3-3

36.（8分）【物理―物理3-3】（2008年高考山東理綜卷36題）

噴霧器內(nèi)有10 L水，上部封閉有1atm的空氣2L。關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L（設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體）。

（1）當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強(qiáng)，并從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的原因。

（2）打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由。

解：（1）設(shè)氣體初態(tài)壓強(qiáng)為p₁,體積為V₁；末態(tài)壓強(qiáng)為p₂,體積為V₂，由玻意耳定律

p₁V₁= p₁V₁                               ①

        代入數(shù)據(jù)得

p₂=2.5 atm                     ②

        微觀察解釋：溫度不變，分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強(qiáng)增加。

        （2）吸熱。氣體對外做功而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱。

13．（10分）（2008年高考廣東物理卷13題）

（1）如圖所示，把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面，如果你想使玻璃板離開水面，必須用比玻璃板重力　　　　的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子間存在　　　　作用。

（2）往一杯清水中滴入一滴紅墨水，一段時間后，整杯水都變成了紅色，這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為　　　　現(xiàn)象，是由于分子的　　　　而產(chǎn)生的，這一過程是沿著分子熱運(yùn)動的無序性　　　　　的方向進(jìn)行的。

13．（1） 大  ； 表面張力 。由于玻璃分子與液體分子間存在引力的作用，這種引力稱為表面張力，所以向上的拉力大于玻璃本身的重力。

（2 擴(kuò)散； 熱運(yùn)動；   增加 。分子永不停息地作無規(guī)則運(yùn)動，擴(kuò)散現(xiàn)象就是一個很好的例證，它總是向著無序性增加的方向進(jìn)行。

【知識鏈接】要注意理解表面張力和分子的熱運(yùn)動的知識，布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子熱運(yùn)動的例證。所有宏觀的熱現(xiàn)象都是向是無序的方向進(jìn)行的。

31.[物理─選修3－3]（15分）

(1)（6分）（2008年高考寧夏理綜卷31題）如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體逐漸流出。在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。關(guān)于這一過程，下列說法正確的是          。（填入選項前的字母，有填錯的不得分）

A.氣體分子的平均動能逐漸增大

B.單位時間氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增多

C.單位時間氣體分子對活塞的沖量保持不變

D.氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量

(2)（9分）（2008年高考寧夏理綜卷31題）一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對于底部的高度為h，可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界天氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高度。

31．（1）D

（2）h

【解析】本題考查玻馬定律，對氣體作為研究對象，分第一次加小盒沙子和第二次加沙子兩次列玻馬定律方程求解。

[物理――選修3-3]（15分）

（1）D

（2）

設(shè)大氣和活塞對氣體的總壓強(qiáng)為p₀，加一小盒沙子對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，由玻馬定律得

                             ①

由①式得

                                             ②

再加一小盒沙子后，氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜₀+2p。設(shè)第二次加沙子后，活塞的高度為h′

′                                          ③

聯(lián)立②③式解得

h′=                                                     ④

17、模塊3－3試題（2008年高考海南物理卷17題）

⑴（4分）下列關(guān)于分子運(yùn)動和熱現(xiàn)象的說法正確的是            （填入正確選項前的字母，每選錯一個扣1分，最低得分為0分）．

A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故

B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加

C．對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱

D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強(qiáng)必然增大

E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動動能和分子之間勢能的總和

F．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加

⑵（8分）如圖，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體（可視為理想氣體），氣體溫度為T₁．開始時，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到p₀時，活塞下方氣體的體積為V₁，活塞上方玻璃管的容積為2.6V₁�；钊�因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p₀。繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封．整個抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求：

①活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度；

③當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T₁時氣體的壓強(qiáng)．

17．【答案】：（1）BCE      

【解析】：A錯誤之處在于氣體分子是無規(guī)則的運(yùn)動的，故失去容器后就會散開；D選項中沒考慮氣體的體積對壓強(qiáng)的影響；F選項對氣溫升高，分子平均動能增大、平均速率增大，但不是每個分子速率增大，對單個分子的研究是毫無意義的。

