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四、选考部分专练
[专练定位] 冲刺满分——12分
本专练主要解决高考的选修模块的选考题，通过对各省命题规律的争辩可以发觉，以下几种命题形式是高考的热点：①热学基本学问与热力学定律应用的组合；②热力学定律应用与气体试验定律的组合；③波速公式、波的图象、波动和振动关系的应用；④光的折射定律和全反射的应用；⑤核反应和质能方程的应用；⑥光电效应的基本规律；⑦玻尔理论和能级跃迁；⑧动量守恒定律的应用．
[高分策略]
1．第(1)小题在高考中属于送分题，重在考查考生对基本概念的理解，要在理解的基础上记忆，反复记忆，温故而知新．
2．第(2)小题多数是计算题，得分锦囊是“抓重点、熟方法、强规范”．
专练21 选修3－3
1．(2022·高考冲刺卷七)(1)(4分)下列说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A．做功和热传递在转变物体内能上是等效的
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力
D．肯定质量的抱负气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
(2)(8分)如图1所示，肯定质量的抱负气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300 K.
图1
①求气体在状态B的温度；
②由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．
解析 (1)做功和热传递是转变内能的两种方式，A正确，布朗运动是固体小颗粒的无规章运动，B错误；分子间的引力和斥力是同时存在的，C错误；由于抱负气体无分子势能，只有分子动能，分子动能大小由温度打算，故肯定质量的抱负气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，因此D正确．
(2)①由抱负气体的状态方程＝
(2分)
得气体在状态B的温度TB＝＝1 200 K
(1分)
②由状态B到状态C，气体做等容变化，
由查理定律得＝，
(1分)
则TC＝TB＝600 K
(1分)
气体由状态B到状态C为等容变化，气体不做功，但温度降低，内能减小．依据热力学第肯定律ΔU＝W＋Q，ΔU<0，W＝0，故Q<0，可知气体要放热．(3分)
答案 (1)AD (2)①1 200 K ②放热，理由见解析
2．(2022·昆明市质量检测)(1)(4分)下列说法中正确的是________．(双选，填正确答案标号．)
A．液体表面存在张力是由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离
B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
C．在完全失重的状况下，密闭容器内的气体对器壁也有压强
D．气体假如失去了容器的约束就会散开，这是由于气体分子之间存在斥力的原因
图2
(2)(8分)如图2甲所示，面积为S，质量为M的活塞在气缸内封闭着肯定质量的抱负气体．现对缸内气体缓慢加热，使缸内气体的温度从T1上升到T2，气柱的高度增加了ΔL，内能增加了ΔU.已知整个过程中气体不会泄露，外界大气压强为p0，重力加速度为g.求：
①加热过程中气体吸取的热量为多少；
②如图乙所示，若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则所放砝码的质量为多少．
解析 (2)①假设缸内气体的温度为T1时压强为p1，对活塞进行受力分析，活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，得Mg＋p0S＝p1S
(1分)
气体膨胀对外界做功为
W＝p1SΔL
(1分)
依据热力学第肯定律得
Q－W＝ΔU
(1分)
解得Q＝ΔU＋(p0S＋Mg)ΔL
(1分)
②气体变化的整个过程可视为等容变化，假设所放砝码的质量为m，缸内气体的温度为T2时压强为p2，将活塞和砝码视为一个整体进行受力分析，系统受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，得
(M＋m)g＋p0S＝p2S
(1分)
依据查理定律＝
(1分)
解得m＝
(2分)
答案 (1)AC
(2)①ΔU＋(p0S＋Mg)ΔL ②
3．(2022·山东青岛二模)(1)(4分)下列说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A．肯定质量抱负气体在等压膨胀过程中气体肯定吸取热量
B．单晶体与多晶体的区分在于前者有固定熔点，后者没有固定熔点
C．布朗运动表明悬浮颗粒分子在永不停息地做无规章运动
D．油膜法估测分子直径的试验中，使用酒精的目的是为了便利的形成较抱负的单分子油膜层
(2)(8分)如图3所示，金属圆柱形气缸的上部有小挡板，可以阻挡活塞滑离气缸，气缸内部的高度为L，质量不计的薄活塞将肯定质量的气体封闭在气缸内．开头时圆柱形气缸被加热到327 ℃，气体压强为1.5p0，
图3
已知外界环境温度为t1＝27 ℃，外界大气压强为p0＝1 atm，求：
①气体温度降低到t2＝150 ℃时，活塞离底部的高度；
②最终稳定时(与外界环境温度相同)，活塞离底部的高度．
解析 (1)由＝C可知，V增大，T上升，内能增大，由ΔU＝W＋Q可知．抱负气体在等压膨胀过程中气体肯定吸取热量，A对．由于多晶体是由很多单晶体构成，所以多晶体也有固定熔点，B错．布朗运动是悬浮颗粒的无规章运动．故C错；依据油膜法估测分子直径的试验原理可知，D对．
(2)①当活塞刚要下落时，设气体温度为T0，由查理定律得：
＝
(2分)
得T0＝400 K
(1分)
当T2＝420 K时，体积没变，活塞离底部的高度仍为L
(1分)
②活塞最终稳定后，由抱负气体状态方程得：
＝
(2分)
整理得h＝.
(2分)
答案 (1)AD (2)①L ②
4．(2022·高考冲刺卷八)(1)(4分)下列关于气体和液体的说法中，正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发觉水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越猛烈
B．晶体和非晶体在肯定条件下可以相互转化
C．某些昆虫可以站在水面上是由于液体有表面张力
D．温度高的物体每个分子平均动能肯定比温度低的物体的每个分子的平均动能大
图4
(2)(8分)如图4所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l＝50 cm，水平部分足够长．当温度为15 ℃时，竖直管中有一段长h＝20 cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20 cm的空气柱．设外界大气压强始终保持在76 cmHg.求：
①被封空气柱长度为l2＝40 cm时的温度；
②温度上升至327 ℃时，被封空气柱的长度l3.
解析 (1)布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒受到液体分子或气体分子撞击，因受到的撞击力不均匀而造成的，明显撒在一锅水中的胡椒粉在加热时翻滚不是布朗运动，A错误；晶体和非晶体在肯定条件下可以相互转
化，B正确；某些昆虫可以站在水面上是由于水的表面张力作用，C正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大，并不是每个分子的动能都大，也不肯定比温度低的物体每个分子的动能大，D错误．
(2)①气体在初态时有：
p1＝96 cmHg，T1＝288 K，l1＝20 cm.
末态时有：p2＝86 cmHg，l2＝40 cm.
由抱负气体状态方程得：＝
(2分)
所以可解得：T2＝T1＝516 K
(2分)
②当温度上升后，竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内，甚至水银柱全部进入水平管．因此当温度上升至327 ℃时，水银柱如何分布，需要分析后才能得知．设水银柱刚好全部进入水平管，则此时被封闭气柱长为l＝50 cm，压强p＝76 cmHg，此时的温度为
T＝·T1＝570 K
(2分)
现温度上升到600 K>T，可见水银柱已全部进入水平管内，末态时p3＝76 cmHg，T3＝600 K，此时空气柱的长度
l3＝·l1＝52.6 cm
(2分)
答案 (1)BC (2)①516 K ②52.6 cm
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