2011高考物理第一轮3-3

选修3-3
第1节分子动理论内能
1. 假设阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量和摩尔体积，那么可以计算出( )
A. 固体物质分子的大小和质量
B. 液体物质分子的大小和质量
C. 气体分子的大小和质量
D. 气体分子的质量和分子间的平均距离
2. 关于温度的概念，以下说法中正确的选项是( )
A. 某物体的温度为0 ℃，那么其中每个分子的温度都是0 ℃
B. 温度是物体分子热运动平均速率的标志
C. 温度是物体分子热运动平均动能的标志
D. 温度高的物体比温度低的物体运动得快
3. 〔2021·XX〕气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的( )
A. 温度和体积
B. 体积和压强
C. 温度和压强
D. 压强和温度
4. 以r、f、E p分别表示分子间距、分子力和分子势能，而当r=r0时，f=0，于是有( )
A. 当r>r0时，f越大，E p越大
B. 当r>r0时，f越大，E p越小
C. 当r<r0时，f越大，E p越大
D. 当r<r0时，f越大，E p越小
5. 玻璃破裂后对接在一起，不能恢复原状，但把破口处熔化后对接在一起，即能接成整体. 怎样解释这个现象？
6. 从比较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中有悬浮在空气里的微粒,这些微粒的运动是布朗运动吗？为什么？
7. 对于固体和液体来说,其内局部子可看做是一个挨一个严密排列的小球,假设某固体的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N A.
(1)该固体分子质量的表达式为.
(2)假设汞的摩尔质量为M=200.5×10-3kg/mol,密度为ρ=13.6×103kg/m3,阿伏加德罗常数为N A=6.0×1023 mol-1,试估算汞原子的直径大小(结果保存两位有效数字).
8. 1 g100 ℃的水和1 g100 ℃的水蒸气相比较,以下说法是否正确,为什么?
(1)分子的平均动能和分子的总动能都一样.
(2)它们的内能一样.
9. (改编题)“水立方〞国家游泳中心,是为2021年夏季奥运会修建的主游泳馆.它的外形看上去就像一个蓝色的盒子,特别是晚上在灯光的反射下，远看如同一块大大的蓝宝石在发光.水立方游泳馆拥有长50 m、宽25 m、水深3 m,水温保持25~27 ℃，共8条泳道的国际标准比赛用游泳池.设水的摩尔质量为M=1.8×10-2 kg/mol，当游泳池注满水时，试估算该游泳池中水分子数大约为多少？〔保存两位有效数字〕
10. 在标准状态下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A，水的摩尔质量为M A，在标准状态下水蒸气的摩尔体积为V A，求：
〔1〕它们中各有多少水分子？
〔2〕它们中相邻两个水分子之间的平均距离.
11. 2021年末,世界环境大会在哥本哈根召开,引起全球关注,环境问题越来越与我们的生活息息相关.比方说公共场所制止吸烟,我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大.试估算一个高约2.8 m,面积约10 m2的办公室,假设只有一人吸了一根烟.求:(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3,一根烟大约吸10次)
(1)估算被污染的空气分子间的平均距离.
(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子.
第2节固体液体与气体
1. 液体外表具有收缩趋势的原因是( )
A. 液体可以流动
B. 液体外表层分子间距离小于液体内局部子间距离
C. 与液面接触的容器壁的分子对液体外表分子有吸引力
D. 液体外表层分子间距离大于液体内局部子间距离
2. 关于液晶，以下说法中正确的选项是( )
A. 液晶是一种晶体
B. 液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C. 液晶的光学性质随温度的变化而变化
D. 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
3. 〔2021·XX模拟〕以下说法正确的选项是( )
A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力
C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小
D. 单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
4. 〔2021·XX模拟〕一定质量的理想气体经历如下列图的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p-T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断( )
A. ab过程中气体体积不断减小
B. bc过程中气体体积不断减小
C. cd过程中气体体积不断增大
D. da过程中气体体积不断增大
5. 将以下实验事实与产生原因对应起来.
