高考物理总复习 考前三个月 选考题限时突破(二)选修33

选考题限时突破(二)3－3
(限时：25分钟)
1．(1)(5分)下列说法正确的是________．
A．根据分子动理论知识，分子间斥力随分子距离的增加，先减小后增大
B．对于一定质量理想气体，若增大气体体积且保持压强不变，则单位时间撞击器壁单位面积的分子数目减少
C．热传递有可能自发的从内能较小的物体向内能较大的物体进行
D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
E．大雾天学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大
答案BCE
解析分子间的斥力与引力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，故A错误；对于一定质量理想气体，若增大气体体积且保持压强不变，则单位时间撞击器壁单位面积的分子数目减少，故B正确；热传递的条件是：有温度差；热传递的特点是：高温物体放出热量，低温物体吸收热量，热量从高温物体传给低温物体．内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体，故C正确；足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体压强的结果，故D错误；大雾天学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，故E正确．
(2)(10分)如图1所示，长为L的均匀玻璃管，其质量为M，用一质量为m、截面为S的活塞在管中封闭了一定质量的空气，将活塞用细线竖直悬挂且静止，此时空气柱长度为L′，设大气压强为p0，求：
图1
(ⅰ)细线拉力大小F T；
(ⅱ)如果将玻璃管缓慢往下拉，最少得用多大外力才能将活塞拉离玻璃管(设此过程温度不变)．
答案(ⅰ)(m＋M)g
(ⅱ)(p 0S －Mg )(L －L ′)L
解析 (ⅰ)将玻璃管与活塞作为整体，由力的平衡得F T ＝(m ＋M )g
(ⅱ)原先空气柱压强为p 1＝p 0－Mg S
设玻璃管缓慢往下拉到管口时，空气柱压强为p 2，有p 2S ＋F ＋Mg ＝p 0S
此过程为等温变化，由玻意耳定律得p 1L ′S ＝p 2LS
解得F ＝(p 0S －Mg )(L －L ′)L
2．(1)(5分)下列说法中正确的是________．
A ．温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质
B ．大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体
C ．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和汽压的比值
D ．分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相同
E ．理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的
答案 ACD
解析 温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质，选项A 正确； 大颗粒的盐磨成了细盐，不改变晶体的结构，故还是晶体，选项B 错误；空气的绝对湿度是指大气中水蒸气的实际压强； 空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和汽压的比值，选项C 正确； 温度是分子平均动能的标志，故分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相同，选项D 正确； 理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机也不可能研制成功，选项E 错误．
(2)(10分)如图2所示，开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m 的密闭活塞，活塞A 导热，活塞B 绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l 0，温度为T 0.设外界大气压强p 0保持不变，活塞横截面积为S ，且mg ＝p 0S ，环境温度保持不变．在活塞A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m 时，两活塞在某位置重新处于平衡，求活塞B 向下移动的距离．
图2
答案 25
l 0 解析 初状态Ⅰ气体压强：p 1＝p 0＋mg S
因为：mg ＝p 0S
故：p 1＝2p 0
Ⅱ气体压强：p 2＝p 0＋2mg S
＝3p 0 添加铁砂后Ⅰ气体压强：p 1′＝p 0＋3mg S
＝4p 0 Ⅱ气体压强：p 2′＝p 1′＋mg S
＝5p 0
Ⅱ气体等温变化，根据玻意耳定律：p 2l 0S ＝p 2′l 2S
可得：l 2＝35l 0，B 活塞下降的高度：h 2＝l 0－l 2＝25
l 0 3．(1)(5分)下列叙述中正确的是________．
A ．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B ．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增加而增加
C ．对于一定质量的理想气体，温度升高时，压强可能减小
D ．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数
E ．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动
答案 BCE
解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A 错误；当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增加而增加，选项B 正确；对于一定质量的理想气体，温度升高时，若体积变大，则压强可能减小，选项C 正确；已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算水的摩尔体积，不能求出阿伏加德罗常数，选项D 错误；扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动，选项E 正确．
(2)(10分)如图3所示，粗细均匀的U 形玻璃管一端封闭，另一端与大气相通且足够长，玻璃管内两段水银柱封闭了两段空气柱A 和B ，两段空气柱的长度分别为L A ＝5 cm ，L B ＝15 cm ，下端水银面高度差h ＝6 cm ，A 上端水银柱长h 1＝4 cm ，大气压强p 0＝76 cmHg ，外界环境温度保持不变，现从右端开口处缓慢向管中加入水银，当下端水银面高度差h ＝0时，求：
图3
(ⅰ)B 部分气体的压强；
(ⅱ)A 部分气体的长度(结果保留三位有效数字)．
答案 (ⅰ)107.5 cmHg (ⅱ)3.72 cm
解析 (ⅰ)根据题意，设玻璃管的截面积为S ，加入水银的过程是等温变化，对B 部分的气体有：
p B V B ＝p B ′V B ′，又p B ＝p 0＋p h 1＋p h .
V B ＝L B S ，V B ′＝(L B －h 2
)S 由以上各式可得：p B ′＝107.5 cmHg ；
(ⅱ)由题意，A 部分的气体也是做等温变化．
对A 部分的气体：p A V A ＝p A ′V A ′，又p A ＝p 0＋p h 1
p A ′＝p B ′，V A ＝L A S ，V A ′＝L A ′S .
由以上各式可得：L A ′＝3.72 cm
4．(1)(5分)下对说法正确的是________．
A ．给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力
B ．在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化
C ．悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动
D ．干湿泡湿度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远
E ．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
答案 BDE
解析 给车胎打气，越压越吃力，是由于车胎内气体的压强越来越大，与分子力无关，选项A 错误；液体的饱和汽压仅仅与液体的种类以及温度有关，与体积无关．故B 正确；悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子做无规则的热运动，选项C 错误；
(2)(10分)如图4所示，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体(可视为理想气体)．当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中．此时水的温度t 1＝7.0 ℃，筒内气柱的长度h 1＝14 cm.已知大气压强p 0＝1.0×105
Pa ，水的密度ρ
＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度大小g 取10 m/s 2
.
(ⅰ)若将水温缓慢升高至27 ℃，此时筒底露出水面的高度Δh 为多少；
(ⅱ)若水温升至27 ℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离H (结果保留两位有效数字)．
图4
答案 (ⅰ)1 cm (ⅱ)72 cm
解析 (ⅰ)设水温升至27℃时，气柱的长度为h 2，根据盖－吕萨克定律有h 1T 1＝h 2T 2
圆筒静止，筒内外液面高度差不变，有Δh ＝h 2－h 1
得Δh ＝1 cm ；
(ⅱ)设圆筒的质量为m ，横截面积为S ，静止在水中时筒内气柱的长度为h 3.则 mg ＝ρgh 1S mg ＝ρgh 3S
圆筒移动过程，根据玻意耳定律有：(p 0＋ρgh 1)h 2S ＝[p 0＋ρg (h 3＋H )]h 3S
得： H ≈72 cm。