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1、熱點21 選修3-3
(建議用時:15分鐘)
1.(2019·湖北武漢部分示范高中聯(lián)考)(1)下列說法正確的是________.
A.當兩分子間的距離大于r0時,分子間的距離越大,分子勢能越小
B.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用
C.在空氣中一定質(zhì)量的100 ℃的水吸收熱量后變?yōu)?00 ℃的水蒸氣,則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能
D.對一定質(zhì)量的氣體做功,氣體的內(nèi)能不一定增加
E.熱量不能從低溫物體向高溫物體傳遞
(2)如圖甲所示,粗細均勻、橫截面積為S的足夠長的導熱細玻璃管豎直放置,管內(nèi)用質(zhì)量為m的水銀柱密封著一定質(zhì)量的理想氣體,當環(huán)境溫度為T,大氣壓強為p0時,氣
2、柱的長度為L0,現(xiàn)保持溫度不變將玻璃管緩慢水平放置.重力加速度為g,不計摩擦,水銀始終沒有從管口溢出.
(i)求穩(wěn)定后氣柱的長度;
(ii)若將環(huán)境溫度降為,將玻璃管平放于光滑水平桌面上并讓其以加速度a向左做勻加速直線運動(如圖乙所示),求穩(wěn)定后的氣柱長度.
解析 (1)兩分子之間的距離等于r0時,分子勢能最小,當兩分子之間的距離大于r0時,分子之間的距離越大,分子勢能越大,選項A錯誤;葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用,選項B正確;在空氣中一定質(zhì)量的100 ℃的水吸收熱量后變?yōu)?00 ℃的水蒸氣,體積增大,對外做功,根據(jù)熱力學第一定律可知,吸收的熱量大于增加的內(nèi)能,選項C
3、正確;對一定質(zhì)量的氣體做功,若氣體同時放熱,根據(jù)熱力學第一定律,氣體的內(nèi)能不一定增加,選項D正確;熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞,選項E錯誤.
(2)(i)初始時封閉氣體的壓強p1=p0+,
水平放置時封閉氣體的壓強p2=p0,
由玻意耳定律可得p1L0S=p2L1S,
解得穩(wěn)定后氣柱的長度L1=.
(ii)當環(huán)境溫度降為時,由蓋—呂薩克定律有=,
解得L2= ;
當玻璃管向左以加速度a做勻加速運動時,則有
(p0-p3)S=ma,由玻意耳定律有p3L3S=p0L2S,
解得L3= L0.
答案 (1)BCD (2)(i) (ii)L0
2.(2019·安徽示范高中聯(lián)考
4、)(1)下列說法正確的是________.
A.液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,所以液體表面存在表面張力
B.由阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和氣體的密度,可以估算出氣體分子間的平均距離
C.分子平均速率大的物體的溫度比分子平均速率小的物體的溫度高
D.機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能也無法全部用來做功轉(zhuǎn)化成機械能
E.分子間的引力和斥力同時存在,都隨分子間距離的增大而減小
(2)如圖所示,上端開口的絕熱圓柱形氣缸豎直放置,氣缸內(nèi)部被質(zhì)量為m的導熱性能良好的活塞A和質(zhì)量也為m的絕熱活塞B分成高度相等的三部分,下邊兩部分封閉有理想氣體P和Q,兩活塞均與氣缸接觸良好,活塞厚
5、度不計,忽略一切摩擦.氣缸底部有加熱裝置,初始狀態(tài)溫度均為T0,氣缸的截面積為S,外界大氣壓強為且不變,現(xiàn)對氣體Q緩慢加熱.
(i)當活塞A恰好到達氣缸上端時,求氣體Q的溫度;
(ii)在活塞A上再放一個質(zhì)量為m的物塊C,繼續(xù)給氣體Q加熱,當活塞A再次到達氣缸上端時,求氣體Q的溫度.
解析 (1)液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面層分子間表現(xiàn)為引力,所以液體表面存在表面張力,選項A正確;由阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和氣體的密度,可以估算出氣體每個分子所占的空間體積,進而估算出分子間的平均距離,選項B正確;溫度是分子平均動能的標志,對于兩個物體來說,分子質(zhì)量可能不
6、同,分子平均速率大的物體的分子平均動能不一定大,溫度不一定高,選項C錯誤;機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,選項D錯誤;分子間的引力和斥力同時存在,而且都隨分子間距離的增大而減小,選項E正確.
(2)(i)設Q初始狀態(tài)的體積為V1,活塞A移動至氣缸上端的過程中氣體Q做等壓變化,體積變?yōu)?V1,
則有=,
解得氣體Q的溫度為T1=2T0.
(ii)設放上C繼續(xù)加熱到活塞A再次到達氣缸上端時P的體積為V2,氣體P做等溫變化,
則有(p0+)V1=(p0+)V2,
而p0= ,解得V2= V1.
此時Q的體積V3=3V1-V1= V1,
由理想氣體狀態(tài)方程得
=,
解得此時氣體Q的溫度為T′= T0.
答案 (1)ABE (2)(i)2T0 (ii)T0