2021届高考物理二轮复习精练：热学(选修3－3)（含解析）

热学(选修3－3) 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＝1 L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＝2 cm2的轻质橡皮塞，橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦力fm＝60 N．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＝290 K恒定，环境空气密度ρ＝1.20 kg/m3，压强为标准大气压p0＝105 Pa.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10 cm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＝30 cm，初始时刻阀门K1、K2均关闭，B容器中封闭气体的压强为15 cmHg.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＝75 cmHg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p ­ T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？ 答案与解析 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