2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測(cè)卷十三熱學(xué)選修3～3【含答案】

單元檢測(cè)卷(十三)熱學(xué)(選修3－3)時(shí)間：35分鐘滿分：60分1．[物理—選修3－3](15分)(1)(5分)(多選)對(duì)下列物理現(xiàn)象進(jìn)行解釋，其中正確的是()A．墨水滴入水中出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象，這是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．“破境不能重圓”，這是因?yàn)榻佑|部分的分子間斥力大于引力C．纖細(xì)小蟲能停在平靜的液面上，這是小蟲受到液體的表面張力作用的結(jié)果D．用熱針尖接觸金屬表面的石蠟，熔解區(qū)域呈圓形，這是晶體各向異性的表現(xiàn)E．液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性的特點(diǎn)(2)(10分)中學(xué)物理課上一種演示氣體定律的有趣儀器——哈勃瓶，它是一個(gè)底部開有圓孔，瓶頸很短、導(dǎo)熱性能良好的平底大燒瓶．在一次實(shí)驗(yàn)中，體積為V＝1L的瓶?jī)?nèi)塞有一氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個(gè)橫截面積S＝2cm2的輕質(zhì)橡皮塞，橡皮塞與玻璃瓶間的最大靜摩擦力fm＝60N．瓶?jī)?nèi)由氣球和輕質(zhì)橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)實(shí)驗(yàn)開始前氣球中的少量氣體和氣球膜厚度，向氣球中緩慢打氣，假設(shè)氣球緩慢膨脹過程中氣球內(nèi)、外氣壓近似相等．已知：實(shí)驗(yàn)室溫度T＝290K恒定，環(huán)境空氣密度ρ＝1.20kg/m3，壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0＝105Pa.求：(ⅰ)橡皮塞被彈出時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)；(ⅱ)為了使橡皮塞被彈出，需要向氣球內(nèi)打入空氣的質(zhì)量．2．[物理—選修3－3](15分)(1)(5分)(多選)下列說法正確的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小B．分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力減小、斥力減小C．布朗運(yùn)動(dòng)是由液體各部分的溫度不同而引起的D．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少E．熱量不可能由低溫物體傳遞給高溫物體(2)(10分)如圖所示，兩個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體密閉導(dǎo)熱容器A、B，用一很細(xì)的玻璃管連接，玻璃管的下端剛好與B容器的底部平齊，玻璃管豎直部分長(zhǎng)為L(zhǎng)＝30cm，初始時(shí)刻閥門K1、K2均關(guān)閉，B容器中封閉氣體的壓強(qiáng)為15cmHg.外界環(huán)境溫度保持不變．(ⅰ)打開閥門K1，讓水銀緩慢流入B容器，求最終B容器中水銀的高度；(ⅱ)再打開閥門K2，向B容器中充入p0＝75cmHg的氣體，使B容器中恰好沒有水銀，求充入氣體的體積．3.[物理—選修3－3](15分)(1)(5分)分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時(shí)，F(xiàn)＝0.分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零．若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢(shì)能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．(2)(10分)如圖所示，一個(gè)開口向右的圓筒汽缸固定于地面上，距缸底2L處固定一個(gè)中心開孔的隔板a，在小孔處裝有一個(gè)能向左開啟的單向閥門b，c是一截面積為S的活塞．開始時(shí)隔板左側(cè)封閉的理想氣體壓強(qiáng)為1.5p0；隔板右側(cè)封閉了另一部分同種理想氣體，剛開始活塞c與隔板間的距離為L(zhǎng).現(xiàn)對(duì)活塞c施加一水平向左的力F，其大小由0緩慢增大到F0時(shí)，b恰好打開．已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，氣體溫度保持不變，活塞與隔板厚度均不計(jì)，活塞與汽缸、閥門與隔板間的摩擦也不計(jì)．求：(ⅰ)F0的大?。?ⅱ)當(dāng)力F緩慢增大到1.2F0時(shí)，活塞c到缸底的距離；(ⅲ)當(dāng)力F緩慢增大到2F0時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．4．[物理—選修3－3](15分)(1)(5分)下列說法正確的是()A．由圖甲可知，狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高B．由圖乙可知，氣體由狀態(tài)A變化到B的過程中，氣體分子平均動(dòng)能一直增大C．由圖丙可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí)，分子間的作用力隨分子間距離的增大先增大后減小D．由圖丙可知，當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力總是隨分子間距離的減小而減小E．由圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中分子力做正功(2)(10分)一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能跟溫度成正比．在初始狀態(tài)A時(shí)，體積為V0，壓強(qiáng)為p0，溫度為T0，已知此時(shí)其內(nèi)能為U0.該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)一系列變化，最終還回到原來狀態(tài)A，其變化過程的p-T圖線如圖所示，其中CA延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)，BA在同一豎直直線上．求：(ⅰ)狀態(tài)B的體積；(ⅱ)狀態(tài)C的體積；(ⅲ)從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C，最終回到狀態(tài)A的過程中，氣體與外界交換的熱量是多少？單元檢測(cè)卷(十三)1．