- 物体的内能 热量
- 共60题
33.请从给出的3道物理题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
1.【物理—选修3—3】
(1)下列说法正确的是______ (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.在一定条件下物体的温度可以降到0K
B.吸收了热量的物体,其内能不一定增加
C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
D.布朗运动是悬浮在液体中国体颗粒的分子无规则运动的反映
E.知道某物质的摩尔质量和阿伏伽德罗常数,可以求出该物质的分子质量
(2)汽车行驶时轮胎的胎压(胎内气体压强)太大容易造成爆胎事故,太低又造成油耗量上升。某型号的轮胎能在-33oC~87oC正常工作,须使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于l.6atm。现给该轮胎充气,设充气过程中轮胎体积不变,胎内气体温度恒为27oC,且充气后轮胎不漏气,试求充气后的胎压应在什么范围。(计算结果保留2位有效数字)
2.【物理—选修3—4】
(1)如图是一列向右传播的横波,波速为0.4m/s,M点的横坐标x=10m,图示时刻波传到N点,从图示时刻开始计时,经t=______ s M点第二次到达波谷,在此过程中N点经过的路程为 _________cm。
(2)如图所示,某同学为了表演“隐形的大头针”节目,在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针,并将其放入水中。已知水的折射率为,为了保证表演成功,需在水面上方各处均看不到大头针,求大头针末端离水面的最大距离h。
3.【物理—选修3—5】
(1)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘l31是放射性同位素, 衰变时会辐射出射线与
射线,碘l31被人摄入后,会危害身体健康,引起了全 世界的关注。下面关于核辐射的相关知识,正确的是_______(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.人类无法通过改变外部环境来改变碘l31衰变的快慢
B.碘l31的半衰期为8.3天,则4个碘原子核经16.6天后一定剩下一个碘原子核
C.射线与
射线都是电磁波,但
射线穿透本领比
射线强
D.碘l31发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的
E.碘l31()的衰变方程是:
(2)如图所示,一质量为M的木块用不可伸长的轻细绳悬于O点。先将木块向右拉开,使伸直的绳与竖直方向成某一夹角由静止释放,木块摆至最低点时速度的大小为vl,此时恰好有一粒质量为m的子弹以水平速度击中木块后留在其中,使木块立即向右摆动,并恰好能达到释放位置。求击中木块前子弹的速度。(摆动过程中空气的阻力不计)
正确答案
正确答案
正确答案
33.请考生从给出的3道物理题中任选1题解答,如果多做,则按所做的第一题计分。
1.【物理—选修3-3】
(1)一个 内壁光滑,绝热的气缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些,如图所示,则缸内封闭着的气体 ( )
A.每个分子对缸壁的冲力都会减小
B.单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减小
C.分子平均动能不变
D.若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量
(2)某同学将一体积较大的广口瓶开口向上放入77℃热水杯中,待热平衡后,用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋(最粗处横截面略大于瓶口横截面)恰好封住瓶口,如图所示,当热水杯中水温缓慢降至42℃时,观察到鸡蛋缓慢落入瓶中,已知大气压强P=1.0×10Pa,瓶口面积S=1.0×10-2m2,熟鸡蛋重G=0.50N。求:
①温度为12℃,鸡蛋刚要落入瓶中时,广口瓶内的压强变为多大?
②当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力多大?
