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1专题22选修3-3（2）2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1.（2019新疆二模）【参考答案】BCE【命题意图】此题考查饱和气压、分子势能、扩散现象、晶体、气体压强的微观意义及其相关知识点。【解题思路】饱和气压与气体的温度有关，与体积无关，选项A错误；由于分子处于平衡位置时分子力为零，分子势能最小，因此将两个分子由相距无穷远处移动到距离极近（小于平衡位置之间距离）的过程中，它们的分子势能先减小后增大，选项B正确；墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果，选项C正确；单晶体具有各向异性，固定熔点，形状一般为规则几何多面体的特点，选项D错误；单位时间内气体分子对容器器壁单位面积碰撞的次数减少，若气体分子速度较大，则气体压强可能增大，选项E正确。2.(5分)（2019全国高考猜题卷6）在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小．关于其原因下列说法正确的是()（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少B．气体分子的密集程度变小，分子的平均动能不变，单位面积器壁上受到的分子平均作用力减小C．每个分子对器壁的平均撞击力变小D．气体分子的密集程度变小，分子势能变小E．气体分子的密集程度变小，分子势能增大【参考答案】（1）（5分）ABE【名师解析】(1)气体温度不变，分子的平均动能不变，气体分子对器壁的平均撞击力不变，当气体的体积增大时，气体分子的密集程度减小，气体压强减小，A、B正确，C错误；气体的体积增大，分子势能增大，2D错误、E正确．3.（2019伯乐马模拟5）下列说法中正确的是____________________.（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B.一定温度时，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C.密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力增大D用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力E.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大【参考答案】BCE【名师解析】二．计算题1.（2019湖南湘潭市二模）如图所示，在柱形容器中密闭有一定质量的气体，一光滑地热活家（质量不可忽略，厚度可忽略）将容器分为A、B两部分，离容器底部高为45cm处开有一小孔与U形水银管相连，容器顶端有一阀门K，先将阀门打开与大气相通，外界大气压p0＝75cmHg，稳定后U形管两边水银面的高度差△h＝15cm，此时活塞离容底部的高度L＝50cm，A、B两部分气体的温度t0＝300K，闭合阀门，仅使容器内A部分气体的温度降至240K，B部分气体的温度保持不变，稳定后U形管左、右两管水银面相平，不计U形管内气体体积，求①U形管左、右两管水银面相平时，活塞离容器底部的高度②整个柱形容器的高度3【名师解析】2.(10分)（2019全国高考猜题卷6）一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M=10kg，活塞质量m=4kg，活塞横截面积S=2×10﹣3m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强P0=1.0×105Pa；活塞下面与劲度系数k=2×103M/m的轻弹簧相连；当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1=20cm，g取10m/s2，缸体始终竖直，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．①当缸内气柱长度L2=24cm时，缸内气体温度为多少K？②缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少K？4【考点】理想气体的状态方程；封闭气体压强．【思路分析】（1）当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，当缸内气柱长度L2=24cm时，对活塞受力分析．根据平衡条件和理想气体状态方程求解．（2）当气体压强增大到一定值时，气缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．根据平衡条件和理想气体状态方程求解．