高三物理二輪復(fù)習(xí)跟蹤強(qiáng)化訓(xùn)練16

跟蹤強(qiáng)化訓(xùn)練(十六)1．(2017·河北保定高三期末)(1)(多選)下列說法正確的是________．A．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小B．布朗運(yùn)動(dòng)就是氣體或液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性D．高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E．即使科技再進(jìn)步，第二類永動(dòng)機(jī)也不可能制成(2)如圖所示，一根粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管管口朝上豎直放置，玻璃管中有一段長(zhǎng)為h＝24cm的水銀柱封閉了一段長(zhǎng)為x0＝23cm的空氣柱，系統(tǒng)初始溫度為T0＝200K，外界大氣壓恒為p0＝76cmHg.現(xiàn)將玻璃管開口封閉，將系統(tǒng)溫度升至T＝400K，結(jié)果發(fā)現(xiàn)管中水銀柱上升了2cm.若空氣可以看作理想氣體，求升溫后玻璃管內(nèi)封閉的上、下兩部分空氣的壓強(qiáng)．[解析](1)分子間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，選項(xiàng)A對(duì)；布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是氣體或液體分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)；晶體的原子、分子都是按一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項(xiàng)C對(duì)；高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，是高原地區(qū)大氣壓較低的緣故，選項(xiàng)D錯(cuò)；第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，一定不能制成，選項(xiàng)E對(duì)．(2)設(shè)升溫后下部空氣壓強(qiáng)為p，玻璃管橫截面積為S，對(duì)下部氣體有eq\f(p0＋phx0S,T0)＝eq\f(px0＋2S,T)代入數(shù)據(jù)得p＝184cmHg上部氣體壓強(qiáng)p′＝p－ph＝160cmHg[答案](1)ACE(2)160cmHg184cmHg2．(2017·廣西六校聯(lián)考)(1)(多選)如圖所示，小朋友坐在滑梯上勻速下滑，在這個(gè)過程中________．A．小朋友的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，總能量不變B．因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，小朋友的機(jī)械能大小不變C．該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能可以讓小朋友再運(yùn)動(dòng)到滑梯頂端，而不產(chǎn)生其他影響D．由于摩擦，小朋友滑過的滑梯溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是其中每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大E．由于摩擦，小朋友的褲子溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大(2)如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸的開口向下，內(nèi)有體積為V0的理想氣體，外界大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T0，輕活塞的橫截面積為S，輕活塞與氣缸之間的摩擦不計(jì)．現(xiàn)在活塞下面掛一個(gè)質(zhì)量為m的小桶，活塞緩慢下移，并最終處于某一位置靜止不動(dòng)．已知重力加速度為g.①求掛上小桶后系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的體積V.②拿掉小桶后，若要保持氣缸內(nèi)氣體的體積V不變，環(huán)境溫度需要升高到多少？氣缸吸熱還是放熱？[解析](1)小朋友沿滑梯勻速下滑的過程中，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，減小的重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，總能量不變，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)D、E正確．(2)①掛上小桶后，穩(wěn)定時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律，有p0V0＝pV解得V＝eq\f(p0V0S,p0S－mg)②最初及末狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋－呂薩克定律，有eq\f(V0,T0)＝eq\f(V,T)解得T＝eq\f(T0p0S,p0S－mg)(也可由氣體等容變化過程，根據(jù)查理定律得eq\f(p0,T)＝eq\f(p,T0)，求解T)氣體體積不變，溫度升高，氣缸要吸熱[答案](1)ADE(2)①eq\f(p0V0S,p0S－mg)②eq\f(T0p0S,p0S－mg)吸熱3．(2017·石家莊質(zhì)檢)(1)(多選)下列說法中正確的是________．A．一定質(zhì)量的理想氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少B．氣體的溫度降低，某個(gè)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能可能增加C．當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，水中不會(huì)有水分子飛出水面D．氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的E．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算，會(huì)使分子直徑計(jì)算結(jié)果偏大(2)如圖所示，右側(cè)有擋板的導(dǎo)熱氣缸固定在水平地面上，氣缸內(nèi)部總長(zhǎng)為21cm，活塞橫截面積為10cm2，厚度為1cm，給活塞施加一向左的水平恒力F＝20N，穩(wěn)定時(shí)活塞封閉的氣柱長(zhǎng)度為10cm.大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，外界溫度為27℃，不計(jì)摩擦．①若將恒力F方向改為水平向右，大小不變，求穩(wěn)定時(shí)活塞封閉氣柱的長(zhǎng)度；②若撤去外力F，將外界溫度緩慢升高，當(dāng)擋板對(duì)活塞的作用力大小為60N時(shí)，求封閉氣柱的溫度．[解析](1)一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能與氣體的體積無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；易知選項(xiàng)B、D、E正確；當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，回到水中的分子數(shù)等于從水面飛出去的分子數(shù)，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤．(2)①溫度不變，設(shè)外力F方向改變前、后，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，被封閉氣體壓強(qiáng)分別為p1、p2，氣柱長(zhǎng)分別為l1、l2，則有p1＝p0＋eq\f(F,S)＝1.2×105Pap2＝p0－eq\f(F,S)＝0.8×105PaV1＝l1S，V2＝l2S根據(jù)玻意耳定律，有p1V1＝p2V2解得l2＝15cm②設(shè)封閉氣柱升溫前、后溫度分別為T1、T3，升溫后氣柱長(zhǎng)度為l3T1＝300K，l3＝(21－1)cm＝20cm最后氣體壓強(qiáng)p3＝p0＋eq\f(F′,S)＝1.6×105PaV3＝l3S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)解得：T3＝800K此時(shí)封閉氣柱的溫度為t3＝527℃[答案](1)BDE(2)①15cm②527℃4．