2.【物理—选修3-1】
(1)如图甲所示,同一水平直线上相距6m的A、B两处各有一个振源,C为A、B连线的中点。在t=0时刻,A、B两处的质点以相同的振幅同时开始做垂直于直线AB的上下振动,且都只振动了一个周期,它们的振动图象分别为图乙和图丙。若A处向右传播的波与B处向左传播的波在t=0.3s时刻于C点相遇,则 ( )
A.两列波在A、B间的传播速度为10m/s
B.两列波的波长都是4m
C.在两列波相遇的过程中,中点C为振动加强点
D.在t1=0.7s时刻,B处质点经过平衡位置且振动方向向下
35.【物理—选修3-5】
(1)如图所示为氢原子的能级示意图。一群氢原子处于n=3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠,下列说法正确的是_______(填入正确选项前的字母)。
A.这群氢原子能发出三种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B.这群氢原子能发出两种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=1所发出的频率最高
C.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eV
D.金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
(2)某实验室人员,用初速度为(c为真空中光速)的粒子轰击静止的氮原了核N,产生了质子。若碰撞可视为对心正碰,碰后新核与质子同方向运动,垂直磁场方向进入磁场,通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比1:20。已知质子的质量为m。
①写出该反应方程;
②求出质子的速度(用c的倍数表达,保留一位有效数字)。
正确答案
正确答案
正确答案
33.【物理——选修3-3】
(1)下列说法中正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
C.物体的温度为0 0C时,物体的分子平均动能也不为零
D.物体的内能增加,一定吸收热量
E.若两个分子间的势能增大,一定克服分子间的相互作用力做了功
(2)如图所示,上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管,管长L=2500px,其中有一段长h=375px的水银柱把一部分空气封闭在管中.当管竖直放置时,封闭气柱A的长度LA=1250px.现把开口端向下插入水银槽中,直至A端气柱长=37.125px时为止,这时系统处于静止状态.已知大气压强p0=1875pxHg,整个过程中温度保持不变,试求槽内的水银进入管内的长度
正确答案
(1)BCE
(2)对A部分气体,由玻意耳定律有 pALAS=S
及 pA=60cmHg
解得 =LApA/LA=80cmHg
对B部分气体 pBLBS=S
而 =95cmHg pB=p0=75cmHg
解得 ≈27.6cm
△h=L――h-
=19.9cm
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
33.请从给出的3道物理题中每科任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
1.【物理——选修3—3】
(1)下列说法正确的是____(填入选项前的字母)
A.热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递
B.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
C.外界对一个热力学系统做功,其内能一定增加
D.所有遵守能量守恒的过程都是可以自发发生的
(2)如图的实线表示1摩尔的理想气体发生状态变化时的P—T图线,变化过程是由状态A出发,经过B、C、D诸状态,最后又回到状态A。
(取一个标准大气压为1.0×105Pa)
①求出在C、D状态气体的体积;
②定量画出气体由状态A出发,经过B、C、D诸状态,最后又回到状态A的V—T图。
2.【物理——选修3—4】
(1)如图所示,甲图是沿x轴正方向传播一列简谐横波某时刻的波形图,乙图是该波中质点P的简谐运动图像。则甲图是下列哪个时刻的波形图 _________(填入选项前的字母)
A.0时刻
B.t1时刻
C.t2时刻
D.t3时刻
(2)如图,厚度为D的玻璃砖与水平实验桌成角放置。红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面,在桌面上得到两个较亮的光点A、B,测得AB间的距离为L。求玻璃砖对该红色激光的折射率。
3.【物理——选修3—5】
(1)入射光照射到某金属表面上发生光电效应。若入射光的强度减弱,频率保持不变,那么在金属表面上 ________(填入选项前的字母)
A.仍然可以发生光电效应
B.有可能不发生光电效应
C.逸出的光电子的最大初动能将减小
D.逸出的光电子的最大初动能将增大
(2)光滑水平桌面上有一个内壁光滑半径为R的半球形滑槽,其质量为M。在滑槽底部有一质量为m的小球。今在很短的时间内,给滑槽一个方向水平向右的冲量。欲使小球脱离滑槽,冲量不能小于多少?
正确答案
正确答案
正确答案
13.请从33-35题中选择一题作答。
33.[物理——选修3-3]
(1)下列说法正确的是( )(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.遵守热力学第一定律的过程一定都能实现
B.气体的温度变化时,其分子平均动能也随之改变;
C.功可以全部转化为热,但热量不能全部转化为功
D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
E.一定质量的理想气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
(2)一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中,初始状态管内外水银面的高度差为l0=62cm,系统温度27℃。因怀疑玻璃管液面上方存在空气,现从初始状态分别进行两次试验如下:①保持系统温度不变,将玻璃管竖直向上提升2cm(开口仍在水银槽液面以下),结果液面高度差增加1cm;②将系统温度升到77℃,结果液面高度差减小1cm。已知玻璃管内粗细均匀,空气可看成理想气体,热力学零度可认为为-273℃。求:
(i)实际大气压为多少cmHg?
(ii)初始状态玻璃管内的空气柱有多长?
