2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2講氣體、固體與液體 新人教版選修3-3

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1、選考部分 選修3-3 第2講 (本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！) 1．(1)外力對(duì)氣體做功100 J，氣體向外放熱20 J，在這個(gè)過(guò)程中氣體的內(nèi)能________(填“增加”或“減少”)，其改變量是________ J. (2)晶體在熔化過(guò)程中所吸收的熱量，主要用于________． A．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子動(dòng)能，不改變體積 B．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢(shì)能，改變體積 C．重新排列空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢(shì)能，同時(shí)增加分子動(dòng)能和改變體積 D．重新排列空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，但不增加分子勢(shì)能和動(dòng)能，也不改變體積 解析：　(1)增加　(2)晶體熔化過(guò)程中保持溫度

2、不變，所以分子的平均動(dòng)能不變，所以選項(xiàng)A、C都不對(duì)；晶體分子是有序排列的空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，熔化成液體后分子排列是無(wú)序的，故選項(xiàng)D不對(duì)；晶體熔化的過(guò)程是破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的過(guò)程，空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)被破壞以后，分子排列無(wú)序，故體積改變，分子勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確． 答案：　(1)增加　80　(2)B 2. (1)如右圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關(guān)系為VA________VB(選填“大于”、“小于”或等于”)；若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過(guò)程中氣體對(duì)外做了100 J的功，則此過(guò)程中氣體________(選填“吸熱”或“放熱”)． (2)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)以及電冰箱工作時(shí)都

3、利用了氣體狀態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，我們把這些氣體稱為工質(zhì)。某熱機(jī)經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)后，工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰酫1，對(duì)外做功W，又對(duì)低溫?zé)嵩捶艧酫2，工質(zhì)完全回復(fù)初始狀態(tài)，內(nèi)能沒(méi)有變化．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在工質(zhì)的一個(gè)循環(huán)中，Q1、Q2、W三者之間滿足的關(guān)系是________． A．Q1－Q2＝W　　　　　　　 B．Q1＋Q2＝W C．Q1＋W＝Q2 D．W－Q2＝Q1 解析：　(1)從A到B氣體做等壓變化，溫度升高體積增大，從A到C氣體做等溫變化，壓強(qiáng)減小體積增大，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能不變必須吸熱． (2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在工質(zhì)的一個(gè)循環(huán)中，內(nèi)能沒(méi)變，則Q1－Q2＝W. 答案：　

4、(1)小于　吸熱　(2)A 3．(1)關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)，說(shuō)法正確的是________．(填選項(xiàng)前的字母) A．隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，物體的溫度可以降到0 K B．由氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積 C．吸收了熱量的物體，其溫度可以降低 D．分子間引力和斥力可以單獨(dú)存在 (2)在如右圖所示的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的常溫理想氣體，一重物用細(xì)繩經(jīng)滑輪與缸中光滑的活塞相連接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài)．如果將缸內(nèi)氣體的攝氏溫度降低一半，則缸內(nèi)氣體的體積________．(填選項(xiàng)前的字母) A．仍不變 B．為原來(lái)的一半 C．小于原來(lái)的一半 D．大于原來(lái)的一半

5、 解析：　(1)本題考查分子動(dòng)理論，熱力學(xué)第一定律．絕對(duì)溫度是不可能達(dá)到的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)只能算出每個(gè)分子平均占有的空間體積，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，物體吸收了熱量，如果同時(shí)對(duì)外做功，并且做功大于吸收的熱量，則物體的內(nèi)能減少，溫度降低，C項(xiàng)正確；分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，不可能單獨(dú)存在，D項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)本題考查熱力學(xué)定律．對(duì)氣缸活塞研究，大氣壓強(qiáng)不變，繩的拉力不變，活塞重力不變，因此缸內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)恒定不變，氣體的攝氏溫度降低一半，由T＝t＋273可知，則缸內(nèi)的氣體的熱力學(xué)溫度降低的小于原來(lái)的一半，根據(jù)熱力學(xué)定律可＝K可知，缸內(nèi)氣體的體積大于原

6、來(lái)的一半． 答案：　(1)C　(2)D 4．(2020·上海單科)用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接； ②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p； ③用V－1/p圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如右圖所示圖線． (1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是________． (2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是______和______． (3)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如右圖所示

7、的V－1/p圖線不過(guò)原點(diǎn)，則V0代表________________________． 解析：　(1)通過(guò)涂潤(rùn)滑油可使注射器不漏氣． (2)緩慢移動(dòng)活塞是為了有足夠的時(shí)間使封閉氣體與外界熱交換，不用手握住注射器也是為了不使手上的熱量傳遞給氣體． (3)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位有氣體，從而使圖線不過(guò)原點(diǎn)． 答案：　(1)在注射器活塞上涂潤(rùn)滑油 (2)移動(dòng)活塞要緩慢　不能用手握住注射器封閉氣體部分 (3)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積 5.一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)A開始按圖示的箭頭方向經(jīng)過(guò)狀態(tài)B達(dá)到狀態(tài)C.已知?dú)怏w在A狀態(tài)時(shí)的體積為1.5 L，求： (1)氣體在狀態(tài)C時(shí)

