【物理\(—\)选修\(3-3\)】

\((1)\)下列说法正确的是___________。

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，而不是其所有分子体积之和

B.电冰箱的工作过程表明，热量可以自发从低温物体向高温物体传递

C.“能源危机”指人类对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少的现象

D.气体在某变化过程中，从外界吸收热量，其内能有可能减少了

E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高

\((2)\)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管总长\(l_{0}=99cm\)，用一段长为\(h=15cm\)的水银柱在其下部封有长\(l_{1}=70cm\)的空气柱。已知当时环境温度与管中封闭空气柱的温度均为\(T_{1}=300K\)，大气压强\(p_{0}=75cmHg\)。求：

\(①\)若把管中的空气柱均匀加热，当温度升至多高时，水银柱上端将升到管口？

\(②\)若保持管中的空气柱温度不变，把玻璃管缓慢顺时针转动，当转过的角度多大时，水银柱恰好移至管口而不溢出？

如图甲所示，开口向上、内壁光滑的圆柱形气缸竖直放置，在气缸\(P\)、\(Q\)两处设有卡口，使厚度不计的活塞只能在\(P\)、\(Q\)之间运动\(.\)开始时活塞停在\(Q\)处，温度为\(300 K.\)现缓慢加热缸内气体，直至活塞运动到\(P\)处，整个过程中的\(p-V\)图线如图乙所示\(.\)设外界大气压强\(p_{0}=1.0×10^{5} Pa\)．

\((1)\)说出图乙中气体状态的变化过程，求卡口\(Q\)下方气体的体积以及两卡口之间的体积\(;\)

\((2)\)求活塞刚离开\(Q\)处时气体的温度以及缸内气体的最高温度．

\((1)\)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是________。\((\)填正确答案标号\()\)

A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B.外界对物体做功，物体内能一定增加

C.温度越高，布朗运动越明显

D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

\((2)\)一粗细均匀的\(J\)形玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端\((\)足够长\()\)开口向上，短臂内封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图甲所示，密闭气体的温度为\(27℃\)，大气压强为\(75cmHg\)。

\(①\)若沿长臂的管壁缓慢加入\(5cm\)长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？

\(②\)在第\(①\)问的情况下，再使玻璃管沿绕过\(O\)点的水平轴在竖直平面内逆时针转过\(180^{\circ}\)，稳定后密闭气体的长度为多少？

\(③\)在图乙所给的\(p—T\)坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。

\([\)物理\(——\)选修\(3–3]\)

\((1)\)下列说法中正确的是

A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积

B.悬浮在液体中微粒的无规则运动并不是分子运动，但微粒运动的无规则性，间接反映了液体分子运动的无规则性

C.空气中的水蒸气的压强越小，敞口容器中水蒸发一定越快

D.理想气体在某过程中从外界吸收热量，其内能可能减小

E.热量能够从高温物体传高低温物体，也能够从低温物体传到高温物体

\((2)\)如图所示，开口向下竖直放置的内部光滑气缸，气缸的截面积为\(S\)，其侧壁和底部均导热良好，内有两个质量均为\(m\)的导热活塞，将缸内理想分成\(I\)、\(II\)两部分，气缸下部与大气相通，外部大气压强始终为\(p_{0}\)，\(mg=0.2{{p}_{0}}S\)，环境温度为\({{T}_{0}}\)，平衡时\(I\)、\(II\)两部分气柱的长度均为\(l\)，现将气缸倒置为开口向上，求：

\((i)\)若环境温度不变，求平衡时\(I\)、\(II\)两部分气柱的长度之比\(\dfrac{{{l}_{1}}}{{{l}_{2}}}\)；

\((ii)\)若环境温度缓慢升高，但\(I\)、\(II\)两部分气柱的长度之和为\(2l\)时，气体的温度\(T\)为多少？

I.\((1)\)关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是\((\)　　\()\)

