第33题 选修3-3——【新课标全国卷】2022届高考物理二考点题号一对一

第33题 选修3-3—【新课标全国卷】2022届高考物理二轮复习考点题号一对一

1.【物理——选修3-3】

（1）关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是______。

A.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

B.布朗运动是分子的无规则运动，而扩散现象是分子热运动的间接反映

C.阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出该常数

D.热传递的自然过程是大量分子从无序程度大的状态向无序程度小的状态转化的过程

E.水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径时可把它们当作球形处理

（2）一U形玻璃管竖直放置，左端开口且足够长，右端封闭，玻璃管导热良好。用水银封闭一段空气（可视为理想气体）在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，环境温度为27 ℃。已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强。

（ⅰ）若升高环境温度直至两管水银液面相平，求环境的最终温度。

（ⅱ）若环境温度为27 ℃不变，在左管内加注水银直至右管水银液面上升1 cm，求应该向左管中加注水银的长度。

2.【物理—选修3-3】

（1）以下说法正确的是_________。

A非晶体不可能转化为晶体

B.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是液体表面张力的作用

C.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子平均动能增加

D.物体从外界吸收热量，其内能不一定增加

E.两个相互接触的物体达到热平衡时，二者不一定具有相同的内能

（2）一个内部容积为的不漏气玩具足球，被冰冻在河边冰面下方冰水混合物中。春天到了，冰面融化，足球浮出水面，物理研究兴趣小组的同学把它捡起，并在河岸晾干。已知当天的气温是17 ℃，当足球（含气体）温度和空气温度相同时，用带有气压计的打气筒给它打气。刚插上球针时，气压计显示1.2 atm，打气筒连接的球针上有保护装置，打入足球的空气不会再溢出。打气筒的气筒总体积为120 mL，每次可以将一标准大气压状态下的空气充到足球内，在所有过程中认为足球体积没有变化，充气过程中气体温度不变。

（i）求原来在河里冰冻时玩具足球内部气体的压强。（保留3位有效数字）

（ii）如果该玩具足球能承受的压强最大值是2.8 atm，每次充气都把打气筒活塞提到离最高点三分之一位置，则按压打气筒的次数最多是几次。

3.【物理——选修3-3】

（1）关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是________。

A.晶体熔化时，其分子平均动能不变，内能增加

B.物体温度升高时，内部每个分子的动能都增加

C.物体做匀加速直线运动时，其分子动能增加

D.把物体举高，其分子势能不变

E.对一定质量的理想气体而言，温度升高时其内能一定增加

（2）某幢大楼发生火灾，消防员赶到后迅速喷水浇灭大火并清理现场，某位消防员在二楼发现一个废弃的氧气罐，经测量知内部气体的温度为、压强为、体积为，已知氧气在温度为、压强为状态下的密度为ρ。

（i）求罐内氧气的质量；

（ⅱ）为了消除安全隐患，消防员设计了两套处理方案，方案一，经过合理冷却后使罐内氧气的压强降为，此时罐内氧气的温度为多少？方案二，在温度不变的情况下放出部分氧气使罐内氧气的压强降为，此时罐内剩余氧气的质量为多少？

4.【物理——选修3-3】

（1）“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”对于诗句前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然升高，这属于_____。把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，在显微镜下能看到小炭粒在不停地做无规则运动，这属于____________。把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，若干年后发现金中有铅、铅中有金，这属于________。（均选填“扩散现象”或“布朗运动”）

（2）如图所示，一个导热性良好的瓶子中装有氮气，紧挨瓶口处有一个厚度和质量均不计、横截面积为的塞子，塞子与瓶子之间的最大静摩擦力为2 N，瓶中气体的压强为，温度为27 ℃。现对瓶子加热一段时间后，塞子被顶开，瓶内压强立即与大气相同，随后立即塞好塞子（设塞子塞好后瓶内气体的温度与被顶开前的温度相同）。已知外界大气压恒为，求：

①塞子被顶开时，瓶中气体的温度。

②瓶中所剩氮气的质量与原有氮气的质量之比。

5.【物理——选修3-3】

（1）一定质量的理想气体，由状态A沿直线变化到状态C，再由状态C沿直线变化到状态B，最后由状态B沿直线回到状态A，如图所示。已知气体在状态A的温度，气体由状态A沿直线变化到状态C的过程中的最高温度为________K；完成一个循环过程，气体_________（选填“放出”或“吸收”）的热量为__________J。

