2011届高考第一轮总复习满分练兵场
选修3-3 第2讲
一、选择题
1．液体表面张力产生的原因是 A．液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力 B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力 C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力 D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力 [答案] C
( )
[解析] 液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引，故C正确．
2．(2009·江苏模拟)玻璃烧杯中盛有少许水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在烧杯中呈怎样的形状(如图所示) ( ) [答案] D
[解析] 因为水银不浸润玻璃，所以在完全失重的情况下，其形状由表面张力决定．在表面张力作用下表面要收缩至最小，因而最终水银成球形．
3．由饱和汽和饱和汽压的概念，选出下列结论中哪些是正确的 ( ) A．饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程中，且进行的速率相等 B．一定温度饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大 C．一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大 D．饱和汽压跟绝对温度成正比 [答案] AB
[解析] 由动态平衡概念可知A正确；在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度升高而增大，故B正确；一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错误．饱和汽压随温度升高而增大，原因是：温度升高时，饱和汽的密度增大；温度升高时，气体分子平均速率增大．理想气体状态方程不适用于饱和汽，饱和汽压和绝对温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，D错误．
4．(2009·东营一中考试)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲乙丙所示，而甲、乙、丙三种液体在熔解过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示 ( ) A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、丙为晶体，乙是非晶体 C．甲、丙为非晶体，丙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 [答案] BD
[解析] 由图甲乙丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体．其中甲为多晶体，丙为单晶体． 5．(2009·西安五校联考)如图所示是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布，由图可得信息 ( ) A．同一温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例升高 D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率增大 [答案] AD
[解析] 由题图可知，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；这是一个统计规律，不能说随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大，B错误；随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例降低，氧气分子的平均速率增大，C错误、D正确．
6．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止．设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好．使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是 ( ) A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 [答案] D
[解析] 取活塞及汽缸为研究对象，其重力和弹簧弹力平衡，无论气体怎样变化，弹力不变，M缸g其长度不变，A错；p气＝p0＋，大气压强p0增大，气体压强变大，温度不变．由玻意
S耳定律知气柱变短，即汽缸上底面离地高度变小，B错；气体压强不变，温度升高，根据盖—吕萨克定律知体积增大，气柱变长，知C错，D对．
二、非选择题
7．某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一张鱼儿戏水的图画如图，但旁边的同学考虑到上层水温
较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述，不要画图)，并指出这样画的物理依据．
(1)正确画法______________________________________________________________ (2)物理依据_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (3)试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因．
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ [答案] 见解析
[解析] (1)气泡体积由下向上要逐渐增大． p1V1p2V2p1T2
(2)由理想气体状态方程＝，V2＝V
T1T2p2T11∵p1>p2，T2>T1，∴V2>V1
(3)由于昆虫受表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体表面下凹，像张紧的橡皮膜，液体由于表面张力作用，对昆虫施加向上的作用力，该力与重力平衡，所以昆虫不会沉入水中． 8．一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V－T关系如V－V01
图(a)所示，图中＝.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计，然
V0－V′2后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下，当环境温度为T0时，三个温度计的示数各不相同，如图(b)所示，温度(ⅱ)中的测温物质应为实际气体________(图中活塞质量忽略不计)；若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21℃和24℃，则此时温度计(ⅰ)的示数为________℃；可见以实际气体作为测温物质时，会产生误差．为减小在T1～T2范围内的测量误差，现对T0进行修正，制成如图(c)所示的复合气体温度计，图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分，在温度为T1时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ，则两种气体体积之比VⅠVⅡ应为________． [答案] Ⅱ 23 2：1
[解析] 本实验是在教材探索性实验的基础上，考查考生综合运用所学知识分析、处理实验数据等能力，从而突出了对创新能力的考查．从V－T图像可看出，温度为T1时，气体的体积相同；温度为T0时，Ⅱ的体积较小，所以温度计ⅱ中的测温物质应为实际气体Ⅱ，在温度V－V0Tⅲ－T01
为T0时，Tⅱ＝21℃，Tⅲ＝24℃，由于＝＝，代入数据可得T0＝23℃，对T0
V0－V′T0－Tⅱ2校正，在温度T1时装入气体体积比为
9．一电炉的功率P＝200W，将质量m＝240g的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图所示．设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？
[答案] 60℃ 1×105J/kg
[解析] 由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点．
根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化．
样品的熔点为60℃，熔化时间t＝2min，电流做功W＝Pt. 设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q＝λm. 由W＝Q，即Pt＝λm，得
Pt200×2×60λ＝＝J/kg＝1×105J/kg 3m240×10－
10．一容器有一小孔与外界相通，温度为27℃时容器中气体的质量为m，若使温度升高到127℃，容器中气体的质量为多少？ 3
[答案] m
4
[解析] 容器容积一定，内部气体的质量m＝ρ·V，质量之比就等于内部气体密度之比．利用
p1p2＝求得密度之比，便可解得答案． ρ1T1ρ2T2
容器内气体p1＝p2，T1＝300K，T2＝400K. 据
p1p2ρ1T24＝得＝＝，而m＝ρ·V， ρ1T1ρ2T2ρ2T13
333
m2＝ρ2V＝ρ1·V＝m.所以容器内气体质量还剩m.
