2019年高考物理真题分类汇编——选修3-3 热学
物理选修3-3高考真题选择题汇编(2013-2019年)(打印版)
物理选修3-3高考真题汇编(2013-2019年)编撰:王平平1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)(5分)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。
现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同。
此时,容器中空气的温度__________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度__________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)(5分)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。
用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______N2,T1______T3,N2______N3。
(填“大于”“小于”或“等于”)3.(2019·新课标全国Ⅲ卷)(5分)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_______________________________________________________________。
实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以____________________________ ____________________________________________________。
为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是___________________________________。
4.(2019·北京卷)(单选题)下列说法正确的是()A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变5.(2019·江苏卷)(1)(不定项选择题)在没有外界影响的情况下,密闭容器内的理想气体静置足够长时间后,该气体()A.分子的无规则运动停息下来B.每个分子的速度大小均相等C.分子的平均动能保持不变D.分子的密集程度保持不变(2)由于水的表面张力,荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中,水分子之间的相互作用总体上表现为(选填“引力”或“斥力”).分子势能E p和分子间距离r的关系图象如题13A-1图所示,能总体上反映小水滴表面层中水分子E p的是图中(选填“A”“B”或“C”)的位置.6.(2018·北京卷)(单选题)关于分子动理论,下列说法正确的是( )A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大7.(2018·江苏卷)(1)(不定项选择题)如图所示,一支温度计的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中。
2019年高考物理总复习(教科版)试题:选修3-3 第3课时 热力学定律与能量守恒 含解析
第3课时热力学定律与能量守恒1、(多选)下面关于熵的说法中正确的是( ABD )A、熵是系统内分子运动无序性的量度B、在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的C、热力学第二定律也叫做熵减小原理D、熵值越大代表越无序E、一个宏观状态所对应的微观态越多,越无序,熵越小【解析】:一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行,这就是热力学第二定律的微观意义,系统的热力学过程就是大量分子向无序程度大的状态变化的过程、自然过程的方向性可以表述为:在任何自然过程中,一个孤立系统的熵值不会减小,因此热力学第二定律又称为熵增加原理、故A,B,D正确,C,E错误、2、(2018·内蒙古包头模拟)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( B )A、先增大后减小B、先减小后增大C、单调变化D、保持不变【解析】:题图中虚线是等温线,知,在p一定时V∝T,所以汽缸内气体由状态1到状态2时温度先降低后升高,即理想气体的内能先降低后升高,选项B正确、3、(2018·河北保定模拟)如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体、当环境温度升高时,下列对缸内气体说法正确的是( B )A、内能减少B、对外做功C、压强增大D、分子间的引力和斥力都增大【解析】:因汽缸导热良好,故环境温度升高时封闭气体温度亦升高,而一定质量的理想气体内能只与温度有关,故封闭气体内能增大,选项A错误;因汽缸内壁光滑,由活塞受力平衡有p0S+mg=pS,即缸内气体的压强p=p0,选项C错误;恒量,可知气体体积膨胀,对外做功,选项B正确;理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力,选项D错误、4、(2018·河北廊坊模拟)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是( ACE )A、为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量B、对某物体做功,必定会使该物体的内能增加C、可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功D、不可能使热量从低温物体传向高温物体E、功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【解析】:为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,选项A正确;对某物体做功,不一定会使该物体的内能增加,选项B错误;可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,但会产生其他影响,选项C正确;可以使热量从低温物体传向高温物体,选项D错误;功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程,选项E正确、5·吉林长春模拟)(多选)如图所示,绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的、两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b、气体分子之间相互作用势能可忽略、现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a,b各自达到新的平衡( BC )A、a的体积增大了,压强变小了B、b的温度升高了C、加热后a的分子热运动比b的分子热运动更剧烈D、a增加的内能小于b增加的内能【解析】:a气体吸收热量,体积增大,使隔板K压缩b气体,由热力学第一定律可知,b气体内能增加,即温度升高,选项B正确;对a,b两部分气体来说,加热前p,V,T皆相等,加热后,p a=p b,V a>V b,由可知压强增大,T a>T b,选项C正确,A,D错误、6、(2017·广东汕头一模)(多选)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,在这一过程中,下列表述正确的是( AD )A、气体从外界吸收热量B、气体分子的平均动能减小C、外界对气体做正功D、气体分子撞击器壁的作用力增大【解析】:a→b气体体积增大,对外做功,W<0,选项C错误;pV增大,温度升高,分子平均动能增大,分子撞击器壁的作用力增大,选项B错误,D正确;根据ΔU=W+Q,Q>0,气体吸热,选项A正确、7、(2018·湖南邵阳模拟)(多选)下列说法正确的是( ACE )A、饱和汽压随温度升高而增大,与体积无关B、气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小C、在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小D、单位体积内气体分子数增加,气体的压强一定增大E、对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热【解析】:饱和汽压与液体的种类和温度有关,随温度升高而增大,选项A正确;气体分子热运动的平均动能减少,即气体温度降低,根据公式压强不一定减小,选项B错误;自然界的宏观热过程都具有方向性,在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,选项C 