2022届高考物理一轮复习单元检测卷十三热学选修3～3【含答案】

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)＝4×105Pa(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＝7.5×10－4m3气球内压强也为p＝4×105Pa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＝3.60×10－3kg＝3.60g答案：(1)ACE(2)(ⅰ)4×105Pa(ⅱ)3.60g2．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＝10cm×S，气体压强p1＝15cmHg，稳定时，B中封闲气体体积V2＝(10cm－h)S，气体压强p2＝10－h＋L－h，据玻意耳定律，有p1V1＝p2V2，得h＝5cm(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＝40cmHg，由p1V1＋p0ΔV＝p3V1，解得ΔV＝3.3×10－4m3.答案：(1)ABD(2)5cm3.3×10－4m33．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p­V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<r0，分子力随着分子间距离的减小而增大，故D错误；题图丁为分子势能图线，r2对应的分子势能最小，则r2对应分子间的平衡距离r0，当分子间的距离r<r0时，分子力表现为斥力，分子间距离由r1变到r2的过程中，分子力做正功，分子势能减小，故E正确．(2)(ⅰ)由题图可知，从状态A到状态B为等温变化过程，状态B时气体压强为p1＝3p0，设体积为V1，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1，解得V1＝eq\f(V0,3).(ⅱ)由题图可知，从状态B到状态C为等压变化过程，状态C时气体温度为T2＝3T0，设体积为V2，由盖－吕萨克定律得eq\f(V1,T/r/