（课标版）2020高考物理二轮复习 选考题15分练（3-3）（含解析）

选考题15分练(33)时间：45分钟1.(2019全国卷)(1)如pv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平均次数，则n1大于n2，t1等于t3，n2大于n3.(填“大于”“小于”或“等于”)解析：对一定质量的理想气体，为定值，由pv图象可知，2p1v1p12v1p1v1，所以t1t3t2.状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以n1n2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，所以n2n3.(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p0和v0，氢气的体积为2v0，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：()抽气前氢气的压强；()抽气后氢气的压强和体积答案：()(p0p)()p0p解析：()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)()投抽气后氢气的压强和体积分别为p1和v1，氮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p1p0pv12(1)(多选)下列说法中正确的是(bce)a具有各向同性的固体一定是非晶体b饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关c干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远d液体表面层分子间的距离比液体内部的小，表面层分子间的作用力表现为引力e液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性(2)如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量m1 kg、横截面积s5104 m2，原来活塞处于a位置，现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置b，在此过程中，缸内气体的vt图象如图乙所示已知大气压强p01.0105 pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g10 m/s2.求缸内气体的压强和活塞到达位置b时缸内气体的体积；若缸内气体原来的内能u072 j，且气体内能与热力学温度成正比求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量答案：1.2105 pa6104m360 j解析：(1)多晶体和非晶体均具有各向同性，a错误；饱和汽压与温度有关，其大小随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关，故b正确；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，干湿泡湿度计的两个温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远，c正确；根据液体表面张力的性质可知，液体表面层分子间的距离比液体内部的大，表面层分子间的作用力表现为引力，d错误；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故e正确(2)活塞从a位置缓慢到b位置，活塞受力平衡，气体做等压变化，以活塞为研究对象：psp0smg解得：pp01.2105 pa以气体为研究对象：，解得：vb6104 m3由气体的内能与热力学温度成正比：，解得：ub108 j外界对气体做功：wp(vbva)24 j由热力学第一定律：uubu0qw得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为q60 j.3(1)(多选)下列说法正确的是(acd)a一定质量的气体吸热时，其内能可能减小b玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体c气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关d当液体与大气相接触时，液体表面层的分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体内部e单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点解析：根据uwq可知，一定质量的气体吸热时，若气体对外做功，则其内能可能减小，故a正确；玻璃是非晶体，故b错误；单位体积内气体分子数的多少和气体温度的高低，影响着气体的压强，即气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，故c正确；液体与大气相接触时，液体表面层的分子间的距离大于液体内部分子间的距离，表现为引力，因此分子力的合力指向液体内部，故d正确；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，故e错误(2)如图所示，两竖直且正对放置的导热汽缸底部由细管道(体积忽略不计)连通，两活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两汽缸内无摩擦地移动上、下两活塞(厚度不计)的横截面积分别为s110 cm2、s220 cm2，两活塞总质量为m5 kg，两汽缸高度均为h10 cm.汽缸内封闭有一定质量的理想气体，系统平衡时，活塞a、b到汽缸底部距离均为l5 cm(图中未标出)已知大气压强为p01.0105 pa，环境温度为t0300 k，重力加速度g取10 m/s2.若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧汽缸的底部，求此时的环境温度；若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到汽缸底部过程中，求向下的推力的最大值答案：400 k75 n解析：汽缸内气体压强不变，温度升高，气体体积变大，故活塞向上移动，由盖吕萨克定律得解得t400 k.(2)设初始气体压强为p1，由平衡条件有p0s1p1s2mgp0s2p1s1解得p11.5105 pa由题意知，活塞b刚要到达汽缸底部时，向下的推力最大，此时气体的体积为hs1，设压强为p2，由玻意耳定律得p1(ls1ls2)p2hs1解得p22.25105 pa由平衡条件有p0s1p2s2mgp0s2p2s1f解得f75 n.4(1)(多选)下列说法正确的是(bde)a理想气体吸热后温度一定升高b可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等c某理想气体的摩尔体积为v0，阿伏加德罗常数为na，则该理想气体单个的分子体积为d甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大e扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动解析：根据热力学第一定律uwq得，物体的内能与做功和热传递有关，故一定质量的理想气体吸热时温度可以不变，故a错误；温度是理想气体分子的平均动能的标志，所以相同温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但氢气分子与氧气分子相比，氢气分子的质量小，所以相同质量的氢气的分子数比氧气的分子多，内能一定比氧气大，故b正确；某理想气体的摩尔体积为v0，阿伏加德罗常数为na，可以求出该理想气体的每一个分子所占的空间为，由于气体分子之间的距离远大于分子的大小，所以单个气体分子的体积小于，故c错误；分子之间的距离减小时，分子引力与分子斥力都增大，甲、乙两个分子在只受分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，开始时分子之间的作用力表现为引力，距离减小的过程中分子力做正功，分子势能减小，分子之间的距离小于平衡位置的距离时，分子力表现为斥力，距离再减小的过程中分子力做负功，分子势能增大，故d正确；扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动，故e正确(2)如图所示，某小组在一次实验中，将底面积s30 cm2、导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体(可视为理想气体)当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中，此时水的温度t17 ，筒内气柱的长度h114 cm，若大气压强p01.0105 pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度g大小取10 m/s2.(计算结果保留三位有效数字)当水的温度缓慢升高至27 时，筒底露出水面一定高度该过程中，气体吸收的热量为5 j，则气体的内能变化了多少？若水温升至27 后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置(水足够深)，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离h.答案：增加1.96 j72.4 cm解析：设温度升高后圆筒内外液面高度差为h2，圆筒的截面积为s、质量为m，分析可知封闭气体的初态参量：v1h1s，t1280 k封闭气体的末态参量：v2(h2h)s，t2300 k由等压变化规律知：h1 cm(其中h1h2)此时筒底露出水面的高度为1 cm.外界对气体做功w(gh1p0)sh代入数据得：w3.042 j对被封闭气体由热力学第一定律uwq知：u1.96 j即该过程中气体内能增加了