34.[物理——选修3-4]
(1)如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t= 0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s ,则下列说法正确的是( )
A.这列波的波长是14cm
B.这列波的周期是0.125s
C.这列波可能是沿x轴正方向传播的
D.t =0时,x=4 处的质点速度沿y轴负方向
(2)如图所示,一玻璃砖的横截面为半圆形,MN为截面的直径,Q是MN上的一点且与M点的距离QM=R/2(R为半圆形截面的半径),且与水平光屏P平行,两者的距离为d,一束与截面平行的红光由 Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,在光屏上得到红光.玻璃砖对该红光的折射率为n=(3)1/2,求:
①红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动?移动距离是多少?
②如果保持入射光线和光屏的位置不变,而使玻璃砖沿MN向左移动,移动的距离小于R/2,请定性说明屏上的光点如何移动?亮度如何变化?
35.[物理——选修3-5]
(1)质量为m的小球A以速度v在光滑水平面上运动,与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞,则碰撞后A球的速度vA和B球的速度vB可能为( )
A .vA=-v/3 vB=2v/3
B .vA=2v/5 vB=7v/10
C .vA=-v/4 vB=5v/8
D .vA=3v/8 vB=5v/16
(2).如图所示,两个木块的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.6kg中间用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上处于静止状态,且m1左侧靠一固定竖直挡板。某一瞬间敲击木块m2使其获得0.2m/s的水平向左速度,木块m2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回,弹回时带动木块m1运动。求:
①当弹簧拉伸到最长时,木块m1的速度多大?
②在以后的运动过程中,木块m1速度的最大值为多少?
正确答案
33.(1)BDE
第二问:(1)75cmHg (2)12cm
34.(1)D
(2)① 向左移动,移动距离为② 当玻璃砖左移时,入射角增大,折射角增大,所以光点左移,亮度减弱至消失
35.(1)AC
(2)① 0.15m/s ②0.3m/s
解析
33.(1):热学过程除了要受到能量守恒定律的制约外,还具有方向性.A错误;物体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和,而气体的内能是分子热运动的动能之和,B正确;若一个物体在由运动变为静止,他的动能就全部转化为热能了,前半句正确。后半句是教材上的原话,开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功,但必然要发生其他变化,选项C错。D选项是教材原文,正确;气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。气体压强与温度和体积有关。温度越高,气体压强越大,反之则气体压强越小。题目中表述为“一定量的气体”,“压强不变”,在此前提下,一定量的气体,表示分子个数不变,温度降低而压强不变时,体积必会缩小,即单位体积内的分子个数增加了,换个说法,也就是表示分子的密度增大了,当然碰撞容器壁的机率就增大了,E正确。
(2)设大气压强相当于高为H的水银柱产生压强,初始空气柱的长度为x,
则由理想气体状态方程第一次试验,由波意尔定律有:
(H-l0)x=(H-l0-1)(x+2-1) ……①
第二次试验: ……②
式中T1和T2分别为300K和350K,
依据两式可求得:H=75cm,x=12cm
故实际大气压为75cmHg,
初始空气柱长12cm
34. (1)由题图易知波长λ=0.12m,结合波速v=0.8m/s,可知该波的周期T=λ/v=0.15s,A、B选项错误;0.2s时间间隔为,波将沿传播方向传播16m,将实现波形沿x轴平移,发现沿x轴负方向平移时,可以得到虚线的波形,故该波沿x轴负方向传播,C错误,故选D。
(2)①
如图所示,光线应向屏的左侧移动,由折射定律有:
解得а=60°;
tan(60°-30°)=解得,x=
② 当玻璃砖左移时,入射角增大,折射角增大,所以光点左移,亮度减弱至消失。
35. (1)若A选项正确,则碰撞后系统动量为:-mv/3+2m·2v/3=mv,符合题意;碰撞后的能量为,不大于系统碰撞前能量,满足题意,A选项正确;
若B选项正确,则碰撞后系统动量为:-2mv/5+2m·7v/10=18mv/10>mv,B选项错误;
若C选项正确,则碰撞后系统动量为:-mv/4+2m·5v/8=mv,符合题意;碰撞后的能量为,不大于系统碰撞前能量,满足题意,C选项正确;
若D选项正确,则碰撞后A物体与B物体速度方向一致,但A的速度大于B的速度,这是不可能的,所以D选项错误。
(2)① 木块m2弹回后,在弹簧第一次恢复原长时带动m1运动,设此时木块m2的速度
由机械能守恒可知返回的速度与初始时刻相同,v0=0.2m/s。
当弹簧拉伸最长时,木块m1、m2速度相同,设为v,由动量守恒定律得:mv0=(m1+m2)v
解得:v=0.15m/s
② 当弹簧再次恢复到原长时,m1获得最大速度为v1,此时m2的速度为v2。
由动量守恒定律得:m2v0=m1v1+m2v2
由机械能守恒定律得:
解得:v1=0.3m/s
考查方向
33.(1)本题考查热力学定律,分子动理论的基本观点,气体热现象的微观观点等知识点,简单题。
(2)理想气体的状态方程。
34. (1)本题考查横波的图象;波长、频率和波速的关系;
(2)折射定律,全反射
35. (1)动量守恒定律,碰撞中的能量守恒;
(2)考查学生应用动量守恒定律,能量守恒定律及牛顿运动定律的综合应用解决物理问题的能力。解决本题首先要明确研究的过程,其次把握隐含的条件:弹簧伸长最长时两木块的速度相同。
解题思路
33.(1)掌握基础知识,逐一排查。
(2)第一次试验封闭气体做等温变化,根据管内外水银面的高度差,求出被封闭气体的压强,然后根据等温变化气态方程即可求解.
