高三物理一轮复习选修3-3专项训练

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高中物理选修3-3、3-5试题汇编含答案汇总

高三物理选修3-3、3-5试题汇编含答案一、A ．（选修模块3－3）（12分）⑴关于下列现象的说法正确的是 ▲A ．甲图说明分子间存在引力B ．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关D ．丁图水黾停在水面上的缘由是水黾受到了水的浮力作用⑵如图所示，两个相通的容器A 、B 间装有阀门S ，A 中充溢气体，分子与分子之间存在着微弱的引力，B 为真空。

打开阀门S 后，A 中的气体进入B 中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则气体的内能（选填“变小”、“不变”或“变大”），气体的分子势能（选填“削减”、“不变”或“增大”）。

⑶2015年2月，美国科学家创建出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。

假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10-6g 的水分解为氢气和氧气。

已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M =1.8×10-2 kg/mol ，阿伏伽德罗常数N A =6.0×1023mol -1。

试求（结果均保留一位有效数字）：①被分解的水中含有水分子的总数N ； ②一个水分子的体积V 。

C ．（选修模块3－5）（12分）⑴下列说法正确的是A ．链式反应在任何条件下都能发生B ．放射性元素的半衰期随环境温度的上升而缩短C ．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的D ．依据E =mc 2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简洁的正比关系⑵如图为氢原子的能级图，大量处于n =4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 eV ，若用此光照耀到逸出功为2.75 eV 的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为 V 。

⑶太阳和很多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程110111e H H X e b a ν+→++是太阳内部的很多核反应中的一种，其中01e 为正电子，v e 为中微子，① 确定核反应方程中a 、b 的值；②略二、A.（选修模块3－3）（12分）⑴下列说法正确的是 .A ．液晶既具有液体的流淌性，又具有光学的各向异性B ．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显C ．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果S A B模拟气体压强产朝气理丙水黾停在水面上丁压紧的铅块会“粘”在一起甲油膜法测分子大小乙 E /eV0 -0.54 -0.85 -13.612 3 4 5∞ n -3.40-1.51甲UIO 乙 D ．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数削减，气体的压强肯定减小⑵如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内快速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J ，橡皮塞的质量为20g ，橡皮塞被弹出的速度为10m/s ，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为志向气体。

高三物理一轮复习第1讲分子动理论内能习题新人教版选修33

【走向高考】2016届高三物理一轮复习第1讲分子动理论内能习题新人教版选修3-3一、选择题1．若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA ＝ρV m ②ρ＝μNAΔ ③m ＝μNA ④Δ＝V NA其中( ) A ．①和②都是正确的B ．①和③都是正确的C ．③和④都是正确的D ．①和④都是正确的[答案] B [解析] 由NA ＝μm ＝ρV m，故①③对，因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫NA·Δ，④不对，而ρ＝μV ≪μNA·Δ，②也不对，故B 项正确。

2．(2014·大纲全国)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A ．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B ．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C ．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D ．压强变小时，分子间的平均距离可能变小[答案] BD[解析] 本题考查气体压强的微观意义要明确在微观上，气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能决定。

压强变大平均动能不一定增大，分子间的平均距离也不一定减小，A 、C 正确，由于压强由单位体积内的分子数和平均动能共同决定，所以B 、D 选项正确。

本题可以根据压强的微观表达式p ＝23nEk 分析。

3．(2014·北京理综)下列说法中正确的是( )A ．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B ．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C ．物体温度降低，其内能一定增大D ．物体温度不变，其内能一定不变[答案] B[解析] 本题考查温度与分子平均动能和内能的关系，要明确温度是平均动能的标志，分子平均动能由温度决定，温度越高，平均动能越大，A 错，B 对。

内能包括分子动能和分子势能。

新人教版高考物理一轮复习题及答案解析选修3-3

选考题专练卷[选修3－3]1．(1)以下说法正确的是________。

A．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征B．液体的分子势能与液体的体积有关C．水的饱和汽压不随温度变化D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”(2)如图1所示，在内径均匀两端开口、竖直放置的细U形管中，两边都灌有水银，底部封闭一段空气柱，长度如图所示，左右两侧管长均为h＝50 cm，现在大气压强为p0＝75 cmHg，气体温度是t1＝27 ℃，现给空气柱缓慢加热到t2＝237 ℃，求此时空气柱的长度。

图12．(1)下列有关热学知识的论述正确的是________。

A．两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体B．无论用什么方式都不可能使热量从低温物体向高温物体传递C．第一类永动机违背能量的转化和守恒定律，第二类永动机不违背能量的转化和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动却是有规律的(2)如图2所示，可自由滑动的活塞将圆筒形汽缸分成A和B两部分，汽缸底部通过阀门K与另一密封容器C相连，活塞与汽缸顶部间连一弹簧，当A、B两部分真空，活塞位于汽缸底部时，弹簧恰无形变。

现将阀门K关闭，B内充入一定质量的理想气体，A、C内均为真空，B部分的高度L1＝0.10 m，此时B与C的体积正好相等，弹簧对活塞的作用力恰等于活塞的重力。

若把阀门K打开，平衡后将整个装置倒置，当达到新的平衡时，B部分的高度L2是多少？(设温度保持不变)图2[选修3－4]1．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图3甲所示，波此时恰好传播到M点。

图乙是质点N(x＝3 m)的振动图像，则Q点(x＝10 m)开始振动时，振动方向为________，从t＝0开始，终过________s，Q点第一次到达波峰。

高考物理一轮复习选修3-3复习 (3)

(人教版选修 3－3 P56· T1)用活塞压缩汽缸里的空气，对
空气做了 900 J 的功，同时汽缸向外散热 210 J，汽缸里空气的内能改变了一定质量的气体，在从状态 1 变化到状态 2 的过程中，吸
收热量 280 J，并对外做功 120 J，试问： (1)气体的内能怎样发生变化？变化了多少？ (2)如果气体又返回原来的状态，并放出了 240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？
答案 (1)增加' 160 J'(2)外界对气体做功'80 J
考点一考点二考点三课后作业
答案
解析
(1)由热力学第一定律可得 ΔU＝W＋Q＝－120 J＋ 280 J＝160 J，
气体的内能增加了 160 J。 (2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态 2 回到状态 1 的过程中内能应减少，其减少量应等于从状态 1 到状态 2 的过程中内能的增加量，则从状态 2 到状态 1 的内能应减少 160 J，即 ΔU′＝－160 J，又 Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得： ΔU′＝ W′＋ Q′，所以 W′＝ ΔU′－ Q′＝－160 J－(－ 240 J)＝ 80 J，即外界对气体做功 80 J。
(2) 第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机。它是 11 不可能制成的。 □ __________
考点一
考点二
考点三
课后作业
4．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，即 Q＝0，则 W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。 (2)若过程中不做功，即 W＝0，则 Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量。 (3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即 ΔU＝0，则 W＋Q＝0 或 W ＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。

专题：密闭气体压强的计算(选修3-3)

