2013年高考物理模拟新题精选分类解析：专题14 选修3-3热学
2013年高考物理 模拟新题精选分类解析(第6期)专题14 选修3-3热学
2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第6期）专题14 选修3-3热学1.(6分) （2013河北省石家庄二模）下列四幅图的有关说法中，正确的是_________(全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.）A. 分子间距离为r时，分子间不存在引力和斥力B. 估测油酸分子直径大小d时，可把油酸分子简化为球形处理C. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D. 猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功2. (9分) （2013河北省石家庄二模）如图所示为一均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S，内装有密度为p的液体.右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气.温度为T。
时，左、右管内液面等高，两管内空气柱（可视为理想气体)长度均为L，压强均为大气压强P，重力加速度为g,现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动.求：①温度升高到T 1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升； ②温度升高到T 2为多少时，两管液面高度差为L.3（5分）（2013山东省淄博市一模）如图所示，地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热气缸，气缸的横截面积S=2.5×10-3m 2．气缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一个力传感器，传感器通过一根竖直细杆与天花板固定好．气缸内密封有温度0127C t 的理想气体，此时力传感器的读数恰好为0．若外界大气压强p 0=1.2×105Pa 保持不变，当力传感器的读数F=300N 时，求密封气体温度2t ．22273327C t T =-= 1分4(9分) （2013湖北省襄阳市3月质检）如右图所示，在一圆形管道内封闭有理想气体，用一 固定活塞k 和不计质量可自由移动的活塞A 将管内气体分割成体积相等的两部分．温度都为T 0=300K ，压强都为P 0=1.0×105Pa ．现保持下部分气体温度不变，只对上部分气体缓慢加热，当活塞A 移动到最低点B 时（不计摩擦），求；、①下部分气体的压强②上部分气体的温度5、(9分) （2013江西省九江市七校联考）如下图所示，有一长为L 右端开口的圆柱形气缸，一个质量不计的薄活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离左端L 32处，气体温度为270C ，现对气体加热。
高考物理模拟新题精选分类解析(第12期)专题14选修3-3
1. （ 6 分）（ 2013 年 5 月云南省昭通市质检）以下说法中正确的选项是（选对一个给 3 分，选对两个给 4 分，选对3个给 6 分。
每选错一个扣 3 分，最低得分为0 分）A．温度高的物体比温度低的物体热量多B．温度高的物体不必定比温度低的物体的内能多C．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的均匀动能大D．互相间达到热均衡的两物体的内能必定相等E．分子势能跟着分子间距离的增大，可能先减小后增大2. （ 2013 年 5 月福建省宁德市质检）以下物理现象及其原理的表达正确的选项是________。
( 填选项前的字母)A．纤渺小虫能停在沉静的液面上，是因为遇到浮力的作用B．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果C．“破镜不可以重圆”，是因为再接触部位的分子间斥力大于引力D．用热针尖接触金属表面的白腊，溶化地区呈圆形，这是晶体各向异性的表现3.（ 2013 年 5 月福建省宁德市质检）高压锅加热到必定程度，高压水汽会冲开气阀喷出，高压水汽喷出的过程________ 。
( 填选项前的字母)A．喷出的水汽体积增大，温度降低，压强减小B．喷出的水汽气压减小，大气对水汽做正功，内能增大C．水汽刚喷出的短临时间里，水汽对外做正功，吸热，内能增添D．水汽刚喷出的短临时间里，水汽对外做负功，放热，内能减小4（ 2013 年 5 月山东省日照市二模）以下说法正确的选项是A、非晶体的构造跟液体特别近似B、蜻蜓停止在水面上是因为液体表面张力的缘由C、温度同样的氢气分子和氧气分子的均匀速度同样D、做功和热传达在改变系统内能方面是等价的5（ 2013 山西省名校质检）如下图是必定质量的理想气体的过程变化图线，以下说法正确的选项是()A、由状态 A 变化到状态B，气体分子的均匀动能增大B、由状态 B 变化到状态C，气体密度增大C、由状态 A 变化到状态C，气体内能不变D、由 A 经 B 到 C 的过程与由 A 经 D到 C 的过程，气体对外做功同样E、由 A 经 B 到 C、由 A 经 D 到 C、由 A 直接到 C 的三个过程中，气体均吸热，可是吸热量值不一样6. （ 6 分）（ 201 3 长春市四模）以下说法正确的选项是。
高考物理 模拟新题精选分类解析(第7期)专题14 选修3-3热学
2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第7期）专题14 选修3-3热学1.（6分）（2013陕西省西安市一模）下列说法正确的是（填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）A．由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，液体表面存在张力B．一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水，在这个过程中分子势能和物体的内能都会增加C．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只须再知道油的密度即可D．甲、乙两个分子相距较远。
