2011-2020年高考物理试卷分类汇编之113c. 选修模块3-3（下）（含答案及解析）

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第133c节 选修模块3—3（下）
1.2013年新课标I卷
33.[物理—选修3-3](15分)
(1)(6分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A分子力先增大，后一直减小
B.分子力先做正功，后做负功
C.分子动能先增大，后减小
D.分子势能先增大，后减小
(2) (9分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K。两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为po和po/3；左活塞在气缸正中间，其上方为真空; 右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求：
(i)恒温热源的温度T;
(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。
【解析】(1)BCE 两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力，且先增大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后靠近分子间表现为斥力且越来远大，A选项错；分子力先做正功后做负功，B选项对；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，B、C选项对；D选项错；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，D选项对。
(2)（ⅰ）与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方对气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得
（1）
由此得 （2）
（ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大。打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件。
气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为P，由玻意耳定律得
（3）
（4）
联立（3）（4）式，得
其解为， 另一个解，不符合题意，舍去。
2.2013年新课标II卷
33．[物理一选修3-3](5分)
(I)(5分)关于一定量的气体，下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分.选对3个得5分;每选错I个扣3分，最低得分为0分).
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高。
答案： ABE
解析：气体可以充满所能到达的整个空间，因此气体的体积即该气体的分子所能到达的空间的体积，A项正确；温度是物质分子平均动能的标志，因此气体分子运动的剧烈程度降低，即分子运动的平均速率减小，平均动能减小，温度降低，B对；气体的压强由气体热运动产生，与气体是否失重或超重无关，C错；气体从外界吸热，如果同时对外做功，共内能可能不变或减小，D错；气体在等压膨胀过程中，压强不变，体积增大，必然是温度升高的结果，E正确。易。
(2)(10分)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为p0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l1'=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。
(2)解：(10分)
以cmHg为压强单位。在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为 ①
设活塞下推后，下部空气柱的压强为，由玻意耳定律得 ②
如图，设活塞下推距离为，则此时玻璃管上部空气柱的长度为 ③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为，则 ④
由玻意耳定律得 ⑤
由①至⑤式及题给数据解得 ⑥
3.2013年重庆卷10．【选修3—3】
⑴（6分）某未密闭房间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大
D．室内空气对室外空气做了负功
⑵（6分）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：（1）B （2）
解析：（1）温度是分子热运动平均动能的标志，选B
（2）
体积的变化量为
4.2013年江苏卷12.A. [选修3-3](12 分)
如图所示,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,AB 和CD 为等温过程,BC 和DA 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”.
(1)该循环过程中,下列说法正确的是.
(A)AB 过程中,外界对气体做功
(B)BC 过程中,气体分子的平均动能增大
(C)CD 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
(D)DA 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“DA”). 若气体在AB 过程中吸收63 kJ 的热量,在CD 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,计算结果保留一位有效数字)
答案：(1)C (2) BC 25 (3)n=4×1025m-3
解析：(1) A B过程中，气体体积增大，气体对外界做功，故A错；B C过程中，PV乘积减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错；CD过程中，为等温过程，体积减小，压强增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C对；DA为绝热压缩过程 ，据热力学第一定律可知温度增高，气体分子的速率分布曲线发生变化，正态曲线向温度高端移动，故D错。
(2) 据热力学第一定律可知可知B C 是内能减小的过程 ；一次循环中内能变化为零，即 ,解之的W=25kJ。
(3)等温过程,单位体积内的分子数.
