1、 2020 届高考查漏补缺之物理选修题题型专练（一）届高考查漏补缺之物理选修题题型专练（一） 1、选修 3-3 （1）下列说法不正确的是( ) A物体的温度为 0时，物体的分子平均动能为零 B两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大 C多数分子直径的数量级是 10 10m D第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二 定律 E一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体 的压强一定增大 （2）如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部 l36cm 处有一与气缸固定连接 的卡环，活塞与气缸底部之间
2、封闭了一定质量的理想气体。当气体的温度 T1300K、大气 压强 p01.0105Pa 时，活塞与气缸底部之间的距离 l030cm，已知活塞面积为 50cm2，不 计活塞的质量和厚度。现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升，当温度上升至 T2540K 时， 求： （1）封闭气体此时的压强； （2）该过程中气体对外做的功。 2、物理选修 3-3 (1) (多选)关于一定质量的理想气体，下列叙述正确的是( ) A气体体积增大时，其内能一定减少 B外界对气体做功，气体内能可能减少 C气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D气体温度升高，其分子平均动能一定增加 E气体温度升高，气体可能向外界放热 (2)底面积
3、 2 40 Scm、 0 15lcm的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡 板，如图所示缸内有一可自由移动的质量为 2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不 可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为 10 kg 的物体 A.开始时， 气体 1 7t ，活塞到缸底的距离 1 10lcm，物体 A 的底部离地 1 4hcm，对汽缸内的气体缓 慢加热使活塞缓慢上升已知大气压 5 0 1.0 10pPa，试求： (1)物体 A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度 3、物理选修 3-3 (1)说法中正确是（ ） A气体对容器壁有压强是气体
4、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气体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饱和汽压与分子密度有关,与温度无关 (2)如图所示,哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成,容器竖直放置.容器粗管的截 面积为 S1=2cm2,细管的截面积 S2=1cm2,开始时粗细管内水银长度分别为 h1=h2=2cm.整个细 管长为 h=4cm.封闭气体长度为 L=6cm.大气压强为 p0=76cmHg,气体初始温度为 27 C.求: 若要使水银刚好离开下面的粗管,封闭气体的温度应为多少 K
5、； 若在容器中再倒入同体积的水银,且使容器中封闭气体长度 L 仍为 6cm 不变,封闭气体的 温度应为多少 K。 4、 【物理 33】 (1)以下说法正确的是（ ） A理想气体发生等温膨胀时内能不变 B物体的温度越低，分子的平均动能越小，当温度为 0时，分子的平均动能为零 C一定质量的晶体在熔化过程中温度不变，但其内能增加了 D悬浮在水中的花粉做布朗运动的原因是花粉颗粒受到来自各个方向的水分子的撞击作用 不平衡形成的 E1 mol 某气体的体积为 V，则一个气体分子的体积为 V/NA（NA为阿伏加德罗常数） (2)如图所示，开口向上的气缸由质量相同的活塞 A、B 分出 I、两部分气室，里面各封
6、闭 一定质量的理想气体，两气室高度均为 h，活塞的截面积为 S，一轻质硬杆与两活塞相连， 气缸和活塞的导热性能良好，活塞与气缸内壁间无摩擦且气密性好，大气压强为 0 p，环境 温度为 T0，开始时，气室 I 中气体的压强为 0 3 2 p、气室中气体的压强为 0 2 3 p，从某时刻 起缓慢升高环境温度，已知重力加速度为 g，求： （1）活塞的质量以及当温度为 T0时轻质硬杆对活塞 A 的作用力 F; （2）当环境温度由 T0缓慢升至 T=1.2T0时，活塞 A 上移的距离。 5、物理选修 3-3 （1）如图,一定质量的理想气体从状态 a 开始,经历过程、到达状态 e,对此气体, 下列说法正确
7、的是( ) A.过程中气体的压强逐渐减小 B.过程中气体对外界做正功 C.过程中气体从外界吸收了热量 D.状态 c、d 的内能相等 E.状态 d 的压强比状态 b 的压强小 （2）如图,容积为 V 的汽缸由导热材料制成,面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两 部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门 K。 开始时,K 关闭,汽缸 内上下两部分气体的压强均为 0 P, 现将 K 打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体 体积为 8 V 时,将 K 关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了 6 V ,不计活塞的质量和体积,外 界温度保持不变,重力加速度大小为 g。求
