专题七 选考部分 第1讲 热学(选修3-3模块)
(建议用时:40分钟 满分:90分)
1.(15分)(1)(5分)下列说法正确的是 .(填正确答案标号)
A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B.杯中的茶水慢慢冷却,该过程中有的水分子的运动速率反而增大了 C.清晨时阳光透过窗户射入房间,观察到空中飞舞的粉尘在做布朗 运动
D.在南方的梅雨季节,湿衣服较不容易晾干,这是相对湿度较大的 缘故
E.空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化
(2)(10分)如图所示,体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分,汽缸上部通过单向阀门K(气体只能进入汽缸,不能流出汽缸)与一打气筒相连.开始时,汽缸内上部分空气的压强为p0,现用打气筒向汽缸内打气.已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为的空气,当打气49次后,稳定时汽缸上下两部分的体积之比为 9∶1,重力加速度取g,外界温度恒定,不计活塞与汽缸间的摩擦,所有气体均可看成理想气体.求活塞的质量m.
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解析:(1)液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,液晶显示器就是利用了液晶的这一特点,故A正确;当温度降低时,大部分的液体分子的速率减小,但个别液体分子的速率增加,故B正确;空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的宏观运动,不是布朗运动,故C错误;在南方的梅雨季节,空气的相对湿度较大,蒸发变慢,湿衣服较不容易晾干,故D正确;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸取热量使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,因此空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能,故E错误.
(2)以打入49次气体和缸内上部分气体为研究对象, 开始时,V1=+49×=,p1=p0, 打气49次后V2=, 由玻意耳定律得p1V1=p2V2 代入数据解得p2=6p0 以下部分气体为研究对象, 初态:V3=,p3=p0+ 末态:V4=,p4=p2+
由玻意耳定律可知p3V3=p4V4,
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联立解得m=. 答案:(1)ABD (2)
2.(15分)(2019·河南洛阳模拟)(1)(5分)下列说法正确的是 . (填正确答案标号)
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.处于完全失重的水滴呈球形,是液体表面张力作用的结果 C.水蒸气的压强不再发生变化,说明蒸发和液化达到动态平衡 D.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体 E.一定质量的理想气体体积不变时,温度越高,单位时间内器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
(2)(10分)如图所示,粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,左管口封闭,管中一段水银在左管中封闭一段空气柱,空气柱长为6 cm,右管中水银液面离管口高度为4 cm,已知大气压强为76 cmHg,环境温度为300 K.
①若将环境温度降低,使左右管中水银面相平,则环境的温度应降为多少?
②若从右管口推入一个活塞,活塞与玻璃管内壁气密性好,缓慢推动活塞,使玻璃管两边水银面相平,则活塞在玻璃管中移动的距离为 多少?
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解析:(1)在一定温度条件下,空气的相对湿度越大,水蒸发越慢,人就感到越潮湿,故当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,但绝对湿度不一定大,故A错误;处于完全失重状态时,由于液体表面张力作用,水滴呈球形,故B正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,水的蒸发与水蒸气的液化达到平衡,是一种动态平衡,故C正确;单晶体一定有规则的几何形状,而多晶体与非晶体没有天然规则的几何形状,故D错误;气体体积不变时,温度越高,由pV=CT知,气体的压强越大,由于单位体积内气体分子数不变,分子平均动能增大,所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多,故E正确. (2)①开始时,封闭气体的压强大小为 p1=p0+h=78 cmHg
降温后,两边液面相平时,封闭气体的压强大小为 p2=p0=76 cmHg
根据理想气体状态方程有 =
其中L1=6 cm,L2=5 cm,T0=300 K 求得T=243.6 K.
②设活塞移动的距离为x,两管中气体的压强为p,对左管中气体研 究有 p1L1S=pL2S
对右管中气体研究有:p0L3S=p(L2-x)S 其中L3=4 cm
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