- 热学
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35.【物理—选修3-3】
(1)下列说法正确的是( )
A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
B.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
D.一定量的气体,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减少
(2)如图所示,A、B气缸的长度均为750px,横截面积相同,C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D为阀门.整个装置均由导热良好的材料制成.原来阀门关闭,A内有压强PA=2×105Pa的氧气.B内有压强PB=1×105Pa的氢气.阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡.假定氧气和氢气均视为理想气体,连接气缸的管道体积可忽略不计.
求:
①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强;
②活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热(简要说明理由).
正确答案
(1)BC
(2)
①解:由玻意耳定律得:
对A部分气体有:pALS=p(L+x)S,
对B部分气体有:pBLS=p(L﹣x)S,
代入相关数据解得:x=10cm,p=1.5×105Pa;
②活塞C向右移动的过程中活塞对B中气体做功,而气体发生等温变化,内能不变,故B中气体向外界放热.
解析
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知识点
13.【物理── 选修3-3】
(1)下列说法正确的是
A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B.一木块被举高,组成该木块的所有分子的分子势能都增大
C.当液体与大气接触时,液体表面层分子的势能比液体内部分子的要大
D.缓慢压缩一定量气体,若此过程气体温度不变,则外界对气体做正功但气体内能不变E.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
(2)如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气。已知:大活塞的质量为2m,横截面积为2S,小活塞的质量为m,横截面积为S;两活塞间距为L;大活塞导热性能良好,汽缸及小活塞绝热;初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0,大活塞与大圆筒底部相距,两活塞与气缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g。现通过电阻丝缓慢加热氮气,求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氮气的压强。
正确答案
(1)CDE (2)见解析
解析
(2)解:以两活塞整体为研究对象,设初始时氧气压强为p1,根据平衡条件有:① 初始时氧气体积:
②
当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积: ③
设此时氧气压强为p2,氮气压强为p,根据平衡条件有: ④
由于大活塞导热,小活塞缓慢上升可认为氧气温度不变,由玻意耳定律,得:⑤
联立①—⑤式,得:
考查方向
本题主要考查理想气体的状态方程
解题思路
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求出初始时氧气压强为p1和体积V1;再求出当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时氧气的体积V2;再由玻意耳定律,求出此时氧气的压强p2,最后利用平衡条件求出氮气压强为p.
易错点
解答本题的关键是分析清楚气体状态变化过程、应用玻意耳定律结合平衡条件进行求解
知识点
33、(物理------选修3-3)下列说法中正确的是( )
A.饱和汽压与分子的密度和分子的种类有关,随温度升高而增大,与体积无关
B. 在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
C. 分子势能可能随着分子间距的增大可能先减小后增大
D.要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的方式无关。
E.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
(2)如图所示,一个绝热的气缸竖直放置,内有一个绝热且光滑的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,隔板将气缸分成两部分,分别密封着两部分理想气体 A 和 B。活塞的质量为m,横截面积为S,与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当A气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温度为T1。已知大气压强为P0,重力加速度为g。
①加热过程中,若A气体内能增加了1,求B气体内能增加量
2
②现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。求此时添加砂粒的总质量。
正确答案
(1)ACD (2)见解析
解析
①气体对外做功B气体对外做功
由热力学第一定律得 解得
②B气体的初状态
T1
B气体末状态
T2
由气态方程
解得
考查方向
本题主要考查热力学定律以及理想气体状态方程
解题思路
由热力学第一定律解得B气体内能增加量,利用理想气体状态方程寻求气体变化前后的对应状态参量的关系
易错点
理想气体内外的压强关系
知识点
20.(5分)下列说法中正确的是( )(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)(选做题)
正确答案
解析
A、悬浮在液体中的固体颗粒越小,同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少,液体分子对颗粒撞击的冲力越不平衡,合力越大,布朗运动越明显,故A正确;
B、用气筒给自行车打气时,越打越费劲,是要克服活塞内外的压强差带来的压力,不是因为气体间的分子力表现为斥力,故B错误;
C、当分子力表现为引力时,分子力随分子间距离的增大而先增大,后减小;分子势能随分子间距离的增大而增大,故C错误;
D、一定质量的理想气体,温度升高,体积减小,由理想气体的状态方程,可以知道,气体的压强一定增大,故D正确;
E、热机的效率不可能提高到100%,因为它违背了热力学第二定律,所以内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的,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;分子势能;理想气体的状态方程;热力学第二定律
解题思路
悬浮在液体中的固体颗粒越小,温度越高,布朗运动就越明显;给自行车打气时,要克服活塞上下的压强差带来的压力来压活塞; 牢记分子力随距离变化的关系;一定质量的理想气体状态变化时遵守气态方程.热机的效率不可能提高到100%,是因为它违背了热力学第二定律;
易错点
关键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.