8、的體積； (2)從微觀上解釋從狀態(tài)B到狀態(tài)C氣體壓強(qiáng)變化的原因． (3)說(shuō)明A→B、B→C兩個(gè)變化過(guò)程是吸熱還是放熱，并比較熱量大小． 解析：　(1)A至B過(guò)程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律得 ＝ 得VB＝＝ L＝2 L B至C為等容過(guò)程，所以VC＝VB＝2 L 答案：　(1)2 L　(2)氣體的體積一定，分子密度不變，當(dāng)溫度降低時(shí)，分子的平均動(dòng)能減小，所以壓強(qiáng)減小 (3)A→B過(guò)程是吸熱，B→C過(guò)程是放熱 A→B過(guò)程吸收的熱量大于B→C過(guò)程放出的熱量 6.(1)如右圖所示，電路與一絕熱密閉汽缸相連，Ra為電熱絲．汽缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，閉合電鍵后，汽缸里的氣體(　　)

9、 A．內(nèi)能增大 B．平均動(dòng)能減小 C．無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng) D．單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的撞擊次數(shù)減少 (2)如右圖所示是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置，開始時(shí)封閉的空氣柱長(zhǎng)度為3 cm，此時(shí)氣壓表顯示容器內(nèi)壓強(qiáng)p1＝1.0×105 Pa求： ①將活塞緩慢向下推動(dòng)，直到封閉空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)? cm時(shí)，氣壓表的示數(shù)是多少？ ②將活塞快速向下推動(dòng)，若在壓縮氣體過(guò)程中，氣體內(nèi)能增加了1.5 J，氣體放出的熱量為1.4 J，那么活塞對(duì)氣體做的功是多少？ 解析：　(1)本題考查熱力學(xué)第一定律、分子動(dòng)理論以及氣體壓強(qiáng)的微觀分析．由熱力學(xué)第一定律：W＋Q＝ΔU知Q＞0，W＝0，則內(nèi)能增大，故

10、A選項(xiàng)正確；溫度升高，無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，分子平均動(dòng)能增大，故C選項(xiàng)正確、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；體積不變，氣體密度不變，溫度升高會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的撞擊次數(shù)增加，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)①緩慢壓縮時(shí)，氣體溫度不變，L0＝3 cm，L＝2 cm，p0＝1.0×105 Pa 設(shè)被壓縮后氣體壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律有：p0L0S＝pLS 解得：p＝1.5×105 Pa ②由熱力學(xué)第一定律有：ΔU＝W＋Q W＝ΔU－Q＝1.5－(－1.4)＝2.9 J. 答案：　(1)AC　(2)①1.5×105 Pa?、?.9 J 7.如右圖所示，帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，其下部放入盛水的燒杯中．

11、注射器活塞的橫截面積S＝5×10－5 m2，活塞及框架的總質(zhì)量m0＝5×10－2 kg，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa.當(dāng)水溫為t0＝13 ℃時(shí)，注射器內(nèi)氣體的體積為5.5 mL.(g＝10 m/s2) (1)向燒杯中加入熱水，穩(wěn)定后測(cè)得t1＝65 ℃時(shí)，氣體的體積為多大？ (2)保持水溫t1＝65 ℃不變，為使氣體的體積恢復(fù)到5.5 mL，則要在框架上掛質(zhì)量多大的鉤碼？ 解析：　(1)此過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)不變， 由＝，即＝，解得V1＝6.5 mL. (2)設(shè)所加掛的鉤碼質(zhì)量為m′. 原來(lái)氣體的壓強(qiáng)為 p1＝p0＋ ＝1.0×105Pa＋ Pa ＝1.1×105 Pa 加

12、掛質(zhì)量為m′的鉤碼后氣體的壓強(qiáng)為 p2＝p1＋，體積為V2＝5.5 mL 此過(guò)程中氣體做等溫變化 由p1V1＝p2V2，即 1．1×105×6.5＝(1.1×105＋)×5.5 解得m′＝0.1 kg 答案：　(1)6.5 mL　 (2)0.1 kg 8．(2020·山東理綜)一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0.經(jīng)過(guò)太陽(yáng)曝曬，氣體溫度由T0＝300 K升至T1＝350 K. (1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)． (2)保持T1＝350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值．判斷在抽氣過(guò)程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因． 解析：　(1)設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1，由查理定律得 ＝① 代入數(shù)據(jù)得p1＝p0② (2)抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V，由玻意耳定律得 p1V0＝p0V③ 聯(lián)立②③式得V＝V0④ 設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為k，由題意得 k＝⑤ 聯(lián)立④⑤式得k＝⑥ 答案：　(1)p0　 (2)　吸熱．因?yàn)槌闅膺^(guò)程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變．而剩余氣體膨脹對(duì)外做功，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知剩余氣體要吸熱．