若把甲固定，使乙分子逐渐向甲靠近，直到不能再靠拢为止，在这一过程中先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢F．机械能无法全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化为机械能。
2（6分）（2013湖南省12校联考）下列说法正确的是（填人正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；选错1个扣3分，最低得0分）（）A．两个分子之间的作用力会随着距离的增大而减小B．物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关C．一定质量的气体经历等容过程，如果吸热则其内能一定增加D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大E．物质的状态在一定的条件下可以相互转变，在转变过程中会发生能量交换3（6分）（2013年河北省八市联考）一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体A．状态b的压强大于状态c的压强B．状态a的压强大于状态b的压强C．从状态c到状态d，体积减小D．从状态a到状态c，温度不变3．答案：A（6分）解析：根据V—T图象的意义，状态b的压强大于状态c的压强，状态a的压强小于状态b的压强，选项A正确B错误。
从状态c到状态d，体积增大，从状态a到状态c，温度升高，选项CD错误。
4．（2013上海市八校联考）下列说法中正确的是（）A．所有的能量守恒过程都能自发地发生B．热传递、摩擦生热和气体自由膨胀都是可逆过程C．世界上有多种形式的能量如煤、石油、生物能等都来自太阳辐射的能量D．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机答案：C解析：所有的能量守恒过程不是都能自发地发生，选项A错误。
高中物理选修3-3 热学模拟试卷练习题有答案
3-3热力学练习第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列词语或陈述中，与分子热运动有关的是（）A．酒香不怕巷子深B．天光云影共徘徊C．花香扑鼻D．隔墙花影动，疑是玉人来2．以下说法正确的是（）A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小C．对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到D．热量只能由高温物体传递给低温物体3．封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（）A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多4．下列哪些现象主要与液体的表面张力有关（）A．木块漂浮在水面上B．雨滴几乎成球形C．液体流不过网眼很密的筛子D．皂水的水面托住小的硬币5．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（）A．从外界吸收了热量B．对外界做了功C．分子的平均动能增大D．密度增大6．如图中所示为一带活塞的汽缸，缸内盛有气体，缸外恒温环境，缸壁是导热的．现将活塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热，对外做功，此功用W 1表示．然后设法将汽缸及活塞绝热，推动活塞压缩气体，此过程中外界对气体做功用W 2表示，则 （ ） A ．有可能使气体回到原来状态，且W 1<W 2 B ．有可能使气体回到原来状态，且W 1=W 2 C ．有可能使气体回到原来状态，且W 1>W 2D ．上面A 、B 、C 三种说法都不可能实现7．如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F >0为斥力，F <0为引力，a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处由静止释放，则（ ）A ．乙分子由a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大C ．乙分子由a 到c 的过程，动能先增后减D ．乙分子由b 到d 的过程，两分子间的分子势能一直增加8．下面的叙述正确的是 （ ） A ．对气体加热，气体的内能不一定增大B ．不论技术手段如何先进，绝对零度是不能达到的C ．物体温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加D ．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间斥力越大9．一质点做简谐运动的图象如图8所示，下列说法正确的是 （ ） A ．质点运动频率是4HzB ．在10要内质点经过的路程是20cmC ．第4末质点的速度是零D ．在t=1s 和t ＝3s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同10.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程,ab 、bc 、cd 和da 这四个过程中在P-T 图上都是直线段,其中ab 的延长线通过坐标原点O,bc 垂直于ab 而cd 平行于ab,由图可以判断( )A.ab 过程中气体体积不断增大B.bc 过程中气体体积不断减小C.cd 过程中气体体积不断增大D.da 过程中气体体积不断减小x /c mt /so2 4 6 10 12 8 2－211．在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆摆动时（）A．各摆摆动周期与甲摆周期相同B．丁摆周期最小C．乙摆振幅最大D．丙摆频率最大12.右图中纵坐标和横坐标分别表示气体的压强P和密度ρ，质量一定的理想气体在状态A和B的热力温度分别为TA 和TB，由图可知( ) A、TA＝TB B、TA＝2TBC、TA ＝4TBD、TB＝8TA第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、本题共2小题，共12分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．13．（6分）在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，求：（1）油酸薄膜的面积是cm2．（2）实验测出油酸分子的直径是m．（结果保留两位有效数字）（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？_____________．14．某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。