10
归纳总结：气体压强计算
1.平衡态下液体密封气体的压强
类型
2.平衡态下气缸活塞密封气体的压强 3.非平衡态下密闭气体的压强整体 1.定对象
思路方法步骤
部分 2.分析力平衡态
缸体活塞液柱
F合=0
（平衡条件）
3.用规律非平衡态 F合=ma（牛顿第二定律）
1.理想气体 (1)理解：理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，就像力学中质点、电学中点电荷模型一样，突出问题的主要方面，忽略次要方面，从而认识物理现象的本质，是物理学中常用的方法.
气体发生等容变化，根据查理定律得：T2=p2T1/p1，代入数据得T2=330 K (2)活塞离开卡口后，由于气体温度逐渐升高故封闭气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律得T3=V3T2/V2代入数据得
T3=396 K
答案：(1)330 K (2)396 K
10.一气象探测气球,在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、温度为27.0 ℃的氦气时,体积为3.50 m3.在上升至海拔 6.50 km高空的过程中,气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0 ℃.求: (1)氦气在停止加热前的体积;
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积.
【解析】(1)在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程.根据玻意耳定律有 p1V1=p2V2 ①
式中,p1=76.0 cmHg,V1=3.50 m3,
p2=36.0 cmHg,V2是在此等温过程末氦气的体积. 由①式得V2=7.39 m3 ②

高三上学期第一次月考试题(选修3-3模块测试)

2012-2013学年上学期第一次月考试题高三物理(选修3-3模块测试)一、单项选择题：每小题3分，共48分．（请将答案填入下表中，否则不得分）1.A 、液体分子的运动 B 、悬浮在液体中的固体分子运动 C 、悬浮在液体中的固体微粒的运动 D 、液体分子与固体分子的共同运动2．如图是观察布朗运动时每隔30，记录1次的微粒位置连线图，开始时微粒在位置1，以后的位置依次是2、3、4、……，由此图得到的下列结论中正确的是（） A .此图反映了观察时间内微粒的运动轨迹B .此图只是间接地反映了液体分子运动是无规则运动C .若在第75 s 再观察一次，微粒应处于位置3和位置4连线的中点D .微粒在从位置7到位置8的这30 s ，内运动得最快3.通常把萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是：（）A 盐的分子太小了，很容易进入萝卜中；B 盐分子间有相互作用的斥力；C 萝卜分子间有空隙，易扩散；D 炒菜时温度高，分子热运动激烈。

4．如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于r 轴上距原点r 3的位置.虚线分别表示分子间斥力f 斥和引力f 引的变化情况，实线表示分子力f 的变化情况．若把乙分子由静止释放，则乙分子（）A.从r 3到r 1做加速运动，从r 1向O 做减速运动B.从r 3到r 2做加速运动，从r 2到r 1做减速运动C.从r 3到r 1，分子势能先减少后增加D.从r 3到r1，分子势能先增加后减少 5、1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。

若以横坐标υ表示分子速率，纵坐标()f υ表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。

下面国幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是（）6.甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状．对这两种薄片，下列说法中正确的是（）A ．甲的熔点一定高于乙的熔点B ．甲一定是晶体C ．乙一定是晶体D ．无法判断谁是晶体 7．关于气体压强的理解，哪一种理解是错误的（）A ．将原先敞口的开口瓶密闭后，由于瓶内气体的重力太小，它的压强将远小于外界大气压强班级：姓名：座号：BB ．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的C ．气体压强取决于单位体积内气体分子数及其平均动能D ．单位面积器壁受到气体分子碰撞产生的平均压力在数值上等于气体压强的大小 8．有关液体现象有如下几种说法，A.B.C.D 四个选项中，正确的选项是（） ①浸润液体会在细管里上升 ②不浸润液体会在细管里下降③在建筑房屋时，砌砖的地基上要铺上一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升④农田里如果要保持地下水分，就要把地面的土壤锄松，可以减小毛细现象的发生A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④9．如右图所示为一定质量理想气体的p-V 图象，若气体从图中状态A 变化到状态B ，则（）A ．气体内能减少，并放出热量B ．气体内能减少，并吸收热量C ．气体内能增加，并放出热量D ．气体内能增加，并吸收热量 10．一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有（） A ．分子的平均速率 B ．单位体积内的分子数 C ．气体的分子不均动能 D ．分子总数 11.两端封闭的玻璃管，中间有一段水银把空气分割为两部分，当玻璃管竖直时，上、下两部分的空气体积相等，如果将玻璃管倾斜，则（） A ．水银柱下降，上面空气体积增大 B ．水银柱上升，上面空气体积减小 C ．水银柱不动，上面空气体积不变 D ．下面部分的空气压强增大 12．已知理想气体的内能与温度成正比.如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能( )A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变 13．下列说法正确的是（）A.第一类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律B.第二类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律C.热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的D ．对理想热机，如无摩擦，无漏气等能量的损失，就能使热机效率达到100% 14．下列说法正确的是（）A ．满足热力学第一定律的过程一定能实现B ．做功和热传递是改变物体内能的两种不同方式C ．高温物体具有的热量多，低温物体具有的热量少D ．热量是热传递过程中，内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度15．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）（）A ．体积减小，温度降低B ．体积减小，温度不变C ．体积增大，温度降低D ．体积增大，温度不变16．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。

高三物理一轮复习综合测试题新人教版选修33

【走向高考】2016届高三物理一轮复习综合测试题新人教版选修3-3本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

)1．用r表示两分子之间的距离，Ep表示两个分子间的相互作用势能，当r＝r0时，两个分子之间引力等于斥力，设两个分子相距较远时，Ep＝0，则()A．当分子间距r变小时，引力减小，斥力增大B．当r>r0时，引力大于斥力，r增大时分子力做负功，Ep增加C．当r<r0时，引力大于斥力，r减小时分子力做负功，Ep减小D．当r＝r0时，Ep＝0[答案] B[解析]分子间的斥力和引力都随分子间距离的减小而增大，选项A错误。

当r>r0时，分子引力大于斥力，分子力表现为引力，则r增大时分子力做负功，分子势能Ep必然增加，故选项B正确。

当r<r0时，引力小于斥力，分子力表现为斥力，选项C错误。

因为规定两个分子间相距较远时，Ep＝0，则分子从较远处到r0的过程中，引力做正功，分子势能减小，则当r＝r0时，Ep<0，选项D错误。

2．下列说法中不正确的是()A．温度高的物体内能可能大，但分子平均动能不一定大B．单晶体和多晶体都有规则的几何外形C．热量可以从低温物体传给高温物体D．潮湿的天气绝对湿度不一定很大[答案]AB[解析]根据温度的微观含义知，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，选项A错误；单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形，选项B错误；热量可以从低温物体传给高温物体，选项C正确；潮湿的天气相对湿度一定很大，但绝对湿度不一定很大，选项D正确。

3．随着NBA新总裁亚当－萧华的接任，NBA将在中国引发更高的热情。

高考物理一轮复习单元质检十三热学(选修33)(含解析)新人教版

单元质检十三热学(选修3-3)(时间:45分钟满分:90分)1.(15分)(2020·全国卷Ⅲ)(1)(5分)(多选)如图所示,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。