正确;单位体积内气体分子数增加,根据不一定增加,选项D错误;对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,温度升高,故内能增加,由于对外做功,根据ΔU=W+Q,气体一定吸收热量,选项E正确、8、(多选)对一定质量的理想气体,下列现象可能发生的有( BCE )A、外界对气体做功,气体的温度升高,气体的压强降低B、气体从外界吸热,气体的温度降低,气体的压强降低C、气体对外界做功,气体的温度升高,气体的压强不变D、气体对外界放热,气体的温度不变,气体的压强不变E、气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,气体分子的平均动能减小【解析】:外界对气体做功,说明气体体积减小,气体的温度升高,根据理想气体状态方程则压强p一定增大,选项A错误;气体从外界吸热,温度降低,根据热力学第一定律气体一定对外界做了功,即体积增大,根据理想气体状态方程,V增大,T降低,则p一定降低,选项B正确;气体对外界做功,气体的温度升高,根据理想气体状态方程,V增大,T升高,则p可能不变,选项C正确;气体对外界放热,气体的温度不变,根据热力学第一定律,外界对气体做了功,即体积减小,根据理想气体状态方程,V减小,T不变,压强必然增大,选项D错误;绝热膨胀,Q=0,对外做功W<0,内能必然减少,不考虑气体的分子势能,分子平均动能一定减小,选项E正确、9、(2018·辽宁丹东模拟)(多选)对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( BCE )A、保持气体的压强不变,改变其温度,可以实现其内能不变B、若气体的温度逐渐升高,则其压强可以保持不变C、气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关D、当气体体积逐渐增大时,气体的内能一定减小E、一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等【解析】:因为一定质量的理想气体的内能仅决定于温度,所以选项A 错误;一定质量的理想气体可以经历等压膨胀的过程,选项B正确;因为做功和热传递都是指过程,选项C正确;气体体积增大的过程中,温度可能不变,可能升高,也可能降低,选项D错误;在一定温度和压强下,一定质量的物质,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等,选项E正确、10·河北唐山模拟)(多选)封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T的关系如图所示,该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O,A,D三点在同一直线上,阿伏伽德罗常量为N A、由状态A变到状态D过程中( ABE )A、气体从外界吸收热量,内能增加B、气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C、气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大D、气体的密度不变E、A点和D点的压强相等【解析】:由状态A到状态D,温度升高,内能增加,体积变大,对外做功,由热力学第一定律知,气体一定从外界吸收热量,选项A正确;气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少,选项B 正确;温度升高,气体分子的平均动能增大,但每个气体分子的动能不一定增大,选项C错误;因气体体积增大了,所以气体的密度减小了,选项D错误、O,A,D在同一直线上,A,D两点压强相等,选项E正确、11、(2018·山西临汾模拟)如图中A,B汽缸的长度为L=30 cm,横截面积为S=20 cm2,C是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D 为阀门、整个装置均由导热材料制成、起初阀门关闭,A内有压强p A= 2、0×105Pa的氮气,B内有压强p B=1、0×105Pa的氧气,活塞C在B 汽缸左侧、阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡、(1)求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强;(2)活塞C移动过程中A中气体对外做功为25 J,则A中气体是吸热还是放热?吸收或者放出的热量为多少?(假定氧气和氮气均为理想气体,连接汽缸的管道体积可忽略)【解析】:(1)由玻意耳定律对A部分气体有p A LS=p(L+x)S对B部分气体有p B LS=p(L-x)S代入相关数据解得x=10 cm,p=1、5×105 Pa、(2)气体发生等温变化,内能不变,ΔU=0活塞C向右移动的过程中A中气体对外做功25 J,W=-25 J根据热力学第一定律ΔU=W+Q所以Q=-W=25 J,故A中气体从外界吸热,吸收的热量为25 J、答案:(1)10 cm 1、5×105 Pa (2)吸热25 J12·河南新乡二模)如图所示,ABC为粗细均匀的“L”形细玻璃管,A端封闭,C端开口、开始时AB竖直,BC水平,BC 内紧靠B端有一段长l1=30 cm的水银柱,AB内理想气体长度l2=20 cm、现将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90°,使AB水平、环境温度不变,大气压强p0=75 cmHg,求:(1)旋转后水银柱进入AB管的长度;(2)玻璃管旋转过程中,外界对封闭气体做正功还是做负功?气体吸热还是放热?【解析】:(1)对封闭气体,初态压强为p0,末态为p1,设玻璃管截面积为S,水银进入AB管的长度为x,根据玻意耳定律p0Sl2=p1S(l2-x)p1=p0+p l1-p x代入数据得x=5 cm、(2)外界对气体做正功,而气体的温度不变,即内能不变,由热力学第一定律可知,气体放热、答案:(1)5 cm (2)正功放热13、如图所示,一定质量的理想气体从状态A经状态B到状态C,此过程中气体吸收的热量Q=7、0×102J、已知在状态A时气体温度为T A= 300 K,求:(1)在状态B,C时气体的温度;(2)此过程中气体内能的增量、【解析】:(1)从状态A到状态B,气体发生等压变化,则解得T B=400 K,从状态B到状态C,气体发生等容变化,则解得T C=800 K、(2)理想气体从状态A到状态B,对外做的功W=p A(V B-V A)=1、0×105×(8、0-6、0)×10-3 J=2、0×102 J,根据热力学第一定律有ΔU=Q-W,代入数据得ΔU=5、0×102 J、答案:(1)400 K 800 K (2)5、0×102 J14、(2018·安徽合肥模拟)如图所示,为厚度和质量不计,横截面积为S=10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上,汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上,活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体,开始时,气体的温度为T0=300 K,压强为p=0、5×105 Pa,活塞与汽缸底的距离为h=10 cm,活塞与汽缸可无摩擦滑动且不漏气,大气压强为p0=1、0×105 Pa、求:(1)此时桌面对汽缸的作用力F N、(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T,此过程中气体吸收热量为Q= 7 J,内能增加了ΔU=5 J,整个过程活塞都在汽缸内,求T的值、【解析】:(1)对汽缸受力分析,由平衡条件有F N+pS=p0S解得F N=(p0-p)S=(1、0×105 Pa-0、5×105 Pa)×10×10-4 m2=50 N、(2)设温度升高至T时活塞距离汽缸底为H,则气体对外界做功W= p0ΔV=p0S(H-h),由热力学第一定律ΔU=Q-W,解得H=12 cm、气体温度从T0升高到T的过程,由理想气体状态方程得解得T=0300 K=720 K、答案:(1)50 N (2)720 K。
专题12 热学(选修3—3)(讲)(解析版)
