【大題型專練之勿忘選考題】2020高考物理增值增分特訓(xùn)：選修33 專練定位本專練主要解決高考的選修模塊的選考題通過對(duì)各省命題規(guī)律的研究可以發(fā)現(xiàn)，以下幾種命題形式是高考的熱點(diǎn)：熱學(xué)基本知識(shí)與熱力學(xué)定律應(yīng)用的組合；熱力學(xué)定律應(yīng)用與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合；波速公式、波的圖象、波動(dòng)和振動(dòng)關(guān)系的應(yīng)用；光的折射定律和全反射的應(yīng)用；光的本性的考查；核反應(yīng)和質(zhì)能方程的應(yīng)用；光電效應(yīng)的基本規(guī)律；玻爾理論和能級(jí)躍遷；動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用應(yīng)考策略構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)梳理知識(shí)要點(diǎn)，同時(shí)對(duì)熱點(diǎn)題型進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練由于高考對(duì)本部分內(nèi)容要求較低，復(fù)習(xí)中要抓基礎(chǔ)，重全面，防止遺漏知識(shí)要點(diǎn)選修33(限時(shí)：40分鐘)1(2020·重慶·10)(1)某未密閉房間內(nèi)的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對(duì)該室內(nèi)空氣緩慢加熱，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時(shí)()A室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小B室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大C室內(nèi)空氣的密度比室外的大D室內(nèi)空氣對(duì)室外空氣做了負(fù)功(2)汽車未裝載貨物時(shí)，某個(gè)輪胎內(nèi)氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；裝載貨物后，該輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增加了p.若輪胎內(nèi)氣體視為理想氣體，其質(zhì)量、溫度在裝載貨物前后均不變，求裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量答案(1)B(2)V0解析(1)房間沒有密閉，對(duì)房間內(nèi)氣體加熱時(shí)，內(nèi)外壓強(qiáng)始終相等，但溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能變大，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)對(duì)此時(shí)室內(nèi)外空氣密度應(yīng)相等，C項(xiàng)錯(cuò)室內(nèi)氣體膨脹對(duì)外做功，對(duì)室外氣體做正功，D項(xiàng)錯(cuò)(2)對(duì)輪胎內(nèi)氣體進(jìn)行研究：由于等溫變化則有p0V0(p0p)V所以VV0所以VVV0V02 (2020·江蘇·12)如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，AB和CD為等溫過程，BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)，這就是著名的“卡諾循環(huán)”圖1(1)該循環(huán)過程中，下列說法正確的是_AAB過程中，外界對(duì)氣體做功BBC過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大CCD過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多DDA過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是_(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DA”)若氣體在AB過程中吸收63 kJ的熱量，在CD過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為_kJ.(3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol，氣體在A狀態(tài)時(shí)的體積為10 L，在B狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為A狀態(tài)時(shí)的.求氣體在B狀態(tài)時(shí)單位體積內(nèi)的分子數(shù)(已知阿伏加德羅常數(shù)NA6.0×1023mol1，計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案(1)C(2)BC25(3)4×1025m3解析(1)由理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律分析，AB為等溫過程，內(nèi)能不變，氣體的體積增大，氣體對(duì)外做功，A錯(cuò)；BC過程為絕熱過程，氣體體積增大對(duì)外做功，因此內(nèi)能減小，氣體分子的平均動(dòng)能減小，B錯(cuò)；CD為等溫過程，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C正確； DA為絕熱過程，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增大，溫度升高，因此氣體分子的速率分布曲線變化，D錯(cuò)(2)在以上循環(huán)過程中，內(nèi)能減少的過程是BC.由熱力學(xué)第一定律UQW得W25 kJ.(3)AB為等溫過程有pAVApBVB，解得VB15 L，B狀態(tài)時(shí)單位體積內(nèi)分子數(shù)n，解得n4×1025m3.3 (1)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是_A物體的溫度不能降到0 KB一定量氣體，吸熱200 J，內(nèi)能減少20 J，氣體對(duì)外做功220 JC任何固體在全部熔化前，溫度都是保持不變的D利用高科技手段，可以將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化E一定質(zhì)量的100 °C的水吸收熱量后變成100 °C的水蒸氣，則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能(2)如圖2甲所示，地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸，汽缸的橫截面積S2.5×103 m2.汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一個(gè)力傳感器，傳感器通過一根細(xì)桿與天花板固定好汽缸內(nèi)密封有溫度t027 °C，壓強(qiáng)為p0的理想氣體，此時(shí)力傳感器的讀數(shù)恰好為0.