2013--高考题汇编--物理--选修3-3
2013 高考物理 真题 分类汇编 选修3-31(2013全国卷大纲版)． 根据热力学定律,下列说法正确的是（ ）A ． 电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B ． 空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C ． 科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D ． 对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”2 【2013上海高考】．液体与固体具有的相同特点是(A)都具有确定的形状 (B)体积都不易被压缩(C)物质分子的位置都确定 (D)物质分子都在固定位置附近振动3 【2013上海高考】．已知湖水深度为20m ，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa 。
当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g ＝10m/s 2，ρ＝1.0×103kg/m 3)(A)12.8倍 (B)8.5倍 (C)3.1倍 (D)2.1倍4 【2013广东高考】.图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L 水，上部密封1atm 的空气0.5L ，保持阀门关闭，再充入1atm 的空气0.1L ，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有A.充气后，密封气体压强增加B.充气后，密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后，密封气体对外界做正功D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光5【2013江苏高考】. [选修3-3](12 分)如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B 、C 和D 后再回到状态A. 其中,A →B 和C →D 为等温过程,B →C 和D →A 为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是著名的“卡诺循环”.(1)该循环过程中,下列说法正确的是 __________ .(A)A →B 过程中,外界对气体做功(B)B →C 过程中,气体分子的平均动能增大(C)C →D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多(D)D →A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是 ______ (选填“A →B”、“B →C ”、“C →D ”或“D →A ”). 若气体在A →B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C →D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为 ________ kJ.(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A 状态时的体积为10 L,在B 状态时压强为A 状态时的23. 求气体在B 状态时单位体积内的分子数. ( 已知阿伏加德罗常数N A =6. 0×1023 mol -1,计算结果保留一位有效数字)6【2013上海高考】．(7分)利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》(精品整理含答案)
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。
2013高考物理真题 模拟新题分类汇编—h单元 热学(含解析)汇总
H单元热学H1分子动理论13．H1H3[2013·北京卷] 下列说法正确的是()A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少13．A[解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，A项正确，B项错误．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，内能的变化与做功和热传递都有关系，不能由一方面决定，C、D两项错误．29．[物理——选修3－3]H1[2013·福建卷] (本题共有两小题，每小题6分，共12分．每小题只有一个选项符合题意)(1)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r 变化关系的图线是________．(填选图下方的字母)29．(1)B[解析] (1)当r<r0时，分子引力小于分子斥力，总分子力表现为斥力，若r增大，分子力做正功，分子势能减小；当r>r0时，分子引力大于分子斥力，总分子力表现为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增大；当r＝r0时，分子引力等于分子斥力，总分子力为0，分子势能达到最小值．33．[物理——选修3－3]H1[2013·新课标全国卷Ⅰ](1)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A ．