专题12 热学1.(2019·高考全国卷Ⅰ,T33)(1)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体.初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界.现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同.此时,容器中空气的温度________(选填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度________(选填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度.(2)热等静压设备广泛应用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改善其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体.(ⅰ)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;(ⅱ)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强.【解析】(1)由于初始时容器中的空气压强大于外界,活塞光滑、容器绝热,容器内空气推动活塞对外做功,由ΔU=W+Q知,气体内能减少,温度降低.气体的压强与温度和单位体积内的分子数有关,由于容器内空气的温度低于外界温度,但压强相同,则容器中空气的密度大于外界空气的密度.(2)(ⅰ)设初始时每瓶气体的体积为V0,压强为p0;使用后气瓶中剩余气体的压强为p1.假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时,其体积膨胀为V1.由玻意耳定律得p0V0=p1V1①被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V1′=V1-V0②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2,体积为V2.由玻意耳定律得p2V2=10p1V1′③联立①②③式并代入题给数据得p2=3.2×107 Pa④(ⅱ)设加热前炉腔的温度为T0,加热后炉腔温度为T1,气体压强为p3.由查理定律得p3 T1=p2 T0⑤联立④⑤式并代入题给数据得p 3=1.6×108 Pa ⑥【答案】(1)低于 大于 (2)(ⅰ)3.2×107 Pa (ⅱ)1.6×108 Pa2.(2019·高考全国卷Ⅱ,T33)(1)如p -V 图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N 1________N 2,T 1________T 3,N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)(2)如图,一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑.整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气.平衡时,氮气的压强和体积分别为p 0和V 0,氢气的体积为2V 0,空气的压强为p .现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:(ⅰ)抽气前氢气的压强;(ⅱ)抽气后氢气的压强和体积.【解析】(1)根据理想气体状态方程p 1′V 1′T 1=p 2′V 2′T 2=p 3′V 3′T 3,可知T 1>T 2,T 2<T 3,T 1=T 3. 由于T 1>T 2,状态1时气体分子热运动的平均动能大,热运动的平均速率大,分子密度相等,故单位面积的平均碰撞次数多,即N 1>N 2;对于状态2、3,由于V 3′>V 2′,故分子密度n 3<n 2,T 3>T 2,故状态3分子热运动的平均动能大,热运动的平均速率大,而且p 2′=p 3′,因此状态2单位面积的平均碰撞次数多,即N 2>N 3.(2)(ⅰ)设抽气前氢气的压强为p 10,根据力的平衡条件得(p 10-p )·2S =(p 0-p )·S ①得p 10=12(p 0+p )②(ⅱ)设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1,氮气的压强和体积分别为p 2和V 2.根据力的平衡条件有p 2·S =p 1·2S ③由玻意耳定律得p 1V 1=p 10·2V 0④p 2V 2=p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接,故V 1-2V 0=2(V 0-V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p 1=12p 0+14p ⑦V 1=4(p 0+p )V 02p 0+p ⑧ 【答案】(1)大于 等于 大于 (2)(ⅰ)12(p 0+p ) (ⅱ)12p 0+14p 4(p 0+p )V 02p 0+p3.(2019·高考全国卷Ⅲ,T33)(1)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_____________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以______________________.为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是__________________________________.(2)如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0 cm 的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为76 cmHg ,环境温度为296 K.(ⅰ)求细管的长度;(ⅱ)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度.【解析】(1)用油膜法估测分子直径时,需使油酸在水面上形成单分子层油膜,为使油酸尽可能地散开,将油酸用酒精稀释.根据V=Sd,要求得分子的直径d,则需要测出油膜面积,以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积.测一滴油酸酒精溶液的体积,其方法可用累积法,即1 mL油酸酒精溶液的滴数.(2)(ⅰ)设细管的长度为L,横截面的面积为S,水银柱高度为h;初始时,设水银柱上表面到管口的距离为h1,被密封气体的体积为V,压强为p;细管倒置时,气体体积为V1,压强为p1.由玻意耳定律有pV=p1V1①由力的平衡条件有p=p0+ρgh②p1=p0-ρgh③式中,ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小,p0为大气压强.由题意有V=S(L-h1-h)④V1=S(L-h)⑤由①②③④⑤式和题给条件得L=41 cm⑥(ⅱ)设气体被加热前后的温度分别为T0和T,由盖—吕萨克定律有VT0=V1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T=312 K⑧【答案】(1)使油酸在浅盘的水面上容易形成单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积(2)(ⅰ)41 cm (ⅱ)312 K4.(2019·北京卷)下列说法正确的是A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变【答案】A【解析】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,内能是分子平均动能和分子势总和,由气体压强宏观表现确定压强。
2019年高考物理二轮复习专题讲义:热学专题 088.选修内容3-3综合 Word版含答案
选修内容3-3综合热学是物理学的一部分,它研究热现象的规律。
用来描述热现象的一个基本概念是温度,温度变化的时候,物体的许多性质都发生变化。
凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。
热学知识在实际中有重要的应用。
各种热机和致冷设备的研制,化工、冶金、气象的研究,都离不开热学知识。
研究热现象有两种不同的方法:一种是从宏观上总结热现象的规律,引入内能的概念,并把内能跟其他形式的能联系起来;另一种是从物质的微观结构出发,建立分子动理论,说明热现象是大量分子无规则运动的表现。
这两种方法相辅相成,使人们对热现象的研究越来越深入。
把宏观和微观结合起来,是热学的特点。