第二次试验找出初末状态参量,利用理想气体状态方程即可求解
34.(1)由图读出波长,求出周期,根据时间t=0.8s与周期的关系判断波的传播方向,并判断t=0.8s时,x=1.8m处的质点速度方向;分析质点P在0.95s时的位置,确定其位移;分析质点P在1.0s时刻的状态,分析速度与加速度方向的关系.
(2)根据折射定律做出光路图,在穿出玻璃砖时,考虑全反射即可
35.(1)A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,故而mv=mvA+2mvB,系统初始能量:,系统碰撞后的动量应为mv,能量不大于
,将ABCD依次代入检验即可;
(2)①先研究木块m2向左压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程,根据机械能守恒可得到此时木块m2的速度为v0=0.2m/s。此后,弹簧开始伸长,当弹簧拉伸最长时,木块m1、m2速度相同,设为v,由动量守恒定律可求得v;
②当弹簧再次恢复到原长时,m1获得最大速度,再对弹簧和两个木块组成的系统动量守恒和机械能守恒列方程,求解木块m1速度的最大值。
易错点
33.(1)热学过程除了要受到能量守恒定律的制约外,还具有方向性;
(2)物体内能与气体内能的区别;
(3)功能转化的原理
34.(1)波形图的平移
(2)当光线从光密介质向光疏介质传播时,才会发生全反射现象
35.(1)① 总动量的方向性;② 系统碰撞后的机械能不会大于碰撞前的机械能;③ A物体碰撞后的速度不会大于B物体碰撞后的速度。
(2)系统动量守恒的条件:在m1物体未脱离挡板前,两物体组成的系统动量不守恒,但机械能守恒。m1物体离开墙面后系统动量守恒,机械能守恒。
知识点
13.(1)根据分子的动理论、温度和内能的基本观点,下列说法中正确的是__________A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动B.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大C.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D.当分子间距等于r0时,分子间的引力和斥力都为零E.两个分子间的距离为r0时,分子势能最小(2)如图所示,竖直放置的U形管左端封闭,右端开口,左管横截面积为右管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为l、温度为T1的空气柱,左右两管水银面高度差为hcm,外界大气压为h0 cm Hg。①若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分),求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位);②在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l,求此时空气柱的温度T'
正确答案
(1)BCE (2)见解析
解析
2)①封闭气体等温变化:,
,
解得: ②空气柱的长度为开始时的长度l时,
左管水银面下降,右管水银面会上升
,此时空气柱的压强:
由 解得:
考查方向
本题主要考查热学基础慨念,理想气体状态方程。
解题思路
利用连通器原理,结合变化前后的状态变化,建立方程求解
易错点
连通器原理
知识点
31. 【物理——选修3-3】下列说法中正确的是 .(选对1个给2分,选对2个给4分,选
对3个给5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
A、速度增大,不会改变物体的分子的动能;故A错误;
B、体积增大时,物体对外做功,不吸热也不放热时,内能减小;故B正确;
C、质量相同,但物体的物质的量不同;故温度提高相同的温度时,内能的增量不一定相同;故C错误;
D、物体的内能取决于物体的温度和体积;故D正确;
E由热力学第二定律可知,与是与热现象有关的宏观过程都具有方向性;故E正确;
故选:BDE.