分子力先增大，后一直减小B ．分子力先做正功，后做负功C ．分子动能先增大，后减小D ．分子势能先增大，后减小E ．分子势能和动能之和不变33．(1)BCE [解析] 分子间作用力随分子间距离减小而先增大后减小再增大，A 错误；两分子靠近过程中，分子间先是引力，后是斥力，所以分子间作用力先做正功后做负功，动能先增大后减小，B 、C 正确；根据能量守恒，动能与势能总和不变，故分子势能先减小后增大，E 正确，D 错误．33．H1[2013·新课标全国卷Ⅰ] (2)(9分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V 0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K 关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p 0和p 03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V 04.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K ，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T 0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：(ⅰ)恒温热源的温度T ；(ⅱ)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V x .33．(2)[解析] (ⅰ)与恒温热源接触后，在K 未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得T T 0＝7V 0/45V 0/4①由此得 T ＝75T 0②(ⅱ)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大．打开K 后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件．气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为p ，由玻意耳定律得pV x ＝p 03·V 04③(p ＋p 0)(2V 0－V x )＝p 0·74V 0④联立③④式得 6V 2x －V 0V x －V 20＝0其解为 V x ＝12V 0⑤另一解V x ＝－13V 0，不合题意，舍去．H2 固体、液体、气体的性质13．H2H3[2013·浙江卷] “物理3－3”模块(10分)一定质量的理想气体，从初始状态A 经状态B 、C 、D 再回到状态A ，其体积V 与温度T 的关系如图所示．图中T A 、V A 和T D 为已知量．(1)从状态A 到B ，气体经历的是________过程(填“等温”“等容”或“等压”)；(2)从B 到C 的过程中，气体的内能________(填“增大”“减小”或“不变”)；(3)从C 到D 的过程中，气体对外________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，同时________(填“吸热”或“放热”)；(4)气体在状态D 时的体积V D ＝________．13．(1)等容(2)不变(3)做负功 放热(4)T D T A V A[解析] (1)从图像可知，从A 到B 过程为等容过程．(2)从B 到C 过程，温度不变，理想气体的内能不变．(3)从C 到D 过程， 体积减小，外界对气体做正功；温度降低，内能减小；根据热力学第一定律，气体放热．(4)从D 到A 过程是等压变化，有V D T D ＝V A T A ，所以V D ＝V A T D T A .H3 内能热力学定律13．H1H3[2013·北京卷] 下列说法正确的是( )A ．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B ．液体分子的无规则运动称为布朗运动C ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D ．物体对外界做功，其内能一定减少13．A [解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，A 项正确，B 项错误．根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，内能的变化与做功和热传递都有关系，不能由一方面决定，C 、D 两项错误．15．H3[2013·全国卷] 根据热力学定律，下列说法中正确的是( )A ．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B ．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C ．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D ．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”15．AB [解析] 热量不能自发地从低温物体向高温物体传递，但冰箱压缩机工作时消耗电能，可以使得热量从低温物体向高温物体传递，A 正确；空调机制冷时，压缩机消耗电能发热，因此向室外放出的热量多于从室内吸收的热量，B 正确；根据热力学定律，不可能从单一热源吸收热量全部用来做功，C 错误；根据能量守恒定律，自然界的能量并不减少，能源危机是指可被人类利用的能源趋向枯竭，D 错误．18．H3[2013·广东卷] 右图为某同学设计的喷水装置．内部装有2 L水，上部密封1 atm 的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L．设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变．下列说法正确的有()A．充气后，密封气体压强增加B．充气后，密封气体的分子平均动能增加C．打开阀门后，密封气体对外界做正功D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光18．