A．(選修模塊3-3)(12分) （2008年高考江蘇物理卷）

(1)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×10⁵J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l0⁵J．試問：此壓縮過程中，氣體            (填“吸收”或“放出”)的熱量等于             J．

(2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是

             (填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內(nèi)能         (填“增加”、“減少”或“不變”)．

(3)設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上，估算1cm²的表面上有多少個水分子?(已知1mol    水的質(zhì)量為18g，地球的表面積約為5×10¹⁴m²，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

12、A模塊

（1）答案：放出；5×10⁴；（2）C；增加；（3）7×10³（6×10³～7×10³都算對）

解析：（1）由熱力學(xué)第一定律△U = W＋Q，代入數(shù)據(jù)得：1.5×10⁵ = 2.0×10⁵＋Q，解得Q =－5×10⁴；

（2）由PV/T=恒量，壓強(qiáng)不變時，V隨溫度T的變化是一次函數(shù)關(guān)系，故選擇C圖；

（3）1g水的分子數(shù) N = N_A ，1cm²的分子數(shù) n =N≈7×10³ （6×10³～7×10³都算對）。

14．（2008年高考理綜四川卷14題）下列說法正確的是

    A．物體吸收熱量，其溫度一定升高

    B．熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞

    C．遵守?zé)崃�學(xué)第一定律的過程一定能實現(xiàn)

D．做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式

14、D     解析：由熱力學(xué)第一定律可知，做功與熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，D正確；故物體吸收熱量時，其內(nèi)能不一定增大，A錯；由熱力學(xué)第二定律可知，宏觀的熱現(xiàn)象有方向性，但若通過外界做功，熱量也可以從低溫物體傳到高溫物體，B、C錯．

19. （2008年高考全國Ⅰ理綜卷）已知地球半徑約為6.4×10⁶ m，空氣的摩爾質(zhì)量約為29×10^-3 kg/mol,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.0×10⁵ Pa.利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

A.4×10¹⁶ m³                                 B.4×10¹⁸ m³

C. 4×10²⁰ m³                              D. 4×10²² m³

19、B     解析：大氣壓是由大氣重量產(chǎn)生的。大氣壓強(qiáng)p==，帶入數(shù)據(jù)可得地球表面大氣質(zhì)量m=5.2×10¹⁸kg。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氣體的體積為v=22.4×10^-3m³，故地球表面大氣體積為V=v=×22.4×10^-3m³=4×10¹⁸m³，B對。

14．（2008年高考全國Ⅱ理綜卷14題）對一定量的氣體， 下列說法正確的是

A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B．氣體分子的熱運(yùn)動越劇烈， 氣體溫度就越高

C．氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

D．當(dāng)氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減少

14、BC   解析：氣體分子距離遠(yuǎn)大于分子大小，所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和，A項錯；溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志，是表示分子熱運(yùn)動劇烈程度的物理量，B項正確；氣體壓強(qiáng)的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C項正確；氣體膨脹，說明氣體對外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內(nèi)能變化情況，D項錯。

14．（2008年高考北京理綜卷14題）一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說法正確的是

A．核反應(yīng)方程是H+nH+γ

B．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損₁+m₂-m₁

C．輻射出的γ光子的能量E=(m₃-m₁-m₂)c

D．γ光子的波長

14、B     【解析】核反應(yīng)方程是H+nH+；輻射出的光子的能量E=(₁+m₂-m₃)c²；光子的波長。

．（2008年高考上海物理卷1B題）體積為V的油滴，落在平靜的水面上，擴(kuò)展成面積為S的單分子油膜，則該油滴的分子直徑約為＿＿＿＿＿。已知阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，油的摩爾質(zhì)量為M，則一個油分子的質(zhì)量為＿＿＿＿＿＿。

1B．【答案】：，

【解析】：單分子油膜可視為橫截面積為S，高度為分子直徑D的長方體，則體積V=SD，故分子直徑約為D=；取1摩爾油，含有N_A個油分子，則一個油分子的質(zhì)量為m= 。

