2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考模塊 專題突破練16 熱學(xué).doc

專題突破練16熱學(xué)(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分。填正確答案標(biāo)號。每個題選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得0分)1.2018全國卷33(1)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過程中。A.氣體溫度一直降低B.氣體內(nèi)能一直增加C.氣體一直對外做功D.氣體一直從外界吸熱E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功2.(2018福建龍巖一模)關(guān)于氣體的內(nèi)能和熱力學(xué)定律,下列說法正確的是。A.對氣體做功可以改變其內(nèi)能B.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同C.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D.一定量的理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加E.一定量的理想氣體溫度越高,氣體分子運動越劇烈,氣體內(nèi)能越大3.(2018山東淄博一中三模)下列說法正確的是。A.相對濕度與同一溫度時水的飽和汽壓無關(guān)B.松香在熔化過程中溫度升高,但分子的平均動能不變C.若一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時,則兩系統(tǒng)溫度一定相同D.若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量,則壓強一定增大E.液體的表面張力是由于液體表面層分子間距離略大于平衡距離而產(chǎn)生的4.(2018山東青島二模)下列說法正確的是。A.液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部B.單晶體具有各向異性的性質(zhì)C.絕對濕度大,相對濕度不一定大D.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能E.液晶具有液體的流動性,同時具有晶體的各向異性特征5.(2018河北邢臺期末)關(guān)于分子動理論和物體的內(nèi)能,下列說法正確的是。A.熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體B.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減少C.溫度高的物體的內(nèi)能一定大,但分子平均動能不一定大D.若兩分子間的距離減小,則分子間的引力和分子間的斥力均增大E.若分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,則分子間的勢能隨分子間距離的減小而增大6.(2018遼寧大連二模)下列說法中正確的是。A.單晶體和多晶體均存在固定的熔點B.空氣相對濕度越大,空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓,水蒸發(fā)越快C.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似,具有各向異性D.用油膜法估測分子大小時,用油酸溶液體積除以油膜面積,可估測油酸分子的直徑E.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,所以液體表面存在張力7.(2018山西太原三模)如圖所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖象中,一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過狀態(tài)b、c和d后再回到狀態(tài)a,整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成。下列說法正確的是。A.從a到b,氣體的溫度一直升高B.從b到c,氣體與外界無熱量交換C.從c到d,氣體對外放熱D.從d到a,單位體積中的氣體分子數(shù)目增大E.從b到c氣體吸收的熱量與從d到a氣體放出的熱量相同8.(2018江西師范大學(xué)附中三模)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p-T圖象如圖所示,下列判斷正確的是。A.過程ab中是等容變化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D.a、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小E.b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)不同二、計算題(本題共4個小題,共60分)9.(15分)2018全國卷33(2)如圖,一豎直放置的汽缸上端開口,汽缸壁內(nèi)有卡口a和b,a、b間距為h,a距缸底的高度為H;活塞只能在a、b間移動,其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均絕熱,不計它們之間的摩擦,開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體,直至活塞剛好到達(dá)b處,求此時汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。10.