学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然想象中的普遍意义。
(一)高中热学的基础理论高中热学的基础理论包括两部分:一是分子动理论,分子动理论提供了从微观角度研究热学问题的理论基础;二是能量转化和守恒定律.具体应用到热学问题的是包括物体内能的热力学第一定律,提供了从宏观角度研究热学问题的理论基础.它表明,从分子动理论出发可以得到对应于分子运动存在着一种新形式的能,即物体的内能.物体的内能改变,可以通过做功和热传递来实现,并遵守热力学第一定律.它们分别提供了从微观角度和宏观角度认识热现象的理论根据.但是,它们仍然是以实验和观察为基础的.以实验为基础,建立物理模型进行推理认识微观结构的方法,是物理的重要方法.对物质微观结构的认识,往往是通过宏观的物理实验,提出科学假说和模型,进行分析推理得出的.一个典型的事例就是布朗运动的分析和解释.(二)力热综合问题在力热综合问题中,研究对象主要选封闭气体及封闭气体的活塞或液柱。
对于封闭气体,可以根据过程特征选用气体定律建立方程;对于活塞或液柱,可根据运动状态由平衡条件或牛顿第二定律建立方程。
这两个方程的联系在于气体的压强与活塞受力,气体压强是联系力学规律和热学规律之间的桥梁.(三)固体、液体和气体1、固体固体可分为晶体和非晶体两大类,晶体分子或离子按一定的空间点阵排列。
2019年高考物理总复习(教科版)课件:选修3-3 第3课时 热力学定律与能量守恒含答案
〚核心点拨〛 (1)A→C过程为等容过程,W=0,则Q=ΔU. 解析:(1)由题意知从状态A到状态C的过程,气体发生等容变化,该气体对 外界做的功W1=0 根据热力学第一定律有ΔU1=W1+Q1 内能的增量ΔU1=Q1=9 J. 答案Байду номын сангаас(1)0 9 J
(2)从状态A到状态B的过程,该气体内能的增量Δ U2及其从外界吸收的热量Q2.
三、能量守恒定律和两类永动机 1.能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式 转化 为另一种 形式,或者从一个物体 到另一个物体,在转化或转移的过程中其_______ 转移 总量 不变.
2.两类永动机 (1)第一类永动机:不需要任何 背 和 ,却能对外不断做功.违 ,因此不可能实现 . 燃料 动力 (2)第二类永动机 :从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起 能量守恒定律
〚核心点拨〛(2)利用A→B和A→C过程的初末状态温度相同,则ΔU相同, 再利用热力学第一定律求出Q2.
解析:(2)从状态A到状态B的过程,体积减小,温度升高 该气体内能的增量ΔU2=ΔU1=9 J 根据热力学第一定律有ΔU2=W2+Q2 从外界吸收的热量Q2=ΔU2-W2=3 J.
二、热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述:不可能把热量从 传递到高温物体而不产生
低温物体
其他影响.
(2)开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而______ 不产生 __________. 其他影响 2. 用熵的概念表示热力学第二定律 孤立系统的熵总是增加的,或者孤立系统的熵总不 减小 .
ΔU=Q+W=2 263.8 J-167.5 J=2 096.3 J.
2019年高考最新模拟试题汇编物理选修3-3含答案
2019年高考最新模拟试题汇编(选修3-3)【考情综述】选修3-3模块由分子动理论、气体、物态和物态变化、热力学定律四个部分组成,这部分内容是高考的选考内容,在高考中考查的较为简单,很大程度上考查基本概念的理解与识记。
分子动理论包含考点:分子动理论的基本内观点和实验依据、阿伏伽德罗常数、气体分子运动速率的统计分布、温度是分子平均动能的标志、内能、布朗运动和扩散运动、分子直径、质量、数目等微观量的估算、分子力和分子势能、用油膜法估算分子大小(实验);气体包含考点:气体分子动理论和气体压强、气体实验定律和理想气体状态方程;物态和物态变化包含考点:固体的微观结构、晶体和非晶体、液晶的微观结构、液体的表面张力现象、饱和汽、饱和汽压和相对湿度;热力学定律包含考点:热力学第一定律、热力学第二定律及微观意义、量守恒定律和两类永动机。
其中温度是分子平均动能的标志、内能、布朗运动和扩散运动、晶体和非晶体、、液体的表面张力现象等是考查的重点。
高考热点为:(1)气体实验定律和理想气体状态方程;(2)热力学第一定律等。
选修3-3在高考中一般占总分值的10%左右,题型、题量为:选择题1题,填空题1题,小型简单计算题1题,试题难度简单,几乎没有与其他知识点结合考查的试题。
近年来高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为:(1)气体分子运动速率的统计分布、布朗运动和扩散运动、分子力和分子势能、晶体和非晶体等知识组合成一道选择题,考查重点概念、重点知识的识记与理解。
(2)气体实验定律和理想气体状态方程、用油膜法估算分子大小(实验)等重要内容往往以填空题的形式,尤其要注意气体实验定律和理想气体状态方程所对应的图象问题的分析。
(3)热力学第一定律、气体实验定律和理想气体状态方程等重要内容往往以简单的计算题出现,充分考查相关公式的理解与应用,且计算量不大。
【试题精粹】1.(2018届江苏宝应中学月考)(1)下列说法中正确的是。
A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性(2)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”)。
高中物理 选修三(2019)第三章 热力学定律 第3节 能量守恒定律练习(含答案)
能量守恒定律练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.在一个与外界没有热交换的房间里打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将如何变化()A.降低B.升高C.不变D.无法确定2.如图所示,密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计.置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零).现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程()A.Ep全部转换为气体的内能B.Ep一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C.Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D.Ep一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能3.17世纪70年代,英国赛斯特城的约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”,如图所示,在斜坡顶上放一块强有力的磁铁,斜坡上端有一个小孔,斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道,维尔金斯认为:如果在斜坡底端放一个小铁球,那么由于磁铁的吸引,小铁球就会向上运动,当小球运动到小孔P处时,它就要掉下,再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以对外做功,然后又被磁铁吸引回到上端,到小孔P处又掉下。
下列关于维尔金斯“永动机”,正确的认识应该是()A.满足能量守恒定律,所以可能实现B.如果忽略斜面的摩擦,维尔金斯“永动机”一定可以实现C.如果忽略斜面的摩擦,铁球质量较小,磁铁磁性又较强,则维尔金斯“永动机”可以实现D.违背能量转化和守恒定律,不可能实现4.大约在1670年,英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。
如图所示,在斜坡顶上放一块强有力的磁铁,斜坡上端有一个小孔,斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道,维尔金斯认为:如果在斜坡底端放一个小铁球,那么由于磁铁的吸引,小铁球就会向上运动,当小球运动到小孔P处时,它就要掉下,再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以对外做功,然后又被磁铁吸引回到上端,到小孔P处又掉下。
2019年高考物理模拟试题汇编-选修3-3部分
