意耳定律得plp1l1由力学平衡条件得pp0h打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止由力学平衡条件有p1p0h1联立式，并代入题给数据得l112.0 cm当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得plp2l2由力学平衡条件有p2p0联立式，并代入题给数据得l210.4 cm设注入的水银在管内的长度为h，依题意得h2(l1l2)h1联立式，并代入题给数据得h13.2 cm.答案：(1)BCE(2)12.0 cm13.2 cm4(1)(多选)下列说法正确的是_A布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动B液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离C扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生D随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小E气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多(2)如图4甲所示，开口向上、内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，在汽缸P、Q两处设有卡口，使厚度不计的活塞只能在P、Q之间运动开始时活塞停在Q处，温度为300 K，现缓慢加热缸内气体，直至活塞运动到P处，整个过程中的pV图线如图4乙所示设外界大气压强p01.0105 Pa.图4说出图乙中气体状态的变化过程、卡口Q下方气体的体积以及两卡口之间的汽缸的体积；求活塞刚离开Q处时气体的温度以及缸内气体的最高温度解析：(1)布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，它的运动是由液体或气体分子无规则运动频繁撞碰引起的所以反映了液体或气体分子在做无规则运动，故A错误；液体表面分子比较稀疏，故液体表面分子间距离大于内部分子之间距离，故B正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，故C错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但是分子势能的变化却不一定，如分子之间距离从小于r0位置开始增大，则分子势能先减小后增大，故D正确；由C可知，气体体积不变时，温度越高，气体的压强越大，由于单位体积内气体分子数不变，分子平均动能增大，所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故E正确(2)从题图乙可以看出，气体先做等容变化，然后做等压变化，最后做等容变化，由题图乙可知，卡口Q下方气体的体积V01.0103 m3两卡口之间的汽缸的体积V1.2103 m31.0103 m30.2103 m3.从题图乙可以看出开始时缸内气体的压强为p0活塞刚离开Q处时，气体压强p21.2105 Pa由查理定律有解得t2127设活塞最终移动到P处，由理想气体状态方程有解得t3327.答案：(1)BDE(2)气体先做等容变化，然后做等压变化，最后做等容变化1.0103 m30.2103 m31273275(1)(多选)关于一定量的气体，下列说法正确的是_A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l16 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置达到平衡时如图5甲所示，被封闭气柱的长度l123 cm；当管口向上竖直放置时，如图5乙所示，被封闭气柱的长度l219 cm.已知重力加速度g取10 m/s2，不计温度的变化求：图5大气压强p0(用cmHg表示)；当玻璃管开口向上以a5 m/s2的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度解析：(1)气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A正确；根据气体温度的微观意义可知，B正确；在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，C错误；若气体在从外界吸收热量的同时对外界做功，则气体的内能不一定增加，D错误；气体在等压膨胀过程中，根据盖吕萨克定律知，体积增大，温度升高，E正确(2)由玻意耳定律可得p0l1S(p0l)l2S解得p076 cmHg.当玻璃管加速上升时，设封闭气体的压强为p，气柱的长度为l3，液柱质量为m，对液柱，由牛顿第二定律可得pSp0Smgma，又16 cmHg，解得pp0100 cmHg，由玻意耳定律可得p0l1Spl3S解得l317.48 cm.答案：(1)ABE(2)76 cmHg17.48 cm- 8 -