(15分)(2018山西孝義一模)如圖所示,容器A和汽缸B都能導(dǎo)熱,均處于27 的環(huán)境中,汽缸B上方與大氣連通,大氣壓強為p0=1.0105 Pa。開始時閥門K關(guān)閉。A內(nèi)為真空,其容積VA=1.2 L,B內(nèi)活塞橫截面積S=100 cm2、質(zhì)量m=1 kg,活塞下方充有理想氣體,其體積VS=4.8 L?；钊戏角∨c汽缸上部接觸但沒有彈力。A與B間連通細(xì)管體積不計,打開閥門K后使活塞緩慢下移。不計摩擦,g取10 m/s2。(1)求穩(wěn)定后活塞的位置及活塞下移過程中汽缸B內(nèi)氣體對活塞做的功。(2)穩(wěn)定后將閥門K再次關(guān)閉,然后把整個裝置放置于207 的恒溫槽中。求活塞穩(wěn)定后汽缸B內(nèi)氣體的壓強。11.(15分)(2018山西晉中適應(yīng)性調(diào)研)一端開口的長直圓筒,在開口端放置一個傳熱性能良好的活塞,活塞與筒壁無摩擦且不漏氣?，F(xiàn)將圓筒開口端豎直向下緩慢地放入27 的水中。當(dāng)筒底與水平面平齊時,恰好平衡,這時筒內(nèi)空氣柱長52 cm,如圖所示。當(dāng)水溫緩慢升至87 ,試求穩(wěn)定后筒底露出水面多少?(不計筒壁及活塞的厚度,不計活塞的質(zhì)量,圓筒的質(zhì)量為M,水密度水,大氣壓強p0)12.(15分)(2018河南新鄉(xiāng)三模)如圖甲所示,粗細(xì)均勻、橫截面積為S的足夠長的導(dǎo)熱細(xì)玻璃管豎直放置,管內(nèi)用質(zhì)量為m的水銀柱密封著一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)環(huán)境溫度為T(熱力學(xué)溫度),大氣壓強為p0時,理想氣體的長度為l0,現(xiàn)保持溫度不變,將玻璃管緩慢水平放置。重力加速度為g,不計摩擦。求:(1)穩(wěn)定后氣柱的長度;(2)若將環(huán)境溫度降為T3(熱力學(xué)溫度),將玻璃管平放于光滑水平桌面上并讓其以加速度a向左做勻加速直線運動(如圖乙所示),求穩(wěn)定后的氣柱長度。專題突破練16熱學(xué)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分。填正確答案標(biāo)號。每個題選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得0分)1.BCD解析 根據(jù)理想氣體方程pVT=C,氣體的壓強和體積都增加,所以氣體溫度升高,內(nèi)能增加,A錯、B對;氣體的體積增大,氣體對外做功,C對;根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q,其中U>0,W<0,所以Q>0,從外界吸收熱量,D對;氣體吸收的熱量,一部分對外做功,另一部分增加了氣體的內(nèi)能,E錯。2.ADE解析 做功和熱傳遞都能改變內(nèi)能;所以對氣體做功可以改變其內(nèi)能,故A正確;質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能不一定相同,還和氣體的種類有關(guān),故B錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,C錯誤;由蓋呂薩克定律可知,理想氣體在等壓膨脹過程中氣體溫度升高,氣體內(nèi)能增加,故D正確;一定量的理想氣體溫度越高,氣體分子運動越劇烈,其內(nèi)能越大,故E正確;故選ADE。3.CDE解析 根據(jù)相對濕度的定義可知,相對濕度等于實際的水蒸氣壓強與同一溫度下水的飽和汽壓之比,所以相對濕度與同一溫度水的飽和汽壓有關(guān),選項A錯誤;松香在熔化過程中溫度升高,分子的平均動能變大,選項B錯誤;若一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時,則兩系統(tǒng)溫度一定相同,選項C正確;若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量,則內(nèi)能一定變大,溫度升高,由pVT=C可知壓強一定增大,選項D正確;液體的表面張力是由于液體表面層分子間距離略大于平衡距離,使得表面層分子表現(xiàn)為引力而產(chǎn)生的,選項E正確;故選CDE。4.BCE解析 表面張力產(chǎn)生在液體表面層,它的方向平行于液體表面,而非與液面垂直,A錯誤;單晶體具有各向異性的性質(zhì),B正確;對于不同的壓強和溫度,飽和汽壓不同,故絕對濕度大時相對濕度不一定大,C正確;熱力學(xué)第二定律有不同的表述:不可能從單一熱源吸熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響;熱量不可以全部轉(zhuǎn)化為功,但是機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,D錯誤;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,E正確;故選BCE。5.ADE解析 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體,但要引起其他的變化,選項A正確;根據(jù)熱力學(xué)第一定律,U=W+Q,則物體放出熱量,若對外做功,其內(nèi)能不一定減少,選項B錯誤;溫度高的物體的分子平均動能一定大,但內(nèi)能不一定大,選項C錯誤;若兩分子間的距離減小,則分子間的引力和分子間的斥力均增大,選項D正確;若分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,則隨分子間距離的減小,分子力做負(fù)功,則分子間的勢能增大,選項E正確;故選ADE。