【物理】2020届一轮复习人教版选修3-3作业

【物理】2020届一轮复习人教版选修3-3作业

‎2020届一轮复习人教版 选修3-3 作业 时间：30分钟 ‎1．(2017·陕西渭南一模)(1)关于用“油膜法”估测分子大小的实验，下列说法中正确的是________。(填正确答案标号)‎ A．单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径 B．测量结果表明，分子直径的数量级是10－10 m C．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上 D．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径 E．实验时，先将1 cm3的油酸滴入300 cm3的纯酒精中，制成油酸酒精溶液，再取一滴该溶液滴在撒有痱子粉的水面上，测量所形成的油膜面积 ‎(2)如图1所示，厚度和质量不计的、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K，压强为p＝0.5×105 Pa，活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞与汽缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa。求：‎ 图1‎ ‎(ⅰ)此时桌面对汽缸的作用力N；‎ ‎(ⅱ)现通过电热丝给气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7 J，内能增加了ΔU＝5 J，整过程活塞都在汽缸内，求T的值。‎ 解析　(1)实验时先将痱子粉撒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴入水面，选项C错误；处理数据时，先计算出一滴油酸酒精溶液中所含有的纯油酸体积，再将该体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径，选项D错误。‎ ‎(2)(ⅰ)对汽缸受力分析，由平衡条件有 N＋pS＝p0S，‎ 得N＝(p0－p)S＝50 N。‎ ‎(ⅱ)设温度升高至T时活塞距离汽缸底H，则气体对外界做功 W＝p0ΔV＝p0S＝(H－h)‎ 由热力学第一定律ΔU＝Q－W 解得H＝12 cm。‎ 气体温度从T0升高到T的过程，由理想气体状态方程，得 ＝ 解得T＝T0＝720 K。‎ 答案　(1)ABE　(2)(ⅰ)50 N　(ⅱ)720 K ‎2．(1)下列有关热现象的叙述中正确的是________。(填正确答案标号)‎ A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了液体分子在永不停息地做无规则运动 B．物体的温度越高，分子运动速率越大 C．不违背能量守恒定律的实验构想也不一定能够实现 D．晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的 E．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，若空气向外界放出1.5×105 J的热量，则空气内能增加5×104 J ‎(2)如图2所示，两端封闭的玻璃管中间有一段长为h＝16 cm的水银柱，在27 ℃的室内水平放置，水银柱把玻璃管中的气体分成长度都是L0＝40 cm的A、B两部分，两部分气体的压强均为p0＝30 cmHg，现将A端抬起使玻璃管竖直。‎ 图2‎ ‎(ⅰ)求玻璃管竖直时两段气体的长度LA和LB；‎ ‎(ⅱ)在玻璃管竖直状态下，给B气体加热(全过程中A气体温度不变)，需要加热到多少摄氏度才能使水银柱回到初始位置？‎ 解析　(1)布朗运动是液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，A错误；物体的温度越高，分子运动的平均速率越大，B错误；热力学第二定律表明第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但仍不能实现，选项C正确；晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的，D正确；根据热力学第一定律可知选项E正确。‎ ‎(2)(ⅰ)玻璃管由水平放置转到竖直放置，两部分气体均为等温变化，设玻璃管的横截面积为S 对A有p0L0S＝pALAS 对B有p0L0S＝pBLBS pB＝pA＋h，LA＋LB＝2L0‎ 解得LA＝50 cm，LB＝30 cm。‎ ‎(ⅱ)给B气体加热后，水银柱回到初始位置，A部分气体状态参量与初始状态相同，B气体体积与初始状态相同，此时B气体压强为p＝p0＋h＝46 cmHg 对B有＝ 解得T＝460 K 故需将B气体加热到187 ℃。‎ 答案　(1)CDE　(2)(ⅰ)50 cm　30 cm　(ⅱ)187 ℃‎ ‎3．