解得,代入数据得n=4×1025m-3
5.2013年山东卷36、（8分）【物理——选修3－3】
（1）下列关于热现象的描述正确的一项是（ ）
a、根据热力学定律，热机的效率可能达到100%
b、做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
c、温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
d、物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的。
答案：c。
解析：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。热机效率小于1,故a错误；热传递是通过能量的转移的方式，故b错误；热平衡的标志是温度相等，故c正确；单个分子运动是无规则的，大量分子的运动具有统计规律，故d错误。
（2）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0＝300K，压强p0＝1atm，封闭气体的体积V0＝3m3。如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。
①求990m深处封闭气体的体积（1atm相当于10m深的海水产生的压强）。
②下潜过程中封闭气体_________（填“吸热”或“放热”），传递的热量_______（填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。
答案：2.8×10-2m3 ； 放热 大于。
解析：①当气缸下潜至990m时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知
p=100atm………………①
根据理想气体状态方程得：
…………②
代入数据得：V=2.8×10-2m3……③
②气体体积缩小，外界对气体做功，气体的温度降低，内能减少，故放热；传递的热量大于外界对气体所做的功。
6.2013年海南卷15．模块3-3试题（12分）（1）（4分）下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分.选对3个得4分;每选错I个扣2分，最低得分为0分）
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故
B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故
答：ACD
解析：针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故，A说法正确；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为水可以浸润油脂，不可以浸润玻璃，B说法错误；在围绕地球飞行的宇宙飞船中，水滴处于完全失重状态，仅在液体表面张力的作用下有收缩为球形的趋势，C正确；在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，D正确；当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于玻璃板之间的空气排开后，中间没有空气，即气压为零，而两玻璃板外面存在大气压强，大气压将两块玻璃紧紧地压在一起，E错误．
（2）（8分）如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间封有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出3l/8。现使活塞缓慢向上移动11l/32，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg为单位）
答：
解析：设S为气缸的横截面积，p为活塞处于初始位置时气缸内气体的压强，p0为大气压强。有
①
在活塞上移11l/32后，气缸内气体的压强变为p0，设气体的体积为V'，由玻意耳定律得
p0V' =pSl ②
设气缸内水银面上升，有
③
④
联立①②③④式，解得 ⑤
7.2013年福建卷29．[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）
(1)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能EP随分子间距离r变化关系的图线是 。（填选图下方的字母）
答： B
(2)某自行车轮胎的容积为V．里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为 的空气。（填选项前的字母）
A． B． C． D．
答： C
解析：由玻意耳定律得, 得
8. 2012年理综新课标卷33.[物理——选修3-3]
（1）（6分）关于热力学定律，下列说法正确的是_________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D.不可能使热量从低温物体传向高温物体
E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
[答案]（1）ACE
（2）（9分）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）
（ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。
[答案] 180mmHg，364K
解析:（i）在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273K,设玻璃泡B中的气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pc,依题意有: p1= pC+△ p ①
式中△ p=60mmHg.打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中的气体的压强为pB.
依题意有:pB= pC ②
玻璃泡A和B中气体的体积为：V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得：p1 VB= p2 V2 ④
联立①②③④并代入题给数据解得：mmHg ⑤
（ii）当右侧水槽的水加热至T' 时，U形管左右水银柱高度差为△ p。玻璃泡C中气体的压强为：
PC' = PB +△ p ⑥
玻璃泡C中气体体积不变，根据查理定律得： ⑦
联立②⑤⑥⑦，并代入题给数据解得：T' =364K ⑧
9. 2012年理综山东卷36．（8分）【物理—物理3-3】
（1）以下说法正确的是 。
a．水的饱和汽压随温度的升高而增大
b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
（2）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm（环境温度不变，大气压强P0=75cmHg）
①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）
②此过程中左管内的气体对外界 （填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将 （填“吸热”或放热“）。
（1）答： a b
解析： 当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小，选项c 错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，选项d 错误。
（2）答：①50cmHg ②做正功；吸热
解析：①设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
p1V1= p2V2 ①
p1= p0 ②
p2= p + ph ③
V1= l1S ④
V2= l2S ⑤
由几何关系得
h=2(l2- l1) ⑥
联立①②③④⑤⑥式，代入数据得
p=50cmHg ⑦
10.2012年物理江苏卷12. A. [选修3-3](12分)
(1)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有__________
(A)水黾可以停在水面上　　　　　　　 (B)叶面上的露珠呈球形
(C)滴入水中的红墨水很快散开　　　　 (D)悬浮在水中的花粉做无规则运动
(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大. 从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的__________ 增大了. 该气体在温度T1、T2 时的分子速率分布图象如题12A-1图所示，则T1______(选填“大于”或“小于”)T2.
(3)如题12A-2图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B. 此过程中,气体压强
p=1. 0×105Pa，吸收的热量Q=7. 0×102J，求此过程中气体内能的增量.
【答案】（1）A B
(2)平均动能 小于
（3）等压变化，对外做的功,根据热力学第一定律,解得。
11.2012年理综福建卷
28.[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）
（1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。（填选项前的字母）
A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大
B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体
C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大
D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大
（2）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再冲入1.0atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。（填选项前的字母）
A．2.5atm B. 2.0 atm C. 1.5 atm D. 1.0 atm
【答案】（1）D (2) A
【解析】(1) 由热力学第一定律，一定量气体吸收热量的同时对外做功，则其内能可能不变或减小，选项A错误；在外界做功的前提下，热量可以从低温传给高温，如空调等，所以答案B错；在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小，答案C错，正确答案选D.
