33.选考题。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
[物理——选修3–3](15分)
(1)(5分)如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a。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1个扣3分,最低得分为0分)。
A.在过程ab中气体的内能增加
B.在过程ca中外界对气体做功
C.在过程ab中气体对外界做功
D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量

(2)(10分)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。求:

(i)待测气体的压强;
(ii)该仪器能够测量的最大压强。
答案
(1)ABD (2)(i) (ii)
解析
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(1)从a到b为等容升压过程,由于气体的体积不变,气体不对外界做功,外界也不对气体做功,根据
可知气体温度升高,从外界吸收热量,根据热力学第一定律
可知内能增加,选项A正确;在过程ca中压强不变,体积减小,所以外界对气体做功,故B正确;在过程ab中气体体积不变,根据W=p△V可知,气体对外界做功为零,选项C错误;在过程bc中,属于等温变化,气体膨胀对外做功,而气体的温度不变,则内能不变;根据热力学第一定律△U=W+Q可知,气体从外界吸收热量,选项D正确;在过程ca中压强不变,体积减小,所以外界对气体做功,根据
可知温度降低,则内能减小,根据热力学第一定律可知气体一定放出热量,选项E错误;综上本题选:ABD
(2)(i)水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为V,压强等于待测气体的压强p。提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高时,K1中的水银面比顶端低h;设此时封闭气体的压强为p1,体积为V1,则有:


由力学平衡条件得:③
整个过程为等温过程,由玻意耳定律得④
联立①②③④式得⑤
(ii)由题意知⑥
联立⑤⑥式有⑦
该仪器能够测量的最大压强为
考查方向
热力学第一定律;理想气体的状态方程
解题思路
(1)一定质量的理想气体内能取决于温度,根据图线分析气体状态变化情况,根据W=p△V判断做功情况,根据内能变化结合热力学第一定律分析吸收或发出热量;
(1)当水银面上升至M的下端时,玻璃泡中的气体恰好被封住,找出气体的状态参量,当提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高时,找出气体的状态参量,然后由玻意耳定律求出压强的表达式;
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(2)根据题意可知,M的直径不知道,所以当h=l时,则能准确测量的压强最大,然后代入压强表达式中即可求出压强;易错点
(1)本题关键是根据图象弄清各段什么量不变,根据理想气体状态方程及热力学第一定律分析;
本题关键找出当水银面上升至M的下端时,玻璃泡中的气体恰好被封住,与提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高时,被封闭气体的压强的初末状态参量;