统考版2025届高考物理二轮复习闯关导练热点17选修3-3含解析

PAGE8-热点17选修3－31．[2024·全国卷Ⅰ，33][物理——选修3－3](1)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r确定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．(2)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为志向气体)．甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为eq\f(1,2)p.现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等．求调配后(ⅰ)两罐中气体的压强；(ⅱ)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比．2．[物理——选修3－3](1)下列说法正确的是________．A．饱和蒸气压随温度的上升而增大B．单晶体在某些物理性质上具有各向异性C．肯定量的志向气体从外界吸热，其内能肯定增加D．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越猛烈E．当分子之间作用力表现为斥力时，分子力随分子间距离的增大而增大(2)如图所示，一竖直放置、粗细匀称且足够长的U形玻璃管，右端通过橡胶管与放在水中导热的球形容器连通，球形容器连同橡胶管的容积为V0＝90cm3，U形玻璃管中，被水银柱封闭有肯定质量的志向气体．当环境温度为0℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝16cm，水银柱上方空气柱长h0＝20cm，(已知大气压强p0＝76cmHg，U形玻璃管的横截面积为S＝0.5cm2)(ⅰ)若对水缓慢加热，应加热到多少摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上？(ⅱ)保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度多少时右管水银面回到原来的位置？

3.[2024·全国卷Ⅱ，33][物理——选修3－3](1)下列关于能量转换过程的叙述，违反热力学第肯定律的有________，不违反热力学第肯定律、但违反热力学其次定律的有________．(填正确答案标号)A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源汲取的热量全部转化为功，而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内(2)潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相像．潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满意潜水员水下避险的须要．为计算便利，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，H≫h，忽视温度的变更和水密度随深度的变更．(ⅰ)求进入圆筒内水的高度l；(ⅱ)保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积．4．[2024·全国卷Ⅲ，33][选修3—3](1)如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了肯定质量的志向气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降．环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态．在活塞下降过程中________．A．气体体积渐渐减小，内能增加B．气体压强渐渐增大，内能不变C．气体压强渐渐增大，放出热量D．外界对气体做功，气体内能不变E．外界对气体做功，气体汲取热量(2)如图，两侧粗细匀称、横截面积相等、高度均为H＝18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口．右管中有高h0＝4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离为l＝12cm.管底水平段的体积可忽视．环境温度为T1＝283K，大气压强p0＝76cmHg.(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部．此时水银柱的高度为多少？(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？热点17选修3－31．答案：(1)减小减小小于(2)(ⅰ)eq\f(2,3)p(ⅱ)eq\f(2,3)解析：(1)若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子力做正功，势能减小；由r2减小到r1的过程中，分子力仍做正功，势能减小；在间距为r1处，势能小于零．(2)(ⅰ)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p，其体积变为V1，由玻意耳定律有eq\f(1,2)p(2V)＝pV1①现两罐气体压强均为p，总体积为(V＋V1)．设调配后两罐中气体的压强为p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V)②联立①②式可得p′＝eq\f(2,3)p③(ⅱ)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时，体积为V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2④设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k，由密度的定义有k＝eq\f(V2,V)⑤联立③④⑤式可得k＝eq\f(2,3)⑥2．答案：(1)ABD(2)(ⅰ)86.63℃(ⅱ)19.04解析：(1)饱和蒸气压与温度有关，且随着温度的上升而增大，故A正确；单晶体内部分子结构在空间排列规则，某些物理性质具有各向异性，故B正确；依据热力学第肯定律，做功和热传递都可以变更内能，所以气体吸热内能不肯定增加，故C错误；液体温度越高，分子热运动的平均动能越大，悬浮颗粒越小，惯性越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动越猛烈，故D正确；分子间的作用力表现为斥力时，分子力随分子间距离的增大而减小，故E错误．(2)(ⅰ)初状态压强、体积、温度分别为p1＝p0－16cmHg＝60cmHg，V1＝V0＋h0S，T1＝273K，末状态压强、体积、温度分别为p2＝p0，V2＝V1＋eq\f(h1,2)S，T2＝(273＋t)K，由志向气体状态方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，代入数据得t＝86.63℃；(ⅱ)当往左管注入水银后，末状态压强为p，体积为V1＝V0＋h0S由玻意耳定律得p2V2＝pV1，解得p＝79.04cmHg，则Δh＝79.04cm－76cm＝可知往左管注入水银的高度为h＝h1＋Δh＝19.04cm3．答案：(1)BC(2)(ⅰ)eq\f(ρgH,p0＋ρgH)h(ⅱ)eq\f(ρgSHh,p0)解析：(1)汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热既不违反热力学第肯定律也不违反热力学其次定律；冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，违反了热力学第肯定律；热机工作时汲取的热量不行能全部用来对外做功，而不产生其他影响，明显C选项遵循热力学第肯定律，但违反了热力学其次定律；冰箱的制冷机工作时，从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，既不违反热力学第肯定律也不违反热力学其次定律，综上所述，第一个空选B，其次个空选C.(2)(ⅰ)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有p1V1＝p0V0①V0＝hS②V1＝(h－l)S③p1＝p0＋ρg(H－l)④联立以上各式并考虑到H≫h>l，解得l＝eq\f(ρgH,p0＋ρgH)h⑤(ⅱ)设水全部排出后筒内气体的压强为p2，此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有p2V0＝p0V3⑥其中p2＝p0＋ρgH⑦设需压入筒内的气体体积为V，依题意V＝V3－V0⑧联立②⑥⑦⑧式得V＝eq\f(ρgSHh,p0)⑨4．答案：(1)BCD(2)(ⅰ)12.9cm(ⅱ)363解析：(1)外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积渐渐减小，外界对气体做功，由热力学第肯定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知BCD正确，AE错误．(2)(ⅰ)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2.由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①设注入水银后水银柱高度为h，水银