2020版高考物理二轮复习 第一部分 专题复习训练 7-15 选修3-3真题对点练（含解析）

选修331(2018年高考课标全国卷)(多选)(1)如图71510所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程、到达状态e.对此气体，下列说法正确的是_图71510a过程中气体的压强逐渐减小b过程中气体对外界做正功c过程中气体从外界吸收了热量d状态c、d的内能相等e状态d的压强比状态b的压强小 (2)如图71511所示，容积为v的汽缸由导热材料制成，面积为s的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门k.开始时，k关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将k打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将k关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量图71511解析：(1)过程中，气体由a到b，体积v不变、t升高，则压强增大，a错；过程中，气体由b到c，体积v变大，对外界做功，b对；过程中，气体由d到e，温度t降低，内能u减小，体积v不变，气体不做功，根据热力学第一定律uqw得q0，即气体放出热量，c错；状态c、d温度相同，所以内能相同，d对；由理想气体状态方程并结合题图知，状态d的压强比状态b的压强小，e对(2)设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为v1，压强为p1；下方气体的体积为v2，压强为p2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得p0p1v1图71512p0p2v2由已知条件得v1vv2设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得p2sp1smg联立以上各式得m答案：(1)bde(2)2(2018年高考课标全国卷)(1)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是_a气体的内能包括气体分子的重力势能b气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能c气体的内能包括气体整体运动的动能d气体的体积变化时，其内能可能不变e气体的内能包括气体分子热运动的动能图71513(2)如图71513所示，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为h；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体已知活塞质量为m，面积为s，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为t0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功重力加速度大小为g.解析：(1)气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，a错；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，b、e对；气体整体运动的动能属于机械能，不是气体的内能，c错；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，d对(2)开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动设此时汽缸中气体的温度为t1，压强为p1，根据查理定律有根据力的平衡条件有p1sp0smg联立式可得t1(1)t0此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为t2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为v1和v2.根据盖吕萨克定律有式中v1shv2s(hh)联立式解得t2(1)(1)t0从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为w(p0smg)h答案：(1)bde(2)(1)(1)t0(p0smg)h3(2018年高考课标全国卷)(1)(多选)如图71514所示，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如pv图中从a到b的直线所示在此过程中_图71514a气体温度一直降低b气体内能一直增加c气体一直对外做功d气体一直从外界吸热e气体吸收的热量一直全部用于对外做功 (2)如图71515所示，在两端封闭、粗细均匀的u形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气当u形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l118.0 cm和l212.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmhg.现将u形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边求u形管平放时两边空气柱的长度在整个过程中，气体温度不变图71515解析：(1)一定量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程可知，tbta，即气体的温度一直升高，a错；一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大，b对；气体体积膨胀，对外做功，c对；根据热力学第一定律uqw，得quw，由于u0、w0，故q0，气体吸热，d对；由quw可知，气体吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，e错(2)设u形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.u形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p.图71516此时原左、右两边气柱长度分别变为l1和l2.由力的平衡条件有p1p2g(l1l2)式中为水银密度，g为重力加速度大小由玻意耳定律有p1l1pl1p2l2pl2两边气柱长度的变化量大小相等l1l1l2l2由式和题给条件得l122.5 cml27.5 cm答案：(1)bcd(2)22.5 cm7.5 cm4(2017年高考课标全国卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图71517(a)所示，玻璃泡m的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管k1和k2.k1长为l，顶端封闭，k2上端与待测气体连通；m下端经橡皮软管与充有水银的容器r连通开始测量时，m与k2相通；逐渐提升r，直到k2中水银面与k1顶端等高，此时水银已进入k1，且k1中水银面比顶端低h，如图71517(b)所示设测量过程中温度、与k2相通的待测气体的压强均保持不变已知k1和k2的内径均为d，m的容积为v0，水银的密度为，重力加速度大小为g.求：图71517(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强解：(1)水银面上升至m的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为v，压强等于待测气体的压强p.提升r，直到k2中水银面与k1顶端等高时，k1中水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为v1，则vv0d2lv1d2h由力学平衡条件得p1pgh整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pvp1v1联立式得p(2)由题意知hl联立式有p该仪器能够测量的最大压强为pmax5(2019年高考课标全国卷)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”)外界空气的密度解析：由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故q0，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，气体对外界做功，即w0，根据热力学第一定律可知：uqwt2，由于分子密度相同，温度高，碰撞次数多，故n1n2；由于p1v1p3v3；故t1t3；则t3t2，又p2p3，2状态分子密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态分子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大故3状态碰撞容器壁分子较少，即n2n3.(2)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得(p10p)2s(p0p)s得p10(p0p)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和v1，氢气的压强和体积分别为p2和v2，根据力的平衡条件有p2sp12s由玻意耳定律得p1v1p102v0p2v2p0v0由于两活塞用刚性杆连接，故v12v02(v0v2)联立式解得p1p0pv1答案：(1)大于等于大于(2)(p0p)p0p8(2019年高考课标全国卷)(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71520所示，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.图71520求细管长度；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)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h.(2)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pvp1v1由力的平衡条件有pp0ghp1p0gh式中，p、g分别为水银