A. 水与酒精混合体积变小
B. 固体很难被压缩
C. 细绳不易拉断
D. 糖在热水中溶解得快
E. 冰冻食品也会变干
a. 固体分子也在不停地运动
b. 分子运动的剧烈程度与温度有关
c. 分子间存在着引力
d. 分子间存在着斥力
e. 分子间存在着空隙
它们的对应关系分别是①,②,③,④,⑤.(在横线上填上实验事实与产生原因前的符号〕
6. 某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如下列图.但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法〔用简单的文字表述，不必画图〕，并指出这样画的物理依据.
(1)正确的画法应为：.
〔2〕物理学依据：.
〔3〕试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因.
汽压为3.167×103 Pa〕
8. 如下列图，气缸固定，活塞质量为m=1.00 kg，面积S=100 cm2.重物质量为M=1.50 kg，活塞与气缸壁之间的摩擦不计，活塞不漏气.大气压强为p0=1.00×105 Pa.把整个装置放在升降机的水平地板上，当升降机以a=6.00 m/s2的加速度匀加速上升时，封闭气体的压强为多大?(g取10 m/s2)
9. 〔2021·XX〕如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39 cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40 cm.先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2 cm，求：
〔1〕稳定后右管内的气体压强p.
〔2〕左管A端插入水银槽的深度h.〔大气压强p0＝76 cmHg〕
10. 白天的气温是30 ℃,空气的相对湿度是60%,天气预报夜里的气温要降到20 ℃;那么夜里空气中的水蒸气会不会成为饱和汽?为什么?(30 ℃时,空气的饱和汽压为4.24×103 Pa;20 ℃时,饱和汽压为2.3×103 Pa)
11. 〔2021·XX〕图中系统由左右两个侧壁绝热、底部、截面均为SA、B下方封有氮气，B上方封有氢气.大气的压强为p0，温度为T0=273 K，两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时，各气体柱的高度如下列图.现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度.用外力将A
〔2〕水的温度.
第3节热力学定律与能量守恒定律
1. 关于物体的内能的变化，以下说法中正确的选项是( )
A. 物体放出热量，内能一定减小
B. 物体对外做功，内能一定减小
C. 物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D. 物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
2. 对于热量、功和内能三个物理量，以下各种说法中正确的选项是( )
A. 热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
B. 物体的内能越大,热量越多
C. 热量和功都可以作为内能的量度
D. 内能大的物体含的热量一定多
3. 〔2021·XX〕关于热力学定律，以下说法正确的选项是( )
A. 在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B. 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C. 吸收了热量的物体，其内能一定增加
D. 压缩气体总能使气体的温度升高
4. (改编题)以下关于熵的观点中错误的选项是( )
A. 熵越大，系统的无序度越大
B. 对于一个不可逆绝热过程，其熵总不会减小
C. 气体向真空扩散时，熵值减小
D. 自然过程中熵总是增加，是因为通向无序的渠道比通向有序的渠道多得多
5. 如下列图p-V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ至变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J，当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J,求过程Ⅱ中气体吸收或放出的热量是多少？
6. 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀
是
①物体抑制阻力做功.
②物体的动能转化为其他形式的能量.
③物体的势能转化为其他形式的能量.
④物体的机械能转化为其他形式的能量.
以上判断正确的选项是.(填相应序号)
7. 〔2021·XX〕〔1〕远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步，出现了“钻木取火〞等方法.“钻木取火〞是通过方式改变物体的内能，把转变为内能.
〔2〕某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球严密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如下列图.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的，温度，体积.
8. (2021·XX)假设一定质量的理想气体分别按如下列图的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是(选填“A〞、“B〞或“C〞),该过程中气体的内能(选填“增加〞、“减少〞或“不变〞).
9. (改编题)如图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外.
