1、物理3-3一、单选题（每小题3分，共计24分）1.根据分子动理论，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，以及具有分子势能当分子间距离减小时，下列说法正确的是()A分子间引力一定增大B分子间斥力一定减小C分子势能一定增大D引力和斥力的合力一定增大【答案】A【解析】分子之间引力和斥力均随着分子之间距离的增大而减小，随着距离的减小而增大；由于不知开始时分子之间距离与r0的关系，因此不能确定随着分子间距离减小分子势能与分子力的变化情况2.如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是(
2、)A水分子做无规则热运动B玻璃板受到大气压力作用C水与玻璃间存在万有引力作用D水与玻璃间存在分子引力作用【答案】D【解析】弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D正确。3若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是()A如果保持其体积不变，温度升高，内能增大B如果保持其体积不变，温度升高，内能减少C如果保持其温度不变，体积增大，内能不变D如果保持其温度不变，体积增大，内能减少【答案】A【解析】内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和对于一定质量的实际气体，当体积不变，温度升高时，分子势能不变，分子总动能增大，故内能增
3、大，选项A正确，B错误；当温度不变，体积增大时，分子总动能不变，因分子距离在引力范围内增大，分子力做负功，故分子势能增大，内能增大，选项C，D均错误4下列有关热力学第二定律的说法正确的是()A气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小【答案】B【解析】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的；热量不能自发地由低温物体传到高温物体，空调虽然能制冷、制热，但空调机里的压缩机工作，消耗了电能，产生了其他影响；一定质量的理想气体向真
4、空自由膨胀时，体积增大，熵增大5如图所示是分子间作用力跟距离的关系。下列关于分子动理论的有关说法不正确的是()A分子间距离为r0时，分子间既有斥力作用，也有引力作用B分子间距离为r0时，分子间势能最小C物体中的分子势能总和与物体体积大小有关D物体间的扩散作用主要是分子间斥力作用的结果【答案】D【解析】分子间同时存在引力和斥力，分子间距离为r0时，分子间的斥力等于引力，故A正确；由图可知，分子间平衡距离为r0，设分子间距离为r，当rr0时分子力表现为引力，分子间距离越大，分子势能越大，当rr0时分子力表现为斥力，分子间距离越小，分子势能越大，故当rr0时分子力为0，分子势能最小，故B正确；对于一
5、个质量确定的物体来说，其分子势能的大小跟物体的体积大小有关，故C正确；物体间的扩散作用主要是分子在不停地做无规则的运动的结果，故D错误。6.如图所示，一开口向下导热均匀的直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A大气压强增加B环境温度升高C向水银槽内注入水银D略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移【答案】A【解析】根据题意，设玻璃管内的封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，对玻璃管受力分析，由平衡条件可得：TpSmgp0S.解得：T(p0p)SmgghSmg，即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力
6、选项A中，大气压强增加时，水银柱上移，h增大，所以拉力T增加，A正确；选项B中，环境温度升高，封闭气体压强增加，水银柱高度h减小，故拉力T减小，B错误；选项C中，向水银槽内注入水银，封闭气体的压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故拉力减小，C错误；选项D中，略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体的体积减小、压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故细绳拉力T减小，故D错误7如图所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图象，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C.设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC，则下列关系式中正确的是()ApApB，pBpCBpApB，p
7、BpCCpApB，pBpC DpApB，pBpC【答案】A【解析】由C得：A到B过程，T不变，体积减小，所以pApB，B经等容过程到C，V不变，温度升高，则pBpC，所以A正确8如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板现缓慢升高汽缸内气体的温度，则选项图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是()【答案】B【解析】当缓慢升高汽缸内气体温度时，气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与汽缸内气体的热力学温度T成正比，在pT图象中，图线是过原点的倾斜的直
8、线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在pT图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确二、多项选择题（每小题5分，答案不全得3分，有错不得分，共计30分）9.某气体的摩尔质量为M，分子质量为m 。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为，则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为NA)()A. B.C. D.【答案】ABC 【解析】1摩尔该气体的体积为Vm，则单位体积分子数为n，气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1 mol气体的分子数为NA，可得n，气体的密度为，则1摩尔该气体的体积Vm，则有n，故D错误，A、B、C正确。10.关于扩散现象，下列说法正确的是()
9、A温度越高，扩散进行得越快B扩散现象是不同物质间的一种化学反应C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【答案】ACD【解析】扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确；扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B、E错误，选项C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确。11.一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()A气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C气体分子的总数增加D单位体积