A.第二类永动机违反能量守恒定律

B.机械能全部转化为内能的宏观过程是不可逆过程

C.保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多

D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种改变方式是有区别的

E.不可能使热量由低温物体传递到高温物体

\((2)\)如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在\(17 ℃\)的室内对蹦蹦球充气，已知充气前球的总体积为\(2 L\)，压强为\(1 atm\)，充气筒每次充入\(0.2 L\)压强为\(1 atm\)的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化。

\(①\)充气多少次可以让气体压强增大至\(3 atm?\)

\(②\)将充气后的蹦蹦球拿到温度为\(-13 ℃\)的室外后，压强将变为多少？\((\)结果保留\(2\)位有效数字\()\)

\(II\)．\((1)\) 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源\(M\)、\(N\)两点沿\(x\)轴相向传播，波速为\(2 m/s\)，振幅相同；某时刻的图象如图所示。则\((\)　　\()\)

A.甲、乙两波的起振方向相反

B.甲、乙两波的频率之比为\(3∶2\)

C.再经过\(3 s\)，平衡位置在\(x=7 m\)处的质点振动方向向下

D.再经过\(3 s\)，两波源间\((\)不含波源\()\)有\(5\)个质点位移为零

\((2)\) 人造树脂是常用的眼镜镜片材料\(.\)。如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的\(P\)点。已知光线的入射角为\(30^{\circ}\)，\(OA=5 cm\)，\(AB=20 cm\)，\(BP=12 cm\)，求该人造树脂材料的折射率\(n\)。

\((1)\)在一个标准大气压下，\(1g\)水在沸腾时吸收了\(2260J\)的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了\(170J\)的功。已知阿伏加德罗常数\(N_{A}=6.0×10^{23}mol^{-1}\)，水的摩尔质量\(M=18g/mol\)。关于到达沸点的水变成同温度的水蒸气，下列说法中正确的是________。

A.分子间的平均距离增大

B.水分子的热运动变得更剧烈了

C.\(1g\)水中分子总势能的变化量为\(2090J\)

D.\(1g\)水所含的分子数为\(3.3×1022\)个

E.在整个过程中能量是不守恒的

\((2)\)在室温条件下研究等容变化，实验装置如图所示，由于实验操作不慎使水银压强计左管水银面下\(h=10cm\)处有长\(l=4cm\)的空气柱。开始时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面上，温度计示数为\(7℃\)，后来对水加热，使水温上升到\(77℃\)，并通过调节压强计的右管，使左管最高水银面仍在原来的位置。已知大气压强\(p_{0}=76cmHg\)，试管粗细均匀，球形容器的容积远大于试管中的容积。求：

\(①\)加热后左管空气柱的长度\(l′\)。

\(②\)加热后压强计两管水银面的高度差\(H\)。

\((1)\)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是

A.在\(10 r_{0}(r_{0}\)为分子间作用力为零的间距，其值为\(10^{-10}m)\)距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力

B.分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零

C.当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小

D.分子间距离越大，分子间的斥力越小

E.两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢

\((2)\)如图所示，导热的圆柱形汽缸固定在水平桌面上，横截面积为\(S\)，质量为\(m_{1}\)的活塞封闭着一定质量的气体\((\)可视为理想气体\()\)，活塞与气缸间无摩擦且不漏气\(.\)总质量为\(m_{2}\)的砝码盘\((\)含砝码\()\)通过左侧竖直的细绳与活塞相连\(.\)当环境温度为\(T\)时，活塞离缸底的高度为\(h.\)现使活塞离缸底的高度为\(\dfrac{1}{4}h \)，求：

\((1)\)当活塞再次平衡时，环境温度度是多少？

\((2)\)保持\((1)\)中的环境温度不变，在砝码盘中添加质量为\(\triangle m\)的砝码时，活塞返回到高度为\(\dfrac{2h}{3} \)处，求大气压强．