电冰箱把热量从低温(内部)传到高温(外部)的过程,是否违反热力学第一定律?为什么?
10. 一定量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问：
(1)物体的内能变化了多少?
(2)分子势能是增加还是减少?
(3)分子动能如何变化?
11. 〔2021·XX 〕〔1〕假设一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，那么在此过程中关于气泡中的气体，以下说法正确的选项是.〔填选项前的字母〕 A. 气体分子间的作用力增大 B. 气体分子的平均速率增大
C. 气体分子的平均动能减小
D. 气体组成的系统的熵增加
〔2〕假设将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J 的功，那么此过程中的气泡〔填“吸收〞或“放出〞〕的热量是 J.气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J 的功，同时吸收了0.3 J 的热量，那么此过程中，气泡内气体内能增加了 J.
12. (2021·XX 检测)如下列图为火灾报警器的原理图,竖直放置的玻璃试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声.在27 ℃时,下端封闭的空气柱长为L 1=20 cm,水银柱上外表与导线端点的距离为L 2=10 cm,管内水银柱的重量为10 N,横截面积为1 cm 2,大气压强p 0=1.0×105 Pa,问: (1)当温度到达多少时报警器会报警?
(2)如果温度从27 ℃升到报警温度的过程中,封闭空气柱从外界吸收的热量为20 J,那么空气柱的内能增加了多少
?
答案局部
第1节分子动理论 内能
1. 解析：用M 表示摩尔质量，即一摩尔物质的质量，而一摩尔物质中含有N A 个分子，因此每个分子的质量为M /N A .由于固体和液体中分子间距离较小，可以近似地认为分子是严密地排列在一起的，那么假设用V 表示摩尔体积，即N A 个分子所具有的总体积，显然V/NA 就可以表示每个分子的体积.而气体分子间的距离很大，用V/N A 只能表示每个气体分子平均占据的空间大小，而不是表示分子的体积，那么A
V N 就可以表示气体分子间的平均距离.选项A 、B 、D 正确. 答案：ABD
2. 解析:温度是物体的宏观特征，是大量分子热运动的宏观表现，对一个分子不能谈温度，A 错误.温度是
能大，与宏观运动无关，故物体运动得不一定快，D错误.
答案:C
3.解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子热运动的平均动能取决于温度；分子势能是由分子力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积.因此A正确.
答案：A
4. 解析：当r>r0时，f随r的变化呈非单调特征，而Ep随r那么单调增大，这说明：在r>r0的区域内，Ep随f呈非单调变化，所以选项A、B均错误.当r<r0时，f随r呈单调减小的变化，Ep随r呈单调减小的变化，这又说明：在r<r0的区域内，Ep随f呈单调增大的变化，所以选项C正确,选项D错误.
答案：C
5. 解析:直接对接的玻璃，接口处分子的距离较远，不到分子间引力发生作用的距离，因此不能成为整体，破口处熔化后对接在一起，熔化的局部两边分子的距离较近，各局部之间的分子引力发生作用，重新成为一个整体. 这说明分子间的作用力只有距离很近时才起作用.
6.
7. 解析：(1)设固体分子质量为m,该固体分子质量的表达式m=M/NA.
(2)将汞原子视为球形,其体积V0=(1/6)πd3=M/ρNA,汞原子直径的大小
=3.6×10-10 m.
答案：(1)m=M/NA(2)3.6×10-10 m
8.解析：〔1〕温度一样说明它们的分子平均动能一样,又因为1 g水和1 g
〔2〕当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时,该过程吸收热量,内能增加,所以 1 g100 ℃水的内能小于 1 g100 ℃水蒸气的内能,所以(2)中说法错误.
答案：见解析
9. 解析：设水的密度为ρ，游泳池中水的质量为M1，阿伏加德罗常数为NA，游泳池注满水时，水的总体积为V=50×25×3 m3=3.75×103 m3.那么游泳池中水的物质的量为n=M1/M=Ρv/M，于是，所含的水分子数为N1=nNA=ρVNA/M=1.0×103×3.75×103×〔6.02×1023〕/1.8×10-2=1.3×1032.