若外界大氣的壓強(qiáng)p0不變，當(dāng)密封氣體溫度t升高時(shí)力傳感器的讀數(shù)F也變化，描繪出Ft圖象如圖乙所示，求：圖2力傳感器的讀數(shù)為5 N時(shí)，密封氣體的溫度t；外界大氣的壓強(qiáng)p0.答案(1)ABE(2)32 °C1.2×105 Pa解析(1)0 K為宇宙的最低溫度，只能接近不能達(dá)到，選項(xiàng)A正確；由熱力學(xué)第二定律可知，UQW，W20 J200 J220 J，選項(xiàng)B正確；只有晶體在全部熔化前，溫度才是保持不變的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)定律可知，熱量的散失具有不可逆性，不能完全收集起來而不引起其他變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的100 °C的水吸收熱量后變成100 °C的水蒸氣，內(nèi)能不變，但體積增大，對(duì)外做功，說明吸收的熱量大于增加的內(nèi)能，選項(xiàng)E正確(2)由題圖乙可知得出t32 °C溫度t1327 °C時(shí)，密封氣體的壓強(qiáng)p1p0p01.2×105 Pa密封氣體發(fā)生等容變化，則聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得p01.2×105 Pa4 (1)下列說法中正確的有_A“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸分子的直徑等于油酸酒精溶液的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積B布朗運(yùn)動(dòng)中，懸浮在液體中的固體顆粒越小、液體的溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動(dòng)能不相同D液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性(2)如圖3所示，豎直放置的粗細(xì)均勻的U形管，右端封閉有一段空氣柱，兩管內(nèi)水銀面高度差為h19 cm，封閉端空氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)140 cm.為了使左、右兩管中的水銀面相平，(設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p076 cmHg，空氣柱溫度保持不變)試問：圖3需從左管的開口端再緩慢注入高度多少的水銀柱？此時(shí)封閉端空氣柱的長(zhǎng)度是多少？注入水銀過程中，外界對(duì)封閉空氣做_(填“正功”“負(fù)功” 或“不做功”)，氣體將_(填“吸熱”或“放熱”)答案(1)BD(2)39 cm30 cm正功放熱解析(1)“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸分子的直徑等于油酸酒精溶液中純油酸的體積除以相應(yīng)油膜的面積，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)與固體顆粒大小、液體溫度有關(guān)，固體顆粒越小、液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，選項(xiàng)B正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，分子的平均動(dòng)能就相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)液晶的特性，選項(xiàng)D正確(2)設(shè)U形管橫截面積為S，左、右兩管中的水銀面相平后，封閉端空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)2.對(duì)空氣柱有(p019 cmHg)SL1p0SL2，得L230 cm故需要再注入39 cm的水銀柱正功放熱5(1)如圖4所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢(shì)能的最小值為E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是()圖4A乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，加速度最大B乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，其動(dòng)能為E0C乙分子在Q點(diǎn)(xx1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)D乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為xx1(2)如圖5所示，兩端開口的汽缸水平固定，A、B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞，面積分別為S120 cm2，S210 cm2，它們之間用一根細(xì)桿連接，B通過水平細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與質(zhì)量為M的重物C連接，靜止時(shí)汽缸中的空氣壓強(qiáng)p11.2 atm，溫度T1600 K，汽缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng).已知大氣壓強(qiáng)p01 atm1.0×105 Pa，取g10 m/s2，缸內(nèi)空氣可看做理想氣體，不計(jì)摩擦求：圖5重物C的質(zhì)量M是多少；降低汽缸中氣體的溫度，活塞A將向右移動(dòng)，在某溫度下活塞A靠近D處時(shí)處于平衡，此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度是多少答案(1)BD(2)2 kg400 K解析(1)由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，動(dòng)能最大，速度最大，加速度為零，由于兩分子總能量為零，所以，乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)有Ek(E0)0，解得EkE0，A錯(cuò)誤，B正確；乙分子在Q點(diǎn)(xx1)時(shí)，動(dòng)能并非最大，即加速度不等于零，不是平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；乙分子在x1處時(shí)，分子勢(shì)能為零，動(dòng)能亦為零，由Ek0，EpEk0得乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為xx1，選項(xiàng)D正確(2)活塞整體受力平衡，則有p1S1p0S2p0S1p1S2Mg代入數(shù)據(jù)，得M2 kgA靠近D處時(shí)，后來，力的平衡方程沒變，所以氣體壓強(qiáng)沒變由等壓變化有代入數(shù)據(jù)得T2400 K6 (1)以下說法中正確的是_A現(xiàn)在教室內(nèi)空氣中的氮?dú)夂脱鯕獾姆肿悠骄鶆?dòng)能相同B用活塞壓縮汽缸里的空氣，活塞對(duì)空氣做功52 J，這時(shí)空氣的內(nèi)能增加了76 