2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第二部分 熱點(diǎn)訓(xùn)練十三 選修3-3.doc

熱點(diǎn)十三選修33本部分的命題多集中在對(duì)分子動(dòng)理論、估算分子數(shù)目和大小、熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用、氣體狀態(tài)參量的微觀意義及其與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用，還有氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用及表示氣體狀態(tài)變化過(guò)程的圖像等知識(shí)點(diǎn)的考查上。對(duì)熱學(xué)概念部分的考查往往在一題中容納多個(gè)知識(shí)點(diǎn)；對(duì)熱力學(xué)第一定律和理想氣體狀態(tài)方程的考查大多以計(jì)算題的形式出現(xiàn)?？枷蛞粚?duì)熱現(xiàn)象及熱運(yùn)動(dòng)的考查(多選)下列關(guān)于熱現(xiàn)象及熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是A體積相等的物體內(nèi)部分子的勢(shì)能相等B酒精和水混合后體積變小，說(shuō)明分子間有空隙C布朗運(yùn)動(dòng)是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的D只要能增加氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以升高E物體向外放出熱量，其內(nèi)能也可能增加解析體積相等的物體，若由不同種類的物質(zhì)組成，則物體內(nèi)部分子的勢(shì)能不一定相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分子間有空隙，故酒精和水混合后體積變小，選項(xiàng)B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)懸浮在液體中的微粒的頻繁碰撞引起的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增加，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度加快，選項(xiàng)D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體放熱的同時(shí)，有可能外界還對(duì)其做功，所以其內(nèi)能有可能增大，選項(xiàng)E正確。答案BDE考向二對(duì)熱力學(xué)定律的綜合考查(多選)對(duì)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的理解，下列說(shuō)法正確的是A一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功100 J，同時(shí)從外界吸收120 J的熱量，則它的內(nèi)能增大20 JB物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加；物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減少C凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體D第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律E熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散符合熱力學(xué)第二定律解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律知UWQ100 J120 J20 J，故A正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ，可知物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能不一定減少，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通過(guò)做功的方式可以讓熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，如電冰箱，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反能量守恒定律，熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在熱學(xué)中的反映，因此第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律，不能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，故D項(xiàng)正確；能量耗散過(guò)程體現(xiàn)了宏觀自然過(guò)程的方向性，符合熱力學(xué)第二定律，E項(xiàng)正確。答案ADE考向三氣體實(shí)驗(yàn)定律及應(yīng)用如圖1所示，右端開(kāi)口的絕緣，絕熱圓柱形汽缸放置在水平地面上，容積為V，汽缸內(nèi)部被絕熱活塞M和導(dǎo)熱性能良好的活塞N分成三個(gè)相等的部分，左邊兩部分分別封閉氣體A和B，兩活塞均與汽缸接觸良好，忽略一切摩擦；汽缸左邊有加熱裝置，可對(duì)氣體A緩慢加熱；初始狀態(tài)溫度為T0，大氣壓強(qiáng)為p0。圖1(1)給氣體A加熱，當(dāng)活塞N恰好到達(dá)汽缸右端時(shí)，求氣體A的溫度；(2)繼續(xù)給氣體A加熱，當(dāng)氣體B的長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，求氣體B的壓強(qiáng)和氣體A的溫度。解析(1)活塞N移動(dòng)至恰好到達(dá)汽缸右端的過(guò)程中氣體A做等壓變化解得T12T0。(2)繼續(xù)加熱過(guò)程，氣體B體積減小，做等溫變化p0p1解得p1p0因不計(jì)摩擦，氣體A的壓強(qiáng)等于氣體B的壓強(qiáng)，對(duì)氣體A有解得T23T0。答案見(jiàn)解析1(1)(多選)下列說(shuō)法中正確的是_。A分子間的距離增大時(shí)，分子勢(shì)能一定增大B晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D物體吸熱時(shí)，它的內(nèi)能可能不增加E一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱(2)如圖2甲所示，一玻璃管兩端封閉，管內(nèi)有一10 cm長(zhǎng)的水銀柱將玻璃管中理想氣體分割成兩部分，上部分氣柱長(zhǎng)20 cm，下部分氣柱長(zhǎng)5 cm，現(xiàn)將玻璃管下部分浸入高溫液體中，如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)水銀柱向上移動(dòng)了2 cm。已知上部分氣柱初始時(shí)壓強(qiáng)為50 cmHg，且上部分氣體溫度始終與外界溫度相同，上、下兩部分氣體可以認(rèn)為沒(méi)有熱交換，外界溫度是20 ，試求高溫液體的溫度。圖2解析(1)分子間的距離有一個(gè)特殊值r0，此時(shí)分子間引力與斥力平衡，分子勢(shì)能最小。當(dāng)分子間的距離小于r0時(shí)，分子勢(shì)能隨距離的增大而減小，當(dāng)分子間的距離大于r0時(shí)，分子勢(shì)能隨距離的增大而增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，在有外力做功的情況下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；故正確答案為B、D、E。(2)上部分氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p11V11p12V12其中p1150 cmHg，V1120 cmS，V1218 cmS下部分氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得其中p2160 cmHg，V215 cmS，T21293 Kp22p1210 cmHg，V227 cmS聯(lián)立并代入數(shù)值解得T22448.2 K。答案(1)BDE(2)448.2 K2(2018大連二模)(1)(多選)下列說(shuō)法中正確的是_。