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题型:填空题
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填空题 · 10 分

32. [物理—选修3-3]如图所示是小明自制的简易温度计。在空玻璃瓶内插入一根两端开口、内横截面积为0.4cm2的玻璃管,玻璃瓶与玻璃管接口处用蜡密封,整个装置水平放置。玻璃管内有一段长度可忽略不计的水银柱,当大气压为1.0×105Pa、气温为7℃时,水银柱刚好位于瓶口位置,此时封闭气体体积为480cm3,瓶口外玻璃管有效长度为48cm。求

①此温度计能测量的最高气温;

②当气温从7℃缓慢上升到最高气温过程中,密封气体吸收的热量为3J,则在这一过程中密封气体的内能变化了多少。

正确答案

① T2=291.2K=18.2℃            

② △E=1.08J    

解析

解:①当水银柱到达管口时,达到能测量的最高气温T2,则

初状态:T1=(273+7)K=280K  V1=480cm3      1分

末状态:V2=(480+48×0.4)cm3=499.2 cm3     1分

由盖吕萨克定律                 2分

代入数据得T2=291.2K=18.2℃               1分

②水银移动到最右端过程中,外界对气体做功

W=-P0SL=-1.92J      2分

由热力学第一定律得气体内能变化为

△E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J    2分

考查方向

理想气体的状态方程

解题思路

①气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律直接求解

②根据热力学第一定律列式求解

易错点

本题考查了求温度、内能的变化量,分析清楚气体状态变化过程,应用盖吕萨克定律、热力学第一定律即可解题.

知识点

热力学第一定律气体的实验定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

1.下列说法正确的是

A气体从外界吸收热量,气体的内能一定增加

B液体中的悬浮微粒越小,布朗运动越明显

C封闭在气缸中的气体,体积减小,压强一定减小

D两块纯净的铅板压紧后能合在一起,说明此时分子间不存在斥力

正确答案

B

解析

A、根据热力学第一定律,气体内能的变化由做功和热传递共同决定,只知道吸收热量无法判断内能的变化,故A错误;

B、布朗运动是悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡引起的,故悬浮微粒越小,碰撞的不平衡越明显,则布朗运动越明显,故B正确;

C、根据理想气体状态方程,封闭在气缸中的气体,体积减小,压强不一定减小,故C错误;

D、分子间一定同时存在引力和斥力的作用,铅板能够合在一起是由于引力大于斥力,故D错误;

考查方向

热力学第一定律;分子间的相互作用力;分子的热运动   布朗运动

解题思路

根据热力学第一定律公式△U=W+Q判断;布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,由液体分子碰撞的不平衡性造成;根据理想气体状态方程判断;分子间同时存在引力和斥力.

易错点

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,布朗运动是液体分子无规则热运动的反映.

教师点评

本题考查了热力学第一定律;分子间的相互作用力;分子的热运动   布朗运动,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与理想气体状态方程等知识点交汇命题.

知识点

分子的热运动 布朗运动分子间的相互作用力热力学第一定律
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

选考题

[物理-选修3-3] (15分)

31.(6分)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6分。每错选1个扣3分,最低得0分)。

A分子间距离增大时分子势能一定增大

B单晶体的物理性质是各向异性而非晶体的物理性质是各向同性

C物体温度升高,物体内分子运动的平均速率增加

D所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生

E悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动越明显

32. (9分)如图所示是小明自制的简易温度计。在空玻璃瓶内插入一根两端开口.内横截面积为0.4cm2的玻璃管,玻璃瓶与玻璃管接口处用蜡密封,整个装置水平放置。玻璃管内有一段长度可忽略不计的水银柱,当大气压为1.0×105Pa.气温为7℃时,水银柱刚好位于瓶口位置,此时封闭气体体积为480cm3,瓶口外玻璃管有效长度为48cm。求

①此温度计能测量的最高气温;

②当气温从7℃缓慢上升到最高气温过程中,密封气体吸收的热量为3J,则在这一过程中密封气体的内能变化了多少。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

B,C,E

解析

A、分子力做功等于分子势能的减小量;若分子力的合力是斥力,分子间距离增大时,分子势能减小;若分子力的合力是引力,分子间距离增大时,分子势能增大,故A错误;

