2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子物理 選修3-4 3-5 第82講 選考3-3加練半小時(shí) 教科版

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1、 第82講 選考3-3 1．(多選)(2017·貴州凱里模擬)下列說法中正確的是(　　) A．用“油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸分子的直徑等于油酸酒精溶液的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積 B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 C．液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性 D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強(qiáng)必然增大 E．晶體在熔化過程中吸收熱量，主要用于破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能 2．(多選)(2017·黑龍江哈爾濱模擬)下列說法中正確的是(　　) A．一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，則單位時(shí)間內(nèi)分子與器壁碰撞

2、次數(shù)隨溫度降低而減少 B．知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算出該氣體中分子間的平均距離 C．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其它元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成 D．同種物質(zhì)不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn) E．液體表面具有收縮的趨勢，是由于液體表面層里分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故 3．(多選)(2017·廣西南寧一模)下列說法正確的是(　　) A．利用氧氣的摩爾質(zhì)量、密度以及阿伏加德羅常數(shù)就可以算出氧氣分子體積 B．一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積無關(guān) C．固體很難被壓縮是因?yàn)槠鋬?nèi)部的分子之間存在斥力作用 D．只要物體

3、與外界不發(fā)生熱量交換，其內(nèi)能就一定保持不變 E．物體溫度升高，分子的平均動能一定增加 4．(多選)(2017·陜西寶雞一模)下列說法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動說明了液體分子與懸浮顆粒之間存在著相互作用力 B．物體的內(nèi)能在宏觀上只與其所處狀態(tài)及溫度和體積有關(guān) C．一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行 D．液體密度越大表面張力越大，溫度越高表面張力越小 E．氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 5．(多選)(2017·安徽省“皖南八?！钡诙温?lián)考)下列說法正確的是(　　) A．已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，能估算出氣體分

4、子的大小 B．若兩個(gè)分子只受到它們之間的分子力作用，當(dāng)分子間的距離減小時(shí)，分子的動能一定增大 C．系統(tǒng)吸收熱量時(shí)，它的內(nèi)能不一定增加 D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．氣體對容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對容器壁頻繁碰撞引起的 6．(多選)(2017·福建廈門模擬)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p－T圖像如圖1所示，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 B．過程ab中氣體一定吸熱 C．過程ca中外界對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

5、平均動能最小 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 7.(2017·貴州凱里模擬)一定質(zhì)量的理想氣體的p－V圖像如圖2所示，其中a→b為等容過程，b→c為等壓過程，c→a為等溫過程．已知?dú)怏w在狀態(tài)a時(shí)的溫度Ta＝400K，在狀態(tài)b時(shí)的體積Vb＝22.4L，已知1atm＝1.0×105Pa. 圖2 (1)求氣體在狀態(tài)b時(shí)的溫度Tb； (2)求氣體在狀態(tài)c時(shí)的體積Vc； (3)求氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c過程中對外做的功W，該過程氣體是放熱還是吸熱？ 8．(2017·黑龍江大慶二模)如圖3所示，長為50cm，內(nèi)壁光滑的汽缸固定在水平面上，

6、汽缸內(nèi)用橫截面積為100cm2的活塞封閉有壓強(qiáng)為1.0×105Pa、溫度為27℃的理想氣體，開始時(shí)活塞位于距左側(cè)缸底30cm處．現(xiàn)對封閉的理想氣體加熱．使活塞緩慢向右移動．(已知大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa) 圖3 (1)試計(jì)算當(dāng)溫度升高到327℃時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)； (2)若在此過程中封閉氣體共吸收了700J的熱量，試計(jì)算氣體增加的內(nèi)能． 9．(2017·山東濰坊一模)如圖4所示，汽缸開口向下豎直放置，汽缸的總長度為L＝0.4m，開始時(shí)，厚度不計(jì)的活塞處于處，現(xiàn)將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動過程中汽缸不漏氣)，直到開口向上豎直放置，穩(wěn)定時(shí)活塞離汽缸底部的距離為，已知汽缸

7、的橫截面積S＝10cm2，環(huán)境溫度為T0＝270K保持不變，大氣壓強(qiáng)p0＝1.02×105Pa，重力加速度g取10m/s2. 圖4 (1)求活塞質(zhì)量； (2)緩慢加熱汽缸內(nèi)的氣體，至活塞離汽缸底部的距離為，求此時(shí)氣體的溫度及此過程中氣體對外做的功． 10.如圖5所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體．已知活塞截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0，缸內(nèi)氣體溫度為T1.現(xiàn)對汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使氣體體積由V1增大到V2，該過程中氣體吸收的熱量為Q1，停止加熱并保持體積V2不變，使其降溫到T1，已知重力加速度為g，求：