10. 解析：〔1〕体积为V的水，质量为M=ρV①
分子个数为N=M NA /MA②
由①②得N=ρV NA /MA③
对体积为V的水蒸气，分子个数为
N′=VNA/V A④
〔2〕设水中相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个水分子的体积为
V0=V/N=〔1/6〕πd3⑤
由③⑤得
设水蒸气中相邻的两个水分子之间的距离为d′，将水分子点的空间视为正方体.
V0′=V/N′=d′3⑦
由④⑦得d′
11. 解析：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积10×300 cm3,含有空气分子数为
n=10×300×10-6/〔22.4×10-3〕×6.02×1023个
=8.1×1022个
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为8.1×1022/10×2.8个/米3=2.9×1021个/米3,
每个污染分子所占体积为V=1/〔2.9×1021 〕m3,
所以平均距离为×10-8 m.
(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9×1021×300×10-6个=8.7×1017个.
第2节固体液体与气体
1. 解析:由于液体外表层分子间的距离大于液体内局部子间的距离，所以外表层分子间的相互作用表现为引力,这种引力使液体外表层的相邻局部之间有相互吸引的力〔即外表X力〕.外表X力使液体外表具有收缩的趋势.选项D正确.
答案:D
2.解析:液晶的微观构造介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误.外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质.温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质.
答案:CD
3.解析：此题考察气体局部的知识.根据压强的定义,可知A正确,B错误.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错误.单位体积的气体分子增加,但温度降低,气体的压强有可能减小或不变,D错误.
答案：A
4. 解析：在p-T图象中，过气体状态点和坐标原点O的连线的斜率与气体体积的倒数成正比.由于ab延长线通过坐标原点，斜率不变，气体发生等容变化；假设将Oc与Od连接，可得出另两条等容线，它们的斜率关系kOc＞kOd＞kab，故bc过程气体体积减小，cd过程气体体积增大，da过程气体体积增大.选项B、C、D正确.
答案：BCD
5.答案:①A-e;②B-d;③C-c;④D-b;⑤E-a.
6. 解析：〔1〕正确画法应为上面的气泡体积要比下面的气泡体积大.
〔2〕物理学依据：由理想气体状态方程得V2=p1T2 V1/p2T1.因为p1＞p2,T2＞T1，所以V2＞V1.
〔3〕由于水面的外表X力作用，当昆虫在水面上时，液体的外表向下凹，像X紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中.
答案：见解析
7. 解析：空气的绝对湿度＝水蒸气的实际压强，而相对湿度＝水蒸气的实际压强/同温下水的饱和汽压.故绝对湿度＝相对湿度×饱和汽压＝65％×3.167×103 Pa＝2.06×103 Pa
8. 解析：以活塞和重物为整体受力分析.受力情况如下列图,(M+m)g为整体重力，p0S为大气压力，pS为气缸内气体的压力. 根据牛顿第二定律有pS-(p0S+Mg+mg)=(M+m)a,p=p0+(M+m)(g+a) /S=1.04×105 Pa,
即封闭气体压强为1.04×105 Pa.
9. 解析：〔1〕插入水银槽后右管内气体,由玻意耳定律得：p0l0S＝p〔l0－Δh/2)S，所以p＝78 cmHg. 〔2〕插入水银槽后左管内气体压强：p′＝p＋ρgΔh＝80 cmHg，左管内外水银面高度差h1＝(p′-p0) /(ρ
g)＝4 cm，中、左管内气体p0lS＝p′l′S，l′＝38 cm，左管插入水银槽深度h＝l＋Δh/2－l′＋h1＝7 cm.
10. 解析：由B=p1/ps得,p1=Bps=60%×4.24×103 Pa≈2.54×103 Pa>2.3×103 Pa,即大于20 ℃时的饱和汽
11. 解析：〔1〕考虑氢气的等温过程.该过程的初态压强为p0，体积为hS，末态体积为0.8hS.