现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。

环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。

在活塞下降过程中。

?A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量(2)(10分)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为h=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。

右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。

管底水平段的体积可忽略。

环境温度为T1=283 K,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强。

(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。

此时水银柱的高度为多少?(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?答案:(1)BCD(2)(ⅰ)12.9 cm(ⅱ)363 K解析:(1)本题以汽缸为背景,意在考查气体实验定律和热力学定律。

一定质量理想气体的内能仅与温度有关,温度不变,气体内能不变,选项A错误;根据p1V1=p2V2,气体体积变小,压强增大,选项B正确;外界对气体做功W>0,内能不变ΔU=0,由ΔU=W+Q,可得Q<0,气体放出热量,选项C、D正确,选项E错误。

(2)本题以U形管为背景,意在考查气体实验定律。

(ⅰ)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。

由玻意耳定律有p1V1=p2V2①设注入水银后水银柱高度为h',水银的密度为ρ,按题设条件有p1=p0+ρgh0②p2=p0+ρgh'③V1=(2h-l-h0)S,V2=hS④联立①②③④式并代入题给数据得h'=12.9cm。

2015届高三物理大一轮复习(选修3-3)：1-2 固体液体与气体

缩的空间．
(2)理想气体的状态方程
pV p1V1 p2V2 ＝C ＝ T T1 T2 或_________. 一定质量的理想气体状态方程：__________
气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例．
基础自测
1．关于晶体、非晶体、液晶，下列说法正确的是(
A．所有的晶体都表现为各向异性 B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 C．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔
图2－3
解析性．答案
晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，单晶
体的物理性质具有各向异性，多晶体的物理性质具有各向同
多晶体非晶体单晶体
【跟踪短训】 1 ．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过
程．以下说法正确的是
A．液体的分子势能与体积有关 B．晶体的物理性质都是各向异性的 C．温度升高，每个分子的功能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(
)．
解析
液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观上看，分
子势能与体积有关， A 正确．多晶体表现各向同性， B 错
误．温度升高，分子平均速率增大，遵循统计规律， C 错误．露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状， D 正确．答案 AD
热点二
气体实验定律及状态方程的应用
利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路
(2)以cmHg为压强单位．在活塞下推前，玻璃管下部空气柱
的压强为p1＝p0＋l2
p1l1＝p1′l1′ 度为l3′＝l3＋l1－l1′－Δl ③
①
②
设活塞下推后，下部空气柱的压强为 p1′ ，由玻意耳定律得如图，设活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长

高三物理一轮复习选修3-3专项训练

高三物理一轮复习选修3-3专项训练一、(1)(6分)关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是________A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大C．一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少D．水的饱和汽压随温度的升高而增大E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用(2)(9分)如图所示，竖直放置的足够长圆柱形绝热汽缸内封闭着1 mol单原子分子理想气体，气体温度为T0.活塞的质量为m，横截面积为S，与汽缸底部相距h，现通过电热丝缓慢加热气体，活塞上升了h.已知1 mol单原子分子理想气体内能表达式为U＝32RT，大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦．求：①加热过程中气体吸收的热量；②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m1时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度．A．物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和B．布朗运动就是液体分子或者气体分子的热运动C．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的D．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小E．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同(2)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，中管内水银面与管口A之间气体柱长为l A＝40 cm，右管内气体柱长为l B＝39 cm.先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求：①A端上方气柱长度；②稳定后右管内的气体压强．A．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性的光学性质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D．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高E．晶体熔化时吸收热量，其分子平均动能不变(2)(10分)如图所示，直立的汽缸中有一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，周围环境温度保持不变．开始时活塞恰好静止在A处，现轻放一物体在活塞上，活塞下移．经过足够长时间后，活塞系统停在B点，已知AB＝h，B处到汽缸底部的距离为h，大气压强为p0，重力加速度为g.求：①物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强p2；整个过程中，缸内气体是吸热还是放热，简要说明理由；②已知初始温度为27 ℃，若升高环境温度至T1，活塞返回A处达稳定状态，T1的值是多大．四、(1)(5分)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程a到b、b到c、c到a回到原状态，其VT图象如图所示，p a、p b、p c.分别表示状态a、b、c的压强，下列说法正确的是________A．由a到b的过程中，气体一定吸热B．p c＞p b＝p aC．由b到c的过程中，气体放出的热量一定大于外界对气体做的功D．由b到c的过程中，每一个气体分子的速率都减小E．由c到a的过程中气体分子的平均动能不变(2)(10分)如图所示，水平放置且两端开口的柱形汽缸AB由左、右两部分组成，两部分汽缸截面积分别为S、2S，缸内有两个厚度不计的活塞，两活塞间封闭着一定质量的理想气体，平衡时两活塞距连接处的距离均为L，气体温度为T0，已知外界气体压强恒为p0，B部分汽缸和活塞之间的最大静摩擦力为2p0S，A部分汽缸内壁光滑，且距汽缸连接处左侧2L处有一活塞销．现缓慢升高气体温度，求：①A部分汽缸中活塞刚好被活塞销卡住时气体的温度；②B部分汽缸中活塞刚要滑动时气体的温度．五、[物理——选修3－3](15分)(1)(5分)下列说法中正确的是________．A．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小B．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在永不停息地做无规则的热运动C．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用D．一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E．一定量的理想气体，如果体积不变，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减少(2)(10分)如图所示，开口向上竖直放置内壁光滑的汽缸，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处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0.设外界大气压强p0保持不变，活塞的横截面积为S，且mg＝0.1p0S，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：①此时第Ⅱ部分气体的长度；②若只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．六、(1)(5分)下列说法正确的是________．A．达到热平衡的两个系统一定具有相同的内能B．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度一定越大C．毛细现象可能表现为液体在细管中的上升，也可能表现为下降D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故其一定不可能制成E．生产半导体元件时，可以在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素(2)(10分)如图所示，质量m＝10 kg、横截面积S＝50 cm2、厚度不计的活塞被汽缸光滑内壁上的卡栓(体积不计)托住，将汽缸分成体积均为V的A、B两部分，两部分空间内均封闭着一定量的理想气体．初始状态时两部分气体温度均与环境温度相同，其中A中气体压强p A＝2×105 Pa，B中气体压强p B＝1×105 Pa.汽缸底端安装有可充、放气的阀门及用来加热的电热丝，环境温度保持27 ℃不变，重力加速度g 取10 m/s2，T＝t＋273 K.①若仅有汽缸上表面导热良好，其他部分及活塞绝热，现对B中气体缓慢加热，当B中气体温度升高至多少时，A中气体体积减小为45V?②若整个汽缸及活塞均导热良好，现通过阀门向B中充气，每次充入压强p0＝1×105 Pa、体积V0＝V5的气体，则在充气多少次后活塞才开始向上运动？。

2012版物理一轮精品复习学案：第3-3.1一章分子动理论内能(选修3-3)

