2020屆高考物理 精準培優(yōu)專練二十二 熱學(xué)（含解析）

熱學(xué)一、選擇題，每題有3個選項正確。1下列說法正確的是()A1 g水中所含的分子數(shù)目和地球的總?cè)丝跀?shù)差不多B布朗運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動C一定質(zhì)量的理想氣體壓強增大，其分子的平均動能可能減小D氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是氣體分子的無規(guī)則的熱運動造成的E0 的鐵和0 的冰，它們的分子平均動能相等2下列說法中正確的是()A溫度高的物體比溫度低的物體熱量多B溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多C溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大D相互間達到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等E分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大3人類對物質(zhì)屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程以下說法正確的是()A液體的分子勢能與體積有關(guān)B晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C溫度升高，每個分子的動能都增大D露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E液體表面層內(nèi)分子分布比液體內(nèi)部稀疏，所以分子間作用力表現(xiàn)為引力4一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為()A氣體分子的平均速率不變B氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大C單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多D氣體分子的總數(shù)增加E氣體分子的密度增大5下列說法中正確的是()A懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運動就越明顯B用氣筒給自行車打氣，越打越費勁，說明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力C當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小D一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小，則單位時間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加E內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的熱機是不可能制成的6一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示。下列判斷正確的是()A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小Eb和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同7下列說法中正確的是()A布朗運動反映的是液體分子的無規(guī)則運動B根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體C物體放出熱量，溫度一定降低D氣體對容器壁的壓強是由于大量氣體分子對器壁的碰撞作用產(chǎn)生的E熱量是熱傳遞過程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量；溫度是物體分子平均動能大小的量度8下列關(guān)于熱學(xué)中的相關(guān)說法正確的是()A液晶既有液體的流動性，又具有單晶體的各向異性B燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能增加C氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，故氣體的壓強一定增大D汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶E某種液體的飽和汽壓不一定比未飽和汽壓大9關(guān)于生活中的熱學(xué)現(xiàn)象，下列說法正確的是()A夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相同的情況下，夏天的絕對濕度較大B民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鑷子夾一棉球，沾一些酒精，點燃，在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上，其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強增大C盛有氧氣的鋼瓶，在27的室內(nèi)測得其壓強是9.0×106 Pa，將其搬到3的工地上時，測得瓶內(nèi)氧氣的壓強變?yōu)?.2×106 Pa，通過計算可判斷出鋼瓶漏氣D熱量能夠自發(fā)地從內(nèi)能多的物體傳遞到內(nèi)能少的物體E一輛空載的卡車停在水平地面上，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，若把車胎內(nèi)氣體看成理想氣體，則胎內(nèi)氣體向外界放熱二、計算題，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。10如圖所示，兩端開口的U形管粗細均勻，左右兩管豎直，底部的直管水平。水銀柱的長度如圖中標注所示，水平管內(nèi)兩段空氣柱a、b的長度分別為10 cm、5 cm。在左管內(nèi)緩慢注入一定量的水銀，穩(wěn)定后右管的水銀面比原來升高了h10 cm。已知大氣壓強p076 cmHg，求向左管注入的水銀柱長度。11. 如圖所示，絕熱氣缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）。初始時，封閉氣體溫度為T，活塞距離氣缸底部為h0，細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為，大氣壓強為p0，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g，求：(1)U形細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；(2)通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降h0，求此時的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。12如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的VT圖象已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105 Pa。(1)說出AB過程中壓強變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖甲中TA的溫度值。(2)請在圖乙所示的坐標系中，作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的pT圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標出字母A、B、C.如果需要計算才能確定的有關(guān)坐標值，請寫出計算過程。13 如圖，一個質(zhì)量為m的T形活塞在汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體，活塞體積可忽略不計，距汽缸底部h0處連接一U形細管(管內(nèi)氣體的體積忽略不計)。初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞距離汽缸底部為1.5h0，兩邊水銀柱存在高度差已知水銀密度為，大氣壓強為p0，汽缸橫截面積為S，活塞豎直部分高為1.2h0，重力加速度為g，求：(1)通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當(dāng)溫度為多少時兩邊水銀面恰好相平；(2)從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，若氣體放出的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。答案對點速練一、選擇題，每題有3個選項正確。1下列說法正確的是()A【答案】CDE【解析】水的摩爾質(zhì)量是18 g/mol，1 g水中含有的分子數(shù)為：n×6.0×10233.3×1022個，地球的總?cè)藬?shù)約為70億，選項A錯誤；布朗運動是懸浮在液體(氣體)中的固體顆粒受到液體(氣體)分子撞擊作用的不平衡造成的，不是物體分子的無規(guī)則熱運動，選項B錯誤；溫度是分子的平均動能的標志，氣體的壓強增大，溫度可能減小，選項C正確；氣體分子間距大于10r0，分子間無作用力，打開容器，氣體散開是氣體分子的無規(guī)則運動造成的，選項D正確；鐵和冰的溫度相同，分子平均動能必然相等，選項E正確。