AC[解析] 充气后，气体分子密度增大，压强增大，A正确；所有过程中温度不变，故气体的分子平均动能不变，B错误；打开阀门后，水会向外喷出，气体体积增大，密封气体对外界做正功，C正确；打开阀门后，密封气体的压强越来越小，由于大气压强水不能喷光，D错误．12．H3[2013·江苏卷] 选做题本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题在相应的答题区域内作答做，则按A、B两小题评分．A．选修3－3(12分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．(1)该循环过程中，下列说法正确的是________．A．A→B过程中，外界对气体做功B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化12．A.(1)C[解析] A→B过程中，气体体积变大，对外做功，选项A错；根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，B→C为绝热过程，气体体积变大，对外做功，Q＝0，W<0，则ΔU<0，理想气体的内能仅由温度决定，故温度降低，分子平均动能减小，选项B错；C→D 为等温过程，分子平均动能不变，分子撞击器壁的平均速率不变，因气体压强变大，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；D→A为绝热过程，气体体积变小，外界对气体做功，Q ＝0，W>0，则ΔU>0，温度升高，分子平均动能变大，气体分子的速率分布曲线会发生移动，故选项D 错．12．(2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A →B ”、“B →C ”、“C →D ”或“D →A ”)．若气体在A →B 过程中吸收63 kJ 的热量，在C →D 过程中放出38 kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为______kJ.12．(2)B →C 25[解析] 分析可知，B →C 过程内能减少，C →D 过程内能增加．整个循环过程中，ΔU ＝0，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，则W ＝ΔU －Q ＝0－(63 kJ －38 kJ)＝－25 kJ ，故对外做的功为25 kJ.12．(3)若该循环过程中的气体为1 mol ，气体在A 状态时的体积为10 L ，在B 状态时压强为A 状态时的23.求气体在B 状态时单位体积内的分子数．(已知阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，计算结果保留一位有效数字)12．(3)4×1025 m －3[解析] 等温过程p A V A ＝p B V B, 单位体积内的分子数n ＝γN A V B .解得n ＝γN A p B p A V A ，代入数据得，n ＝4×1025m －312．B.选修3－4(12分)图1(1)如图1所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz ，则把手转动的频率为________．A ．1 HzB ．3 HzC ．4 HzD ．5 Hz12．B.(1)A [解析] 物体做受迫振动时的频率是由驱动力的频率决定的．12．(2)如图2所示，两艘飞船A 、B 沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v 接近光速c)．地面上测得它们相距为L ，则A 测得两飞船间的距离________(选填“大于”、“等于”或“小于”)L.当B 向A 发出一光信号，A 测得该信号的速度为______．图212．(2)大于c(或光速)[解析] 地面上的观察者认为他同时对左右两端进行读数，但对飞船上的观察者来说，由于同时的相对性，他们会看到地面上的观察者总是先对A进行读数，再对B进行读数，而B又已经前进了一段距离，所以在飞船上人看来，地面上的人所测量的长度偏小．根据光速不变原理可得，此光信号的速度仍为光速．图312．(3)图3为单反照相机取景器示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC.光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)12．(3)1sin22.5°[解析] 作出光路图如图所示，图中三角形为等腰直角三角形，入射角α＝22.5°，则折射率n≥1sin22.5°才能保证发生全反射．12．C.选修3－5(12分)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等． A ．速度 B ．动能C ．动量D ．总能量12．C.(1)C [解析] 由物质波的波长λ＝h p 可知，波长相等则动量相等，选项C 正确；对于电子和中子而言，动量p ＝mv 相等，质量不同，则速度不同，选项A 错误；由E k ＝p 22m 知，动能不同，选项B 、D 错误．12．(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图1所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He ＋ 处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．图112．(2)近 6[解析] 能量最低的状态为基态，离原子核最近，如果吸收一定频率的光子，电子就会跃迁到能量较高的激发态，能级数越高，离核越远．电子从n ＝4的激发态向基态跃迁时，有6种不同的跃迁方式，对应6条不同的谱线．12．(3)如图2所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向.图212．(3)0.02 m/s 离开空间站方向[解析] 规定原速度方向为正方向，根据动量守恒 ()m A ＋m B v 0＝m A v A ＋m B v B 、可解得v B ＝0.02m/s ，所得结果仍为正值，说明B 的运动方向与原速度方向相同，即也为离开空间站方向。
2013年高考物理试题分类汇编：14选修3--3