(2017·四川成都二診)(1)(多選)下列說法正確的是________．A．空氣中PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)B．露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C．液晶顯示屏是利用液晶光學(xué)性質(zhì)各向同性制成的D．不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響E．熱力學(xué)溫標(biāo)的最低溫度為0K，熱力學(xué)溫度的單位是物理學(xué)的基本單位之一(2)如圖所示，長(zhǎng)為2a＝20cm、底面積S＝10cm2的薄壁氣缸放在水平面上，氣缸內(nèi)有一厚度不計(jì)的活塞，活塞與墻壁之間連接一個(gè)勁度系數(shù)k＝250N/m的輕彈簧，氣缸與活塞的質(zhì)量相等，均為m＝5kg.當(dāng)氣缸內(nèi)氣體(可視為理想氣體)的溫度為t0＝27℃、壓強(qiáng)為p0＝1×105Pa時(shí)，活塞恰好位于氣缸的中央位置，且彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)．已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，氣缸與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，氣缸與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，氣缸內(nèi)壁光滑，氣缸和活塞氣密性良好．現(xiàn)用電熱絲對(duì)氣缸內(nèi)的氣體緩慢加熱．求：①氣缸恰開始滑動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度；②活塞恰好滑到氣缸最右端(未脫離氣缸)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度．[解析](1)空氣中PM2.5的運(yùn)動(dòng)是漂浮在空氣中的微粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．露珠呈球形是由于液體表面張力的作用，選項(xiàng)B正確．液晶顯示屏是利用液晶光學(xué)性質(zhì)各向異性制成的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．由熱力學(xué)第二定律可知，不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響，選項(xiàng)D正確．熱力學(xué)溫標(biāo)的最低溫度為0K，熱力學(xué)溫度的單位是物理學(xué)的基本單位之一，選項(xiàng)E正確．(2)①當(dāng)氣缸恰好開始滑動(dòng)時(shí)，對(duì)氣缸有p0S＋μ(m＋m)g＝p1S設(shè)在此過程中活塞向右移動(dòng)了x1，對(duì)活塞有p1S＝p0S＋kx1得p1＝p0＋eq\f(2μmg,S)，x1＝eq\f(2μmg,k)由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p0Sa,T0)＝eq\f(p1a＋x1S,T1)其中T0＝t0＋273K＝300K得T1＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p0＋\f(2μmg,S)))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a＋\f(2μmg,k))),p0a)T0代入數(shù)據(jù)解得T1＝462K②緩慢加熱，氣缸處于平衡狀態(tài)氣缸滑動(dòng)過程中，對(duì)氣缸有p0S＋μ(m＋m)g＝p2S因氣體壓強(qiáng)p2＝p1，故氣體做等壓變化，活塞向右移動(dòng)距離x1后不再移動(dòng)由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(a＋x1S,T1)＝eq\f(2aS,T2)得T2＝eq\f(2a,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a＋\f(2μmg,k))))T1代入數(shù)據(jù)解得T2＝660K[答案](1)BDE(2)①462K②660K5．(2017·廣州市普通高中綜合測(cè)試)(1)夏天，如果自行車內(nèi)胎充氣過足，又放在陽光下暴曬，車胎極易爆裂，暴曬過程中可以認(rèn)為內(nèi)胎容積幾乎不變．在爆裂前的過程中，氣體吸熱、溫度升高，________加劇，壓強(qiáng)增大，氣體內(nèi)能________；在車胎突然爆裂的瞬間，氣體內(nèi)能________．(2)如圖，孔明燈的質(zhì)量m＝0.2kg、體積恒為V＝1m3，空氣初溫t0＝27℃，大氣壓強(qiáng)p0＝1.013×105Pa，該條件下空氣密度ρ0＝1.2kg/m3.重力加速度g＝10m/s2.對(duì)燈內(nèi)氣體緩慢加熱，直到燈剛能浮起時(shí)，求：①燈內(nèi)氣體密度ρ；②燈內(nèi)氣體溫度t.[解析](1)自行車車胎在暴曬的過程中，車胎內(nèi)氣體吸熱，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子平均動(dòng)能增加，而氣體的體積不變，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，因此氣體壓強(qiáng)增大，氣體內(nèi)能增大；突然爆裂的瞬間氣體對(duì)外界做功，其內(nèi)能應(yīng)減?。?2)①設(shè)加熱至溫度T，燈內(nèi)氣體密度為ρ，孔明燈剛能浮起，有ρ0Vg＝mg＋ρVg解得ρ＝1.0kg/m3②孔明燈底部開口，說明燈內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變．以t0＝27℃(熱力學(xué)溫度為T0)時(shí)燈內(nèi)氣體為研究對(duì)象(初始體積V0)，設(shè)加熱后體積膨脹至V′，有eq\f(V0,T0)＝eq\f(V′,T)又因?yàn)闊魞?nèi)原有氣體總質(zhì)量不變，則ρ0V0＝ρV′聯(lián)立代入T＝273＋t，解得T＝360K，即t＝87℃[答案](1)分子熱運(yùn)動(dòng)增大減小(2)①1.0kg/m3②87℃6．(2017·甘肅蘭州高考診斷)(1)(多選)下列說法正確的是________．A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)B．物體溫度升高，并不表示物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能都增大C．內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化D．分子間距等于分子間平衡距離時(shí)，分子勢(shì)能最小E．一切自然過程總是向分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行(2)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的狀態(tài)變化．問：①已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J，則從A到B氣體吸收或放出的熱量是多少？②試判斷氣體在狀態(tài)B、C的溫度是否相同．如果知道氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC＝300K，則氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為多少？[解析](1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中微粒的運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．物體溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，并不表示物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)B正確．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但一定會(huì)引起其他變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．分子間距等于分子間平衡距離時(shí)，分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)