2020高三物理三轮冲刺练习：热点19 选修3－3

热点19　选修3－3

1． (1)如图1，一定质量的理想气体从状态A依次经状态B和C后再回到状态A，对此气体下列说法正确的是________．

图1

A．A→B过程中气体对外界做功

B．A→B过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功

C．B→C过程中气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力减小

D．C→A过程中气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量

E．B→C过程中气体放出的热量大于C→A过程中气体吸收的热量

(2)如图2，氧气瓶通过细管和上端封闭的玻璃管相连，玻璃管内用2 cm长的水银柱(质量不计)在玻璃管上方封闭了一段气柱，开始时瓶内氧气压强为10个标准大气压强，上方封闭气柱长度为8 cm，随着氧气的使用，水银柱逐渐下降，通过下降的距离可以读出瓶内剩余氧气质量与原来氧气质量的比值．使用一段时间后，发现水银柱下降了4 cm，使用过程中环境温度不变，求此时瓶内氧气质量与原来氧气质量的比值．

图2

答案　(1)ADE　(2)

解析　(1)A→B过程中为等温变化，压强减小，由公式pV＝C可知，体积增大，气体对外做功，故A正确；由以上分析及热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体要吸收热量且数值等于气体对外做的功的绝对值，故B错误；B→C过程为等压变化，由p＝可知气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力不变，故C错误；C→A为等容变化，温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量，故D正确；B→C过程为等压变化，由热力学第一定律可知，ΔU＝Q＋W，所以Q＝ΔU－W，其Q、ΔU均为负值，C→A为等容变化，热力学第一定律可知，ΔU＝Q＋W，所以ΔU＝Q，由于两过程温度变化相同，所以气体内能变化ΔU相同，所以B→C过程中气体放出的热量大于C→A过程中气体吸收的热量，故E正确．

(2)对于玻璃管上方的气体，初状态：p1＝10p0，

V1＝L1S＝8S

末状态：V2＝L2S＝12S

气体等温变化，有：

p1V1＝p2V2

解得：p2＝p0

对氧气筒内氧气，设氧气筒体积为V0

初状态：压强p1＝10p0，体积为V0

末状态：压强p2＝p0，体积为V

气体等温变化，有：

p1V0＝p2V

解得：V＝V0

＝＝.

2．(1)下列说法中正确的是________．

A．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果

B．物体温度升高，组成物体的所有分子速率均增大

C．一定质量的理想气体等压膨胀过程中，一定从外界吸收热量

D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

E．饱和汽压与分子密集程度有关，与温度无关

(2)如图3所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的横截面积S＝100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，A、B的质量均为m＝62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.8.两物块间距为d＝10 cm.开始时活塞距缸底L1＝10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0＝1×105 Pa，温度T1＝300 K．现对汽缸内的气体缓慢加热，(取g＝10 m/s2)求：

图3

①物块A开始移动时，汽缸内的温度；

②物块B开始移动时，汽缸内的温度．

答案　(1)ACD　(2)①450 K　②1 200 K

解析　(1)气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果，选项A正确；物体温度升高，组成物体的所有分子的平均速率变大，并非所有分子的速率均增大，选项B错误；一定质量的理想气体等压膨胀过程中，温度升高，内能增大，且对外做功，故气体一定从外界吸收热量，选项C正确；根据熵增加原理，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，选项D正确；饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，选项E错误．

(2)①物块A开始移动前气体做等容变化，则有

p2＝p0＋＝1.5×105 Pa

由查理定律有：＝，解得T2＝450 K

②物块A开始移动后，气体做等压变化，到A与B刚接触时

p3＝p2＝1.5×105 Pa，

V3＝(L1＋d)S

由盖－吕萨克定律有＝，

解得T3＝900 K

之后气体又做等容变化，设物块A和B一起开始移动时气体的温度为T4

p4＝p0＋＝2.0×105 Pa

V4＝V3

由查理定律有＝，

解得T4＝1 200 K．