解析：(1)墨水滴入水中出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象，這是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，選項(xiàng)A正確；“破鏡不能重圓”，這是因?yàn)殓R破處分子間的距離太大了，超過分子直徑的10倍，分子間作用力幾乎不存在，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；纖細(xì)小蟲能停在平靜的液面上，這不是浮力作用的結(jié)果，而是小蟲受到液體的表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)C正確；熱針尖接觸金屬表面的蜂蠟，熔解區(qū)域呈圓形，這是非晶體各向同性的表現(xiàn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的結(jié)構(gòu)特征，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體類似，具有各向異性，選項(xiàng)E正確．(2)(ⅰ)對(duì)橡皮塞，p＝p0＋eq\f(fm,S)＝4×105Pa(ⅱ)瓶?jī)?nèi)氣體做等溫變化：p0V＝pV1則V1＝eq\f(1,4)V對(duì)氣球內(nèi)氣體：體積V2＝V－V1＝eq\f(3,4)V＝7.5×10－4m3氣球內(nèi)壓強(qiáng)也為p＝4×105Pa等溫變化：pV2＝p0V空氣可得V空氣＝3×10－3m3打入空氣質(zhì)量m＝ρV空氣＝3.60×10－3kg＝3.60g答案：(1)ACE(2)(ⅰ)4×105Pa(ⅱ)3.60g2．解析：(1)一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)變小時(shí)，若溫度降低、體積減小，則分子間的平均距離變小，A項(xiàng)正確；分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距離增大時(shí)，引力和斥力均減小，當(dāng)分子間距離減小時(shí)，引力和斥力均增大，B項(xiàng)正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；外界對(duì)氣體做功，若氣體放出熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能可能減少，D項(xiàng)正確；壓縮機(jī)做功可以使熱量由低溫物體傳遞給高溫物體，E項(xiàng)錯(cuò)誤．(2)(ⅰ)打開閥門K1，穩(wěn)定后，設(shè)B容器中水銀的高度為h，容器底面積為S，初始時(shí)，B中封閉氣體體積V1＝10cm×S，氣體壓強(qiáng)p1＝15cmHg，穩(wěn)定時(shí)，B中封閑氣體體積V2＝(10cm－h(huán))S，氣體壓強(qiáng)p2＝10－h(huán)＋L－h(huán)，據(jù)玻意耳定律，有p1V1＝p2V2，得h＝5cm(另一解不符合題意，舍去)．(ⅱ)再打開閥門K2，設(shè)向B容器中充入氣體的體積為ΔV時(shí)，B容器中恰好沒有水銀，B中封閉氣體壓強(qiáng)p3＝40cmHg，由p1V1＋p0ΔV＝p3V1，解得ΔV＝3.3×10－4m3.答案：(1)ABD(2)5cm3.3×10－4m33．解析：(1)若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢(shì)能減?。挥蓃2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢(shì)能減??；在間距為r1處，勢(shì)能小于零．(2)(ⅰ)對(duì)閥門，剛打開時(shí)左右氣體壓強(qiáng)應(yīng)相等，即右側(cè)氣體壓強(qiáng)也為1.5p0，故對(duì)c有，1.5p0S＝p0S＋F0，故F0＝0.5p0S.(ⅱ)對(duì)右側(cè)氣體，從開始到b剛打開的過程根據(jù)玻意耳定律得p0LS＝1.5p0L1S，解得L1＝eq\f(2L,3)，對(duì)全部氣體，當(dāng)F為1.2F0時(shí)，氣體壓強(qiáng)為p0＋eq\f(1.2F0,S)＝1.6p0，根據(jù)玻意耳定律有1.5p0eq\f(8LS,3)＝1.6p0L2S，解得L2＝2.5L.(ⅲ)當(dāng)力為2F0時(shí)，設(shè)隔板右側(cè)氣體壓強(qiáng)為p，對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，有2F0＋p0S＝p2S，則p2＝2p0，根據(jù)玻意耳定律有1.5p0eq\f(8LS,3)＝2p0L3S，解得L3＝2L，故全部氣體恰在隔板a左側(cè)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為2p0.答案：(1)減小減小小于(2)(ⅰ)0.5p0S(ⅱ)2.5L(ⅲ)2p04．解析：(1)當(dāng)溫度升高時(shí)分子的平均動(dòng)能增大，則分子的平均速率也將增大，題圖甲中狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高，故A正確；一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到B的過程中，由題圖乙知狀態(tài)A與狀態(tài)B的pV相等，則狀態(tài)A與狀態(tài)B的溫度相同，由p-V圖線的特點(diǎn)，溫度升高，pV增大，所以氣體溫度先增大再降低到原來溫度，所以氣體分子平均動(dòng)能先增大后減小，故B錯(cuò)誤；由題圖丙可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力隨分子間距離的增大，先增大后減小，故C正確；由題圖丙可知，當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間的距離r<r0，分子力隨著分子間距離的減小而增大，故D錯(cuò)誤；題圖丁為分子勢(shì)能圖線，r2對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能最小，則r2對(duì)應(yīng)分子間的平衡距離r0，當(dāng)分子間的距離r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，分子間距離由r1變到r2的過程中，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，故E正確．(2)(ⅰ)由題圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B為等溫變化過程，狀態(tài)B時(shí)氣體壓強(qiáng)為p1＝3p0，設(shè)體積為V1，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1，解得V1＝eq\f(V0,3).(ⅱ)由題圖可知，從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等壓變化過程，狀態(tài)C時(shí)氣體溫度為T2＝3T0，設(shè)體積為V2，由蓋－呂薩克定律得eq\f(V1,T/r/