2020年高考物理真题模拟题汇编15选修33含解析

1专题15选修3-31．（2020山东卷）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判断正确的是A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C．在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量【答案】C【解析】A．根据气体做功的表达式WFxpSxpV可知pV图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在ab过程中对外界做的功等于bc过程中对外界做的功，A错误；B．气体从ab，满足玻意尔定律pVC，所以abTT所以0abU，根据热力学第一定律UQW可知0ababQW，气体从bc，温度升高，所以0bcU，根据热力学第一定律可知bcbcbcUQW，结合A选项可知0abbcWW，所以bcabQQ，bc过程气体吸收的热量大于ab过程吸收的热量，B错误；C．气体从ca，温度降低，所以0caU，气体体积减小，外界对气体做功，所以0caW，根据热力学第一定律可知caQ，放出热量，C正确；D．理想气体的内能只与温度有关，根据abTT可知从cabcTT，所以气体从ca过程中内能的减少量等于bc过程中内能的增加量，D错误。故选C。2．（2020年天津卷）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口2喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体A．压强变大B．对外界做功C．对外界放热D．分子平均动能变大【答案】B【解析】A．随着水向外喷出，气体的体积增大，由于温度不变，根据pV恒量可知气体压强减小，A错误；BC．由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律UWQ气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B正确，C错误；D．温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D错误。故选B。3．（2020江苏卷）玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有A．没有固定的熔点B．天然具有规则的几何形状C．沿不同方向的导热性能相同D．分子在空间上周期性排列【答案】AC【解析】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。故选AC。4．（2020新课标Ⅱ卷）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_______。3A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内【答案】BC【解析】A．燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化，同时热传递向空气转移。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律；B．冷水倒入保温杯后，没有对外做功，同时也没有热传递，内能不可能减少，故违背热力学第一定律；C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，必然产生其他影响故违背热力学第二定律；D．制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，发生了内能的转移，同时对外界产生了影响。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。5．（2020江苏卷）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽，此时_____（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出。当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的密度_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。【答案】有增大【解析】形成饱和气后，酒精还是会蒸发，只是液体里跑到气体中的分子和气体中的分子跑到液体里的速度一样快，整体来看是不变的。即此时仍然会有酒精分子从液面飞出；温度升高使气体分子的动能增大，离开液体表面的气体分子更多，饱和汽密度增大。6．（2020新课标Ⅰ卷）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r=r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_____（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。【答案】减小减小小于4【解析】从距O点很远处向O点运动，两分子间距减小到2r的过程中，分子间体现引力，引力做正功，分子势能减小；在21rr的过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小；在间距等于1r之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在1r处分子势能小于零。7．（2020新课标Ⅰ卷）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为12p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后：（i）两罐中气体的压强；（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。【答案】（i）23p（ii）23【解析】（i）气体发生等温变化，对甲乙中的气体，可认为甲中原气体有体积V变成3V，乙中原气体体积有2V变成3V，则根据玻意尔定律分别有13pVpV，21232pVpV则1212()32pVpVppV则甲乙中气体最终压强122'3pppp（ii）若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为p，则''pVpV计算可得2'3VV由密度定律可得，质量之比等于5'23mVmV现原8．（2020新课标Ⅱ卷）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，Hh，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。（1）求进入圆筒内水的高度l；（2）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。【答案】（1）0gHlhpgH；（2）0gSHhVp【解析】（1）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有p1V1=p0V0①V0=hS②V1=（h–l）S③p1=p0+ρg（H–l）④联立以上各式并考虑到Hh，hl，解得0gHlhpgH⑤（2）设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有p2V0=p0V3⑥其中p2=p0+ρgH⑦6设需压入筒内的气体体积为V，依题意V=V3–V0⑧联立②⑥⑦⑧式得0gSHhVp⑨9．（2020新课标Ⅲ卷）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h0=4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K。大气压强p0=76cmHg。（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？【答案】（i）12.9cm；（ii）363K【解析】（i）设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2。由玻意耳定律有1122pVpV设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有100hppg，20ppgh102VSHlh，2VSH联立以上式子并代入题中数据得h=12.9cm（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖一吕萨克定律有2312VVTT按题设条件有73(2)VSHh代入题中数据得T2=363K10．（2020江苏卷）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其1pV图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q。【答案】5210J【解析】根据1PV图像可知状态A和状态C温度相同，内能相同；故从A经B到C过程中气体吸收的热量等于气体对外所做的功。根据图像可知状态A到状态B为等压过程，气体对外做功为()55121021J=210JWpV==创-?状态B到状态C为等容变化，气体不做功；故A经B到C过程中气体吸收的热量为51210JQW==?11．（2020四川省雅安市高三下学期三诊）下列说法正确的是A．理想气体吸热后温度一定升高B．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等C．某理想气体的摩尔体积为0V，阿伏加德罗常数为AN，则该理想气体单个的分子体积为0AVND．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大8E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动【答案】BDE【解析】A.理想气体的内能只与温度有关。根据热力学第一定律U=W+Q得，物体的内能与做功和热传递有关，所以一定质量的理想气体吸热后温度不一定升高，故A错误；B.温度是分子的平均动能的标志，所以相同温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等；但氢气分子与氧气分子相比，氢气分子的质量小，所以相同质量的氢气的分子数比氧气的分子多，内能一定比氧气大，故B正确；C.某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏伽德罗常数为NA，可以求出该理想气体每一个分子所占有的空间为0AVN；由于气体分子之间的距离远大于分子的大小，该理想气体单个的分子体积远小于0AVN，故C错误；D.分子之间距离减小时，分子引力与分子斥力都增大；甲、乙两个分子在只受分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，开始时分子之间的作用力表现为引力，距离减小的过程中分子力做正功，分子势能减小；分子之间的距离小于平衡位置的距离时，分子力表现为斥力，距离再减小的过程中分子力做负功，分子势能增大，故D正确；E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动，故E正确。故选BDE.12．（2020辽宁省大连市高三双基础检测）下列说法正确的是A．所有晶体都有固定熔点B．分子之间的距离增加时，分子势能一直减小C．被冻结在冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动D．由于液体表面层的分子间距离大于体内部分子间的距离，所以液体表面具有收缩的趋势E.夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发【答案】ADE【解析】A．晶体都有固定熔点，非晶体没有固定熔点；故A正确.B．两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当分子之间的距离增加时，分子力做负功，分子势能增加；故B错误.C．分子的运动是永不停息的无规则热运动；故C错误.D．由于蒸发等原因，液体表面分子数较为稀疏，故液体表面的分子间距离大于液体内部分9子间的距离，这样才能在分子间表现为引力；故D正确.E．夏季天旱时，给庄稼松土是利用毛细现象，为了破坏土壤中的毛细管，可防止水分蒸发，故E正确.13．（2020黑龙江省大庆市高三三模）下列说法中正确的有A．布