8、 圖5 (1)停止加熱時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度； (2)降溫過程中氣體放出的熱量． 11.如圖6所示，某水銀氣壓計(jì)的玻璃管頂端高出水銀槽液面100cm不變，因上部混有少量的空氣使讀數(shù)不準(zhǔn)，當(dāng)氣溫為27℃時(shí)，實(shí)際大氣壓為76cmHg，而該氣壓計(jì)讀數(shù)為70cmHg.求： 圖6 (1)若氣溫為27℃時(shí)，該氣壓計(jì)中水銀柱高度為64cm，則此時(shí)實(shí)際氣壓為多少cmHg? (2)在氣溫為－3℃時(shí)，該氣壓計(jì)中水銀柱高度變?yōu)?3cm，則此時(shí)實(shí)際氣壓應(yīng)為多少cmHg? 12.(2017·湖北七市聯(lián)合考試)如圖7所示，一端開口且內(nèi)壁光滑的玻璃管豎直放置，管

9、中用一段長H0＝25cm的水銀柱封閉一段長L1＝20cm的空氣，此時(shí)水銀柱上端到管口的距離為L2＝25cm，大氣壓強(qiáng)恒為p0＝75cmHg，開始時(shí)封閉氣體溫度為t1＝27℃，取0℃為273K．求： 圖7 (1)將封閉氣體溫度升高到37℃，在豎直平面內(nèi)從圖示位置緩慢轉(zhuǎn)動至玻璃管水平時(shí)，封閉空氣的長度． (2)保持封閉氣體初始溫度27℃不變，在豎直平面內(nèi)從圖示位置緩慢轉(zhuǎn)動至玻璃管開口向下豎直放置時(shí)，封閉空氣的長度．(轉(zhuǎn)動過程中沒有發(fā)生漏氣) 13．(2017·重慶一診)如圖8所示為壓縮式噴霧器，該噴霧器儲液桶的容積為V0＝6dm3.先往桶內(nèi)注入體積為V＝4dm3的藥

10、液，然后通過進(jìn)氣口給儲液桶打氣，每次打進(jìn)ΔV＝0.2dm3的空氣，使噴霧器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)達(dá)到p＝4atm.設(shè)定打氣過程中，儲液桶內(nèi)空氣溫度保持不變，藥液不會向外噴出，噴液管體積及噴液口與儲液桶底間高度差不計(jì)，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1atm. 圖8 (1)打氣的次數(shù)n； (2)通過計(jì)算說明，能否使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完． 14．(2017·山東棗莊一模)如圖9所示，兩端開口的U形管粗細(xì)均勻，左右兩管豎直，底部的直管水平．水銀柱的長度如圖中標(biāo)注所示，水平管內(nèi)兩段空氣柱a、b的長度分別為10cm、5cm.在左管內(nèi)緩慢注入一定量的水銀，穩(wěn)定后右管的水銀面比原來升高了h＝10cm.

11、已知大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg，求向左管注入的水銀柱長度． 圖9 答案精析 1．BCE　2.BCE　3.BCE　4.CDE　5.CDE　6.BDE 7．(1)100K　(2)89.6L　(3)6720J　吸熱 解析　(1)氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等容過程， 根據(jù)查理定律有：＝，解得Tb＝100 K. (2)氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c為等壓過程， 根據(jù)蓋－呂薩克定律有：＝， 解得Vc＝89.6 L. (3)氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c為等壓過程，氣體體積變大，對外做功，W＝pb(Vc－Vb)＝6 720 J， 由蓋－呂薩克定律可知體積增大時(shí)溫度升高， 所以氣體內(nèi)能增大，ΔU>0，