8、流入汽缸内液体的质量。 6、 【物理选修 33】 （1）下列图象的描述和判断正确的是_。 A. 图 l 中，一定质量的某种气体，若不计分子势能，气体在状态时具有的内能较大 B. 图 2 中，若甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，则交点 E 的横坐标 B 点代表乙 分子到达该点时分子力为零，分子势能最小 C. 图 3 中，在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压，且 水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大 D. 图 4 中，由 A 经 B 到 C 的过程，气体对外做功小于由 A 经 D 到 C 的过程 E. 图 5 中，通过观察蜂蜡在玻璃片和云母片上熔
9、化区域形状的不同，可以得出晶体的物理 性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的 （2）如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管（容积可忽略）连通，阀门 K2位于细管 的中部，A、B 的顶部各有一阀门 K1、K3；B 中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽 略） 。初始时，三个阀门均打开，活塞在 B 的底部；关闭 K2、K3，通过 K1给汽缸充气，使 A 中气体的压强达到大气压 p0的 3 倍后关闭 K1。已知室温为 27 ，汽缸导热。 （i）打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； （ii）接着打开 K3，求稳定时活塞的位置； （iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升
10、高 20 ，求此时活塞下方气体的压强。 7、一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历三个过程 ab、bc、ca 回到原状态，其 P T 图象如图所示。pa、pb、pc分别表示气体在状态 a、b、c 的压强，下列判断正确的是_。 A过程 ab 中，气体一定吸热 BVcVbVa C过程 bc 中，分子势能不断增大 D过程 bc 中，每一个分子的速率都减小 E过程 ca 中，气体放出的热量等于外界对气体做的功 (2)如图所示为一种减震垫， 由 12 个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成， 每个薄膜气泡充满了 体积为 V1，压强为p1的气体，若在减震垫上放上重为G的厚度均匀、质量分布均匀的物品， 物品与减震
11、垫的每个薄膜表面充分接触，每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S，不计薄 膜的重力和弹力，不考虑减震垫的重力，大气压强为p0，气体的温度不变，求： (i)每个薄膜气泡内气体的体积变为多少? (ii)若环境温度降为原来的一半，为保持每个气泡体积仍与(i)中相同，则所加重物的重力 应变为多少？ 8、物理选修 3-3 （1）下列说法正确的是_。 A熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态 B内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化 C根据热力学第二定律可知，各种形式的能可以相互转化 D外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变 E. 随着科学技术的发展，绝对零度可以达到 （2）如图
12、，一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历状态 b、c、到达状态 d，已知一定质 量的理想气体的内能与温度满足UkT（k 为常数） 。该气体在状态 a 时温度为 0 T，求： 气体在状态 d 时的温度 气体从状态 a 到达状态 d 过程从外界吸收的热量 答案以及解析答案以及解析 1 答案及解析：答案及解析： 答案：（1）ABE；（2）p21.5105Pa 30J 解析： 因为物体分子在做永不停息的无规则运动，所以当物体的温度为 0时，物体的分 子平均动能也不可能为零，故 A 错误； 两个分子在相互靠近的过程中其分子力先增大后减小再增大，而分子势能一定先减小后增 大，故 B 错误； 多数分子直径
13、的数量级是 10 10m，故 C 正确； 第二类永动机是不能制造出来的， 尽管它不违反热力学第一定律， 但它违反热力学第二定律， 故 D 正确； 根据热力学第一定律知，温度不变则内能不变，吸热则必膨胀对外做功，又由理想气体状态 方程知，压强一定减小，故 E 错误； （2）（I）不计活塞的质量，初状态气体压强等于大气压强 设活塞上升到卡环处时气体温度为 1 T，体积为 1 VlS；初状态体积 00 Vl S，温度为 0 T，由 等压変化规律可得： 1 01 0 VV TT 代入数据可解得： 12 360540TKTK 气体还将进行等容变化，由等容変化规律可得： 2 12 1 PP TT 其中：
14、10 pp 代入数据可解得： 5 2 1.5 10pPa （II）该封闭气体仅在等压膨胀过程中对外做功，则： 000 ()WpVp S ll 代入数据可解得：30WJ 2 答案及解析：答案及解析： 答案： （1）初始活塞受力平衡： 01 p Smgp ST; A Tm g 被封闭气体压强 5 10 ( 0.8 ) 10 A mmg p S pPa 初状态， 11 Vl S; 1 273 7280() TKK A 触地时， 12 pp; 211 ()Vlh S 气体做等压变化， 111 12 ()l Slh S TT 代入数据， 2 392TK即 2 119t (2)活塞恰好到汽缸顶部时， 5
