【步步高】2014高考物理大二轮专题复习与增分策略 选考部分
专练21
专练定位 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研究可以发现，以下几种命题形式是高考的热点：①热学基本知识与热力学定律应用的组合；②热力学定律应用与气体实验定律的组合；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光的本性的考查；⑥核反应和质能方程的应用；⑦光电效应的基本规律；⑧玻尔理论和能级跃迁；⑨动量守恒定律的应用．
应考策略 构建知识网络，根据知识网络梳理知识要点，同时对热点题型进行针对性训练．由于高考对本部分内容要求较低，复习中要抓基础，重全面，防止遗漏知识要点．
(限时：40分钟)
1．(2013·重庆·10)(1)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加
热，当室内空气温度高于室外空气温度时 A．室内空气的压强比室外的小 B．室内空气分子的平均动能比室外的大 C．室内空气的密度比室外的大 D．室内空气对室外空气做了负功
(2)汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp.若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量． 答案 (1)B (2)－
ΔpV0
p0＋Δp
( )
解析 (1)房间没有密闭，对房间内气体加热时，内外压强始终相等，但温度升高时，气体分子的平均动能变大，A项错，B项对．此时室内外空气密度应相等，C项错．室内气体膨胀对外做功，对室外气体做正功，D项错． (2)对轮胎内气体进行研究：由于等温变化 则有p0V0＝(p0＋Δp)V′ 所以V′＝
V0
p0＋ΔpΔpV0
p0＋Δpp0
所以ΔV＝V′－V0＝－
2． (2013·江苏·12)如图1所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A―→B和C―→D为等温过程，B―→C和D―→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)，这就是著名的“卡诺循环”．
图1
(1)该循环过程中，下列说法正确的是________． A．A―→B过程中，外界对气体做功 B．B―→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C―→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D．D―→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A―→B”、“B―→C”、“C―→D”或“D―→A”)．若气体在A―→B过程中吸收63 kJ的热量，在C―→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为10 L，在B状态时压强2
为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数．(已知阿伏加德罗常数NA＝
36.0×10mol，计算结果保留一位有效数字) 答案 (1)C (2)B―→C 25 (3)4×10m
解析 (1)由理想气体状态方程和热力学第一定律分析，A―→B为等温过程，内能不变，气体的体积增大，气体对外做功，A错；B―→C过程为绝热过程，气体体积增大对外做功，因此内能减小，气体分子的平均动能减小，B错；C―→D为等温过程，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确；
25－3
23
－1
D―→A为绝热过程，气体体积减小，外界对气体做功，内能增大，温度升高，因此气体
分子的速率分布曲线变化，D错．
(2)在以上循环过程中，内能减少的过程是B―→C.由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得W＝25 kJ.
(3)A―→B为等温过程有pAVA＝pBVB，解得VB＝15 L，B状态时单位体积内分子数n＝，解得n≈4×10m.
3． (1)关于热力学定律，下列说法正确的是________．
A．物体的温度不能降到0 K
B．一定量气体，吸热200 J，内能减少20 J，气体对外做功220 J C．任何固体在全部熔化前，温度都是保持不变的
D．利用高科技手段，可以将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
25－3
NA
VBE．一定质量的100 °C的水吸收热量后变成100 °C的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
(2)如图2甲所示，地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热汽缸，汽缸的横截面积S＝2.5×10 m.汽缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一个力传感器，传感器通过一根细杆与天花板固定好．汽缸内密封有温度t0＝27 °C，压强为p0的理想气体，此时力传感器的读数恰好为0.若外界大气的压强p0不变，当密封气体温度t升高时力传感器的读数F也变化，描绘出F－t图象如图乙所示，求：
－3
2
图2
①力传感器的读数为5 N时，密封气体的温度t； ②外界大气的压强p0.
答案 (1)ABE (2)①32 °C ②1.2×10 Pa
解析 (1)0 K为宇宙的最低温度，只能接近不能达到，选项A正确；由热力学第二定律可知，ΔU＝Q＋W，W＝－20 J－200 J＝－220 J，选项B正确；只有晶体在全部熔化前，温度才是保持不变的，选项C错误；由热力学定律可知，热量的散失具有不可逆性，不能完全收集起来而不引起其他变化，选项D错误；一定质量的100 °C的水吸收热量后变成100 °C的水蒸气，内能不变，但体积增大，对外做功，说明吸收的热量大于增加的内能，选项E正确．
5 Nt－27 °C(2)①由题图乙可知＝ 300 N327 °C－27 °C得出t＝32 °C
②温度t1＝327 °C时，密封气体的压强
5
Fp1＝p0＋＝p0＋1.2×105 Pa
S密封气体发生等容变化，则
＝
273＋t0273＋t1
5
p0p1
联立以上各式并代入数据解得p0＝1.2×10 Pa 4． (1)下列说法中正确的有________．
A．“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积
B．布朗运动中，悬浮在液体中的固体颗粒越小、液体的温度越高，布朗运动越剧烈 C．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同
D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
(2)如图3所示，竖直放置的粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为h＝19 cm，封闭端空气柱长度为L1＝40 cm.为了使左、右两管中的水银面相平，(设外界大气压强p0＝76 cmHg，空气柱温度保持不变)试问：
图3
①需从左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱？此时封闭端空气柱的长度是多少？
②注入水银过程中，外界对封闭空气做________(填“正功”“负功” 或“不做功”)，气体将______(填“吸热”或“放热”)． 答案 (1)BD (2)①39 cm 30 cm ②正功 放热
解析 (1)“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以相应油膜的面积，选项A错误；布朗运动与固体颗粒大小、液体温度有关，固体颗粒越小、液体温度越高，布朗运动越明显，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能就相同，选项C错误；根据液晶的特性，选项D正确．
(2)①设U形管横截面积为S，左、右两管中的水银面相平后，封闭端空气柱长为L2.对空气柱有(p0－19 cmHg)SL1＝p0SL2，得L2＝30 cm 故需要再注入39 cm的水银柱 ②正功 放热
5．(1)如图4所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep
与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是
( )
图4
A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大 B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0 C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态 D．乙分子的运动范围为x≥x1