12、由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知， 由于b→c氣體對外做功，W為負(fù)值，Q為正值， 氣體吸收的熱量大于氣體對外做的功，為吸熱過程． 8．(1)1.2×105Pa　(2)500J 解析　(1)設(shè)活塞橫截面積為S，封閉氣體剛開始的溫度為T1，體積為L1S，壓強(qiáng)為p1，當(dāng)活塞恰好移動到汽缸口時(shí)，封閉氣體的溫度為T2，體積為L2S，壓強(qiáng)p2＝p1， 則由蓋－呂薩克定律可得＝ 解得：T2＝500 K，即227 ℃ 因?yàn)?27 ℃<327 ℃， 所以氣體接著發(fā)生等容變化， 設(shè)當(dāng)氣體溫度達(dá)到T3＝(327＋273) K＝600 K時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p3， 由查理定律可得：＝ 解得：p3

13、＝1.2×105 Pa (2)此過程中氣體對外界做功，W＝－p0(L2－L1)S 解得W＝－200 J 由熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝W＋Q 解得：ΔU＝500 J 9．(1)3.4kg　(2)540K　13.6J 解析　(1)設(shè)轉(zhuǎn)動之前，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，轉(zhuǎn)動后，氣體壓強(qiáng)為p2，活塞質(zhì)量為m，可得p1＝p0－ p2＝p0＋ 由玻意耳定律得p1S＝p2S 聯(lián)立解得m＝3.4kg (2)緩慢加熱氣體，氣體做等壓變化， 由蓋－呂薩克定律得＝ 解得T＝540K 氣體體積增大，氣體對外做功，由W＝p2ΔV 解得W＝13.6J 10．(1)T1　(2)Q1－(p0＋)(V2

14、－V1) 解析　(1)加熱過程中氣體等壓膨脹，由＝， 得：T2＝T1. (2)設(shè)加熱過程中，封閉氣體內(nèi)能增加ΔU，因氣體體積增大，故此過程中氣體對外做功，W<0 由熱力學(xué)第一定律知：ΔU＝Q1＋W 其中W＝(p0＋)(V1－V2) 由于理想氣體內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，故再次降到原溫度時(shí)氣體放出的熱量滿足Q2＝ΔU 整理可以得到：Q2＝Q1－(p0＋)(V2－V1)． 11．(1)69cmHg　(2)79cmHg 解析　(1)根據(jù)平衡知識得： 上部混有少量的空氣壓強(qiáng)為： p1＝(76－70) cmHg＝6 cmHg 設(shè)玻璃管橫截面積為S cm2， 上部混有少量的空氣體積：

15、 V1＝(100－70)S＝30S cm3 若在氣溫為27 ℃時(shí)， 用該氣壓計(jì)測得的氣壓讀數(shù)為64 cmHg， 空氣體積：V2＝(100－64)S＝36S cm3 氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律得：p1V1＝p2V2 解得p2＝5 cmHg p0′＝(64＋5) cmHg＝69 cmHg (2)T1＝(273＋27) K＝300 K V3＝(100－73)S＝27S cm3 T3＝(273－3) K＝270 K 根據(jù)氣體狀態(tài)方程＝C得：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：p3＝6 cmHg p0″＝(73＋6) cmHg＝79 cmHg 12．(1)27.6cm　(2)40cm 解析　

16、(1)初狀態(tài)p1＝p0＋ρgH0＝100cmHg V1＝L1S T1＝300K 末狀態(tài)p2＝p0＝75cmHg V2＝L1′S T2＝310K 由理想氣體狀態(tài)方程＝ 得L1′≈27.6cm (2)末狀態(tài)p3＝p0－ρgH0＝50cmHg V3＝L3S 由玻意耳定律p1V1＝p3V3 得L3＝40cm 因L3＋H0

17、 有p(V0－V)＝p′V0 解得p′＝1.33 atm>p0 說明能使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完． 14．21.5cm 解析　設(shè)初狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的壓強(qiáng)均為p1，由題意知： p1＝90 cmHg 因右管水銀面升高的高度10 cm<12 cm， 故b空氣柱仍在水平直管內(nèi)． 設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的壓強(qiáng)均為p2，則： p2＝100 cmHg 設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的長度分別為La2、Lb2. 對a部分空氣柱，根據(jù)玻意耳定律： p1La1S＝p2La2S 對b部分空氣柱，根據(jù)玻意耳定律： p1Lb1S＝p2Lb2S 代入數(shù)據(jù)解得： La2＝9 cm Lb2＝4.5 cm 設(shè)左管所注入的水銀柱長度為L，由幾何關(guān)系得： L＝2h＋(La1＋Lb1)－(La2＋Lb2) 代入數(shù)據(jù)解得： L＝21.5 cm 11