选修3-3热学第一章分子动理论内能【高考目标导航】【考纲知识梳理】一、宏观量与微观量及相互关系1.固、液、气三态分子模型在固体和液体分子大小的估算中通常将分子看做是一个紧挨一个的小球(或小立方体)，每个分子的体积也就是每个分子所占据的空间，虽然采用正方体模型和球形模型计算出分子直径的数量级是相同的，但考虑到误差因素，采用球形模型更准确一些.对气体分子来说，由于气体没有一定的体积和形状，气体分子间的平均距离比较大，气体分子占据的空间比每个分子的体积大得多，可以忽略每个分子的空间体积，认为每个分子占据的空间是一个紧挨一个的立方体，分子间的平均距离为立方体边长，气体分子占据的空间并非气体分子的实际体积.2、物质是由大量分子组成（1）分子体积很小，质量小。

分子直径数量级，分子质量数量级～101010102726---m kg（2）油膜法测分子直径：D V SS =：水面上形成单层分子油膜的面积（3）阿伏伽德罗常量：16021023mol N A 的任何物质含有×个分子=.（4）微观物理量的估算问题：m M N mN A分摩==V N V V N M N m V d V dA A ======⎧⎨⎪⎩⎪分摩摩分分分ρρ固、液：球形气体：立方体1633πN n N n A =·：摩尔数()n m M VV mol mol ==二、布朗运动与扩散现象1、扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快。

2、布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈，布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是微观分子热运动造成的宏观现象。

①布朗运动成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡。

②影响布朗运动剧烈程度因素：微粒小，温度高，布朗运动剧烈三、分子力与分子势能1、分子间存在着相互作用的分子力。

高三物理一轮复习练习题选修3-3.1

(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1．当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时( )A ．气体分子的体积增大B ．气体分子的动能增大C ．气体分子的平均动能增大D ．单位体积内分子数增多解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大．答案： C2．下列说法中正确的是( )A ．液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的B ．物体的温度越高，其分子的平均动能越大C ．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能D ．只有通过热传递的方式才能改变物体的内能解析：布朗运动是液体分子撞击微粒不平衡引起的，A 正确；物体的温度越高，分子的平均动能越大，B 正确；物体里所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能，C 错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，D 错误．答案： AB3．关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是( )A ．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B ．布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动C ．悬浮微粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D ．当物体温度达到0 ℃ 时，物体分子的热运动就会停止解析：布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A 错；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B 对；悬浮微粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C 错；热运动在0 ℃时不会停止D 错．答案： B4．一滴油酸酒精溶液含质量为m 的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S .已知纯油酸的摩尔质量为M 、密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式中正确的有( )A ．油酸分子的直径d ＝M ρSB ．油酸分子的直径d ＝m ρSC ．油酸所含的分子数N ＝m MN A D ．油酸所含的分子数N ＝M mN A 解析：设油酸分子的直径为d ，则有dS ＝m ρ d ＝m ρS，故B 正确；设油酸所含的分子数为N ，则有N ＝m MN A ，故C 正确．答案：BC5．关于分子间相互作用力，以下说法中正确的是()A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0，时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力C．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r>10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计解析：分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，B错误．答案：CD6．关于热力学定律，下列说法正确的是()A．在一定条件下物体的温度可以降到0 KB．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解析：根据热力学第三定律可知，绝对零度不可能达到，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、减少和不变，C错误；压缩气体，外界对气体做正功，可能向外界放热，内能可能减少、温度降低，D错误；物体从单一热源吸收的热量全部用于做功而引起其他变化是可能的，B正确．答案： B7．根据你学的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析：机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293 ℃，只能无限接近－273 ℃，却永远不能达到，C错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D 错误．答案： A8．(1)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小______kJ，空气______(选填“吸收”或“放出”)的总热量为________kJ.(2)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果保留一位有效数字)解析： (1)第一个过程内能不变，放出24 kJ 的热量；第二个过程放热，内能减小5 kJ.(2)设空气的摩尔质量为M ，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V ，则有Δn ＝(ρ海－ρ岸)V MN A ，代入数据得Δn ＝3×1022. 答案： (1)5 放出 29 (2)3×10229．(2011上海单科)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下；①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________m.解析： (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d ＝V S＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4 m ＝1.2×10－9 m. 答案： (1)②在量筒中滴入N 滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－910．某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图．(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________．A ．该密闭气体分子间的作用力增大B ．该密闭气体的内能增加C ．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D ．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V ，密度为ρ，平均摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则该密闭气体的分子个数为________．(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J 的功，同时吸收了0.9 J 的热量，则该气体内能变化了________J ；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________(填“升高”、“降低”或“不变”)．解析： (1)该密闭气体吸热，内能增加，B 正确；气球膨胀分子间的距离增大，分子间的作用力减小，A 错误；气体的压强是由于气体分子频繁的撞击容器壁产生的，C 错误；因气体分子之间存在间隙，所以密闭气体的体积，大于所有气体分子的体积之和，D 错误．(2)该密闭气体的分子个数为n ＝ρV MN A . (3)根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得：ΔU ＝－0.6＋0.9＝0.3 (J)；气球在膨胀过程中对外界做功，气球内气体的温度必降低．答案： (1)B (2)ρV MN A (3)0.3 降低 11．目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气也会上市．设瓶子的容积为500 mL ，空气的摩尔质量M ＝29×10－3 kg/mol.按标准状况计算，N A ＝6.0×1023 mol －1，试估算：(1)空气分子的平均质量是多少？(2)一瓶纯净空气的质量是多少？(3)一瓶中约有多少个气体分子？解析： (1)m ＝M N A ＝29×10－36.0×1023 kg ＝4.8×10－26 kg (2)m 空＝ρV 瓶＝MV 瓶V m ＝29×10－3×500×10－622.4×10－3 kg ＝6.5×10－4 kg (3)分子数N ＝nN A ＝V 瓶V m ·N A ＝500×10－6×6.0×102322.4×10－3 ＝1.3×1022个答案： (1)4.8×10－26 kg (2)6.5×10－4 kg(3)1.3×1022个12．一定质量的气体，在从一个状态(①)变化到另一个状态(②)的过程中，吸收热量280 J ，并对外做功120 J ，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？解析： (1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q ＝－120 J ＋280 J ＝160 J气体的内能增加了160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从②状态回到①状态的过程中内能的变化应等于从①状态到②状态的过程中内能的变化，则从②状态到①状态的内能应减少160 J即ΔU ′＝－160 J ，又Q ′＝－240 J ，根据热力学第一定律得：ΔU ′＝W ′＋Q ′，所以W ′＝ΔU ′－Q ′＝－160 J －(－240 J)＝80 J ，即外界对气体做功80 J.答案： (1)增加了160 J (2)外界对气体做功 80 J。

高考物理一轮复习选修3-3 3 热力学定律与能量守恒练习(含解析)-人教版高三选修3-3物理试题

热力学定律与能量守恒考点一热力学第一定律的理解和应用【典例1】一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？【通型通法】1.题型特征：热力学第一定律的应用。