2019年高考物理模拟试题汇编-选修3-3部分【考情综述】选修3-3模块由分子动理论、气体、物态和物态变化、热力学定律四个部分组成,这部分内容是高考的选考内容,在高考中考查的较为简单,很大程度上考查基本概念的理解与识记。
分子动理论包含考点:分子动理论的基本内观点和实验依据、阿伏伽德罗常数、气体分子运动速率的统计分布、温度是分子平均动能的标志、内能、布朗运动和扩散运动、分子直径、质量、数目等微观量的估算、分子力和分子势能、用油膜法估算分子大小(实验);气体包含考点:气体分子动理论和气体压强、气体实验定律和理想气体状态方程;物态和物态变化包含考点:固体的微观结构、晶体和非晶体、液晶的微观结构、液体的表面张力现象、饱和汽、饱和汽压和相对湿度;热力学定律包含考点:热力学第一定律、热力学第二定律及微观意义、量守恒定律和两类永动机。
其中温度是分子平均动能的标志、内能、布朗运动和扩散运动、晶体和非晶体、、液体的表面张力现象等是考查的重点。
高考热点为:(1)气体实验定律和理想气体状态方程;(2)热力学第一定律等。
选修3-3在高考中一般占总分值的10%左右,题型、题量为:选择题1题,填空题1题,小型简单计算题1题,试题难度简单,几乎没有与其他知识点结合考查的试题。
近年来高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为:(1)气体分子运动速率的统计分布、布朗运动和扩散运动、分子力和分子势能、晶体和非晶体等知识组合成一道选择题,考查重点概念、重点知识的识记与理解。
(2)气体实验定律和理想气体状态方程、用油膜法估算分子大小(实验)等重要内容往往以填空题的形式,尤其要注意气体实验定律和理想气体状态方程所对应的图象问题的分析。
(3)热力学第一定律、气体实验定律和理想气体状态方程等重要内容往往以简单的计算题出现,充分考查相关公式的理解与应用,且计算量不大。
【试题精粹】1.(2018届江苏宝应中学月考)(1)下列说法中正确的是。
A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性(2)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”)。
(新课标)2019届高考物理二轮复习 专题十一 选考3-3 热学素能演练提升(含解析).doc
(新课标)2019届高考物理二轮复习专题十一选考3-3 热学素能演练提升(含解析)一、本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分.1.清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,水分子间的()A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大解析:露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠,液化过程中,分子间的距离变小,引力与斥力都增大,选项D正确.答案:D2.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体,在此压缩过程中()A.气体温度升高,压强不变B.气体温度升高,压强变大C.气体对外界做正功,气体内能增加D.外界对气体做正功,气体内能减少解析:猛推推杆,封闭在套筒中的气体被压缩,外界对气体做功,套筒由牛角做成,导热能力很差,且压缩过程用时极短,故压缩过程可看做绝热过程.由ΔE=W可知气体的内能增加,温度升高,根据=C 可知因T增大,V减小,故p增大,选项B正确.答案:B3.一定质量的理想气体,现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强,那么使用下列哪些过程可以实现()A.先将气体等温膨胀,再将气体等容降温B.先将气体等温压缩,再将气体等容降温C.先将气体等容升温,再将气体等温压缩D.先将气体等容降温,再将气体等温膨胀解析:根据理想气体状态方程可知,气体等温膨胀,压强减小,再将气体等容降温,压强继续减小,故A 错;气体等温压缩,压强增大,再将气体等容降温,压强减小,故B对;气体等容升温,压强增大,再将气体等温压缩,压强增大,故C错;气体等容降温,压强减小,再将气体等温膨胀,压强减小,故D错.答案:B4.如图所示,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,t为摄氏温度.下图中描述的不是一定质量的气体发生等温变化的是()解析:等温线在p-图象上是一条过原点的倾斜直线,在p-V图象上是一条双曲线.答案:D5.已知湖水深度为20 m,湖底水温为4 ℃,水面温度为17 ℃,大气压强为1.0×105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(g取10 m/s2,ρ水=1.0×103 kg/m3)()A.2.8倍B.8.5倍C.3.1倍D.2.1倍解析:一标准大气压相当于10 m高的水柱产生的压强,所以气泡在湖底的压强p1=3.0×105 Pa,由理想气体状态方程得,,而T1=(4+273) K=277 K,T2=(17+273) K=290 K,温度基本不变,压强减小为原来的,体积扩大为原来的3倍,C项正确.答案:C6.用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示.充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小解析:充气袋被挤压时,体积减小,外界对气体做功(气体对外界做负功),气体内能增大,根据气体实验定律可知,气体压强增大,综上分析知,A、C两项正确.答案:AC7.下列说法正确的是()A.单晶体和多晶体在物理性质上均表现为各向异性B.墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果C.不可能从单一热源吸收热量全部用来做功D.缝衣针漂浮在水面上是表面张力作用的结果解析:多晶体表现为各向同性,选项A错误;可以从单一热源吸收热量全部用来做功,但要引起其他变化,选项C错误;扩散是分子无规则运动的结果,选项B正确;D项也正确.答案:BD8.(2015东北三校一模)下列说法正确的是()A.饱和汽压随温度升高而增大,与体积无关B.气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小C.在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少D.单位体积内气体分子数增加,气体的压强一定增大解析:饱和汽压与液体的种类和温度有关,随温度升高而增大,故A正确;气体分子热运动的平均动能减少,即气体温度降低,根据公式=C,气压不一定减小,故B错误;自然界的宏观热过程都具有方向性,在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵会不断增加,故C正确;气体的压强与单位体积内的气体分子数和温度相关,只增加单位体积内气体分子数,压强不一定增加,故D错误.答案:AC第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、本题共2小题,共14分.把答案填在相应的横线上或按题目要求作答.9.(6分)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示,则T1(选填“>”或“<”)T2.解析:温度是分子热运动的宏观体现,温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大;由题图可以看出T2对应的高速率分子数的百分比大于T1,所以T2对应的分子平均动能大于T1对应的分子平均动能,即T1<T2.答案:平均动能(3分)<(3分)10.(8分)用油膜法估测分子的大小,方法及步骤如下:①向体积V油=1 mL油酸中加酒精,直至总量达到V总=500 mL.②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1 mL.③先往边长30~40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水,然后将均匀地撒在水面上.④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状.⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内正方形的个数N,正方形边长l=20 mm.根据以上信息,回答下列问题:(1)步骤③中应填写:;(2)1滴油酸溶液中纯油酸的体积V'是 mL;(3)油酸分子直径是 m.解析:(1)为了显示油膜的形状,便于测量,要预先在水上撒石膏粉或痱子粉.