2013年高考物理试题分类汇编：3--31、(2013年新课标Ⅰ卷) 两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。
在此过程中，下列说法正确的是(填正确答案标号。
选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小【答案】BCE【解析】两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后靠近分子间表现为斥力且越来远大，A选项错；分子力先做正功后做负功，B选项对；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，B、C选项对；D选项错；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，D选项对。
2、(2013年新课标Ⅱ卷) 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。
【答案】ABE【解析】气体可以充满所能到达的整个空间，因此气体的体积即该气体的分子所能到达的空间的体积，A项正确；温度是物质分子平均动能的标志，因此气体分子运动的剧烈程度降低，即分子运动的平均速率减小，平均动能减小，温度降低，B对；气体的压强由气体热运动产生，与气体是否失重或超重无关，C错；气体从外界吸热，如果同时对外做功，共内能可能不变或减小，D错；气体在等压膨胀过程中，压强不变，体积增大，必然是温度升高的结果，E正确。
3、（2013年大纲卷）根据热力学定律,下列说法正确的是（）A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”【答案】AB4、(2013年北京理综) 下列说法正确的是A．液体中悬浮的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少【答案】B【解析】悬浮在液体中的颗粒无规则运动，反映了液体分子夫无规则运动，这类现象称之为布朗运动，B 对。
高考物理模拟题精选分类解析(第06期)专题14 选修33热
2014高考物理模拟题精选分类解析（第06期）专题14 选修3-3热学1．（6分）（2014河北省唐山一模）右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是2. （6分）（2014洛阳市二模）如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止状态，现通过电热丝对气体A 缓慢加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则（ ACE）【考点定位】考查关联气体及其相关知识。
3（9分）（2014河北省唐山一模）一密闭容器有进气口和出气口可以和外部连通，将进气口和出气口关闭，此时容器内容积为V0，内部封闭气体的压强为P0，将气体缓慢加热，使气体温度由T0=300 K升至T1=350 K。
对于封闭的空气柱（设大气压强为p0）5（2014山东省青岛二模）如图所示，有两个不计质量的活塞M、N将两部分理想气体封闭在绝热气缸内，温度均是270C．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S=2cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为Ｈ=27cm，N活塞相对于底部的高度为h=18cm．现将一质量为-)p=(pLSShH0…………………. (1分)6（9分）（2014江西省上饶市二模）如右图所示，在一圆形管道内封闭有理想气体，用一固定活塞k和不（ii）上部分气体的温度。
【参照答案】6（2014河北省邯郸市一模）(9分)年前，燃气公司在给用户的一封信中，提醒用户：厨房内泄漏的煤气与厨房内的空气混合，当混合后厨房内气体的压强达到1.05 atm时(厨房内原来的空气压强为1.00 atm)，遇到火星将发生爆炸。
设某居民家厨房(4 m×2 m×3 m)发生煤气泄漏时门窗紧闭，煤气管道内的压强为4.00 atm，且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变。
高考物理模拟新题精选分类解析(第5期)专题14选修3-3热学
1. （ 2013 江苏南京盐城一模）以下说法中正确的选项是（）A．布朗运动是指在显微镜下察看到的液体分子的无规则运动B．叶面上的小露水呈球形是因为液体表面张力的作用C．不拥有规则几何形状的物体必定不是晶体D．氢气和氮气的温度同样时，它们分子的均匀速率同样2. （6 分）（ 2013 贵州六校联考）如图甲，一个导热气缸竖直搁置, 气缸内关闭有必定质量的气体，活塞与气缸壁密切接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下挪动。
若大气压保持不变，而环境温度迟缓高升，在这个过程中（填入正确选项前的字母，选对 1 个给 3 分，选对 2 个给 4分，选对 3 个给 6 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分）。
A．汽缸内每个分子的动能都增大B．关闭气体对外做功C．汽缸内单位体积内的分子数增加第 33 题图甲D．关闭气体汲取热量E．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少3（ 5 分）（2013 黑龙江哈尔滨名校质检）关于必定质量的理想气体，以下说法正确的选项是A．若气体的压强和体积都不变，其内能也必定不变B．若气体的温度不停高升，其压强也必定不停增大C ．若气体温度高升lK ，其等容过程所汲取的热量必定大于等压过程所汲取的热量D．在完整失重的状态下，气体的压强为零4. （ 9 分）（ 2013 州六校考）某同学用一端封的U形管，研究必定量封气体的，如乙所示，U形管直搁置，当封气柱L0，两水面的高度差h ，大气P0。
求：①封气体的（用cmHg作位） ;②若 L0=20cm，h=8.7cm，同学用与U形管口径同样的量筒往U形管内慢注入水，当再注入13.3cm 水柱，右水面恰巧与管口相平。