2.思维导引：气体的内能仅与状态有关，气体返回到原状态，整个过程中气体内能变化为零。

【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU=W+Q=-120J+280J=160J，气体的内能增加了160J。

(2)气体从状态2回到状态1的过程中内能的减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量，如此从状态2到状态1的内能应减少160J，即ΔU′=-160J，又Q′=-240J，根据热力学第一定律得：ΔU′=W′+Q′，所以W′=ΔU′-Q′=-160J-(-240J)=80J，即外界对气体做功80J。

答案：(1)增加了160J (2)外界对气体做功80J1.热力学第一定律ΔU=Q+W：(1)符号法如此。

符号W Q ΔU(2)三种特殊情况。

2.做功和热传递的区别与联系：看能的性质能的性质发生了变化能的性质不变变化情况联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是一样的【加固训练】(多项选择)如下列图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两局部。

a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。

抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。

在此过程中( )A.气体对外界做功，内能减少B.气体不对外界做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少【解析】选B、D、E。

a内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A错误；又因容器绝热，Q=0，由热力学第一定律知，ΔU=0，故B正确；稀薄气体可看作理想气体，内能不变，如此温度不变，由玻意耳定律知压强减小，故C错误，D、E正确。

高考物理高考专题复习学案《选修3-3》(精品整理含答案)

高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.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答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化，有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。

高考一轮复习物理专用专题14 选修3-3(含详解)

专题十四选修3-3（1）（6分）（2013云南昆明调研）下列说法中正确的是____（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 ．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B ．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C ．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D ．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E ．某气体的摩尔体积为v ，每个分子的体积为v 0，则阿伏加德罗常数可表示为0A V N V = 答案：ABC 解析：气体放出热量，若外界对气体做功，温度升高，其分子的平均动能增大，选项A 正确；布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，选项B 正确；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项C 正确；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，选项D 错误；某固体或液体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏加德罗常数可表示为0A V N V =，而气体此式不成立。

（2）（9分）（2013云南昆明调研）如图所示，粗细均匀、导热良好的U 形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着L 1=40cm 的气柱（可视为理想气体），左管的水银面比右管的水银面高出△h 1= 15cm 。

现将U 形管右端与一低压舱（图中未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面△h 2=5cm 。

若环境温度不变，取大气压强P 0 =75cmHg 。

求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg ”作单位）。

解析：设U 形管的横截面积为S ，右端与大气相通时，对封闭气体，V 1=L 1S ， p 1= p 0-15cmHg 。

右端与减压舱连通后，设左端封闭气体压强为p 2，左端水银面下降，V 2=(L 1+△x)S ，根据几何关系，△x=10cm ，根据玻意耳定律，p 1V 1= p 2V 2，解得：p 2=48cmHg 。

2021届高三物理冲刺基础复习之选做题选修3-3《热学》全方位考点一遍过训练卷

2021届高三物理冲刺基础复习之选做题选修3-3《热学》全方位考点一遍过训练卷一、单选题1．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元B．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大C．分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动D．宏观物体的温度是物体内大量分子的平均动能的标志2．如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q acC．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac3．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体（）．A．温度不变时，体积减小，压强增大B．体积不变时，温度降低，压强减小C．压强不变时，温度降低，体积减小D．质量不变时，压强增大，体积减小4．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是（）A．B．C．D．5．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。

如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（）A ．在状态a 和c 时的内能可能相等B ．在a →b 过程中，外界对其做的功全部用于增加内能C ．b →c 过程中增加的内能小于d →a 过程中减少的内能D ．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量6．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f (v )表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为,,I II III T T T ，则A ．I II III T T T >>B ．III III I T T T >>C ．,II I II III T T T T >>D ．I II III T T T ==7．甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于r 轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图中曲线所示，F ＞0为斥力，F ＜0为引力．a 、b 、c 、d 为r 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处由静止释放，则（）A ．乙分子从a 到b 过程中，两分子间无分子斥力B ．乙分子从a 到c 过程中，两分子间的分子引力先减小后增加C ．乙分子从a 到c 一直加速D ．乙分子从a 到b 加速，从b 到c 减速8．一定量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态，其p －T 图象如图所示．下列判断正确的是( )A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大9．用分子热运动的观点解释以下现象正确的是（）A．一定质量的气体，如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越小B．一定质量的气体，如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越大C．一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，温度越低，压强越大D．一定质量的气体，只要温度升高，压强就一定增大10．给一定质量、温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，.某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结我们称之为“反常膨胀”.在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能.关于这个问题的下列说法中正确的是()构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功11．潜水罩形如无底圆柱，放在水下，里面有一部分空气。

高三物理一轮二轮复习选修3-3教案讲义(含答案)

分子动理论考点一物体是由大量分子组成的 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m ；②分子的质量：数量级为10－26kg. (2)阿伏加德罗常数①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A ＝6.02×1023 mol －1；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．2.微观量与宏观量微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. 宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 3．关系(1)分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A （所有）(2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A（固液）(3)物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝mρV m ·N A 或N＝m M ·N A ＝ρVM ·N A . 4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(2)立方体模型边长为d ＝3V 0.【典例剖析】例1．(多选)某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可以表示为（） A ．N A =V V 0B ．N A =ρV mC ．N A =M mD ．N A =MρV 0例2．阿伏加德罗常数为N A ，铜的摩尔质量为M ，铜的密度是ρ，则下列判断正确的是（） A ．1m 3铜中含有原子数目是ρN A MB ．1kg 铜含有原子数目是ρN AC ．一个铜原子的质量为M ρN AD ．1个铜原子占有的体积是MN A ρ例3．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m 3），摩尔质量为M （单位为g/mol ），阿伏加德罗常数为N A ．已知1克拉=0.2克，则（） A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10−3aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC ．每个钻石分子直径的表达式为 √6M×10−3N A ρπ3（单位为m ）D ．每个钻石分子直径的表达式为 √6MN A ρπ（单位为m ）例4.2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6g 的水分解为氢气和氧气.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)被分解的水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的体积V 0.1．(多选)某气体的摩尔质量为M mol ，摩尔体积为V mol ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可表示为( ) A ．N A ＝M mol m B ．N A ＝V mol V 0 C ．N A ＝ρV molmD ．N A ＝M mol ρV 0 E ．N A ＝m M mol2．某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，则每个分子的质量和体积V 内所含的分子数以及分子直径分别是（） A ．MN A，N A ρV M，√6M πρN A3B ．MN A，N A M ρV，√6MπρN A3C ．MN A，N A ρV M，√6M ρπN A3D ．MN A，N A ρV M，√6MπρNA33．(多选)设某物质的密度为ρ，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，已知这种物质的样品的质量为m，则下列表示微观量的式子中正确的是（）A．该样品物质中含有的分子数为mMN AB．该样品物质中每个分子的质量为mN AC．若将该样品物质分子看成球体，则每个分子的直径为√6MπρN A3D．若将该样品物质分子看成立方体，则相邻两个分子间的距离为√MρN A3考点二布朗运动与分子热运动1.扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.2.布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.3.热运动①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.【典例剖析】例1.(多选)关于布朗运动，下列说法中正确的是( )A．布朗运动就是热运动B．布朗运动的激烈程度与悬浮颗粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关C．布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征D．布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关例2.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ) A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生例3．关于布朗运动，下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动说明了组成小颗粒的分子在做无规则运动C．温度越低布朗运动越激烈D．布朗运动间接说明了液体分子在做无规则运动1.以下关于布朗运动的说法正确的是( ) A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动2.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的3．关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A．布朗运动就是分子的运动B．布朗运动是组成固体颗粒的分子无规则运动的反映C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映D．阳光从缝隙射入房间，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动考点三分子间同时存在引力和斥力1.物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；2.分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥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，但斥力比引力变化得快；3.分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计.考点四内能1．分子动能(1)意义：分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．2．分子势能：由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．(3)当r＝r0时，分子势能最小.【典例剖析】例1．下列说法正确的是( )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．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零例2．(多选)关于分子力，下列说法中正确的是( ) A．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用B．将两块铅压紧以后能连在一块，说明分子间存在引力C．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力例3.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．分子动能和势能之和在整个过程中不变例4.（多选）分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是( )A．分子间引力随分子间距的增大而减小B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E．当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小例5．(多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知（）A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零例6.(多选)以下说法正确的是( )A．温度低的物体内能一定小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加例7.(多选)对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能例8．(多选)下列说法正确的是（）A．理想气体吸热后温度一定升高B．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为N A，则该理想气体单个的分子体积为V0N AD．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大E．扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动1．下列说法中正确的是（）A．分子间距离增大时，分子间作用力减小B．打碎的玻璃片不能拼合粘在一起，说明分子间只有斥力C．给自行车轮胎打气越来越费力，说明气体分子间有斥力D．高压下的油会透过钢板渗出，说明分子间有间隙2.(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是( )A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢3.(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是( )A．分子之间的斥力和引力同时存在B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C．分子之间的距离减小时，分子力一定做正功D．分子之间的距离增大时，分子势能一定减小4.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远a处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲.乙在b点合外力表现为引力，且为引力最大处，d 点是分子靠得最近处.则下列说法正确的是( )A.乙分子在a点势能最小B.乙分子在b点动能最大C.乙分子在c点动能最大D.乙分子在d点加速度为零5．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互接近。