(2017·湖南衡阳联考)(1)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是________。(填正确答案标号)‎ A．气体的体积指的不是该气体的所有气体分子体积之和，而是指该气体所有分子所能到达的空间的体积 B．只要气体的温度降低，气体分子热运动的剧烈程度一定减弱 C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D．外界对气体做功，气体的内能一定增加 E．气体在等温膨胀的过程中一定从外界吸收热量 ‎(2)如图3所示，一个高为H＝60 cm，横截面积S＝10 cm2的圆柱形竖直放置的导热汽缸，开始活塞在汽缸最上方，将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，现在活塞上轻放一个质量为5 kg的重物，待整个系统稳定后，测得活塞与汽缸底部距离变为h。已知外界大气压强始终为p0＝1×105 Pa，不计活塞质量及其与汽缸之间的摩擦，取g＝10 m/s2。求：‎ 图3‎ ‎(ⅰ)在此过程中被封闭气体与外界交换的热量；‎ ‎(ⅱ)若开始环境温度为27 ℃，现将汽缸开口朝上整体竖直放在87 ℃的热水系统中，则稳定后活塞与汽缸底部距离变为多少？‎ 解析　(1)气体的体积是指该气体所有分子所能到达的空间的体积，故A对；温度是气体分子热运动的剧烈程度的标志，故B对；由气体压强的微观定义可知C错；做功和热传递都能改变气体的内能，故D错；气体在等温膨胀的过程中，对外界做功，而内能没变，则气体一定吸收热量，故E对。‎ ‎(2)(ⅰ)封闭气体发生等温变化，气体初状态的压强为p1＝p0＝1.0×105 Pa，气体末状态的压强为 p2＝p0＋ 根据玻意耳定律得p1HS＝p2hS 得h＝0.40 m 外界对气体做功W＝(p0S＋mg)(H－h)‎ 根据热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝0‎ 解得Q＝－30 J，即放出30 J热量。‎ ‎(ⅱ)气体发生等压变化，得＝ 代入数据可得h1＝0.48 m。‎ 答案　(1)ABE　(2)(ⅰ)放出热量30 J　(ⅱ)0.48 m ‎4．(2017·山东枣庄一模)(1)下列说法中正确的是__________。(填正确答案标号)‎ A．尽管技术不断进步，但热机的效率仍不能达到100%，而制冷机却可以使温度降到热力学零度 B．雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的 C．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值 E．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显 ‎(2)如图4甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为S＝1×10－3 m2。活塞的质量为m＝2 kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方汽缸的容积为1.0×10－3 m3，A、B之间的容积为2.0×10－4 m3，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa。开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27 ℃。现缓慢加热缸内气体，直至327 ℃。求：‎ 图4‎ ‎(ⅰ)活塞刚离开B处时气体的温度t2；‎ ‎(ⅱ)缸内气体最后的压强；‎ ‎(ⅲ)在图乙中画出整个过程中的p－V图线。‎ 解析　(1)热力学零度只能接近而不能达到，A错误；雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的，B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，温度每升高1 K，内能增加，但既可能是吸收热量，也可能是对气体做功使气体的内能增加，C正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，故D错误；微粒越大，某一瞬间撞击它的分子数越多，受力越容易平衡，布朗运动越不显著，E正确。‎ ‎(2)解析　(ⅰ)活塞刚离开B处时，设气体的压强为p2，由二力平衡可得p2＝p0＋ 解得p2＝1.2×105 Pa 由查理定律得＝ 解得t2＝127 ℃。‎ ‎(ⅱ)设活塞最终移动到A处，缸内气体最后的压强为p3，由理想气体状态方程得＝ 解得p3＝1.5×105 Pa。‎ 因为p3＞p2，故活塞最终移动到A处的假设成立。‎ ‎(ⅲ)如图所示。‎ 答案　(1)BCE　(2)(ⅰ)127 ℃　(ⅱ)1.5×105 Pa ‎(ⅲ)见解析