境温度不，求大气是多少cmHg?分析：①封气体的L0h P=P0+ρgh⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.（2分）解得P=（P +h）cmHg⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（1 分）②此封气柱第 33 乙L = L —（ h+L— L ）=18cm⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2 分）100由波意定律（P0+h） L0=（ P0+ L1） L1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.（2分）解得 P0=75 cmHg⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. （2 分）5（ 2013 江南京城一模））如甲所示，取一支大容量的注射器，拉活塞吸一些乙，用橡皮帽把小孔堵住，快速向外拉活塞到必定程度，注射器里的液乙消逝而成气，此甲注射器中的温度（“高升”、“降低”或“不” ），乙气体分子（“ A”、“ B ”、“ C”）。
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2013年高考物理 模拟新题精选分类解析专题14 选修3-3热学A 、（选修模块3-3）（12分）1.（2013江苏常州模拟）下列说法中正确的是 A ．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动 B ．多晶体没有固定的熔点C ．液晶的光学性质具有各向异性D ．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力2（2013江苏常州模拟）一定质量的理想气体压强p 与热力学温度T 的关系图象如图所示，AB 、BC 分别与p 轴和T 轴平行，气体在状态A 时的压强为p0、体积为V0，在状态B 时的压强为2p0，则气体在状态B 时的体积为 ；气体从状态A 经状态B 变化到状态C 的过程中，对外做的功为W ，内能增加了ΔU ，则此过程气体（选填“吸收”或“放出”）的热量为 ．3．（2013江苏常州模拟）已知汞的摩尔质量M=0.20kg/mol ，密度ρ=1.36×104kg/m3，阿伏伽德罗常数NA=6.0⨯1023mol-1，将体积V0=1.0cm3的汞变为V=3.4⨯103cm3的汞蒸气，则1cm3的汞蒸气所含的分子数为多少？ ⑶1.2×1019(4分) 解析：（3）体积V0=1.0cm3的汞的质量m=ρ V0=1.36×10-2kg ，物质的量n=m/M=6.8×10-2mol ，1cm3的汞蒸气所含的分子数为N=nNA/V=1.2×1019。
4(6分）（2013河南三市联考）下列有关物质属性及特征的说法中，正确的是________ (填入正确选项前的字母。
选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分，每选错一个扣3 分，最低得分为0分）A. 液体的分子势能与液体的体积有关B. 晶体的物理性质都是各向异性的C. 温度升高，每个分子的动能都增大D. 分子间的引力和斥力同时存在E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用00p 2p5 (9分）（2013河南三市联考）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为m,活塞 的横截面积为S0初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部 相距h 。
现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q 时活塞下降了h ，已知大气压 强为p0，重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦。
求此时气体的温度和加热过程中气 体内能的增加量。
（题中各物理量单位均为国际单位制单位）解析：由盖·吕萨克定律得，hST =12hST ,解得T1=2T0.气体在等压变化过程中，活塞受力如图。
由平衡条件，pS=p0S-mg 气体对活塞做功，W=pSh=(p0S-mg)h ， 由热力学第一定律，△U=Q-W ，气体内能的增加量为△U=Q-(p0S-mg)h 。
6（2013湖北三校联考）一定质量理想气体的p-V 图象如图11所示，其中a→b 为等容过程，b→c 为等压过程，c→a 为等温过程，已知气体在状态a 时的温度Ta=300K ，在状态b 时的体积Vb=22.4L 求：①气体在状态c 时的体积Vc ；②试比较气体由状态b 到状态c 过程从外界吸收的热量Q 与对外做功W 的大小关系，并简要说明理由。
解①气体c →a 等温变化，根据玻意尔定理得 cc a a V P V P =又a →b 等容过程，所以LV V b a 4.22==解得：LP P P P V P Vc cb a ca a 2.67===7.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 ▲A.三颗微粒运动C.食盐晶体D.小草上的露珠B.分子间的作用力A ．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B ．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C ．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D ．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用C错误；小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D 正确。
8.冬天到了，很多人用热水袋取暖。
现有一中号热水袋，容积为1000cm3，正常使用时，装水量为80%，请估算该热水袋中水分子的数目约为多少个？（计算结果保留1位有效数字，已知1mol 水的质量为18g ，水的密度取1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数取6×1023mol-1）解析热水袋内水的物质的量为 80%molmolm Vn M M ρ⋅==（2分）热水袋内水分子数为AN n N =⋅ （1分）代人数值得 25310N =⨯个9.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥。
