（京津瓊）2019高考物理總復(fù)習(xí) 專用優(yōu)編提分練：選修3-3專練（一）

選修3－3專練(一) 1．(1)下列說(shuō)法中正確的是________． A．機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也無(wú)法全部用來(lái)做功從而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．將兩個(gè)分子由距離極近移動(dòng)到相距無(wú)窮遠(yuǎn)處的過(guò)程中，它們的分子勢(shì)能先減小后增大 C．當(dāng)氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，若氣體等溫膨脹，則氣體對(duì)外做功且內(nèi)能增大 D．液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，所以液體存在表面張力 E．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積碰撞的次數(shù)減少，氣體的壓強(qiáng)一定減小 (2)如圖1所示，兩豎直且正對(duì)放置的導(dǎo)熱汽缸底部由細(xì)管道(體積忽略不計(jì))連通，兩活塞a、b(厚度不計(jì))用剛性輕桿相連，可在兩汽缸內(nèi)無(wú)摩擦地移動(dòng)．上、下兩活塞的橫截面積分別為S1＝10 cm2、S2＝20 cm2，兩活塞總質(zhì)量為M＝5 kg，兩汽缸高度均為H＝10 cm.兩汽缸與細(xì)管道內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，系統(tǒng)平衡時(shí)活塞a、b到缸底部距離均為L(zhǎng)＝5 cm.已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，環(huán)境溫度T0＝300 K，取重力加速度g＝10 m/s2. 圖1 ①若緩慢升高環(huán)境溫度，使一活塞緩慢移到對(duì)應(yīng)汽缸的底部，求此時(shí)環(huán)境的溫度． ②若保持溫度不變，用豎直向下的力緩慢推活塞b，直到活塞b到達(dá)汽缸底部，求此過(guò)程中推力的最大值． 答案　(1)BCD　(2)①400 K?、?5 N 解析　(1)機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功從而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A錯(cuò)誤；將兩個(gè)分子由距離極近移動(dòng)到相距無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中，分子力先是斥力后是引力，分子力先做正功后做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增大，故B正確；當(dāng)氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，若氣體等溫膨脹，氣體分子間距離變大，分子引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，氣體內(nèi)能增加，同時(shí)由于氣體體積增大，氣體要對(duì)外界做功，故C正確；液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，則液體表面分子間表現(xiàn)為相互吸引，所以存在表面張力，故D正確；氣體的體積增大，單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，如果溫度升高，氣體分子撞擊器壁的速率增大，對(duì)器壁的壓力增大，氣體的壓強(qiáng)可能增大、可能減小也可能不變，故E錯(cuò)誤． (2)①汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，氣體體積變大，故活塞向上移動(dòng) 由蓋－呂薩克定律有：＝ 解得：T＝400 K ②設(shè)向下推動(dòng)的距離為x時(shí)，氣體壓強(qiáng)為p 由平衡條件得：p0S1＋pS2＝Mg＋p0S2＋pS1＋F 當(dāng)F＝0時(shí)，可得初始狀態(tài)氣體壓強(qiáng)p1＝1.5×105 Pa 緩慢向下推活塞b的過(guò)程，溫度不變 由玻意耳定律得： p(LS1＋xS1＋LS2－xS2)＝p1(LS1＋LS2) 聯(lián)立以上各式得：F＝＝(0≤x≤5 cm) 當(dāng)x＝5 cm時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)m＝75 N. 2．(1)下列說(shuō)法中正確的是________． A．一定質(zhì)量的0 ℃的水變成0 ℃的冰，體積膨脹，分子勢(shì)能減小 B．硬幣可以浮在平靜的水面上是因?yàn)橐后w表面存在表面張力 C．用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中D＝的V是指油滴溶液的體積 D．熱平衡是指一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)不再改變時(shí)所處的狀態(tài) E．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子間作用力為零，分子勢(shì)能最小 (2)如圖2所示，一個(gè)圓筒形導(dǎo)熱汽缸開(kāi)口向上豎直放置，內(nèi)有活塞，其橫截面積為S＝1×10－4 m2，質(zhì)量為m＝1 kg，活塞與汽缸之間無(wú)摩擦且不漏氣，其內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱高度h＝0.2 m．已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2. 圖2 ①如果在活塞上緩慢堆放一定質(zhì)量的細(xì)砂，氣柱高度變?yōu)樵瓉?lái)的，求砂子的質(zhì)量并判斷此過(guò)程理想氣體是吸熱還是放熱； ②如果在①基礎(chǔ)上給汽缸底緩慢加熱，使活塞恢復(fù)到原高度，此過(guò)程中氣體吸收熱量5 J，求氣體內(nèi)能的增量． 答案　(1)ABE　(2)見(jiàn)解析 解析　(1)0 ℃的水變成0 ℃的冰，體積膨脹，對(duì)外做功，同時(shí)放出熱量，內(nèi)能減小，分子平均動(dòng)能不變，分子勢(shì)能減小，故A正確；水面能托住小硬幣不下沉主要是因?yàn)橐后w表面存在表面張力，故B正確；用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中D＝的V是指一滴溶液中純油酸的體積，故C錯(cuò)誤；熱平衡是指一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部各部分溫度相等的狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；設(shè)分子的平衡距離為r0，分子間的距離為r，當(dāng)r>r0，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離越大，分子勢(shì)能越大．當(dāng)r<r0，分子力表現(xiàn)為斥力，分子距離越小，分子勢(shì)能越大．故當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為0，分子勢(shì)能最小，故E正確． (2)①因?yàn)榫徛胖蒙白樱瑲怏w發(fā)生等溫變化， 根據(jù)玻意耳定律，有p1V1＝p2V2 p1＝p0＋，p2＝p0＋ V1＝hS，V2＝hS 代入數(shù)據(jù)解得m砂＝1 kg 因?yàn)闅怏w體積減小，外界對(duì)氣體做功，理想氣體溫度不變，內(nèi)能不變，所以此過(guò)程理想氣體放熱． ②使活塞恢復(fù)到原高度的過(guò)程，氣體壓強(qiáng)不變，氣體對(duì)外做功W＝－p2ΔV＝－2 J 由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q 所以氣體內(nèi)能的增量為3 J. 3