(2)1滴油酸溶液中纯油酸的体积V'=V油=×1 mL=2×10-5 mL.(3)根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据的方格数大约为119个,故面积S=119×20×20 mm2=4.76×104 mm2油酸分子直径d= mm=4.2×10-7 mm=4.2×10-10 m.答案:(1)痱子粉(1分)(2)2×10-5(2分)(3)4.2×10-10(5分)三、本题共3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.11.(11分)如图所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中,气体压强p=1.0×105 Pa,吸收的热量Q=7.0×102 J,求此过程中气体内能的增量.解析:等压变化(3分)对外做的功W=p(V B-V A)(3分)根据热力学第一定律ΔU=Q+W(3分)解得ΔU=5.0×102 J.(2分)答案:5.0×102 J12.(13分)如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中间.(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;(2)继续缓慢加热,使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强.解析:(1)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不动,活塞a、b下方的氮气经历等压过程.设汽缸A的容积为V0,氮气初态体积为V1,温度为T1;末态体积为V2,温度为T2,按题意,汽缸B的容积为,由题给数据和盖-吕萨克定律有V1=V0+V0①(1分)V2=V0+V0=V0②(1分)③(2分)由①②③式和题给数据得T2=320 K.(2分)(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的时,活塞a上方的氧气经历等温过程.设氧气初态体积为V1'、压强为p1';末态体积为V2',压强为p2',由题给数据和玻意耳定律有V1'=V0,p1'=p0,V2'=V0④(3分)p1'V1'=p2'V2'⑤(2分)由④⑤式得p2'=p0.(2分)答案:(1)320 K(2)p013.(14分)(2015湖北宜城模拟)如图所示,上端封闭、下端开口、内径均匀的玻璃管,管长L=100 cm,其中有一段长h=15 cm的水银柱把一部分空气封闭在管中.当管竖直放置时,封闭气柱A的长度L A=50 cm.现把开口端向下插入水银槽中,直至A端气柱长L A'=37.5 cm时为止,这时系统处于静止状态.已知大气压强p0=75 cmHg,整个过程中温度保持不变,试求槽内的水银进入管内的长度.解析:对A部分气体,由玻意耳定律有p A L A S=p A'L A'S(3分)及p A=60 cmHg解得p A'==80 cmHg(2分)对B部分气体p B L B S=p B'L B'S(3分)而p B'=95 cmHg p B=p0=75 cmHg(1分)解得L B'≈27.6 cm(2分)Δh=L-L A'-h-L B'=19.9 cm.(3分)答案:19.9 cm。
专题15选修3-3-三年(2017-2019)高考真题物理分项汇编(原卷版)
专题 15选修3-31.( 2019 ·新课标全国Ⅰ卷)( 5 分)某容器中的空气被圆滑活塞封住,容器和活塞绝热性能优秀,空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界同样,压强盛于外界。
现使活塞迟缓挪动,直至容器中的空气压强与外界同样。
此时,容器中空气的温度__________ (填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度__________ (填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。
2.( 2019 ·新课标全国Ⅰ卷)( 10分)热等静压设施宽泛用于资料加工中。
该设施工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,而后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工办理,改良其性能。
一台热等静压设施的炉腔中某次放入固体资料后节余的容积为0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。
已知每瓶氩气的容积为 3.2 ×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为 1.5 ×107 Pa,使用后瓶中节余气体压强为 2.0 ×106 Pa;室温温度为 27 ℃。
氩气可视为理想气体。
(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;(2)将压入氩气后的炉腔加热到 1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。
3.( 2019 ·新课标全国Ⅱ卷)(5分)如 p-V图所示, 1、 2、 3三个点代表某容器中必定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、 T2、 T3。
用 N1、 N2、 N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______ N2, T1______ T3,N2______N3。
(填“大于”“小于”或“等于”)4.( 2019 ·新课标全国Ⅱ卷)(10分)如图,一容器由横截面积分别为2S和 S的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁圆滑。
高考试题解析物理分项版之专题19选修3-3.docx
高中物理学习材料1.(全国)关于一定量的气体,下列叙述正确的是A.气体吸收的热量可以完全转化为功B.气体体积增大时,其内能一定较少C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加D.外界对气体做功,气体的内能可能减少【答案】AD【解析】由热力学第二定律的表述之一:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,知A选项正确,气体的内能由气体的温度和体积共同决定,气体体积增大,内能不一定减少,故B项错误,由热力学第一定律:△U=Q+W,若物体从外界吸热,即Q>0但同时对外做功,即W<0且Q+W <0,则内能减少,故C错,若外界对气体做功,即W<0,但同时从外界吸热,即Q>0,且Q+W<0,D项正确。
2.(广东)图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动。
设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中A、外界对气体做功,气体内能增大B、外界对气体做功,气体内能减小C、气体对外界做功,气体内能增大D、气体对外界做功,气体内能减小答案:A解析:筒内气体不与外界发生热交换,当气体体积变小时,则外界对气体做功,外界对气体做功使气体的内能增大。
A正确。
3.(上海)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)T Ⅲ>T Ⅱ>T Ⅰ (C) ,II I II III T T T T >> (D) I II III T T T ==5.(四川)气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外A 气体分子可以做布朗运动B 气体分子的动能都一样大C 相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动D 相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大答案:C解析:布朗运动是分子聚集体的运动,而不是单个分子的运动,所以A错误;不同气体分子速率不一定一样,B错误;气体分子之间的距离远大于分子力的作用范围,所以可以认为相互作用力微弱,可以自由移动,但分子间的距离还是不一样的,C对D错误。
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题113a.选修模块3-3(上)