【高三物理总复习】选修3-3综合测试题

选修3－3综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈C．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子的势能减小，因而气体的内能一定减少[答案]BC[解析]气体分子间空隙较大，不能忽略，选项A错误；气体膨胀时，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增加，并且改变内能有两种方式，气体膨胀，对外做功，但该过程吸、放热情况不知，内能不一定减少，故选项D错误．2．(2012·乌鲁木齐模拟) 在分子力存在的范围内，分子间距离减小时，以下说法中正确的是()A．斥力减小，引力增大B．斥力增大，引力减小C．斥力减小，引力减小D．斥力增大，引力增大[答案] D[解析]当分子间的距离减小时引力与斥力均增大．3．(2012·南京模拟)关于热现象和热学规律，以下说法正确是()A．布朗运动就是液体分子的运动B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力C．随分子间的距离增大，分子间的引力减小，分子间的斥力也减小D．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大[答案]BC[解析]布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，A选项错误；晶体吸收热量熔化过程中的固液共存态温度不变，分子的平均动能不变，D选项错误，BC选项正确．4．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图，图中记录的是()A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线[答案] D[解析]布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度—时间图线，故C项错误，D项错误．5．(2012·长沙模拟)下列说法正确的是()A．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点B．单晶体和多晶体物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的C．露珠呈球形，是由于表面张力作用的结果D．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中气泡内气体组成的系统的熵增加[答案]ACD[解析]晶体分为单晶体和多晶体，单晶体有固定的熔点和各向异性；而多晶体虽然也有固定的熔点但是却是各向同性的．非晶体和晶体不同的是它没有固定的熔点，而且是各向同性，故A正确，B 错误；由于表面张力的作用露珠呈球形，故C正确；气泡内气体做等温膨胀，根据熵增加原理可知D正确．6.(2012·太原模拟)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，设分子间所具有的总能量为0，则以下说法正确的是()A．乙分子在P点(x＝x2)时加速度为零B．乙分子在P点(x＝x2)时动能最大C．乙分子在Q点(x＝x1)时处于平衡状态D．乙分子在Q点(x＝x1)时分子势能最小[答案]AB[解析]由图可知，沿x轴负方向看，分子势能先减小，后增加，在P点最小，说明分子力先做正功，后做负功．先是分子引力后是分子斥力，P点为转折点，分子力为零，在P点右边为分子引力，左边为分子斥力．所以乙分子在P点的分子力为零，则加速度也为零，且在P点的动能最大．所以答案为AB.7．(2012·南昌模拟)下列说法中正确的是()A．只要技术可行，物体的温度可降至－274℃B．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子间的作用表现为相互吸引C．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数和温度有关D．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斥力大于引力[答案]BC[解析]物体的温度不可能降至热力学温度以下，A错；根据分子引力和斥力的作用范围和大小关系分析可得，B对；根据气体压强的微观解释可得，C对；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子永不停息地做无规则运动，D错．8．(2012·武汉模拟)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A．温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，压强一定增大B．体积减小，单位体积内的分子数增多，气体的内能一定增大C．绝热压缩一定质量的理想气体时，外界对气体做功，内能增加，压强一定增大D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小[答案] C[解析]对于一定质量的理想气体温度升高，但如果气体体积增大，压强不一定增大，A错；体积减小，单位体积内的分子数增多，但如果对外放热，气体的内能可能减小，B错；孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，D错．只有C对．9．(2012·东北三省模拟)下列说法中正确的是()A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源C．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大D．分子a从远处靠近固定不动的分子b，当a只在b的分子力作用下到达所受的分子力为零的位置时，a的动能一定最大[答案]BD[解析]第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了能量转化的方向性这一规律，即热力学第二定律；气体温度升高时分子热运动剧烈可以导致压强增大，但不知气体体积如何变化，由pV T＝C可知气体压强不一定增大；分子a从远处靠近b，分子力先做正功再做负功，当所受分子力为0时做正功最多，分子动能最大．故本题选BD.10.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F>0表示斥力，F<0表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()[答案]BC[解析]乙分子从A处释放后先是分子引力做正功，分子势能减小，乙分子的动能增加；至B点处，乙分子所受分力引力最大，则此处乙分子加速度最大，B点至C点过程，分子引力继续做正功，分子动能继续增加，分子势能继续减小，至C点分子动能最大，分子势能最小；C点至D点过程，分子斥力做负功，分子动能减小，分子势能增加．综合上述分析知B、C正确，A、D错误．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．(6分)体积为4.8×10－3cm3的一个油滴，滴在湖面上扩展为16cm2的单分子油膜，则1mol这种油的体积为________．[答案]8.5×10－6m3[解析]根据用油膜法估测分子的大小的原理，设油分子为球形，可算出一个油分子的体积，最后算出1mol这种油的体积．V＝16πd3N A＝16π(VS)3·NA＝16×3.14×(4.8×10－3×10－616)3×6.02×1023m 3 ≈8.5×10－6m 3.12．(6分)汽车内燃机气缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功．已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为1×103J ，因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8×102J.该内燃机的效率为________．随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.[答案] 20% 不可能[解析] 内燃机的效率η＝W 有W 总＝1×103J －8×103J 1×103J＝20%；内燃机的效率永远也达不到100%.13．(6分)(2012·南通模拟)一定质量的理想气体按图示过程变化，其中bc 与V 轴平行，cd 与T 轴平行，则b →c 过程中气体的内能________(填“增加”“减小”或“不变”)，气体的压强________(填“增加”“减小”或“不变”)；表示等压变化过程的是________(填“a →b ”“b →c ”或“c →d ”)．[答案] 不变增加 a →b三、论述计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(2012·潍坊模拟)一同学利用注射器测量气温，其装置如图所示．在注射器内封闭一定质量的气体后，将注射器竖直置于冰水混合物中，稳定后，利用注射器上的容积刻度读出封闭气体的体积V 1＝30mL.取走冰水混合物，待封闭气体与气温达到平衡后，读出此时封闭气体的体积V 2＝32mL.不计活塞与注射器筒间的摩擦，室内气压保持不变．求：(1)室温是多少摄氏度；(2)封闭气体的温度从零摄氏度变化到室温的过程中，内能如何变化？它从室内吸收或放出的热量与内能变化量是什么关系？[答案] (1)18.2℃ (2)内能增加大于[解析] (1)由V 1T 1＝V 2T 2，得T 2＝V 2V 1T 1＝3230×273K ＝291.2K t ＝T 2－273＝18.2℃(2)内能增加．由热力学第一定律可知，封闭气体从外界吸收的热量大于其内能的变化量．15．(10分)(2012·太原模拟)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：(1)该气体在状态B，C时的温度分别是多少？(2)该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多少？(3)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？[答案](1)100K300K(2)0(3)吸热200J[解析](1)对于理想气体A→B p AT A＝p BT B T B＝100KB→C V BT B＝V CT C T C＝300K(2)A→C由温度相等得：ΔU＝0(3)A→C的过程中是吸热吸热的热量Q＝－W＝pΔV＝200J16．(11分)(2012·信息卷)“飞天”舱外航天服(如图)不但适合太空行走，还非常舒服，具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能，让航天员在太空中如同在地面上一样．假如在地面上航天服内气压为1atm，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积．若航天服内部的装置可使气体的温度不变，将航天服视为封闭系统．(1)求此时航天服内的气体压强；(2)若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到0.9atm，则需补充1atm的等温气体多少升？[答案](1)0.5atm(2)1.6L[解析](1)以航天服内气体为研究对象，开始时压强为p1＝1atm，体积为V1＝2L，到达太空后压强为p2，体积为V2＝4L.由玻意耳定律有p1V1＝p2V2解得p2＝0.5atm(2)设需补充1atm的等温气体V3体积后达到的压强为p3＝0.9atm，以充气后的航天服内气体为研究对象，有p1(V1＋V3)＝p3V2解得V3＝1.6L17．(11分)(2012·海口模拟)如图所示，装有水银的一个细小U 形管与一个巨型密封储气罐A 相连，U 形管左端封闭有一段空气柱．在气温为27℃时，空气柱长度为60cm ，右端水银面比左端低44cm.当气温降到－23℃时，U 形管两边水银高度差减小了4cm.求：(1)巨型密封气罐内气体的压强是原来的几倍？(2)U 形管左端封闭空气柱的压强．[答案] (1)56(2)100cmHg [解析] (1)因储气罐体积比U 形管体积大的多，可认为储气罐气体状态发生变化时体积不变，经历一等容过程T 1＝273K ＋27K ＝300KT 2＝273K －23K ＝250K根据查理定律有p 1T 1＝p 2T 2① p 2＝56p 1② (2)对左边U 形管内的的气体有T ′1＝(273＋27)K ＝300K p ′1＝p 1－44 V ′1＝60S ③T ′2＝(273－23)K ＝250K p ′2＝p 2－40 V ′2＝(60＋42)S ④ 其中S 是U 形管的横截面积根据理想气体状态方程得p ′1V ′1T ′1＝p ′2V ′2T ′2⑤ 得31p 2－25p 1＝140cmHg ⑥将②代入⑥得p 2＝140cmHg ⑦p ′2＝100cmHg ⑧。