考查方向
分子势能,温度是分子平均动能的标志,热力学第二定律
解题思路
温度是分子平均动能的标志,影响内能的因素还有质量,改变内能的方式有做功和热传递,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.
易错点
常见概念的分析
教师点评
掌握温度是分子平均动能的标志,知道改变内能的方式,理解分子间作用力与分子间距的关系。
知识点
29. 下列说法正确的是
正确答案
解析
A、布朗运动是悬浮在液体中花粉颗粒的运动,反映了液体分子在永不停息地做无规则运动,故A正确;
B、若两分子间距离减小,分子间斥力增大、引力也增大,故B错误;
C、温度是分子的平均动能的标志,气体分子的平均动能增大则温度升高,但其压强不一定增大,还与分子的密度有关,故C错误;
D、内能与温度、体积、物质的多少等因素有关,而分子平均动能只与温度有关,故内能不同的物体,它们分子热运动的平均分子动能可能相同,故D正确;
E、水滴呈球形是液体表面张力作用的结果,故E正确.
考查方向
分子的热运动 布朗运动;分子间的相互作用力;物体的内能 热量;液体的表面张力
解题思路
布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动;当分子间距小于平衡距离时,分子力的合力为斥力;当分子间距大于平衡距离时,分子力的合力为引力;内能与温度、体积、物质的多少等因素有关;液体表面张力是因为液体表面分子间距大于平衡间距,分子力表现为引力造成的.
易错点
正确理解布朗运动的概念,即悬浮微粒永不停息地做无规则运动的现象叫做布朗运动,反映了液体分子在永不停息地做无规则运动.
教师点评
本题考查了分子的热运动 布朗运动;分子间的相互作用力;物体的内能 热量;液体的表面张力等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与热力学第一定律,热力学第二定律等知识点交汇命题.
知识点
5.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、因为温度是分子热运动平均动能的标志,所以对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大,故A正确;
B、气体内所有分子热运动动能和分子势能的总和就是气体的内能,故B错误;
C、改变内能有两种方式:做功和热传递,故要使内能增加,可能从外界吸收热量,也可能外界对气体做功,故C错误;
D、一定质量的气体,温度升高时,由气态方程可知,体积不一定增大,还与压强有关,故D错误;
考查方向
物体的内能 热量;热力学第一定律
解题思路
温度是分子热运动平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大;对于一定质量的气体可根据气态方程分析参量的变化,根据热力学第一定律分析能量的变化.
易错点
掌握温度的微观意义、内能的定义及气态方程、热力学第一定律是解题的关键.
知识点
[物理—选修3-3](15分)
30.(5分)一定质量的理想气体从外界吸收了4×105J的热量,同时气体对外界做了6×105J的功。则气体内能改变量是 J;分子的平均动能 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
31.(10分)如图,在导热良好的圆柱形气缸内,可以自由移动的活塞a和b密封了A、B两部分气体,处于平衡状态。已知活塞横截面积SA∶SB=2∶1,密封气体的长度LA∶LB=1∶4。若用外力把活塞a向右缓慢移动d的距离,求活塞b向右移动的距离。
正确答案
(1)2×105;变小
解析
根据热力学第一定律有:△U=Q+W=4×105J-6×105J=-2×105J ,负号表示气体的内能减小,气体的内能减小,则温度降低,所以分子的平均动能减小.
考查方向
热力学第一定律
解题思路
在热力学中,系统发生变化时,设与环境之间交换的热为Q,与环境交换的功为W,可得内能的变化为:△U=Q+W
易错点
理解热力学第一定律中的符号法则是解题的关键.
正确答案
解析
设外界大气压为p0,设b向右移动x
对A:pA1=p0,VA1=LASA
pA2=p, VA2=(LA-d)SA +x SB
由于是等温变化,由玻耳定律:pA1VA1 =pA2VA2
对B:pB1=p0,VB1=LBSB
pB2=p, VB2=(LB-x)SB
由于是等温变化,由玻耳定律:pB1VB1 =pB2VB2 ,联立以上各式可得:
考查方向
理想气体的状态方程;气体的等容变化和等压变化
解题思路
对两部分封闭气体,温度不变,对两部分封闭气体分别根据玻意耳定律列式求解.
易错点
关键是对两部分封闭气体确定状态.
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