设末态的压强为p，由玻意耳定律得
p=p0hS/0.8hS=1.25p0①
′，体积为V′，那么
p′=p+0.1p0=1.35p0②
V′=2.2hS③
由玻意耳定律得
V=1.35p0/(1.1p0)×2.2hS=2.7hS.
—吕萨克定律得
T=2.7hS T0/2hS=368.55 K
第3节热力学定律与能量守恒定律
1.解析：物体内能的变化与外界对物体做功〔或物体对外界做功〕、物体从外界吸热〔或向外界放热〕两种因素有关.物体放出热量，但外界有可能对其做功，故内能有可能不减小，A错误；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错误；假设物体吸收的热量与对外做功相等，那么内能不变，C正确；而放热与对外做功都是使物体内能减小，D错误.
答案：C
2.
答案:A
3. 解析：根据热力学第三定律绝对零度不可能到达,A错误；物体从外界吸收热量、对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小或不变，C错误；压缩气体，外界对气体做正功，可能向外界放热，内能可能减小、温度降低，D错误；物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的，B正确.
答案：B
4. 解析：熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，其无序性越大，A正确；不可逆绝热过程，其宏观态对应微观态数目增大，其熵会增加，不会减小，B正确；气体向真空扩散，无序性增大，熵值会增大，C错误；自然过程中，无序程度增大的宏观态出现概率较大，因而通向无序的渠道更多，D正确.
答案：C
5.解析：一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为ΔE=Q1+W1=420 J+(-300 J)=120 J.气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2=200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q=-ΔE-W2=-120J-200 J=-320 J.
6. 解析:四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，因而物体都抑制阻力做功，故①正确.这四个物体运动过程中，汽车是动能转化为其他形式的能，降落伞不是动能转化为其他形式的能，②③错误，④正确. 答案：①④
7.解析：(1)对物体做功可以增加物体的内能,即把机械能转变为内能;(2)当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的气体，将烧瓶放到热水中，瓶内气体将吸收热量，气体的温度升高，气体体积增大.
答案：〔1〕做功机械能(2)热量升高增大
8. 解析：A图表示等温变化;B图表示等容变化;C图表示等压变化,并且C图中表示温度升高,所以理想气体内能增大.
答案：C 增加
9.解析：热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律,是能的转化与守恒定律的具体表现,适用于所有的热学过程,由热力学第二定律可知,热量不能自发地从低温物体传给高温物体,除非有外界的影响或帮助.电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部,需要压缩机的帮助并消耗电能,因此电冰箱制冷的过程并不违反热力学第一定律.
.
〔1〕因气体从外界吸收热量，所以Q=4.2×10+J,气体对外做功W=-6×105 J,据热力学第一定律ΔU=W+Q 得ΔU=-6×105 J+4.2×105 J=-1.8×105 J,所以物体内能减少了1.8×105 J.
〔2〕因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大，分子力做负功，气体的分子势能增加了.
〔3〕因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子动能必然减少，且分子动能的减少量一定大于分子势能的增加量.
11.解析：〔1〕掌握分子动理论和热力学定律才能准确解答此题.气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，那么上升过程中体积增大，微观上表达为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能不变，此过程为自发过程，故熵增大.D项正确.
〔2〕此题从热力学第一定律入手，抓住理想气体内能只与温度有关的特点进展处理.理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律ΔU=Q+W，物体对外做功0.6 J，那么一定同时从外界吸收热量0.6 J，才能保证内能不变.而温度上升的过程，由热力学第一定律,内能增加了0.2 J.
12.解析：(1)由V1/T1=V2/T2,
得T2=V2 T1/V1=450 K.
(2)气体对外做功等于(p0S+mg)L2=2 J.
由热力学第一定律ΔU=W+Q=18 J.
word版。