\((1)\)下列说法正确的是______

A.花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停的做无规则运动

B.外界对气体做正功，气体的内能不一定增加

C.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距

D.第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律

E.晶体熔化过程中，分子的平均动能保持不变，分子势能增大

\((2)\)如图所示，在一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用\(5cm\)高的水银柱封闭着\(45cm\)长的理想气体，管内外气体的温度均为\(300K\) ，大气压强\(p_{0}=76cmHg\)．

\((i)\)若缓慢对玻璃管加热，当管中气体的温度上升了\(60 K\)时水银柱上表面与管口刚好相平，求玻璃管的总长度；

\((ii)\)若保持管内温度始终为\(300K\)，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时玻璃管内水银柱的总长度。

\(I:(1)\) 下列说法正确的是________。

A.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大

B.当分子间的距离减小时，分子间作用力的合力也减小，分子势能增大

C.布朗运动就是液体分子的无规则运动

D.热量可以从低温物体传到高温物体

E.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

\((2)\)如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成\(A\)、\(B\)两部分，用控制阀\(K\)固定活塞，开始时\(A\)、\(B\)两部分气体的温度都是\(20 ℃\)，压强都是\(1.0×10^{5} Pa\)，保持\(A\)体积不变，给电热丝通电，使气体\(A\)的温度升高到\(60 ℃\)，求：

\((ⅰ)\)气体\(A\)的压强是多少？

\((ⅱ)\)保持气体\(A\)的温度不变，拔出控制阀\(K\)，活塞将向右移动压缩气体\(B\)，平衡后气体\(B\)的体积被压缩\(0.05\)倍，气体\(B\)的温度是多少？

\(II.(1)\)一列沿\(x\)轴正方向传播的简谐横波在\(t=0\)时刻的波形如图所示，质点\(P\)的\(x\)坐标为\(3 m\)。已知任意振动质点连续\(2\)次经过平衡位置的时间间隔为\(0.4 s\)。下列说法正确的是________。

A.波速为\(1 m/s\)

B.波的频率为\(1.25 Hz\)

C.\(x\)坐标为\(15 m\)的质点在\(t=0.6 s\)时恰好位于波峰

D.\(x\)坐标为\(22 m\)的质点在\(t=0.2 s\)时恰好位于波峰

E.当质点\(P\)位于波峰时，\(x\)坐标为\(17 m\)的质点恰好位于波谷

\((2)\) 如图所示，一束截面为圆形\((\)半径\(R=1 m)\)的平行紫光垂直射向一半径也为\(R\)的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕\(S\)上形成一个圆形亮区。屏幕\(S\)至球心距离为\(D=( \sqrt{2}+1)m\)，不考虑光的干涉和衍射，试问：

\((ⅰ)\)若玻璃半球对紫色光的折射率为\(n=\)\( \sqrt{2}\)，请你求出圆形亮区的半径；

​\((ⅱ)\)若将题干中紫光改为白光，在屏幕\(S\)上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？

\((1)\)下列说法中正确的是_______。\((\)填正确答案标号\()\)

A.图\(1\)为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态\(①\)的温度比状态\(②\)的温度高

B.图\(2\)为一定质量的理想气体状态变化的\(P-V\)图线，由图可知气体由状态\(A\)变化到\(B\)的过程中，气体分子平均动能先增大后减小

C.图\(3\)为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离\(r > r_{0}\)时，分子势能随分子间的距离增大而增大

D.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大；附着层内液体分子间的距离小于液体内部分子间的距离

\((2)\)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为\(l=16 cm\)的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管水平放置达到平衡时如图甲所示，被封闭气柱的长度\(l\)\({\,\!}_{1}\)\(=23 cm\)；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度\(l\)\({\,\!}_{2}\)\(=19 cm\)。已知重力加速度\(g=10 m/s\)\({\,\!}^{2}\)，不计温度的变化。求：

\((ⅰ)\)大气压强\(p\)\({\,\!}_{0}\)\((\)用\(cmHg\)表示\()\)；

\((ⅱ)\)当玻璃管开口向上以\(a=5 m/s^{2}\)的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度。