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    高考物理一轮复习单元检测卷13热学选修含答案

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    单元检测卷(十三) 热学(选修3-3)时间:35分钟 满分:60分1.[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)(多选)对下列物理现象进行解释,其中正确的是(  )A.墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果B.“破境不能重圆”,这是因为接触部分的分子间斥力大于引力C.纤细小虫能停在平静的液面上,这是小虫受到液体的表面张力作用的结果D.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向异性的表现E.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性的特点(2) (10分)中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器——哈勃瓶,它是一个底部开有圆孔,瓶颈很短、导热性能良好的平底大烧瓶.在一次实验中,体积为V=1L的瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔上配有一个横截面积S=2cm2的轻质橡皮塞,橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦力fm=60N.瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体,不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度,向气球中缓慢打气,假设气球缓慢膨胀过程中气球内、外气压近似相等.已知:实验室温度T=290K恒定,环境空气密度ρ=1.20kg/m3,压强为标准大气压p0=105Pa.求:(ⅰ)橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强;(ⅱ)为了使橡皮塞被弹出,需要向气球内打入空气的质量.2.[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)(多选)下列说法正确的是(  )A.一定质量的理想气体,压强变小时,分子间的平均距离可能变小B.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距离增大时,分子间的引力减小、斥力减小C.布朗运动是由液体各部分的温度不同而引起的D.外界对气体做功,气体内能可能减少E.热量不可能由低温物体传递给高温物体(2)(10分)如图所示,两个边长为10cm的正方体密闭导热容器A、B,用一很细的玻璃管连接,玻璃管的下端刚好与B容器的底部平齐,玻璃管竖直部分长为L=30cm,初始时刻阀门K1、K2均关闭,B容器中封闭气体的压强为15cmHg.外界环境温度保持不变.(ⅰ)打开阀门K1,让水银缓慢流入B容器,求最终B容器中水银的高度;(ⅱ)再打开阀门K2,向B容器中充入p0=75cmHg的气体,使B容器中恰好没有水银,求充入气体的体积.3.[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)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决定,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)(10分)如图所示,一个开口向右的圆筒汽缸固定于地面上,距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a,在小孔处装有一个能向左开启的单向阀门b,c是一截面积为S的活塞.开始时隔板左侧封闭的理想气体压强为1.5p0;隔板右侧封闭了另一部分同种理想气体,刚开始活塞c与隔板间的距离为L.现对活塞c施加一水平向左的力F,其大小由0缓慢增大到F0时,b恰好打开.已知外界大气压强为p0,气体温度保持不变,活塞与隔板厚度均不计,活塞与汽缸、阀门与隔板间的摩擦也不计.求:(ⅰ)F0的大小;(ⅱ)当力F缓慢增大到1.2F0时,活塞c到缸底的距离;(ⅲ)当力F缓慢增大到2F0时,缸内气体的压强.4.[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)下列说法正确的是(  )A.由图甲可知,状态①的温度比状态②的温度高B.由图乙可知,气体由状态A变化到B的过程中,气体分子平均动能一直增大C.由图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力随分子间距离的增大先增大后减小D.由图丙可知,当分子力表现为斥力时,分子力总是随分子间距离的减小而减小E.由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功(2) (10分)一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比.在初始状态A时,体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此时其内能为U0.该理想气体从状态A经一系列变化,最终还回到原来状态A,其变化过程的p­T图线如图所示,其中CA延长线过坐标原点,BA在同一竖直直线上.求:(ⅰ)状态B的体积;(ⅱ)状态C的体积;(ⅲ)从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量是多少?单元检测卷(十三)1.解析:(1)墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果,选项A正确;“破镜不能重圆”,这是因为镜破处分子间的距离太大了,超过分子直径的10倍,分子间作用力几乎不存在,选项B错误;纤细小虫能停在平静的液面上,这不是浮力作用的结果,而是小虫受到液体的表面张力作用的结果,选项C正确;热针尖接触金属表面的蜂蜡,熔解区域呈圆形,这是非晶体各向同性的表现,选项D错误;液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的结构特征,其光学性质与某些晶体类似,具有各向异性,选项E正确.(2)(ⅰ)对橡皮塞,p=p0+eq \f(fm,S)=4×105 Pa(ⅱ)瓶内气体做等温变化:p0V=pV1则V1=eq \f(1,4)V对气球内气体:体积V2=V-V1=eq \f(3,4)V=7.5×10-4 m3气球内压强也为p=4×105 Pa等温变化:pV2=p0V空气可得V空气=3×10-3m3打入空气质量m=ρV空气=3.60×10-3 kg=3.60 g答案:(1)ACE (2)(ⅰ)4×105Pa (ⅱ)3.60 g2.解析:(1)一定质量的理想气体,压强变小时,若温度降低、体积减小,则分子间的平均距离变小,A项正确;分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距离增大时,引力和斥力均减小,当分子间距离减小时,引力和斥力均增大,B项正确;布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒的无规则运动,C项错误;外界对气体做功,若气体放出热量,根据热力学第一定律,气体内能可能减少,D项正确;压缩机做功可以使热量由低温物体传递给高温物体,E项错误.(2)(ⅰ)打开阀门K1,稳定后,设B容器中水银的高度为h,容器底面积为S,初始时,B中封闭气体体积V1=10 cm×S,气体压强p1=15 cmHg,稳定时,B中封闲气体体积V2=(10 cm-h)S,气体压强p2=10-h+L-h,据玻意耳定律,有p1V1=p2V2,得h=5 cm(另一解不符合题意,舍去).(ⅱ)再打开阀门K2,设向B容器中充入气体的体积为ΔV时,B容器中恰好没有水银,B中封闭气体压强p3=40 cmHg,由p1V1+p0ΔV=p3V1,解得ΔV=3.3×10-4 m3.答案:(1)ABD (2)5 cm 3.3×10-4 m33.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)对阀门,刚打开时左右气体压强应相等,即右侧气体压强也为1.5p0,故对c有,1.5p0S=p0S+F0,故F0=0.5p0S.(ⅱ)对右侧气体,从开始到b刚打开的过程根据玻意耳定律得p0LS=1.5p0L1S,解得L1=eq \f(2L,3),对全部气体,当F为1.2F0时,气体压强为p0+eq \f(1.2F0,S)=1.6p0,根据玻意耳定律有1.5p0eq \f(8LS,3)=1.6p0L2S,解得L2=2.5L.(ⅲ)当力为2F0时,设隔板右侧气体压强为p,对活塞进行受力分析,有2F0+p0S=p2S,则p2=2p0,根据玻意耳定律有1.5p0eq \f(8LS,3)=2p0L3S,解得L3=2L,故全部气体恰在隔板a左侧,缸内气体的压强为2p0.答案:(1)减小 减小 小于 (2)(ⅰ)0.5p0S (ⅱ)2.5L (ⅲ)2p04.解析:(1)当温度升高时分子的平均动能增大,则分子的平均速率也将增大,题图甲中状态①的温度比状态②的温度高,故A正确;一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中,由题图乙知状态A与状态B的pV相等,则状态A与状态B的温度相同,由p ­ V图线的特点,温度升高,pV增大,所以气体温度先增大再降低到原来温度,所以气体分子平均动能先增大后减小,故B错误;由题图丙可知,当分子间的距离r>r0时,分子力表现为引力,分子间的作用力随分子间距离的增大,先增大后减小,故C正确;由题图丙可知,当分子力表现为斥力时,分子间的距离r

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