专题六 选考部分
第13讲 选修3-3部分
1．(2020·厦门模拟)(1)下面的说法中不正确的有________． A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动
B．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为分子间距离越小时分子间斥力越大
C．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增大 D．对气体加热，气体的内能不一定增大
E．对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到
(2)一根粗细均匀一端封闭的细玻璃管中有一段水银柱，封闭着一定质量的理想气体，在室温27 ℃的空气中水平放置时气柱长度为20 cm，将玻璃管缓慢转到开口向上竖直放置，此时密闭气柱长度为10 cm，保持玻璃管竖直开口向上，再将玻璃管下部浸入温度为87 ℃的热水中，大气压强为1.0×105Pa.
①求管内密闭气柱最终的压强和长度．
②作出p-V图象，画出整个过程中管内气体的状态变化．
解析：(1)布朗运动反映了悬浮小颗粒外部液体分子在不停地做无规则的热运动，A错误；理想气体分子间无相互作用力，压缩封闭在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为气体压强增大了，故B错误；温度是物体分子平均动能大小的标志，物体温度升高，分子热运动加剧，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，则C错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，对气体加热，气体也可能同时对外做功，内能不一定增大，故D正确；绝对零度是低温物体的极
限，不可能达到，E正确．
(2)①设玻璃管的横截面积为S，在玻璃管从水平(p0、V0)到竖直(p1、V1)的过程中温度保持不变，对管内气体，由玻意耳定律有p0V0＝p1V1，
代入数据，得p1＝
p0L0S
＝2.0×105Pa. L1S
在玻璃管下部浸入热水中气体缓慢升温到87 ℃的过程中，气体压强保持不变，V1V2
由盖·吕萨克定律有＝，
T1T2
T2S
得L2＝L1＝12 cm.
T1S
②管中的密闭气体柱先等温变化，后等压变化，整个过程的p－V图线如图．
答案：(1)ABC (2)①2.0×105 Pa 12 cm ②见解析
2．(2020·合肥模拟)(1)关于热现象，下列说法中正确的是_______． A．用显微镜观察布朗运动，把微粒运动的位置按时间顺序连接得到的不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
B．一定质量的气体，压强不变、温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量
C．一定量100 ℃的水变成100 ℃的蒸气，其分子势能增加
D．可利用高科技手段，将流散的内能全部收集加以利用，而不引起其他变化 E．物体的内能取决于温度、体积和物质的量
(2)如图，右端开口、左端封闭的粗细均匀的细长U形玻璃管竖直放置．左、右两管长均为50 cm，玻璃管底部水平部分长l3＝30 cm，玻璃管的左管中间有一段长l2＝5 cm的水银柱，在左管上部封闭了一段长l1＝40 cm的空气柱(空气可视为理想气体)．已知大气压强为p0＝75 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管右端开口处缓慢往下推，使左管上部空气柱长度变为l′1＝35 cm.假设下推活塞过程中没有漏
气，环境温度不变．(导学号 59230113)
①下推活塞的过程中，左管上部封闭的空气柱是吸热还是放热？ ②求活塞往下推的距离．
解析：(1)观察布朗运动，将记录的微粒位置按时间连接得到的不规则折线不能表示液体分子的运动轨迹，A错误；一定质量的气体，压强不变、温度升高时，气体分子的密集程度要减小，气体体积膨胀，对外做功，所以吸收的热量一定大于内能的增加量，B正确；一定量的100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，而分子个数、温度均未变化，表明其分子势能增加，C正确；根据热力学第二定律可知，一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性，所以不可能将流散的内能全部收集加以利用，而不引起其他变化，D错误；物体的内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，因此由物质的量、温度和分子间距离(体积)决定，E正确．
(2)①由于空气柱温度不变，内能不变，且外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，空气柱放出热量．
②选左管上部的空气柱为研究对象，
初状态：p1＝p0－5 cmHg＝70 cmHg，V1＝40 cm×S； 末状态：V2＝35 cm×S， 根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2， 解得p2＝80 cmHg.
选水银柱与活塞间气体为研究对象，
初状态：p′1＝p0＝75 cmHg，V′1＝85 cm×S； 末状态：p′2＝p2＋5 cmHg＝85 cmHg，V′2＝l′2S， 由玻意耳定律有p′1V′1＝p′2V′2，
解得l′2＝75 cm.
因此活塞往下推的距离x＝(130－35－5－75)cm＝15 cm. 答案：(1)BCE (2)①放热 ②15 cm 3．(1)下列说法中正确的是________． A．气体温度越高，每个分子的速度一定越大 B．气体分子间距离减小时，分子间斥力和引力都增大 C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
D．一定量的理想气体，温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 E．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机
(2)如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用硬杆相连，两活塞横截面积的大小满足S1＝2S2，气缸用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动．初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为h，环境温度为T1＝300 K，外界大气压强为p0，气缸Ⅱ内气体压强p2＝0.5p0.现给气缸Ⅰ缓慢加热，使活塞缓慢移动．求：
①加热前气缸Ⅰ内气体的压强；
h
②活塞移动距离时，气缸Ⅰ内气体的温度．
2
解析：(1)温度是分子平均动能的宏观体现，温度越高，分子的平均速率越大，但每个分子的速率不一定都大，A错误；气体分子间距离减小时，分子间斥力和引力都增大，B正确；布朗运动是指在显微镜下观察到的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，C错误；由热力学第一定律可知，D正确；根据第二类永动机的定义可知，E正确．
(2)①对活塞根据平衡条件有p1S1＋p0S2＝p0S1＋p2S2， 解得p1＝
p0＋p2
＝0.75p0. 2
h
②对气缸Ⅰ缓慢加热，使活塞缓慢向右移动，气缸Ⅱ内气体温度不变，初态压
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强为p2＝0.5p0，体积为V2＝hS2；末态体积为V′2＝hS2，设末态压强为p′2，根据
2玻意耳定律有p2V2＝p′2V′2，解得p′2＝p0.
对气缸Ⅰ内气体，初态压强为p1＝0.75p0，体积为V1＝hS1，温度T1＝300 K；末3p0＋p′2
态体积为V′1＝hS1，压强为p′1＝＝p0，设末态温度为T′1，根据理想气
22p1V1p′1V′1
体状态方程有＝，
T1T′1
解得T′1＝600 K，即327 ℃.
答案：(1)BDE (2)①0.75p0 ②327 ℃
4．(2020·临川模拟)(1)下列说法中正确的是______．
A．在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
B．一定温度下饱和汽的压强与气体的体积无关 C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
E．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
(2)如图甲所示，左右两侧的玻璃管长度相等，右侧玻璃管的横截面积为左侧玻璃管横截面积的2倍，玻璃管竖直放置，在玻璃管内注入一定量的水银，两侧水银面与管口的距离均为h0＝12 cm，现将右侧玻璃管口密封，从左侧的管口处将一质量和厚度均不计的活塞缓慢地压进玻璃管内，直到右侧玻璃管的水银面比左侧的高Δh＝6 cm时停止，如图乙所示．已知外界大气压强为p0＝75 cmHg，且整个环境的温度恒定．求停止压活塞时，活塞与管口的距离(结果保留两位有效数字)．
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