（2）如图，横截面积为、长为100 cm的细长直玻璃管水平放置，其右端开口，左端用20 cm长的水银柱封闭了40 cm长的空气柱。已知大气压强为，温度为27 ℃，假设空气为理想气体，。

①要把水银柱全部推出玻璃管，若缓慢加热玻璃管内空气，则左端的空气柱的温度至少升高到多少？

②将厚度不计的软木塞封闭管口，软木塞与玻璃管的最大静摩擦力为10 N。要把软木塞冲开，左端气体温度至少为多少？（设管中右端空气温度恒为27 ℃）

6.（1）下列说法正确的是________。

A.液体的沸点与大气压强有关，大气压强较高时沸点也比较高

B.用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵不会增加

C.一定质量的理想气体从外界吸热，其内能不一定增加

D.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈

E.当分子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）如图所示为一种测量粉末状物质实际体积的装置，其中A容器的容积为，K是连通大气的阀门，C为一水银槽，通过橡皮管与容器B相通，连通的管道很细，其容积可忽略。下面是测量某种粉末状物质体积的操作过程：打开K，移动C，使B中水银面降低到与标记M相平；关闭K，缓慢提升C，使B中水银面升到与标记N相平，量出C的水银面比标记N高；打开K，装入待测粉末状物质，移动C，使B内水银面降到M标记处；关闭K，提升C，使B内水银面升到与N标记相平，量出C中水银面比标记N高。从气压计上读得当时大气压为。试根据以上数据求：
①标记之间容器B的体积；
②A中待测粉末状物质的实际体积（设整个过程中温度不变）。
 

7.（1）下列说法正确的是_________。

A.热量可以从低温物体向高温物体传递

B.一定量的某理想气体温度升高时，内能一定增大

C.某冰水混合物的温度为0 ℃，则其分子的平均动能为零

D.10克100 ℃水蒸气的内能大于10克100 ℃水的内能

E.气体如果失去了容器的约束就会散开，原因是气体分子之间斥力大于引力

（2）如图所示，上端开口的内壁光滑圆柱形汽缸固定在倾角为30°的斜面上，一上端固定的轻弹簧与横截面积为的活塞相连接，汽缸内封闭有一定质量的理想气体。在汽缸内距缸底60 cm处有卡环，活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在卡环上，且弹簧处于原长，缸内气体的压强等于大气压强，温度为300 K。现对汽缸内的气体缓慢加热，当温度增加30 K时，活塞恰好离开卡环，当温度增加到480 K时，活塞移动了20 cm。重力加速度取，求：
①活塞的质量；
②弹簧的劲度系数k。
 

答案以及解析

1.答案：（1）ACE

（2）（i）202 ℃

（ii）26 cm

解析：（1）空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，因为有部分电能也转化为热能，A正确；

扩散现象是分子无规则运动直接形成的，布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，是分子热运动的间接反映，故B错误；

阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出阿伏加德罗常数，故C正确；

根据热力学第二定律可知，热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的状态向无序程度大的状态转化的过程，故D错误；

用油膜法估测分子大小时把分子近似看作球体处理，故E正确。

（2）（i）以右管空气为研究对象

初状态： 

两管水银液面相平时：

由理想气体状态方程有：

解得：

（ii）设加注水银的长度为x，且

根据

解得

2.答案：（1）BDE

（2）（i）1.13 atm

（ii）20次

解析：（1）有的非晶体在一定条件下可以转化为晶体，A错误；

玻璃管的裂口放在火焰上烧熔会变钝，这是液体表面张力作用的结果，B正确；

一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，分子平均动能不变，但由于吸热，内能增大，则分子之间的势能增大，C错误；