2【答案】BCE【解析】熱量是在熱傳遞過程中傳遞的能量，不是狀態(tài)量，選項A錯誤；物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積等有關(guān)，溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多，溫度是分子平均動能的標志，溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大，選項B、C正確；相互間達到熱平衡的兩物體的溫度一定相等，內(nèi)能不一定相等，選項D錯誤；由分子勢能與分子間距的關(guān)系可知，分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大，選項E正確。3【答案】ADE【解析】分子勢能與分子間距有關(guān)，而分子間距與物體的體積有關(guān)，則知液體的分子勢能和體積有關(guān)，選項A正確；晶體分為單晶體和多晶體，單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，選項B錯誤；溫度升高時，分子的平均動能增大但不是每一個分子動能都增大，選項C錯誤；露珠由于受到表面張力的作用表面積有收縮到最小的趨勢即呈球形，選項D正確；液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，選項E正確。4【答案】ACE【解析】氣體溫度不變，分子平均動能、平均速率均不變，A正確；理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強增大，體積減小，分子密度增大，則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，但氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變，故C、E正確，B、D錯誤。5【答案】ADE【解析】懸浮在液體中的固體小顆粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)就越少，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因而布朗運動就越明顯，選項A正確；用氣筒給自行車打氣，越打越費勁，不能說明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力，選項B錯誤；當(dāng)分子之間表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨著分子之間距離的增大而增大，選項C錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小時，單位時間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加，所以其壓強增大，選項D正確；熱力學(xué)第二定律指出，任何熱機的效率都不可能達到100%，選項E正確。6【答案】ADE【解析】由pT圖象可知過程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，體積不變，由熱力學(xué)第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱，選項A正確；過程bc中溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過程bc體積增大，所以氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項B錯誤；過程ca中壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對氣體做的功，選項C錯誤；溫度是分子平均動能的標志，由pT圖象可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則分子平均動能最小，選項D正確；b、c兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動能相等，由于壓強不相等，所以單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，選項E正確。7【答案】ADE【解析】布朗運動是固體小顆粒的運動，是液體分子無規(guī)則運動的反映，故A正確；熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但要引起其他方面的變化，故B錯誤；物體放出熱量時，若同時外界對物體做功，則溫度可以升高，故C錯誤；大量氣體分子對器壁的持續(xù)撞擊引起了氣體對容器壁的壓強，故D正確；熱量是熱傳遞過程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量；溫度是物體分子平均動能大小的量度，故E正確。8【答案】ABE【解析】根據(jù)液晶特點和性質(zhì)可知：液晶既有液體的流動性，又具有單晶體的各向異性，故A正確；燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要吸收熱量，故分子的分子勢能增加，選項B正確；若溫度升高的同時，體積膨脹，壓強可能不變，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，混合氣體不能自發(fā)地分離，選項D錯誤；液體的飽和汽壓與液體的溫度有關(guān)，隨溫度的升高而增大，相同的溫度下，同種液體的飽和汽壓一定比未飽和汽壓大，不同溫度時，某種液體的飽和汽壓不一定比未飽和汽壓大，選項E正確。9【答案】ACE【解析】夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相同的情況下，夏天的絕對濕度較大，A正確；把罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，體積不變，氣體經(jīng)過熱傳遞，溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強減小，火罐內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓，大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上，B錯誤；若不漏氣，則氣體做等容變化，由，=8.1×106Pa，由于p2 >7.2×106 Pa，所以鋼瓶在搬運過程中漏氣，C正確；熱量只能自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，而內(nèi)能多的物體溫度不一定高，故D錯誤；汽車在緩慢裝沙的過程中，壓強增大，而氣體溫度不變，所以體積變小，外界對氣體做功，內(nèi)能不變，放出熱量，E正確。二、計算題，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。10【解析】設(shè)初狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的壓強均為p1，由題意知：p190 cmHg因右管水銀面升高的高度10 cm<12 cm，故b空氣柱仍在水平直管內(nèi)設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的壓強均為p2，則：p2100 cmHg設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的長度分別為La2、Lb2，對a部分空氣柱，根據(jù)玻意耳定律：p1La1Sp2La2S對b部分空氣柱，根據(jù)玻意耳定律：p1Lb1Sp2Lb2S代入數(shù)據(jù)解得：La29 cm，Lb24.5 cm設(shè)左管所注入的水銀柱長度為L，由幾何關(guān)系得：L2h(La1Lb1)(La2Lb2)代入數(shù)據(jù)解得：L21.5 cm。11. 【解析】(1)設(shè)封閉氣體的壓強為P，對活塞分析：用水銀柱表達氣體的壓強：解得：。(2)加熱過程中氣體變化是等壓變化：氣體對外做功為根據(jù)熱力學(xué)第一定律：可得：。12【解析】(1)從題圖甲可以看出，A與B連線的延長線過原點，所以AB是一個等壓變化，即pApB根據(jù)蓋呂薩克定律可得所以TATB×300 K200 K。(2)由題圖甲可知，由BC是等容變化，根據(jù)查理定律得所以pCpBpBpB×1.5×105 Pa2.0×105 Pa則可畫出由狀態(tài)ABC的pT圖象如圖所示。13【解析】(1)初態(tài)時，對活塞受力分析，可求氣體壓強p1p0體積V11.5h0S，溫度T1T0要使兩邊水銀面相平，汽缸內(nèi)氣體的壓強p2p0，此時活塞下端一定與汽缸底接觸，V21.2h0S設(shè)此時溫度為T2，由理想氣體狀態(tài)方程有得：T2。(2)從開始至活塞豎直部分恰與汽缸底接觸，氣體壓強不變，外界對氣體做功Wp1V×0.3h0S由熱力學(xué)第一定律有UWQ得：U0.3h0SQ。9