15、30 1.05 10 m S pP g pa ; 30 Vl S 根据理想气体状态方程， 21 1 13 p l Sp l S TT 代入数据得 3 551.25 TK 即 3 278.25t 解析： 3 答案及解析：答案及解析： 答案：(1) ACD (2)开始时 ， ， 水银全面离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为 h3， 则 解得 此时管中气体的压强为 管中气体体积为 由理想气体状态方程 得 再倒入同体积的水银，气体的长度仍为 6cm 不变，则此过程为等容变化 管里气体的压强为 则由 解得 解析： 4 答案及解析：答案及解析： 答案： 1.ACD 2.（1）当温度为 T0时，
16、整个装置静止，设每个活塞质量为 m， 对活塞整体受力分析知：P0S+2mg= 2 3 P0S m= 4g SP0 对活塞 a 受力分析：P0S+mg+F1 3 2 P0S=0 F1=SP0 12 7 即杆对活塞 A 的作用力 F1=SP0 12 7 负号表示方向竖直向上 （2）分析 II 气室中的气体，式一直成立，则其发生等压变化，由理想气体状态方程知： 00 2 . 1 T Sh T hS hh2 . 1 活塞 A 上移的距离 hhhh2 . 0 解析： 1.理想气体内能宏观上与温度有关，故 A 正确；分子永不停息做热运动，B 错，晶 体溶化吸热，温度不变，分子总动能不变，吸热用来增加分子势
17、能，故 C 正确，由布朗运 动的知识知，D 正确；气体的体积与分子个数的比值大于气体分子体积，故 E 错。 5 答案及解析：答案及解析： 答案：（1）BDE; （2）设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为 V1,压强为 p1;下方气体的 体积为V2,压强为 p2,在活塞下移的过程中,活塞上,下方气体的温度均保持不变,由玻意尔定律 得 01 1 2 V ppV 022 2 V pp V 由已知条件得 1 13 26824 VVV VV 2 263 VVV V 设活塞上方液体的质量为 m,由力的平衡条件得 21 p Sp Smg 联立以上各式得 0 15 26 p S m g 解析：（1）A. 过
18、程中气体作等容变化,温度升高,根据查理定律 pT=c 知气体的压强逐渐 增大，故 A 错误。 B. 过程中气体的体积增大，气体对外界做正功，故 B 正确。 C. 过程中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一 定律 U=W+Q 知气体向外界放出了热量，故 C 错误。 D. 状态 c、d 的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态 c、 d 的内能相等。故 D 正确。 E. 连接 bO 和 dO,根据数学知识可知,状态 d 的 VT 值大于状态 b 的 VT 值,根据气态方程 pVT=c 知状态 d 的压强比状态 b 的压强小，故 E 正确。 故
19、选：BDE。 6 答案及解析：答案及解析： 答案： （1）BDE（2） （i）V/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0 解析： （2） （i）设打开 K2后，稳定时活塞上方气体的压强 p1，体积 V1,依题意， 被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得： 011 p VpV 011 (3)(2)p VpVV 联立式得 1 2 V V 10 2pp （i i ）打开 K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与 A 中气体的体积之和为 V2（ 2 2VV）时，活塞下气体压强为 p2，由玻意耳定律得 022 (3)p Vp V 由式得 20 2 3V pp
20、V 由式知，打开 K3后活塞上升直到 B 的顶部为止；此时 p2为 20 3 2 pp （iii）设加热后活塞下方气体的压强为 p3，气体温度从 T1=300 K 升高到 T2=320 K 的等容过 程中，由查理定律得 32 12 pp TT 将有关数据代入式得 p3=1.6p0 7 答案及解析：答案及解析： 答案：ABE； （i）放上物品后，设每个薄膜气泡内气体的压强为p2，则 22 12 G p Sp S 根据玻意耳定律有 p1V1=p2V2求得 1 211 0 0 12 12 12 Pp S VVV G P SG P S （ii）等容变化， 3 2 1 2 P P ，又 3 12 a G
21、 p sp s ，解得：6 2 a G Gp s 解析： 8 答案及解析：答案及解析： 答案： （1）ABD（2） 0 3 d TT 000 26QkTp V 解析： （1）根据熵的定义，熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态，选项 A 正确； 根据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化为机械能而不引起其他变化，选项 B 正确； 根据能量守恒定律可知，各种形式的能可以相互转化；根据热力学第二定律，宏观自然的过 程都具有方向性，选项 C 错误；根据热力学第一定律可知，若外界对物体做功等于物体向 外界放出热量，物体的内能不变，选项 D 正确；绝对零度达不到，选项 E 错误；故选 ABD （2）解：状态 a 与状态 d 压强相等，由： ad ad VV TT 可得： 0 3 d TT 依题意可知： 0a UkT ， 0 3 d UkT 由热力学第一定律，有： da UUQW 其中： 0 3 cb Wp VV 联立可得： 000 26QkTp V