高考物理一轮复习单元练十三热学(选修3—3)(含解析)

学习资料单元质检十三热学(选修3—3)（时间:45分钟满分:100分）一、多项选择题(本题共6小题,每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.(2020陕西安康月考）下列说法正确的是（)A。

布朗运动表明分子越小,分子运动越剧烈B。

气体放出热量,其分子的平均动能可能增大C.影响气体压强大小的两个因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度D.液体不浸润某种固体时，则附着层内液体分子相互吸引E。

只要是具有各向异性的物体一定是晶体，具有各向同性的物体一定是非晶体2。

(2020重庆八中月考）关于热现象及热力学定律,下列说法正确的是（)A。

布朗运动是由于液体各部分温度不同引起的B.物体吸收热量同时对外做功，其内能可能增加C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性D。

把一枚针放在水面上，它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力E.当两玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向上很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故3。

(2020广西柳州一模)如图所示,一定质量的理想气体经历A→B的等压过程和B→C的绝热过程（气体与外界无热交换），则下列说法正确的是()A。

A→B过程中，外界对气体做功B.A→B过程中,气体分子的平均动能变大C。

A→B过程中，气体从外界吸收热量D.B→C过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少E。

B→C过程中，单位体积内气体分子数增多4。

（2020云南师大附中月考）下列说法正确的是（）A.内能不可能完全转化为机械能B。

液晶既有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性C。

碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力D.在自由下落的过程中，熔化的金属能够收缩成标准的球形E.一定量的气体,在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随温度的降低而增加5.一定质量的理想气体从状态a开始，经ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示.abcd为正方形,ab平行于T轴,T b=3T a。