第133a节选修模块3—3(上)【2019年物理全国卷3】用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_______________________________________________。
实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以_____________________________________________________________。
为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是_________________________________。
【答案】 (1). 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 (2). 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积(3). 油膜稳定后得表面积S【解析】【详解】油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜,故而需要减少油酸浓度;一滴油酸的体积非常微小不易准确测量,故而使用累积法,测出N滴油酸溶液的体积V,用V与N的比值计算一滴油酸的体积;由于形成单分子油膜,油膜的厚度h可以认为是分子直径,故而还需要测量出油膜的面积S,以计算厚度V hS .【2019年物理全国卷3】如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。
若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同。
已知大气压强为76cmHg,环境温度为296K。
(1)求细管的长度;(2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。
【答案】(1)41cm ;(2)312K 【解析】 【分析】以“液柱”为模型,通过对气体压强分析,利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度,找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。
2017-2019高考物理试题分类专题八 热学(选修3-3)
-11单位速率间隔的分子数专题八 热学2017—2019年高考题组1.(2017 全国Ⅰ)33.[物理——选修3–3](15分)(1)(5分)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
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5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)A .图中两条曲线下面积相等B .图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C .图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D .图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E .与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大(2)(10分)如图,容积均为V 的汽缸A 、B 下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K 2位于细管的中部,A 、B 的顶部各有一阀门K 1、K 3;B 中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。
初始时,三个阀门均打开,活塞在B 的底部;关闭K 2、K 3,通过K 1给汽缸充气,使A 中气体的压强达到大气压p 0的3倍后关闭K 1。
已知室温为27 ℃,汽缸导热。
(i )打开K 2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; (ii )接着打开K 3,求稳定时活塞的位置;(iii )再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。
2.(2017 全国Ⅱ)33.[物理——选修3–3](15分)(1)(5分)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。
待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。
假设整个系统不漏气。
下列说法正确的是________(选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A .气体自发扩散前后内能相同B .气体在被压缩的过程中内能增大C .在自发扩散过程中,气体对外界做功D .气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E .气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变M图(a)MR图(b)(2)(10分)一热气球体积为V,内部充有温度为T a的热空气,气球外冷空气的温度为T b。
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2019年高考物理真题分类汇编——选修3-3 热学(2019新课标I-33(1)).【物理—选修3-3】(15分)(5分)下列说法准确的是 (填准确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错一个扣3分,最低得分为0分 )A .将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B .固体能够分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C .由同种元素构成的固体,可能会因为原子的排列方式不同而成为不同的晶体D .在合适的条件下,某些晶体能够转化为非晶体,某些非晶体也能够转化为晶体E .在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变【答案】(1)BCD (选对1 个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分;每选错1 个扣3分,最低得分为0分)【考点】固体的微观结构、晶体和非晶体【解析】解析:晶体有固定的熔点,并不会因为颗粒的大小而改变,即使敲碎为小颗粒,仍旧是晶体,选项A 错。
根据是否有固定的熔点,能够把固体分为晶体和非晶体两类,晶体有各向异性,选项B 对。
同种元素构成的可能因为原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和石墨。
选项C 对。
晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体,反之亦然,选项D 对。
熔化过程中,晶体要吸热,温度不变,但是内能增大,选项E 错。
(2019新课标I-33(2))【物理—选修3-3】(10分)如图,一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为m 1=2.50kg ,横截面积为s 1=80.0cm 2,小活塞的质量为m 2=1.50kg ,横截面积为s 2=40.0cm 2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l =40.0cm ,气缸外大气压强为p=1.00×105Pa ,温度为T=303K 。