【参考答案】（10分）①当缸内气柱长度L2=24cm时，缸内气体温度为720K②缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为1012.5K【名师解析】①当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，设封闭气体的压强为P1，对活塞受力：P1S+mg=P0S得：P1=P0﹣代入数据得：P1=0.8×105Pa当缸内气柱长度L2=24cm时，设封闭气体的压强为P2，对活塞受力：P2S+mg=P0S+F其中：F=k（L2﹣L1）可得：P2=P0+代入数据得：P2=1.2×105Pa对气体，根据题意得：V1=20SV2=24ST1=400K根据理想气体状态方程，得：=解得T2=720K②当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化；设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为△x则5k△x=（m+M）g△x=7cmV3=（△x+L1）S=27SP3=P0+=1.5×105Pa根据理想气体状态方程得；解得T0=1012.5K3.（10分）（2019广东省广州市下学期一模）如图所示，水平放置的导热气缸A和B底面积相同，长度分别为2L和L，两气缸通过长度为L的绝热管道连接；厚度不计的绝热活塞a、b可以无摩擦地移动，a的横截面积为b的两倍。开始时A、B内都封闭有压强为p0、温度为T0的空气，活塞a在气缸A最左端，活塞b在管道最左端。现向右缓慢推动活塞a，当活塞b恰好到管道最右端时，停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的空气直到活塞b回到初始位置，求（i）活塞a向右移动的距离；（ii）活塞b回到初始位置时气缸B中空气的温度。【命题意图】本题以水平放置的导热气缸A和B为情景，考查玻意耳定律及其相关知识点。【解题思路】(i)设绝热活塞到达管道口右边且右端面与管口齐平时，A气缸中的活塞向右移动x，此时A、B中气体压强为p，则：对A气体：012[(2)]2pLSpLxSLS①对B气体：01()2pLSLSpLS②①②联立解得：032pp，Lx67(ii)设气缸B的温度为T、压度为p时，绝热活塞加到初始位置，b活塞BALLL2a活塞6对气体B:01()2pLSLSpLSTT③对气体A:1[(2)](2)2pLxSLSpLxS④①~④联立解得：0125TT4．(10分)（2019年3月兰州模拟）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C。已知状态A的温度为600K。求：(I)气体在状态C的温度；(Ⅱ)若从状态A变化到状态B的整个过程中，气体是从外界吸收热量为Q，气体对外界做了多少功。【命题意图】本题考查气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律及其相关知识点。【解题思路】75.（2019陕西西安市蓝田县模拟）如图所示，水平地面上放置一个内壁光滑的绝热汽缸，气缸开口朝上，缸内通过轻质活塞封闭一部分气体。初态时气体压强为一个大气压、温度为27℃，活塞到汽缸底部距离为30cm。现对缸内气体缓慢加热到427℃，缸内气体膨胀而使活塞缓慢上移，这一过程气体内能增加了100J．已知汽缸横截面积为50cm2，总长为50cm，大气压强为1.0×105Pa．气缸上端开口小于活塞面积，不计活塞厚度，封闭气体可视为理想气体。（i）末态时（427℃）缸内封闭气体的压强（ⅱ）封闭气体共吸收了多少热量。【名师解析】（i）活塞移动到气缸口过程气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：，代入数据解得：T2=500K，即227℃，因为：227℃＜427℃，所以气体接着发生等容变化，当气体温度达到427℃时气体压强为P，由查理定律得：，即：=，解得：P=1.4×105Pa；（ii）由题意可知，气体膨胀过程活塞移动的距离：△x=0.5-0.3=0.2m，大气压力对封闭气体做功：W=-P0S△x，代入数据解得：W=-100J，由热力学第一定律得：△U=W+Q，则：Q=△U-W=100-（-100）=200J；答：（i）末态时（427℃）缸内封闭气体的压强为1.4×105Pa。（ⅱ）封闭气体共吸收了多少热量200J。6.(（10分）（2019伯乐马模拟5）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计），初始时，封闭气体温度为活塞距离气缸底部为加，细管内两侧水银柱存在高度8差。已知水银密度为p,大气压强为气缸横截面积为S,重力加速度为g,求：（i）U形细管内两侧水银柱的高度差；（(ii）)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降△h0，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化。【名师解析】7.（2019东北三省四市模拟）9【命题意图】此题考查气体实验定律及其相关知识点。【解题思路】【命题立意】以气体实验定律为命题背景，考查学生的分析综合能力。【解析】①设上部分气体初态压强为1P、末态压强为2PA活塞平衡：smgs01PP………………………（2分）解得Pa108P31上部分气体初态体积为2V、末态体积4V…………（1分）由玻意耳定律得4P2P21VV……………（2分）解得上部分气体的压强Pa106.1P42……………（1分）②当活塞A移动到最高点B时，下部分气体末态压强与上部分气体压强相等，也为2P，末态体积43V………………………………………………（1分）由理想气体状态方程得TVPTVP432200……………………（2分）下部分气体的温度K648T…………………………………………（1分）注：本题用其他方法得到正确结果，可酌情按步骤给分。