10、内的分子数目增加【答案】BD【解析】理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误12.健身球是一个充满气体的大皮球，当人压在健身球上时，假设球内气体温度不变，则在这个过程中()A气体分子的平均动能增大 B气体的密度增大C气体从外界吸收热量 D外界对气体做功【答案】BD【解析】当人压在健身球上时，球内气体的压强增大，气体进行等温变化，故球内气体的体积会减小，气体分子的平均动能不变，气体的内能不变，气体的密度在增大，因体积减小，说明外界对气体做功，则气体要向外放
11、出热量13.如图所示，吊在天花板下的导热气缸中有一个可无摩擦上下移动且不漏气的活塞A，活塞A的下面吊着一个重物，气缸中封闭着一定量的理想气体起初各部分均静止不动，外界大气压保持不变，针对气缸内的气体，当状态缓慢发生变化时，下列判断正确的是()A环境温度升高，气体的压强一定增大B当活塞向下移动时，外界一定对气体做正功C保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体一定会吸热D缓慢增加重物的质量，欲保持气体体积不变，必须设法减少气体的内能【答案】CD【解析】对A受力分析可知，p封闭Smgp0S，由于大气压强不变，重力不变，所以被封闭气体压强不变；当活塞向下移动时，密封气体体积增大，气体对外做功，外界对
12、气体做负功；当缓慢增加重物的质量时，根据公式p封闭Smgp0S，被封闭气体压强变小，温度不变，根据C可知，气体体积增大，温度不变内能不变，体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热；重物的质量缓慢增加，压强减小，要保持体积不变，温度要降低，即内能减小14.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图像如图所示下列说法正确的有()AAB的过程中，气体对外界做功BAB的过程中，气体放出热量CBC的过程中，气体压强不变DABC的过程中，气体内能增加【答案】BC【解析】AB过程是等温变化，气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体要放出热量，选项A错误、B正
13、确BC过程中，是一个常数，为等压变化，选项C正确ABC整个过程，温度降低，气体内能减少，选项D错误三、计算题(15题11分，16题11分，17题12分，18题12分，共计46分）15.如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热汽缸竖直放置，质量m5 kg，截面积S50 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，在汽缸内距缸底某处设有体积可忽略的卡环a、b，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强，温度为300 K现通过内部电热丝缓慢加热汽缸内气体，直至活塞恰好离开a、b.已知大气压强p01.0105 Pa(g取10 m/s2)(1)求汽缸内气体的温度；(2)继续加热汽
14、缸内的气体，使活塞缓慢上升H0.1 m(活塞未滑出汽缸)，气体的内能的变化量为18 J，则此过程中气体吸热还是放热？传递的热量是多少？【答案】(1)330 K(2)吸热73 J【解析】(1)气体的状态参量为：T1300 K，p1p01.0105 Pa，对活塞由平衡条件得：p2Sp0Smg解得：p21.1105 Pa，由查理定律得：解得：T2330 K.(2)继续加热时，气体等压变化，体积增大，则温度升高，内能增大，气体膨胀对外界做功，则外界对气体做功Wp2SH55 J，根据热力学第一定律：UWQ气体吸收的热量：QUW73 J.16如图所示，竖直放置的汽缸，活塞横截面积为S，厚度不计，可在汽缸内
15、无摩擦滑动汽缸侧壁有一个小孔，与装有水银的U形玻璃细管相通汽缸内封闭了一段高为L的气柱(U形管内的气体体积不计)此时缸内气体温度为T0，U形管内水银面高度差为h.已知大气压强为p0，水银的密度为，重力加速度为g.(汽缸内气体与外界无热交换)(1)求活塞的质量m；(2)若在活塞上添加质量为4m的沙粒时，活塞下降到距汽缸底部L处，求此时汽缸内气体的温度【答案】(1)mhS(2)T0【解析】(1)活塞受力如图所示，由平衡条件有：p1Sp0Smg结合液体压强公式有：p1p0gh所以活塞的质量：mhS.(2)在活塞上添加质量为4m的沙粒时，由平衡条件有：p2Sp0S5mg，解得p2p0p05ghV2LS
16、，V1LS，T1T0由气体状态方程有：所以此时汽缸内气体的温度为：T2T1T0.17如图甲所示为“”形上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分截面积分别为S12 cm2、S21 cm2。封闭气体初始温度为451 K，气体长度为L22 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，大气压强p076 cmHg。求：(1)h1和h2的值；(2)若缓慢升高气体温度，升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内？【答案】(1)h12 cmh24 cm(2)504 K【解析】(1)由图乙可知，初始状态：p1p0水银g(h1h2)82 cmHg末状态：S1h1S
17、2h3，p2p0水银g(h2h3)84 cmHg解得：h12 cm，h24 cm。(2)由理想气体状态方程得：其中p182 cmHg，V1S1L，T1451 Kp284 cmHg，V2S1(Lh1)代入数据解得：T2504 K。18.如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，汽缸导热。(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
18、(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。【答案】(1)2p0(2)在汽缸B的顶部 (3)1.6p0【解析】(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)联立式得V1p12p0。(2)打开K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V22V)时，活塞下气体压强为p2。由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2由式得p2p0由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2p0。(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1300 K升高到T2320 K的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p31.6p0。