(2)由等温变化可知代入数据解得充气后储气罐中气体压强为P2=2.5 atm，答案A正确；
12.2012年物理海南卷17．模块3－3试题（12分）
（1）（4分）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是_____________(填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给3分，选对3个给4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)。
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能减小
C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r＝r0时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
答：A C E
（2）（8分）如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0,不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程中温度保持不变。求小车加速度的大小。
解：设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为p1，活塞受到气缸内外气体的压力分别为
f1=p1S ①
f0=p0S ②
由牛顿第二定律得 f1- f0=ma ③
小车静止时，在平衡情况下，气缸内气体的压强应为p0，由玻意耳定律得
p1V1=p0V ④ 式中 V=SL ⑤
V1=S(L-d) ⑥
联立①②③④⑤⑥式得 ⑦
13.2011年新课标版33.【物理——选修3-3】（15分）
（1）（6分）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是______。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）（ADE）
A 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B 若气体的内能不变，其状态也一定不变
C 若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E 当气体温度升高时，气体的内能一定增大
⑵（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。
答：（1）ADE； （2）12cm，　　9.2cm
【解析】（1）理想气体的内能只由温度决定，由理想气体状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，温度T也不变，所以内能也一定不变，A、E选项正确。若气体的内能不变，则温度T不变，但气体的压强和体积可以改变，B项错误。若气体的温度升高，体积增大，其压强可以不变，C项错误。由热力学第一定律知，D选项正确。
（2）设玻璃管开口向上时，空气柱压强为 　 ① 　
式中，分别表示水银的密度和重力加速度。
玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则， 　② 　式中，p2管内空气柱的压强。
由玻意耳定律得 ③ 式中,h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm　　④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则 ⑤
由玻意耳定律得 　⑥ 　　式中，是此时空气柱的长度。
由①②③⑤⑥9.2cm ⑦
14.2011年理综福建卷
28．[物理选修3-3]（本题共有两个小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）
⑴如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是_______。（填选项前的字母）
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
⑵一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的_______。（填选项前的字母）
A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小
C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小
答：（1）B（2）D
【解析】（1）看能否得出结论：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体则没有。B正确。
（2）理想气体从外界吸热大于对外做功，所以内能增大，温度是理想气体内能的标志，温度一定升高；对外做功，体积膨胀，质量不变，密度要减小。D正确。
15.2011年海南卷
17．模块3-3试题（12分）
（1）（4分）关于空气湿度，下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
（2）（8分）如图，容积为V1的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V2。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强p1。
答：（1）BC （2）
【解析】（1）人们感到干燥时，空气中实际水汽含量小，即空气中所含水蒸气的压强小，空气的绝对湿度小，B、C正确；空气的相对湿度定义为水蒸气的实际压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比，人们感到干燥时，相对湿度较小，A、D错误。
（2）由玻马定律得 求出：
16.2011年理综山东卷
36．（8分）［物理—物理3-3］
⑴人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是 。
a．液体的分子势能与体积有关
b．晶体的物理性质都是各向异性的
c．温度升高，每个分子的动能都增大
d．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
⑵气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1=14cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2=44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能 （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将 （填“吸热”或“放热”）。
答案：（1）a d（2）①364K ②增大；吸热
解析：物体体积变化时，分子间的距离将发生改变，分子势能随之改变，所以分子势能与体积有关，a正确。晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性，b错误。温度是分子平均动能的标志，具有统计的意义，c错误。液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势，d正确。
（2）①设恒温槽的温度为T2，由题意知T1=273K，A内气体发生等容变化
由查理定律得 ①　　
P1= P0+ Ph1　 　②　　 P2= P0+ Ph2　 ③　
联立①②③式解得T2=364K　　④
②理想气体的内能只由温度决定，A气体的温度升高，所以内能增大。
由热力学第一定律ΔU=Q+W知，气体不对外做功，气体将吸热。
17.2011年江苏卷
12.A．（选修模块3-3）（12分）
⑴如图A-1所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
答： D
【解析】轻推转轮后，叶片开始转动，由能量守恒定律可知，叶片在热水中吸收的热量在空气中释放和使叶片在热水中的膨胀做功，所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，D正确。
⑵如图A-2所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为p0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________（选增“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了___________。
答：增大；
【解析】由于对气缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大；
根据热力学第一定律W+Q=ΔE, 其中气体对外做功。
气体内能变化 。
⑶某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol-1，球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）
答： 10m2
【解析】一个油酸分子的体积 ，由球的体积与直径的关系得分子直径，最大面积，解得：S=10m2。
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