高考物理三轮冲刺 高考题型四 选修3-3题组(二)(含解析)

选修3—3题组(二)
1.(1)(2019山西大同模拟)下列说法正确的是。

A.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度,可以估算出理想气体分子间的平均距离
B.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
C.分子间的引力和斥力同时存在,都随分子之间距离的增大而减小
D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功转化成机械能
E.第二类永动机不可能制成,是因为它违反了热力学第二定律
(2)如图所示,开口向上、竖直放置的足够高的汽缸,内部有一定质量的理想气体被轻活塞A、B分成Ⅰ、Ⅱ容积均为V的两部分,开始时活塞A、B均被锁定,不能滑动,此时气体Ⅰ的压强与外界大气压p0相同;气体Ⅱ的压强是气体Ⅰ的3倍。

外界温度恒定,汽缸导热性良好。

现解除活塞B的锁定。

①求稳定后气体Ⅰ的体积和压强;
②稳定后,再解除活塞A的锁定,求再次稳定后气体Ⅱ的体积。

2.(1)(多选)(2019四川达州检测)关于液体的表面张力,下列说法正确的是。

A.液体与大气相接触的表面层内,分子间的作用表现为相互吸引
B.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
C.布雨伞能够遮雨,其原因之一是液体表面存在张力
D.荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力
E.露珠由空气中的水蒸气凝结而成,凝结过程中分子间的引力、斥力都减小
(2)(2019云南昆明模拟)夏天的早晨用打气筒给车胎打气,某自行车轮胎的容积为V=2×103 cm3,里面已有压强为p0=1 atm的空气,打气筒每次将V0=200 cm3,压强为p0=1 atm的空气充入车胎,车胎所能承受的最大压强为p=3.1 atm,为了保证车胎在中午天气最热的时候不爆裂,早晨最多能用打气筒给车胎充气多少次?设早晨气温为t1=22 ℃,中午气温为t2=37 ℃,不考虑车胎容积的变化及充气过程中温度的变化。

3.(1)下列说法正确的是。

A.只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
B.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能也一定减小
C.同种物质要么是晶体,要么是非晶体,不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
D.在温度不变的情况下,减小液面上方饱和汽的体积时,饱和汽的压强不变
E.温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能相同
(2)
如图所示,竖直放置的U形管导热良好,左端封闭,右端开口,左管横截面积为右管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为l,温度为T的空气柱,左右两管水银面高度差为h cm,外界大气压为h0 cmHg。

①若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(原右管中水银没有全部进入水平部分),求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位);
②在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l,求此时空气柱的温度T'。

选修3—3题组(二)
1.答案 (1)ACE(2)①V,2p0②3V
解析 (1)由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积,摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小,由此可以估算出理想气体分子间的平均距离,故A正确;气体温度是气体分子的平均动能的标志,而分子平均动能不仅跟分子的平均速率有关,还跟分子的质量有关,两种不同气体(分子质量不同),它们的分子质量和平均速率的大小是无法确定分子平均动能的大小的,因而也无法确定这两种气体温度高低,故B错误;分子间的引力和斥力同时存在,分子
之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小,故C正确;机械能可能全部转化为内能,如运动的物体在摩擦力作用下减速运动直到静止;内能可以全部转化为机械能,但要引起其他变化,故D 错误;第二类永动机不可能制成,是因为它违反了热力学第二定律,故E正确;故选ACE。

(2)①设解除活塞B的锁定后,稳定后气体Ⅰ的压强为p1,体积为V1,气体Ⅱ的压强为p2,体积为V2,两部分气体都经历等温过程,则p1=p2
对气体Ⅰ:p0V=p1V1
对气体Ⅱ:3p0V=p2(2V-V1)
解得:V1=V,p1=2p0
②解除活塞A的锁定后,汽缸内气体压强大于大气压,活塞将上升,气体Ⅰ和气体Ⅱ经历等温过程,设再次稳定后气体Ⅱ的压强为p3,体积为V3,p3=p0,则3p0V=p3V3
解得V3=3V
2.答案 (1)ACD(2)19次
解析 (1)液体与大气相接触,液体表面层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,选项A正确;表面张力产生在液体表面层,它的方向平行于液体表面,而非与液面垂直,选项B错误;布雨伞能够遮雨,其原因之一是液体表面存在张力,选项C正确;荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力,选项D正确;根据分子力的特点可知,空气中的水蒸气凝结而成露珠的过程中分子之间的距离减小,则此过程中分子间引力、斥力都增大,选项E错误。

(2)设充气后的车胎内的气体压强为p1,中午车胎内的气体压强p2=p=3.1atm
以轮胎内的气体为研究对象,早晨到中午的过程等容变化,根据查理定律
解得:p1=2.95atm
充气过程遵循等温变化,根据玻意尔定律
p0V1=p1V
解得:V1=5.9×103cm3
设最多能充n次,则V1=V+nV0
解得:n=19.5
所以最多可充气19次
3.答案 (1)ADE(2)①h+3l
②T
解析 (1)温度是分子热运动的标志,则只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低,选项A正确;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小;若分子力表现为引力,则随分子距离变大,分子力做负功,则分子势能也增大;若分子力表现为斥力,则随分子距离变大,分子力做正功,则分子势能减小;选项B错误;同种物质可能是晶体,也可能是非晶体,故C错误;饱和汽压仅仅与温度有关,在温度不变的情况下,减小液面上方饱和汽的体积时,饱和汽的压强不变,故D正确;温度是分子热运动的平均动能的标志,则温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能相同,选项E正确;故选ADE。

(2)①封闭气体等温变化:p1=h0-h
p2=h0
p1l=p2l'
h1=h+3(l-l')
解得:h1=h+3l
②空气柱的长度为开始时的长度l时,左管水银面下降l,右管水银面会上升2l,此时空气柱的压强:
p3=h0+3l
由
解得:T'=T。