6.ACE解析 單晶體和多晶體均存在固定的熔點,選項A正確;空氣相對濕度越大,空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,選項B錯誤;液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似,具有各向異性,選項C正確;用油膜法估測分子大小時,用油酸溶液中含有的純油酸的體積除以油膜面積,可估測油酸分子的直徑,選項D錯誤;由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,所以液體表面存在張力,選項E正確;故選ACE。7.ACD解析 從a到b,體積不變,壓強增大,溫度一直升高,A正確;從b到c,溫度不變,內(nèi)能不變,壓強減小,體積增大,對外做功,氣體從外界吸收熱量,B錯誤;從c到d,體積不變,壓強減小,溫度降低,內(nèi)能減小,氣體對外放熱,C正確;從d到a,溫度不變,壓強增大,體積減小,單位體積中的氣體分子數(shù)目增大,D正確;從b到c氣體吸收的熱量等于氣體對外做的功,從d到a氣體放出的熱量等于外界對氣體做的功,兩個過程體積變化相同,但壓強不同,做的功不同,所以從b到c氣體吸收的熱量與從d到a氣體放出的熱量不同,E錯誤。故選ACD。8.ADE解析 由題圖可知,ab過程,氣體壓強與熱力學(xué)溫度成正比,則氣體發(fā)生等容變化,A正確;bc過程氣體發(fā)生等溫變化,氣體內(nèi)能不變,壓強減小,由玻意耳定律可知,體積增大,氣體對外做功,由熱力學(xué)第一定律U=Q+W可知,氣體吸熱,故B錯誤;由圖象可知,ca過程氣體壓強不變,溫度降低,由蓋呂薩克定律可知,其體積減小,外界對氣體做功,W>0,氣體溫度降低,內(nèi)能減少,U<0,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體要放出熱量,過程ca中外界對氣體所做的功小于氣體所放熱量,故C錯誤;a、b和c三個狀態(tài)中,a狀態(tài)的溫度最低,溫度是分子平均動能的標(biāo)志,故分子平均動能最小,故D正確;由圖象可知,bc過程氣體發(fā)生等溫變化,氣體內(nèi)能不變,壓強減小,由玻意耳定律可知,體積增大,b、c狀態(tài)氣體的分子數(shù)密度不同,b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,故E正確。二、計算題(本題共4個小題,共60分)9.答案 (1+hH)1+mgp0ST0(p0S+mg)h解析 開始時活塞位于a處,加熱后,汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程,直至活塞開始運動。設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T1,壓強為p1,根據(jù)查理定律有p0T0=p1T1根據(jù)力的平衡條件有p1S=p0S+mg聯(lián)立式可得T1=1+mgp0ST0此后,汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程,直至活塞剛好到達(dá)b處,設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T2;活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋呂薩克定律有V1T1=V2T2式中V1=SHV2=S(H+h)聯(lián)立式解得T2=1+hH1+mgp0ST0從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過程中,汽缸中的氣體對外做的功為W=(p0S+mg)h10.答案 (1)距汽缸頂部0.12 m-121.2 J(2)1.212105 Pa解析 (1)未打開閥門K時有:pB=p0S+mgS=1.01105 Pa打開閥門后,活塞緩慢下降。如果活塞穩(wěn)定時停留在汽缸底部,則此時氣體體積減小為1.2 L,壓強會大于pB,不符合實際,故最終活塞未與汽缸底部接觸。所以氣體的溫度、壓強均未變化,則體積也不變,設(shè)最終汽缸B中氣體體積為V1則有:VS=VA+V1,代入數(shù)據(jù)解得:V1=3.6 L?；钊乱凭嚯x為:d=VS-V1S=(4.8-3.6)10-310010-4 m=0.12 m所以穩(wěn)定后活塞的位置距汽缸頂部為0.12 m。氣體對活塞的作用力為:pS=p0S+mg=11050.01 N+10 N=1 010 N做功為:W=-pSd=-1 0100.12 J=-121.2 J。(2)閥門K關(guān)閉,整個裝置放置于207 的恒溫槽中,則活塞將上升,如果氣體發(fā)生等壓變化,設(shè)最終體積為V2,根據(jù)查理定律:V2T2=V1T1,解得:V2=5.76 L>VB=4.8 L說明活塞最終停在汽缸頂部,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有:pBV1T1=pBVST2代入數(shù)據(jù)解得:pB=1.212105 Pa。11.答案 10.4 cm解析 設(shè)氣體壓強為p,活塞橫截面積為S。所以p=p0+水gh以圓筒作為研究對象,有pS-p0S=Mg聯(lián)立兩式,得水ghS=Mg所以h=Mg水gS可見,當(dāng)溫度發(fā)生變化時,液面高度保持不變,氣體為等壓變化。以氣體作為研究對象,設(shè)穩(wěn)定后筒底露出水面的高度為x有V1T1=V2T2代入數(shù)據(jù),有S52300=S(52+x)360所以x=10.4 cm。12.答案 (1)(mg+p0S)l0p0S(2)p0S+mg3(p0S-ma)l0解析 (1)初始時封閉氣體的壓強p1=p0+mgS水平放置時封閉氣體的壓強p2=p0由理想氣體方程可得:p1l0S=p2lS解得l=(mg+p0S)l0p0S(2)當(dāng)環(huán)境溫度降為T3時,有:l2ST1=l3ST2其中T1=T,T2=T13,l2=l得l3=l3當(dāng)玻璃管向左以加速度a做勻加速運動時。有(p0-p3)S=map3l4=p0l3解得:l4=p0S+mg3(p0S-ma)l0。