某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V=1.0×103 cm3。
已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M ＝1.8×10-2 kg/mol ，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。
试求：(结果均保留一位有效数字) ①该液化水中含有水分子的总数N ； ②一个水分子的直径d 。
10（6分）（2013天星调研卷）下列说法不正确的是 （填入正确选项前的字母。
选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A ．温度高的物体内能可能大，但分子平均动能不一定大 B ．单晶体和多晶体都有规则的几何外形 C ．热量可以从低温物体传给高温物体D ．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中变扁的原因是矿泉水瓶内的空气压强小于外界压强E ．潮湿的天气绝对湿度一定很大【易错警示】本题的易错点是温度与内能的关系、晶体特征、湿度、热力学第二定律的理解。
温度是分子平均动能的标志，温度高分子平均动能一定大。
物体内能由分子动能和分子势能两部分组成，分子平均动能大，物体内能不一定大。
天气潮湿说明相对湿度大，但是如果温度很低，绝对湿度则不大。
要正确理解相关量的物理意义，才能正确分析和解答。
11（9分）（2013天星调研卷）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg ，横截面积50cm2，厚度1cm ，气缸全长21cm ，大气压强为1×105Pa ，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm ，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。
g 取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，保留三位有效数字。
①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，求此时气柱的长度。
②气缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度。
⑵ 【命题意图】 本题主要考查气体状态和理想气体状态方程，意在考查考生分析气体状态变化和运用理想气体状态方程及其相关知识的能力。
【解题思路】①气缸正立放置时气体压强p1=p0+mgS =1.2×105Pa, 体积V1=L1S ，温度T1=（273+7）K=280K ；气缸倒立放置时气体压强p2=p0-mgS =0.8×105Pa ， 体积V2=L2S ，温度T2=（273+27）K=300K ；（2分）由理想气体状态方程，111p L ST =222p L ST解得 L2=16.1cm （3分） ②逐渐升高温度气体做等压变化：T2=（273+27）K=300KV2=L2S ，V3=L3S ，L3=20cm （2分）由22V T =33V T ，解得T3=32V V T2=32L L T2=373K. （2分）12.（6分）（2013天星调研卷）下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是A ．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B ．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C ．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D ．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用E ．洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力选项A 错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，选项B 正确；食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的，选 项C 错误；小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D 正确。
洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力，选项E 正确。
【命题预测】对于分子动理论、液体和固体、物态变化等知识点， 2013年高考可能仍以选择题考查，难度中等或偏易。
13（9分）（2013天星调研卷）如图所示，有一圆柱形绝热气缸，气缸内壁的高度是2L ，一个很薄且质量不计的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在气缸顶部，外界大气压为1.0×105Pa ，温度为27℃。
现在活塞上放重物，当活塞向下运动到离底部L 高处，活塞静止，气体的温度57℃。
（1）求活塞向下运动到离底部L 高处时气体压强（2）若活塞横截面积S=0.1m2，重力加速度g=10m/s2，求活塞上所放重物的质量。
A.三颗微粒运动C.食盐晶体D.小草上的露珠 B.分子间的作用力E.拉力大于玻璃板的重力1 4.（选修3-3选择题）如图，一定质量的理想气体若由状态a分别沿abc和沿adc变化到状态c，下列说法正确的是，A．由于两种过程初末状态相同，所以两种过程吸收了相同的热量B．由于两种过程初末状态相同，所以两种过程对外做功相同C．由于两种过程初末状态相同，所以两种过程内能变化相同D．状态a的温度可能大于状态c的温度【思维拓展】解答有关p—V图象的试题，要明确三点：p—V图象中每个点代表一个状态，每条线段代表一个过程；p—V图象与横轴所夹面积等于气体做功，气体气体增大，对外做功，体积减小，外界对气体做功；p—V图象与横轴所夹面积等于气体做功，越靠近原点的点对应状态的温度越低，越远离原点的点对应状态的温度越高。