444
11．图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象．已知气体在状态
A时的压强是1.5×105Pa.
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的值；
(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程． [答案] (1)200K (2)见解析
[解析] 从A到B是等压变化，从B到C是等容变化．
(1)由题图甲可以看出，A与B的连线的延长线过原点O，所以A→B是等压变化，即pA＝pB. VAVB根据盖—吕萨克定律可得＝，
TATBVA0.4
所以TA＝·TB＝×300K＝200K.
VB0.6
pBpC(2)如题图甲所示，由B→C是等容变化，根据查理定律得：＝.
TBTCTC40044
所以pC＝·pB＝·pB＝·pA＝×1.5×105Pa＝2.0×105Pa.
TB30033则可画出由状态A→B→C的p－T图象如答图所示．
12．如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm2的活
塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105Pa为大气压强)，温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm.g取10m/s2求： (1)活塞的质量； (2)物体A的体积．
[答案] (1)4kg (2)640cm3 [解析] (1)设物体A的体积为ΔV.
T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，V1＝60×40－ΔV mg
T2＝330K，p2＝(1.0×105＋)Pa，V2＝V1
40×10－4T3＝360K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV p1p2由状态1到状态2为等容过程＝ T1T2代入数据得m＝4kg
V2V3(2)由状态2到状态3为等压过程＝ T2T3代入数据得ΔV＝640cm3
13．(2009·宁夏)(1)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V－T图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb和Pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则(填入选项前的字母，有填错的不得分) ( )
图甲
A．Pb>Pc，Qab>Qac B．Pb>Pc，Qab (2)图乙中系统由左右两个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通． 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气．大气的压强P0，温度为T0＝273K，两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1P0.系统平衡时，各气体柱的高度如图乙所示．现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度．用 外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体．求 图乙 (1)第二次平衡时氮气的体积； (2)水的温度． [答案] (1)C (2)①2.7hS ②368.55K [解析] (1)C (2)①考虑氢气的等温过程．该过程的初态压强为p0，体积为hS，末态体积为0.8hS.设末态的压强为p，由玻意耳定律得 p0hSp＝＝1.25p0. 0.8hS 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程中是等温过程，该过程的初态压强为1.1p0，体积为V，末态压强为p′，体积为V′，则 p′＝p＋0.1p0＝1.35p0， V′＝2.2hS. 由玻意耳定律得 1.35p0V＝×2.2hS＝2.7hS. 1.1p0 ②活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程，该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0＝273K，末态体积为2.7hS，设末态温度为T，由盖—吕萨克定律得 2.7hST＝T＝368.55K. 2hS0 外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体．求 图乙 (1)第二次平衡时氮气的体积； (2)水的温度． [答案] (1)C (2)①2.7hS ②368.55K [解析] (1)C (2)①考虑氢气的等温过程．该过程的初态压强为p0，体积为hS，末态体积为0.8hS.设末态的压强为p，由玻意耳定律得 p0hSp＝＝1.25p0. 0.8hS 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程中是等温过程，该过程的初态压强为1.1p0，体积为V，末态压强为p′，体积为V′，则 p′＝p＋0.1p0＝1.35p0， V′＝2.2hS. 由玻意耳定律得 1.35p0V＝×2.2hS＝2.7hS. 1.1p0 ②活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程，该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0＝273K，末态体积为2.7hS，设末态温度为T，由盖—吕萨克定律得 2.7hST＝T＝368.55K. 2hS0