物体从外界吸收热量，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知其内能不一定增加，故D正确；

两个相互接触的物体达到热平衡时，二者一定具有相同的温度，不一定具有相同的内能，故E正确。

（2）（i）以足球内气体为研究对象

初状态： 

与空气温度相同时：

气体体积没有发生变化，由查理定律得

解得足球原来内部气体压强

（ii）每次把标准大气压（）的空气充入足球，设充入空气的总体积为V后，足球内气压达到最大值，根据玻意耳定律有：

故

每一次充气体积是

故充气次数最多为次

3.答案：（1）ADE

（2）（i）

（ii）

解析：（1）晶体熔化时温度保持不变，但从外界吸收热量，所以晶体熔化时分子平均动能不变，但内能增加，A选项正确；温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加，B选项错误；物体的速度、高度变化只改变其机械能，与内能、分子势能和分子动能无关，C选项错误，D选项正确；

对一定质量的理想气体而言，其内能仅由温度决定，温度升高时其内能一定增加，E选项正确。

（2）（i）设罐内氧气在温度为、压强为状态下的体积为，由玻意耳定律得

①

解得：②

罐内氧气的质量为③

（ⅱ）在方案一中，设降温后罐内氧气的温度变为，由查理定律得

④

解得⑤

在方案二中，设剩余氧气的质量为，则有

⑥

解得:⑦

4.答案：（1）扩散现象；布朗运动；扩散现象

（2）本题考查气体压强、气体实验定律。
①已知，对塞子进行受力分析有

从对瓶子加热到塞子被顶开过程中气体做等容变化，根据查理定律有
解得塞子被顶开时瓶中气体的温度。
②设加热前瓶中气体体积为，塞子被顶开后，瓶内气体的压强等于，设此时瓶内气体和溢出气体的总体积为，由盖—吕萨克定律，有

瓶中所剩氮气的质量与原有氮气的质量之比
解得。

解析：（1）本题考查布朗运动和扩散现象。诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高，从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧；布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒永不停息地做无规则运动，小炭粒在不停地做无规则运动，这是布朗运动；发现金中有铅、铅中有金，这属于扩散现象，是由于两种不同物质的分子运动引起的。

5.答案：（1）400；吸收；200

（2）解：①对左端气体分析，压强不变，设活塞横截面积为S，未状态的气体温度为
初状态，有
末状态，有
由盖—吕萨克定律，得
解得。
②根据题意，要把软木塞冲开，气体压强
对左端气体，由理想气体状态方程得
对右端气体，由玻意耳定律得

解得。

解析：（1）由图可直观地看出，气体在状态下的压强和体积的乘积相等，显然气体在状态下的温度相同。根据理想气体状态方程，可知，直线满足方程，代入上式，得。由上式可知，当时，温度最高，此时，有，代入数据，解得。从状态A开始的一个循环过程中，内能变化量为零，但气体对外界做的净功值等于的“面积”，即，所以气体吸收的热量。

6.答案：（1）ACD

（2）①
②

解析：（1）液体的沸点与大气压强有关，且随着大气压强的升高而增大，故A正确；用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵不会减少，故B错误；根据热力学第一定律，一定质量的理想气体从外界吸热，但气体做功情况不明确，所以其内能不一定增加，故C正确；液体温度越高，分子热运动的平均动能越大，悬浮颗粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动越剧烈，故D正确；当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）①设标记之间容器B的体积为，以容器中气体为研究对象，
初态时，，
关闭K，缓慢提升C后，有，
整个过程温度保持不变，根据玻意耳定律得，
代入数据解得。
②设容器A中待测粉末状物质的实际体积为V，
初态时，，
关闭K，缓慢提升C后，有，
根据玻意耳定律得，
代入数据解得。

7.答案：（1）ABD

（2）①8 kg
②200 N/m

解析：（1）热量在一定的条件下是可以实现从低温物体向高温物体传递的，A正确；气体分子的平均动能只与分子的温度有关，因此温度升高，平均动能增加，而理想气体的内能只与分子平均动能有关，气体分子的内能一定增大，B正确；分子在做永不停息地无规则运动，因此其分子的平均动能不为零，C错误；同样质量同样温度的水蒸气和水的平均动能相等，但同样温度的水变成水蒸气需要吸收热量，因此水蒸气的内能更大，D正确；气体分子间的距离很大，相对作用力近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开的原因是分子做杂乱无章的运动，E错误。
（2）①气体温度从300 K增加到330 K的过程中，经历等容变化，
由查理定律得，
解得，
此时，活塞恰好离开卡环，可得
解得。
②气体温度从330 K增加到480 K的过程中，有
解得，
对活塞进行受力分析可得，
解得。