13．（2008年高考上海物理卷13題）如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則

（A）彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h

（B）若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大

（C）若把彎管向下移動少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

（D）若環(huán)境溫度升高，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

13．ACD       【解析】：封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)之差，故左管內(nèi)外水銀面高度差也為h，A對；彎管上下移動，封閉氣體溫度和壓強(qiáng)不變，體積不變，B錯C對；環(huán)境溫度升高，封閉氣體體積增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對。

20A．（10分）（2008年高考上海物理卷）汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油上升。已知某型號輪胎能在－40℃～90℃正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5atm，最低胎壓不低于1.6atm，那么在t＝20℃時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適？（設(shè)輪胎容積不變）

20 A．（10分）

解：由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化。

設(shè)在T₀＝293K充氣后的最小胎壓為P_min，最大胎壓為P_max。依題意，當(dāng)T₁＝233K時胎壓為P₁＝1.6atm。根據(jù)查理定律

，即

解得：P_min＝2.01atm

當(dāng)T₂＝363K是胎壓為P₂＝3.5atm。根據(jù)查理定律

，即

解得：P_max＝2.83atm

9．（2008年高考上海物理卷9題）已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。如圖所示的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能

（A）先增大后減小                    （B）先減小后增大

（C）單調(diào)變化                           （D）保持不變

9．B       【解析】：由PV/T為恒量，由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表達(dá)PV乘積，從實線與虛線等溫線比較可得出，該面積先減小后增大，說明溫度T先減小后增大，內(nèi)能先將小后增大。

14、（2008年高考理綜天津卷14題）下列說法正確的是

    A．布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動的反映

    B．沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

    C．知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù)

    D．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動的平均動能可能相同

14、D【解析】 布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動，他反映的是液體無規(guī)則的運(yùn)動，所以A錯誤；沒有摩擦的理想熱機(jī)不經(jīng)過做功是不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的B錯誤，摩爾質(zhì)量必須和分子的質(zhì)量結(jié)合才能求出阿伏加德羅常數(shù)C錯；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，只要溫度相同分子的平均動能就相同，物體的內(nèi)能是勢能和動能的總和所以D正確

16. （2008年高考重慶理綜卷16題）地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交熱忽略不計.已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中（不計氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢能）

A.體積減小，溫度降低                            B.體積減小，溫度不變

C.體積增大，溫度降低                            D.體積增大，溫度不變

16、C，本題考查氣體的有關(guān)知識，本題為中等難度題目。隨著空氣團(tuán)的上升，大氣壓強(qiáng)也隨著減小，那么空氣團(tuán)的體積會增大，空氣團(tuán)對外做功，其內(nèi)能會減小，因為不計分子勢能，所以內(nèi)能由其溫度決定，則其溫度會降低。所以空氣團(tuán)的體積增大、溫度降低、壓強(qiáng)減小。

12．選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答．并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評分．www.xkb123.com)

A．(選修模塊3-3)(12分) （2008年高考江蘇物理卷12題）

(1)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×10⁵J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l0⁵J．試問：此壓縮過程中，氣體            (填“吸收”或“放出”)的熱量等于             J．

(2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是

             (填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內(nèi)能         (填“增加”、“減少”或“不變”)．

(3)設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上，估算1cm²的表面上有多少個水分子?(已知1mol    水的質(zhì)量為18g，地球的表面積約為5×10¹⁴m²，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

12．A.3-3模塊

（1）答案：放出；5×10⁴；（2）C；增加；（3）7×10³（6×10³～7×10³都算對）

解析：（1）由熱力學(xué)第一定律△U = W＋Q，代入數(shù)據(jù)得：1.5×10⁵ = 2.0×10⁵＋Q，解得Q =－5×10⁴；

（2）由PV/T=恒量，壓強(qiáng)不變時，V隨溫度T的變化是一次函數(shù)關(guān)系，故選擇C圖；

（3）1g水的分子數(shù) N = N_A ，1cm²的分子數(shù) n =N≈7×10³ （6×10³～7×10³都算對）。