J，則空氣從外界吸熱128 JC有一分子a從無窮遠(yuǎn)處靠近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)a、b間分子力為零時(shí)，它們具有的分子勢(shì)能一定最小D顯微鏡下觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)E一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程都是不可逆的(2)潛水員在進(jìn)行水下打撈作業(yè)時(shí)，有一種方法是將氣體充入被打撈的容器，利用浮力使容器浮出水面假設(shè)在深10 m的水底有一無底鐵箱倒扣在水底，鐵箱內(nèi)充滿水，潛水員先用管子伸入容器內(nèi)部，再用氣泵將空氣打入鐵箱內(nèi)，排出部分水，如圖6所示已知鐵箱質(zhì)量為560 kg，容積為1 m3，水底溫度恒為7 °C，外界大氣壓強(qiáng)恒為p01 atm1.0×105 Pa，水的密度為1.0×103 kg/m3，忽略鐵箱壁的厚度、鐵箱的高度及打入空氣的質(zhì)量，求至少要打入多少體積的1 atm、27 °C的空氣才可使鐵箱浮起(g取10 m/s2)圖6答案(1)ACE(2)1.2 m3解析(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，教室中氮?dú)夂脱鯕鉁囟认嗤?，故分子平均?dòng)能相同，選項(xiàng)A正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，UWQ，可得Q76 J52 J24 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分子力為零時(shí)，分子間的距離為r0，它們具有的分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)C正確；布朗運(yùn)動(dòng)是固體懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)E正確(2)設(shè)打入的空氣體積為V1，到湖底后，這部分空氣的體積為V2.湖底的壓強(qiáng)p2p0p水p0水gh2 atm鐵箱充氣后所受浮力為F浮水gV2上浮的條件是水gV2mg0有V2 m30.56 m3由理想氣體狀態(tài)方程有得V1·× m31.2 m3故至少需要打入1.2 m3的1 atm、27 °C的空氣7(1)如圖7是一定質(zhì)量的理想氣體的pV圖，氣體從ABCDA完成一次循環(huán)，AB(圖中實(shí)線)和CD為等溫過程，溫度分別為T1和T2.下列說法中正確的是_圖7AT1>T2B從CD過程放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功C若氣體沿直線由AB，則氣體的溫度先降低后升高D從微觀角度講BC過程壓強(qiáng)降低是由于分子的密集程度減少而引起的E若BC過程放熱200 J，DA過程吸熱300 J，則DA過程氣體對(duì)外界做功100 J(2)如圖8所示，一上端開口的圓筒形導(dǎo)熱汽缸豎直靜置于地面，汽缸由粗、細(xì)不同的兩部分構(gòu)成，粗筒的橫截面積是細(xì)筒橫截面積S(cm2)的2倍，且細(xì)筒足夠長(zhǎng)粗筒中一個(gè)質(zhì)量和厚度都不計(jì)的活塞將一定量的理想氣體封閉在粗筒內(nèi)，活塞恰好在兩筒連接處且與上壁無作用，此時(shí)活塞相對(duì)于汽缸底部的高度h12 cm，大氣壓強(qiáng)p075 cmHg.現(xiàn)把體積為17S(cm3)的水銀緩緩地從上端倒在活塞上方，在整個(gè)過程中氣體溫度保持不變，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦求活塞靜止時(shí)下降的距離x.圖8答案(1)ABE(2)2 cm解析(1)pV圖線為反比例函數(shù)圖線，由理想氣體狀態(tài)方程C可知，圖線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)溫度越高，即T1>T2，A正確；從CD過程為等溫過程，氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，由熱力學(xué)第一定律可知，B正確；從AB過程，虛線與等溫線AB的距離先增加再減小，氣體的溫度先升高再降低，C錯(cuò)誤；從BC過程氣體體積不變，分子的密集程度不變，壓強(qiáng)降低是由于溫度減小，分子平均速率減小而引起的，D錯(cuò)誤；狀態(tài)C、狀態(tài)D溫度相同有相同的內(nèi)能，A、B溫度相同有相同的內(nèi)能，由熱力學(xué)第一定律分析可得E正確(2)以汽缸內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象初態(tài)壓強(qiáng)p1p075 cmHg，初態(tài)體積V12hS末態(tài)體積V22(hx)S末態(tài)壓強(qiáng)p2(p0x)由玻意耳定律可知p1V1p2V2即75×2×12S(75x172x)×2(12x)S化簡(jiǎn)得x2104x2040解得x2 cm或x102 cm(舍)8 (1)以下說法正確的是_A氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)B氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子間的吸引和排斥產(chǎn)生的C布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的小顆粒的運(yùn)動(dòng)，它說明分子不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)D當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子勢(shì)能最小E如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體的平均動(dòng)能一定增大，因此壓強(qiáng)也必然增大(2)如圖9所示，用輕質(zhì)活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量理想氣體，活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計(jì)，開始時(shí)活塞距汽缸底高度h10.50 m，氣體的溫度t127 .給汽缸加熱，活塞緩慢上升到距離汽缸底h20.80 m處，同時(shí)缸內(nèi)氣體吸收Q450 J的熱量已知活塞橫截面積S5.0×103 m2，大氣壓強(qiáng)p0 1.0×105 Pa.求：圖9活塞距離汽缸底h2時(shí)的溫度t2；此過程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能U.答案(1)CDE(2)207 °C300 J解析(2)氣體做等壓變化，活塞距離汽缸底h2時(shí)溫度為t2，則根據(jù)氣態(tài)方程可得即解得t2207 °C在氣體膨脹的過程中，氣體對(duì)外做功為W0pV1.0×105×(0.800.50)×5.0×103 J150 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能的變化為UWQW0Q150 J450 J300 J