B、单晶体的物理性质是各向异性,而非晶体的物理性质是各向同性,故B正确;

C、温度是分子的平均动能的标志,物体温度升高,物体内分子运动的平均动能增大,所以平均速率增加,故C正确; 

D、并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生, 一切与热现象有关的宏观自然过程是不可逆的,即宏观自然过程具有方向性,故D错误;

E、布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动,温度越高,悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动越明显,故E正确; 

考查方向

热力学第二定律;分子间的相互作用力;晶体和非晶体

解题思路

分子力做功等于分子势能的减小量;多晶体的物理性质是各向同性的;物体温度升高,物体内分子运动的平均动能增加;一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行;布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动.

易错点

理解布朗运动的实质和意义;液体分子不停地做无规则的运动,不断地随机撞击悬浮微粒。当悬浮的微粒足够小的时候,由于受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间,微粒在另一个方向受到的撞击作用超强的时候,致使微粒又向其它方向运动,这样,就引起了微粒的无规则的运动就是布朗运动.

教师点评

本题考查了热力学定律的理解和应用,要知道墒增加原理,明确布朗运动的实质和意义,在近几年的各省高考题出现的频率较高.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

①18.2℃  ( 5分)

②1.08J    (4分)

解析

①当水银柱到达管口时,达到能测量的最高气温T2,则

初状态:T1=(273+7)K=280K  V1=480cm3      

末状态:V2=(480+48×0.4)cm3=499.2 cm3    

由盖吕萨克定律           

代入数据得T2=291.2K=18.2℃               

②水银移动到最右端过程中,外界对气体做功

W=-P0SL=-1.92J      

由热力学第一定律得气体内能变化为

△E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J    

考查方向

气体实验定律;热力学第一定律

解题思路

①气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律直接求解.

②根据热力学第一定律列式求解.

易错点

关键分析清楚气体状态变化过程,根据气体实验定律列方程.

教师点评

本题考查了气体实验定律,热力学第一定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与共点力的平衡条件交汇命题.

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题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图所示,用轻拮活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间摩擦不计,开始时活塞距离气缸底部高度H1=0.60m,气体的温度T1=300K;现给气缸缓慢加热至T2=480K,活塞缓慢上升到距离气缸底部某一高度H2处,此过程中穠内气体的内能△U=300J,已知大气压强P0=1.0×105Pa,活塞横截面积S=5.0×10-3m2,求:

30.活塞距离气缸底部的高度H2

31.此过程中缸内气体吸收的热量Q。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

H2=0.96 m(5分)

解析

①气体做等压变化,根据盖吕萨定律得:

 解得H2=0.96 m

考查方向

气体实验定律

解题思路

气体压强保持不变,气体发生等压变化,应用盖吕萨克定律可以汽车活塞到气缸底部的距离.

易错点

关键找出气体两个状态的状态参量,依据气体实验定律解答.

教师点评

本题考查了气体实验定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与共点力的平衡条件等知识点交汇命题.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

②480 J  (5分)

解析

②在气体膨胀的过程中,气体对外做功为:

W0pΔV=[1.0×105×(0.96-0.60)×5.0×10-3] J=180 J

根据热力学第一定律可得气体内能的变化为

ΔU=-W0Q   

代入数据得Q=ΔUW0=480 J

考查方向

功;热力学第一定律

解题思路

由功的计算公式求出气体对外做的功,然后由热力学第一定律可以求出气体吸收的热量.

易错点

关键理解和应用热力学第一定律.

教师点评

本题考查了功;热力学第一定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与理想气体状态方程等知识点交汇命题.

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题型: 单选题
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单选题 · 2 分

5.下列说法中正确的是(    )

A对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大

B气体内所有分子热运动动能的总和就是气体的内能

C要使气体分子的平均动能增大,外界必须向气体传热

D一定质量的气体,温度升高时,分子间的平均距离一定增大

正确答案

A

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

物体的内能 热量热力学第一定律
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

[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SASB=2∶1,密封气体的长度LALB=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。

第(1)小题正确答案及相关解析

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.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设外界大气压为p0,设b向右移动x