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;分子势能;理想气体的状态方程;热力学第二定律等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与物体的内能、热量、热力学第一定律等知识点交汇命题.
知识点
增量预算的缺点在于( )。
A.工作量大
B.受原有项目的制约
C.不利于根据情况的变化调整预算
D.具有滞后性
E.具有间断性
正确答案
B,C
解析
[解析] 增量预算优点是简单、工作量小,所以选项A不正确;缺点是受原有项目制约,不利于根据情况的变化调整预算,所以选项BC正确;选项DE是定期预算的缺点。
20.物理图像能够直观、简洁地展现两个物理量之间的关系,利用图像分析物理问题的方法有着广泛
的应用。如图,若令x 轴和 y轴分别表示某个物理量,则图像可以反映在某种情况下,相应物理量之间的关系。轴上有A、B两点,分别为图线与
轴交点、图线的最低点所对应的
轴上的坐标值位置。下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、若x轴表示空间位置,y轴表示电势,由于点电荷的电势随x的增大而减小,所以不是某静电场的电势在x轴上分布情况,故A错误;
B、若x轴表示空间位置,y轴表示电场强度,由于点电荷的电场强度随x的增大而减小,所以不是某静电场的电场强度在x轴上分布情况,故B错误;
C、若x轴表示分子间距离,y轴表示分子势能,结合分子势能的特点可知,图象可以反映分子势能随分子间距离变化的情况;则将分子甲固定在O点,将分子乙从A点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下运动至B点时分子势能最小,所以动能最大,速度最大.故C正确;
D、若x轴表示分子间距离,y轴表示分子间作用力,结合分子力的特点可知,图象可以反映分子间作用力随分子间距离变化的情况;若则将分子甲固定在O点,将分子乙从B点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下运动时,开始时受到的是分子引力,做加速运动,过A点后乙分子受到的是分子斥力,开始做减速运动.故D错误.
故选:C
考查方向
电势;电场线;分子间的相互作用力;分子势能
解题思路
根据物理规律相应的规律,得到y与x所表示的物理量的表达式,再分析图象是否正确.
易错点
该题结合图象考查物理规律与物理量之间的关系式,立意新颖,在解答的过程中首先要明确各种情况下对应的物理量的特点。
知识点
承包人签订合同后,将合同的一部分分包给第三方承担时,( )。
A.应取得业主批准
B.经过监理工程师批准
C.自行决定后通知业主
D.自行决定后通知监理工程师
正确答案
A
解析
暂无解析
34.选考题请考生从给出的3道物理题中任选一题作答,如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
选考题一
下列说法正确的是 ( )
(填入正确选项前的字母,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)
正确答案
解析
A、固体微粒越大,同一时刻与之碰撞的液体分子越多,固体微粒各个方向受力越趋近平衡,布朗运动越不明显,故A错误;
B、在r>r0时,分子力表现为引力,分子间距离增大时分子力做负功,故r越大,分子势能越大,故B正确;
C、第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律,故C错误;
D、根据理想气体状态方程可知,压强、体积都增大时,温度升高,则内能增加,故D正确;
E、由于蒸发只在液体表面进行,因此液体表面分子比较稀疏,分子间的距离大于平衡距离r0,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势,故E正确.
考查方向
热力学第一定律;热力学第二定律;布朗运动;液体的表面张力
解题思路
布朗运动是固体微粒的运动,是液体分子无规则热运动的反应,固体微粒越大布朗运动越不明显;根据分子力做功判断分子势能的变化,分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增加.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律;根据理想气体状态方程可知,压强、体积都增大时,温度升高,则内能增加;液体表面张力的原因是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力.
易错点
本题关键是理解布朗运动概念,及分子力做功量度分子势能的变化.
知识点
13.关于两个分子之间的相互作用力和分子势能,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
A、分子间同时存在引力和斥力,两分子处于平衡位置,分子间的引力和斥力相等,不是没有引力和斥力,故A错误.
B、分子间同时存在引力和斥力,两分子间距离减小,分子间的引力和斥力都增大,故B正确.
CD、若分子间距大于平衡位置时,分子力表现为引力,分子间距离增大,分子势能一定增大;若分子间距小于平衡位置时,分子力表现为斥力,分子间距离增大,分子势能一定减小;故CD错误.