初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2,两活塞间封闭气体的温度为T 1=495K ,现气缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移,忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度g 取10m/s 2,求(i )在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度(ii )缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强【答案】(i )330K (ii) 1.01×105 Pa【考点】气体实验定律;理想气体;共点力的平衡【解析】(i) 设初始时气体体积为V 1 ,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V 2 ,温度为T 2 ,由题给条件得:V 1 = s 2(l - l 2) + s 1(l 2) ·······○1 V2 = s 2 l ·······○2 在活塞缓慢下移的过程中,用P 1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得:s 1(P 1 – P) = m 1g + m 2g + s 2(P 1 – P)······○3 故缸内的气体的压强不变 ,由盖·吕萨克定律有:V 1T 1 = V2T 2 ······○4 联立○1○2○4式并代入题给数据得:T 2 = 330K ······○5 (ii)在大活塞与大圆筒底面刚接触时,被封闭气体的压强为P 1 ,在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变,没达到热平衡时被封闭气体的压强为P/ ,由查理定律有:P /T = P1T2······○6(2分)联立○3○5○6式并代入题给数据得:P/ = 1.01×105 Pa ······○7(2分)【2019新课标II-33】33. [物理选修3-3](15分)(1)(5分)关于扩散现象,下列说法准确的是(填准确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A.温度越高,扩散实行得越快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因为液体的对流形成的【答案】ACD考点:分子动理论【2019新课标II-33】(2)(10分)如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B 侧上侧与大气相通,下端开口处开关K关闭,A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm,现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧的高度差为h1=10.0cm 时,将开关K关闭,已知大气压强P0=75.0cmHg。
(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度(ⅰ)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银达到同一高度,求注入水银在管内的长度【答案】(1)12.0cm ;(2)13.2cm【解析】试题分析:(1)以cmHg 为压强单位,设A 侧空气长度l =10.0cm 时压强为P ;当两侧水银面的高度差为h 1=10.0cm 时,空气柱的长度为l 1,压强为P 1,由玻意耳定律得考点:玻意耳定律【2019重庆-10(1)】.[选修3-3](6分)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么A.外界对胎内气体做功,气体内能减小B.外界对胎内气体做功,气体内能增大C.胎内气体对外界做功,内能减小D.胎内气体对外界做功,内能增大【答案】D【解析】试题分析:对车胎内的理想气体分析知,体积增大为气体为外做功,内能只有动能,而动能的标志为温度,故中午温度升高,内能增大,故选D 。
考点:本题考查理想气体的性质、功和内能、热力学第一定律。
【2019重庆-10(2)】(6分)北方某地的冬天室外气温很低,吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为,压强为,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化,大气压强为.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.1T 1P 2T 0P【答案】考点:本题考查理想气体状态方程。
【2019山东-37(1)】【物理-物理3-3】墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。
关于该现象的分析准确的是_____。
(双选,填准确答案标号)a.混合均匀主要是因为碳粒受重力作用b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程实行得更迅速d.墨汁的扩散运动是因为碳粒和水分子发生化学反应引起的【答案】bc考点:分子动理论.【2019山东-37(2)】扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象;如图,截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K ,压强为大气压强P 0。
当封闭气体温度上升至303K 时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部压强立即减为P 0,温度仍为303K 。
再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K 。
整个过程中封闭气体均可视为理想气体。
求:(ⅰ)当温度上升到303K 且尚未放气时,封闭气体的压强;(ⅰ)当温度恢复到300K 时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。
2101T P P P T ∆=-【答案】(ⅰ)1.01P 0;(ⅰ)0.02P 0S【解析】试题分析:(ⅰ)气体实行等容变化,开始时,压强P 0,温度T 0=300K ;当温度上升到303K 且尚未放气时,压强为P 1,温度T 1=303K ;根据可得: (ⅰ)当内部气体温度恢复到300K 时,由等容变化方程可得:, 解得 当杯盖恰被顶起时有:若将杯盖提起时所需的最小力满足:,解得: 考点:理想气体的状态方程;等容变化.【2019广东-17】17.图6为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气A.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小D.所有分子运动速率都增大【答案】AB【考点】气体实验定律;温度所分子平均动能的标志、内能;分子动理论的基本观点【解析】本题考查了热学基础知识,题目中器材包含了金属内筒和隔热外筒,水加热升温,封闭空气温度升高,而外筒隔热,不会有能量损失,则当加热水时,热量通过金属筒传给气体,气体内能增加,温度升高,选项A 准确;气体体积不变,温度升高,由理想气体状态方程右知压强增加,选项B 准确;分子间的引力和斥力与分子间的距离相关,气体体积不变,分子间距不变,分子间的引力和斥力不变,选项C 错误;温度仅仅与气体分子平均动能相关,温度增加并不是所有分子速率增加,选项D 错误 。
0101P P T T =110000303 1.01300T P P P P T ===0210P P T T =002001300303 1.01T P P P P T ===10PS mg P S =+min 20F P S P S mg +=+min 002010.0210100F P S P S =≈【2019北京-13】.下列说法准确的是()A.物体放出热量,其内能一定减小B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变【答案】C【难度】★【考点】热力学第一定律【解析】物体内能的改变方式有两种:做功和热传递,只说某一种方式我们无法判断内能是否变化,故A、B 选项错误;物体放出热量又同时对外做功内能一定减小,故D 选项错误。
物体吸收热量同时对外做功,内能可能增大、减小或不变,故C 选项准确。
【2019江苏-12】12A、【选修3-3】(12分)(1)对下列几种固体物质的理解,准确的有________A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐时晶体B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡时晶体C.天然石英表现为各向异性,是因为该物质的微粒在空间的排列不规则D.石墨和金刚石的物理性质不同,是因为组成它们的物质微粒排列结构不同(2)在装有食品的包装袋中充入氮气,然后密封实行加压测试,测试时,对包装袋缓慢地施加压力,将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)(3)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。