对A:pA1=p0VA1=LAS 

    pA2=p, VA2=(LA-dSA +x SB     

由于是等温变化,由玻耳定律:pA1VA1 =pA2VA2                     

对B:pB1=p0VB1=LBSB     

  pB2=p, VB2=(LB-xSB         

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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题型:简答题
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简答题 · 15 分

选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。

【物理一选修3-3】(1 5分)

19.(5分)健身球是一个充满气体的大皮球,现把健身球放在水平地面上。若在人体压向健身球的过程中球内气体温度保持不变,则_______。(填正确答案标号,全部选对得5分,部分选对得2分,错选得0分)

A.气体分子的平均动能增大

B.气体的密度增大

C.气体从外界吸收热量

D.外界对气体做功

20.(10分)如图所示,固定在水平地面上的气缸,用一个不漏气的活塞封闭了一定质量理想气体,活塞可以无摩擦地移动,活塞的面积S=100 cm2。活塞与在另一水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=12.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间距d=5 c m。开始时活塞距缸底L1=10cm,缸内气体压强Pl等于外界大气压强P0

温度t1=27℃。现对气缸内的气体缓慢加热。(P0=1.0×105Pa,g=10 m/s2)

求①使物块A刚开始移动时,气缸内的温度为多少K;②使物块B刚开始移动时,气缸内的温度为多少K。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

BD

解析

在人压向球的过程中,外界对球做功,气体的体积减小,故气体的密度增大;气体温度不变,故气体分子的平均动能不变;

由于外界对气体做功,但气体温度不变,故内能不变;由热力学第一定律可知,气体对外放热;故AC错误,BD正确;

考查方向

热力学第一定律

解题思路

根据人对气体所做功及气球的形状的变化,确定出气体密度变化;由温度不变可知,内能不变;由热力学第一定律可知气体是否吸热.

易错点

关键理解对于理想气体分子势能是忽略不计,所以温度不变时,内能不变.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

①330K;

②540K;

解析

①气体的初状态参量:p1=p0=1.0×105Pa,V1=L1S,T1=273+27=300K,物体A开始移动前气体做等容变化,此时气体的压强:,由查理定律得:,解得:T2=330K;

②物块B刚要移动时气体压强:,气体体积:V3=(L1+d)S,由理想气体状态方程得:,解得:T3=540K;

考查方向

理想气体状态方程

解题思路

①根据题意求出气体的状态参量,应用查理定律可以求出气体的温度;

②根据题意求出气体的状态参量,应用理想气体状态变化过程可以求出气体的温度.

易错点

分析清楚气体的状态变化过程,确定出气体初末状态参量是解题的关键.

1
题型:简答题
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简答题 · 10 分

(10分)一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内,活塞质量为m、横截面积为S,可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性,整个装置与外界绝热,初始时封闭气体的温度为T1,活塞距离气缸底部的高度为H,大气压强为Po。现用一电热丝对气体缓慢加热,若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q,活塞上升的高度为

求:

21.此时气体的温度;

22.气体内能的增加量。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

①(5分)

解析

①气体加热缓慢上升的过程中,处于等压过程,设上升时温度为,由题意可知:‍,   

气体发生等压变化,由盖吕萨克定律得:     

联立解得:

考查方向

气体实验定律

解题思路

气体做等压变化,确定出气体体积,根据盖吕萨克定律列式求解.

易错点

关键是明确气体的变化过程,确定出气体的状态参量.

教师点评

本题考查了气体实验定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与功、共点力的平衡条件等知识点交汇命题.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

②(5分)

解析

上升过程中,根据热力学第一定律得:

其中,

即气体内能的增加量为:

考查方向

热力学第一定律;功的计算

解题思路

上升过程中,根据热力学第一定律列式,注意符号法则的运用.

易错点

理解热力学第一定律符号法则的使用.

教师点评

本题考查了热力学第一定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与功、共点力的平衡条件等知识点交汇命题.