故选:B
考查方向
分子间的相互作用力;分子势能.
解题思路
分子间同时存在引力和斥力,分子力大小与分子间距有关系.分子力正功时,分子势能减少;分子力负功时,分子势能增加;若分子间距大于平衡位置时,分子间距离增大,分子势能一定增大.
易错点
分子力与距离的关系不清楚
知识点
8.物理图像能够直观、简洁地展现两个物理量之间的关系,利用图像分析物理问题的方法有着广泛的应用。如图,若令x 轴和 y轴分别表示某个物理量,则图像可以反映在某种情况下,相应物理量之间的关系。轴上有A、B两点,分别为图线与
轴交点、图线的最低点所对应的
轴上的坐标值位置。下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、若x轴表示空间位置,y轴表示电势,由于点电荷的电势随x的增大而减小,所以不是某静电场的电势在x轴上分布情况,故A错误;
B、若x轴表示空间位置,y轴表示电场强度,由于点电荷的电场强度随x的增大而减小,所以不是某静电场的电场强度在x轴上分布情况,故B错误;
C、若x轴表示分子间距离,y轴表示分子势能,结合分子势能的特点可知,图象可以反映分子势能随分子间距离变化的情况;则将分子甲固定在O点,将分子乙从A点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下运动至B点时分子势能最小,所以动能最大,速度最大.故C正确;
D、若x轴表示分子间距离,y轴表示分子间作用力,结合分子力的特点可知,图象可以反映分子间作用力随分子间距离变化的情况;若则将分子甲固定在O点,将分子乙从B点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下运动时,开始时受到的是分子引力,做加速运动,过A点后乙分子受到的是分子斥力,开始做减速运动.故D错误.
考查方向
电场线;分子间的相互作用力;分子势能;电势
解题思路
根据相关物理规律,得到y与x所表示的物理量的表达式,结合图象分析.
易错点
本题关键读懂物理图象,能把物理图象中反应出的信息与相关物理规律对应分析.
知识点
下列说法中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
14.两个相距较远的分子仅在彼此间分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下述正确的是
正确答案
解析
A、两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近的过程中,当分子间距大于平衡间距时,分子力表现为引力;当分子间距小于平衡间距时,分子力表现为斥力,分子引力先减小后增大,斥力增大,故A错误;
B、两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近的过程中,分子力先是引力后是斥力,故先做正功后做负功,故B正确;
C、只有分子力做功,先做正功后做负功,根据动能定理,动能先增加后减小,故C错误;
D、分子力先做正功后做负功;分子力做功等于分子势能的减小量;故分子势能先减小后增加,故D错误;
考查方向
解题思路
分子力同时存在引力和斥力,分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小,随分子间的距离的减小而增大,且斥力减小或增大比引力变化要快些;分子力做功等于分子势能的减小量.
易错点
本题考查了分子力、分子势能、分子力做功与分子势能变化关系,可借助于图象记住相关结论.
知识点
6.当两分子间距变化时分子势能变小了,则可以判定在此过程( )
正确答案
解析
若取无穷远处为0势能点,分子间分子势能与距离的关系如图所示:
分子间距变化分子力一定做功,故A正确;若分子间距大于平衡间距,分子间距变小时分子势能减小,分子力可能增加,也可能减小,故B错误;从图可以看出,分子势能变小,分子间距可能增加,也可能减小,故C错误;若分子间距小于平衡间距,分子间距变大,分子力减小,表现为斥力,故D错误。
考查方向
解题思路
分子间由于存在相互的作用力,从而具有的与其相对位置有关的能.其变化情况要看分子间作用力,分子力的功等于分子势能的减小量。
易错点
关键是明确分子势能与分子力做功的关系,能够结合图象分析分子势能的变化规律。
知识点
18.关于分子间作用力和分子势能,下列叙述正确的是:( )
正确答案
解析
首先要知道分子间排斥力与吸引力都随距离变大而迅速减小,斥力见效更快,所以A、B均对。根据分子势能随距离变化关系可知,物体的体积减小时,内部分子势能可能减小,C对D错。理想气体的分子势能不随温度变化,所以E错。
考查方向
解题思路
知道分子间排斥力与吸引力都随距离变大而迅速减小,斥力见效更快
易错点
分子间同时存在排斥和吸引力,分子势能与分子力做功有关
知识点
图3是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气体的( )
正确答案
解析
由能量守恒,ΔE =Q+W = −200+800 = 600J,内能增加600J,则温度一定升
知识点
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