A無(wú)論技術(shù)怎樣改進(jìn)，熱機(jī)的效率都不能達(dá)到100%B空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓之比為空氣的相對(duì)濕度C蔗糖受潮后粘在一起形成的糖塊看起來(lái)沒(méi)有確定的幾何形狀，是多晶體D已知阿伏加德常數(shù)、某種氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算該種氣體分子體積的大小E“油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，用一滴油酸溶液的體積與淺盤(pán)中油膜面積的比值可估測(cè)油酸分子直徑(2)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)程的pV圖像如圖3所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 。求：圖3該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少？該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過(guò)程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？解析(2)對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，由AB是等容變化由查理定律得：解得TB450 K，即tB177 由理想氣體狀態(tài)方程得解得TC300 K，即tC27 。由于TATC，一定質(zhì)量理想氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C內(nèi)能相等，U0從A到B氣體體積不變，外界對(duì)氣體做功為0從B到C氣體體積減小，外界對(duì)氣體做正功，由pV圖線與橫軸所圍成的面積可得：W1 200 J由熱力學(xué)第一定律UWQ可得Q1 200 J，即氣體向外界放出熱量傳遞的熱量為1 200 J。答案(1)ABC(2)177 27 放熱1 200 J3(1)(多選)下列說(shuō)法正確的是_。A液體中懸浮的微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著B(niǎo)當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而減小C同種物質(zhì)要么是晶體，要么是非晶體，不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)D一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)不變溫度升高時(shí)，吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量E在溫度不變的情況下，減小液面上方飽和汽的體積時(shí)，飽和汽的壓強(qiáng)不變(2)如圖4所示，厚度和質(zhì)量不計(jì)、橫截面積為S10 cm2的絕熱汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸內(nèi)有一絕熱并帶有電熱絲的T形輕活塞固定在桌面上，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開(kāi)始時(shí)，氣體的溫度為T0300 K，壓強(qiáng)為p0.5105 Pa，活塞與汽缸底的距離為h10 cm，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)且使汽缸不漏氣，大氣壓強(qiáng)為p01.0105 Pa。求：圖4此時(shí)桌面對(duì)汽缸的作用力FN的大?。滑F(xiàn)通過(guò)電熱絲給氣體緩慢加熱到溫度T，此過(guò)程中氣體吸收的熱量為Q7 J，內(nèi)能增加了U5 J，整個(gè)過(guò)程中活塞都在汽缸內(nèi)，求T的值。解析(1)液體中懸浮微粒越大，受到液體分子撞擊個(gè)數(shù)越多，越易保持平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距變大，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，選項(xiàng)B正確；同種物質(zhì)可以是晶體也可以是非晶體，如水晶是晶體，加熱熔化后再凝固就變成了石英玻璃，就是非晶體了，原因是空間結(jié)構(gòu)被破壞了，形成了新的結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，其體積變大，對(duì)外做功，但內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，吸收的熱量等于內(nèi)能的增加量與氣體對(duì)外做的功，選項(xiàng)D正確；飽和汽的壓強(qiáng)僅與溫度有關(guān)，與飽和汽的體積無(wú)關(guān)，選項(xiàng)E正確。(2)對(duì)汽缸受力分析，由平衡條件有FNpSp0S得FN(p0p)S50 N設(shè)溫度升高至T時(shí)，活塞與汽缸底的距離為H，則氣體對(duì)外界做功Wp0Vp0S(Hh)由熱力學(xué)第一定律得：UQW解得H12 cm氣體溫度從T0升高到T的過(guò)程中，氣體先做等容變化，壓強(qiáng)達(dá)到p0后，汽缸離開(kāi)地面，氣體發(fā)生等壓變化，由理想氣體狀態(tài)方程得，解得TT0720 K。答案(1)BDE(2)50 N720 K4(1)(多選)下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是_。A分子力隨分子間距離增大而增大B沒(méi)有摩擦的理想熱機(jī)也不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度，可求出阿伏加德羅常數(shù)D內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同E瓶中充滿某理想氣體，且瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)高于外界壓強(qiáng)，在緩慢漏氣過(guò)程中內(nèi)外氣體的溫度均不發(fā)生改變，則瓶?jī)?nèi)氣體在吸收熱量且分子平均動(dòng)能不變(2)如圖5所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C。已知狀態(tài)A的壓強(qiáng)p0.5105 Pa，從A到B氣體吸收的熱量Q9.0102 J。圖5求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體內(nèi)能的增量；由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體是吸熱還是放熱？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。解析(1)當(dāng)分子間距小于平衡距離時(shí)，分子力隨分子間距的減小而增大，當(dāng)分子間距大于平衡距離時(shí)，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，沒(méi)有摩擦的理想熱機(jī)也不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，選項(xiàng)B正確；已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度，可求出摩爾體積，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；內(nèi)能不同的物體，只要溫度相同，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，選項(xiàng)D正確；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變則平均動(dòng)能不變，由C知，瓶?jī)?nèi)氣體在漏氣過(guò)程中氣體對(duì)外做功，又UQW，則氣體必會(huì)吸收熱量，選項(xiàng)E正確。(2)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，由蓋呂薩克定律有氣體在狀態(tài)B的體積為VB12103 m3氣體對(duì)外做的功為WpV0.5105(128)103 J2102 J由熱力學(xué)第一定律有UQW解得U7102 J氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C為等溫變化，內(nèi)能不變，又體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律UWQ，Q0，故氣體對(duì)外放熱。答案(1)BDE(2)7102 J見(jiàn)解析