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题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图所示,气缸A、B由导热材料制成,截面积相等,长度均为45cm,通过带有阀门的管道连接。初始时阀门关闭,厚度不计的光滑活塞C位于B内左侧,在A内充满压强pA=2.8×105Pa的理想气体,B内充满压强pB=1.4×105Pa的理想气体,忽略连接气缸的管道体积,室温保持恒定.现打开阀门,则:

30.平衡后活塞向右移动的距离和B中气体的压强;

31.自打开阀门到平衡,B内气体是吸热还是放热?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

x=15cm,p=2.1×105Pa

解析

解:①气体状态参量:

PA=2.8×105Pa,VA=LS=45S,VA′=(45-x)S,pA′=p

PB=l.4×105Pa,VA=LS=45S,VB′=(45-x)S,pB′=p,

气体发生等温变化,由玻意耳定律得:

A气体:PALS=p(L+x)S,即:2.8×l05×60=p(45+x),

B气体:PBLS=p(L-x)S,即1.4×l05×60=p(45-x),

解得:x=15cm,p=2.1×105Pa;

考查方向

理想气体状态方程

解题思路

两边气体都是等温变化,根据玻意耳定律列式后联立求解;

易错点

本题采用是的隔离法分别对两部分气体用玻意耳定律研究,同时要抓住两部分气体的相关条件,如压强关系、体积关系等.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

活塞C向右移动,对B中气体做功,而气体做等温变化,内不变,故B气体放热

解析

活塞C向右移动,对B中气体做功,而气体做等温变化,内不变,故B气体放热.

考查方向

理想气体状态方程

解题思路

气体温度不变,内能不变,外界对其体做功,根据热力学第一定律分析.

易错点

本题采用是的隔离法分别对两部分气体用玻意耳定律研究,同时要抓住两部分气体的相关条件,如压强关系、体积关系等.

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题型:简答题
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简答题 · 15 分

选考题:请考生从给出的3道物理题中任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。

【物理—选修3-3】(15分)

18.(6分) 下列有关热现象的叙述,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.布朗运动是指悬浮在液体中花粉分子的无规则热运动B.随着分子间距离的增大,若分子间的相互作用力先增大后减小,此时分子间的作用

力一定是引力C.第二类永动机没有违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定

律D.一定质量的理想气体在等温变化时,其内能一定不变E.热量可以从高温物体传递到低温物体,也可以从低温物体传递到高温物体

19. (9分)如图所示,L形一端开口的玻璃管在竖直平面内,管是由粗细不同的两部分组成的,竖直部分粗管的横截面积是水平部分细管横截面积的2倍,管的封闭端水平放置,水平段管长为100 cm,竖直段管长为30 cm,在水平管内有一段长为12 cm的水银封闭着一段长为80 cm的空气柱。已知气柱的温度为27 ℃,大气压强为75 cmHg,现对气体缓慢加热,求:当温度上升到119 ℃时,封闭端空气柱的长度。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

BDE

解析

A、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,实质是液体分子的无规则热运动造成的,故A错误; 

B、分子间的相互作用力先增大后减小,此时分子间的必定大于平衡距离,此时分子间的作用力一定是引力,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、温度是理想气体内能的决定因素,故一定质量的理想气体在等温变化时,其内能一定不改变,故D正确;

E、由热力学第二定律知,在外界的影响下,热量可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱,故E正确.

考查方向

热力学第二定律;物体的内能 ; 分子的热运动   布朗运动

解题思路

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,实质是液体分子的无规则热运动造成的;分子力与分子间距离有关;热力学第一定律说明做功和热传递在改变物体内能方面是等效的,而热力学第二定律说明一切涉及热现象的宏观过程具有方向性;

易错点

掌握布朗运动的现象和实质,明确温度是理想气体内能的标志.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

98 cm

解析

设水银柱将要进入竖直管内所需温度为t1,由盖·吕萨克定律: 

解得:T2=330 K,t1=57°。

设水银柱刚好全部到竖直管内所需温度为t,由气体状态方程:

解得:T3=405 K,t2=132 ℃,

可见119℃时水平管内还有水银,设竖直管内水银柱高为x,

把数据代入对应气体状态方程:

解得:x=5 cm, 所以空气柱长为98 cm.

考查方向

理想气体的状态方程

解题思路

假设水银柱全部还在水平管内,此过程被封闭的气体压强不变,计算当温度变为119℃时,气体的长度,与水平管的长度相比较,判断是否合理.再假设进入竖直管的水银高度为xcm,分析此时的状态参量,列式进行求解.

易错点

判断水银柱是否能进入竖直管是解决此问题的关键.

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