【学海导航】2015届高三物理一轮总复习同步训练：第11章选修3-3

第十一章选修3－3第1节分子动理论内能一、选择题1.体积是10－4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是()A．102cm2B．104cm2C．106cm2 D．108cm22.布朗运动的发现，在物理学上的主要贡献是()A．说明了悬浮微粒时刻做无规则运动B．说明了液体分子做无规则运动C．说明了悬浮颗粒做无规则运动的激烈程度与温度有关D．说明了液体分子与悬浮颗粒之间有相互作用力3.关于分子间相互作用力()A．分子间既有引力作用，同时又有斥力作用，分子力是指分子间的引力和斥力的合力B．当分子间距离r＝r0时，分子力大小为零，此时分子间的引力和斥力均为零C．当分子间距离r>r0时，r越大，分子力越小D．当分子间距离r<r0时，r越大，引力越大4.质量一定的物体，在温度不变条件下体积膨胀时，物体内能的变化是()A．分子的平均势能增大，物体的内能必增大B．分子的平均势能减小，物体的内能必减小C．分子的平均势能不变，物体的内能不变D．以上说法均不正确5.已知阿伏加德罗常数为N A，设某种固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，此物质样品质量为m，体积为V，总分子数为n，则下列表达式中能表示一个分子质量的是() A．N A/M B．M/N AρC．m/n D．M/ρV二、多项选择题6.关于布朗运动，下列说法中正确的是()A．小颗粒的无规则运动就是布朗运动B．布朗运动既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子运动的反映C．悬浮在液体中的颗粒越大，它的布朗运动就越显著D．布朗运动永不停止，且随温度升高而越加激烈7.关于热量、功和物体的内能，下述正确的是()A．它们有相同的单位，实质也相同B．物体的内能由物体的状态决定，而热量和功由物理过程决定C．热传递和做功在改变物体内能方面是等效的，但它们反映的物理过程是不同的D．对于一个物体，它的内能决定于它从外界吸收的热量与对外做功的代数和二、非选择题8.已知铜的密度是8.9103kg/m3，铜的摩尔质量是63.510－3kg/mol.体积是4.5cm3的铜块中，含有多少原子？并估算铜分子的大小．9.已知氢气的摩尔质量是210－3kg/mol，计算1个氢原子的质量．10.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是410－3mL，所以1滴溶液中油酸体积为V油酸＝810－6cm3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子直径d＝1.1210－10m作比较，判断此实验是否符合数量级的要求.11.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：(1)配制酒精油酸溶液时，必须记录并算出酒精油酸溶液的浓度(或每mL酒精油酸溶液中油酸的体)．(2)用滴管取配制好的酒精油酸溶液，然后逐滴滴入量筒中……这一步骤是为了测出一滴酒精油酸溶液的体积(或n滴酒精油酸溶液的总体积).(3)用滴管将配制好的酒精油酸溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后……这一步骤是为了测出一滴酒精油酸溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积.12.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸5mL.用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm.则：(1)油膜的面积约为93cm2(保留两位有效数字)．(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 1.010－5mL.(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为110(保留一位有效数字)．第2节固体、液体和气体一、单项选择题1.将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，此时与硬币重力相平衡的力是()A．水的浮力B．水的表面张力C．水的浮力和表面张力的合力D．水的浮力和空气的浮力的合力2.在以下事例中，能用液体表面张力来解释的是()A．草叶上的露珠呈圆球形B．油滴在水面上会形成一层油膜C．用湿布不易擦去玻璃窗上的灰尘D．油瓶外总是附有一层薄薄的油3.对于一定质量的理想气体，下列四个论述中正确的是()A．当分子热运动变剧烈时，压强必增大B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大4.一定质量的理想气体其状态变化过程的p与V的关系如图甲所示，该过程p－T图应是()二、多项选择题5.以下说法正确的是()A．水的饱和汽压随温度的升高而增大B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小三、非选择题6.如图所示，有一圆筒形气缸静置在地上，气缸圆筒的质量为M，活塞及手柄的质量为m，活塞截面积为S.现用手握住活塞手柄缓慢地竖直向上提，求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强．(当时的大气压强为p0，当地的重力加速度为g，活塞缸壁的摩擦不计，活塞未脱离气缸)．7.容积V＝40L的钢瓶充满氧气后，压强为p＝30atm，打开钢瓶阀门，让氧气分别装到容积为V0＝5L的小瓶子中去．若小瓶已抽成真空，分装到小瓶子中的气体压强均为p0＝2atm，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是多少？第3节热力学基础与能量守恒定律1.(多选)下列说法中正确的是()A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，内能也可能全部转化为机械能2.(多选)关于第二类永动机，下列说法正确的是()A．能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能在不引起其他变化的同时全部转化为机械能3.(单选)下列说法正确的是()A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的大小B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体4.如图所示，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m ，活塞面积10cm 2，大气压强1.0105Pa ，物重50N ，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60J 的热量，则封闭气体的压强将不变 (选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为 50 J.5.在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ 的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ 的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小 5 kJ ，空气放出 (选填“吸收”或“放出”)的总热量为 29 kJ.第十一章选修3－3 第1节分子动理论内能1．B 2.B 3.A 4.D 5.C 6.ABD 7.BC 8．3.81023,310－10m9．解析：这是一个利用阿伏加德罗常数和有关化学知识的计算问题．这里就要求同学们对摩尔、摩尔质量及阿伏加德罗常数的概念要清楚，同时还要清楚它们的内在联系，这样在解题时就不会困难了．M H 2＝210－3kg·mol －1，N A ＝6.021023mol －1所以m H ＝M H 2N A ＝2×10－36.02×1023kg ＝3.310－23kg. 一个氢气分子由两个氢原子构成，故m H ＝m H 22＝1.6510－23kg.10．410－3 810－6解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V 溶液＝410－3mL,1滴溶液中油酸体积为：V 油酸＝810－6cm 3.据此算得3次测得d 的结果分别为：d 1≈1.5010－8cm ，d 2≈1.6210－8cm ，d 3≈1.4210－8cm.其平均值为：d －＝d 1＋d 2＋d 33≈1.5110－10m ，这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求．11．(1)酒精油酸溶液的浓度(或每mL 酒精油酸溶液中油酸的体积) (2)一滴酒精油酸溶液的体积(或n 滴酒精油酸溶液的总体积) (3)一滴酒精油酸溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积12．(1)93cm 2 (2)1.010－5mL (3)110－7cm解析：(1)数出油膜对应的格子n ，不完整的部分按照四舍五入处理，然后由S ＝nS 0得S ＝93cm 2.(2)每一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积为V ＝1.010－5mL.(3)d ＝V S≈110－7cm.第2节固体、液体和气体1．C 2.A 3.B 4.C 5.AB6．解析：此题是一道力热综合问题，对气体是等温变化过程，对活塞、气缸是力学平衡问题，并且气缸在提离地面时，地面对其支持力为零．欲求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强p 封气，把气缸隔离出来研究最方便．气缸受竖直向下的重力G 缸(大小等于Mg )，封闭气体竖直向下的压力F封气(大小等于p封气S )，大气竖直向上的压力F 大气(大小等于p 0S )．由平衡条件，有 F 大气－G 缸－F 封气＝0 即p 0S －Mg －p 封气S ＝0 p 封气＝p 0－MgS.7．解析：本题考查玻意耳定律的应用和解决实际问题的能力．并且培养考生全面的考虑问题的能力．设最多可装的瓶子数为n ，由玻意耳定律有 pV ＝p 0V ＋np 0V 0n ＝(pV －p 0V )/(p 0V 0)＝(3020－220)/(25)＝56(瓶)在本题中应注意，当钢瓶中气体的压强值降至2个大气压时，已无法使小瓶中的气体压强达到2个大气压，即充装最后一瓶时，钢瓶中所剩气体压强为2个大气压．第3节热力学基础与能量守恒定律1．BD 2.AD 3.B 4.不变 50 5.5 放出 29。

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