山東省2020版高考物理一輪復習 單元質檢十三 熱學 新人教版.docx

單元質檢十三熱學(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共6小題,每小題7分,共42分。每小題選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得7分;每選錯1個扣4分,最低得分為0分)1.(2019寧夏銀川一中月考)下列說法中正確的是()A.當兩分子間距離大于平衡距離r0時,分子間的距離越大,分子勢能越小B.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C.在空氣中一定質量的100 的水吸收熱量后變成100 的水蒸氣,則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能D.對一定質量的氣體做功,氣體的內(nèi)能不一定增加E.熱量不可以從低溫物體向高溫物體傳遞答案BCD解析A、當兩分子間距離大于平衡距離r0時,分子間的距離增大,分子力做負功,分子勢能增加,A錯誤;B、液體表面張力的作用會使表面積最小,所以葉面上的小露珠呈球形,B正確;C、由于液體變成氣體體積變大,要對外做功,由熱力學第一定律知,吸收的熱量大于增加的內(nèi)能,C正確;D、對一定質量的氣體做功時,氣體可能對外放熱,氣體的內(nèi)能不一定增加,D正確;E、根據(jù)熱力學第二定律:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,如果有外界作用,熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞,E錯誤。故選BCD。2.(2019云南紅河戈奎中學月考)下列說法正確的是()A.一定質量的氣體,在體積不變時,分子每秒與器壁平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減少B.晶體熔化時吸收熱量,分子平均動能一定增大C.空調(diào)既能制熱又能制冷,說明在不自發(fā)地條件下熱傳遞方向性可以逆向D.外界對氣體做功時,其內(nèi)能一定會增大E.生產(chǎn)半導體器件時,需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成答案ACE解析A、一定量的氣體,在體積不變時,溫度降低,壓強減小,根據(jù)氣體壓強原理知道分子每秒平均碰撞次數(shù)也減少,故A正確;B、晶體都有固定的熔點,故B錯誤;C、根據(jù)熱力學第二定律,熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體,故C正確;D、根據(jù)熱力學第一定律可知,當外界對氣體做功的同時,對外放熱,其內(nèi)能可能會增大,也可能減小,也可能不變,故D錯誤;E、生產(chǎn)半導體器件時,需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成,故E正確。故選ACE。3.(2018廣東佛山一質檢)下列說法正確的是()A.擴散現(xiàn)象說明分子總在做無規(guī)則熱運動B.物體吸熱,物體分子平均動能必定增大C.內(nèi)能可以全部轉化為機械能而不引起其他變化D.分子間距等于分子間平衡距離時,分子勢能最小E.一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過程總是向分子熱運動的無序性增大的方向進行答案ADE解析不同的物質相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散。擴散的實質是分子的相互滲入,表明一切物質的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動,故A正確;改變物體溫度的方法有兩個:做功、熱傳遞,物體吸熱的同時又對外做功,分子平均動能未必增大,故B錯誤;根據(jù)熱力學第二定律,內(nèi)能不可以全部轉化為機械能而不引起其他變化。故C錯誤;分子間距等于分子間平衡距離時,若增大距離分子力表現(xiàn)為引力做負功,其分子勢能增加,若減小距離時表現(xiàn)為斥力做負功,其分子勢能增加,則分子間距等于分子間平衡距離時,分子勢能最小。故D正確;熱力學第二定律的微觀意義是“一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行”,故E正確;綜上分析,正確選項為ADE。4.(2018全國卷)如圖,一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程、到達狀態(tài)e,對此氣體,下列說法正確的是()A.過程中氣體的壓強逐漸減小B.過程中氣體對外界做正功C.過程中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小答案BDE解析過程是等容變化,溫度升高,壓強增大,故A項錯誤;過程中,體積增大,氣體對外做功,故B項正確;過程是等容變化,溫度降低,放出熱量,故C項錯誤;過程是等溫變化,溫度不變,故狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,故D項正確;過程為等壓變化,故pb=pc,過程為等溫變化,體積增大,故pc>pd,所以pb>pd,故E項正確。5.(2018全國卷)對于實際的氣體,下列說法正確的是()A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能D.氣體的體積變化時,其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能答案BDE解析氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子熱運動的動能和相互作用的勢能之和,不包括分子的重力勢能和氣體整體運動的動能,選項A、C錯誤,B、E正確;氣體體積變化時,其分子勢能可能增加、可能減小,而分子的動能可能增加、可能減小,其內(nèi)能可能不變,選項D正確。6.(2018全國卷)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答案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。二、非選擇題(本題共5小題,共58分)7.(8分)(2018山東濰坊模擬)在“用油膜法估測油酸分子直徑”的實驗中,某同學按如下操作:a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液,測出其體積;b.在裝有水、撒適量痱子粉的淺盤中滴入一滴已配制好的溶液,使薄膜形狀穩(wěn)定;c.將玻璃板放在淺盤上,將油膜形狀描繪在玻璃板上;d.將玻璃板平放在坐標紙上,計算出油膜的面積,根據(jù)油酸體積和面積計算出油酸分子的直徑。(1)其中有操作錯誤的步驟是;(2)已知油酸酒精溶液中油酸體積占比例為k,N滴油酸溶液體積為V,一滴油酸溶液形成油膜的面積為S,則油酸分子的直徑為。答案(1)a(2)kVNS解析(1)要測出一滴油酸酒精溶液的體積,即在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液,測出其體積為V,則一滴該溶液的體積為V1=VN,故有操作錯誤的步驟是a;(2)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V0=kVN,一滴油酸酒精溶液形成的油膜面積為S,那么油酸分子直徑為d=kVNS。8.(12分)(1)如圖所示為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗裝置,氣體的壓強可從儀表上讀出,一段空氣柱被橡膠塞和柱塞封閉在針筒內(nèi),從刻度尺上可讀出空氣柱的長度。實驗過程中氣體壓縮太快會使氣體溫度(選填“升高”“不變”或“降低”)。實驗中氣體向外漏氣,測得氣體的體積與壓強的乘積(選填“變大”“不變”或“變小”)。(2)如圖所示是探究氣體等溫變化規(guī)律的簡易裝置圖,下表是某小組的數(shù)據(jù)。若要研究p、V之間的關系,繪制圖象時應選用選填“p-V”或“p-1V”作為坐標系;仔細觀察發(fā)現(xiàn)pV的值越來越小,可能的原因是。答案(1)升高變小(2)p- 1V漏氣解析(1)實驗過程中氣體壓縮太快,外界對氣體做了功,而氣體向外界散熱較少,氣體的內(nèi)能增大,氣體溫度升高;實驗過程中,氣體做等溫變化,氣體的壓強p、體積V和溫度T之間滿足關系式pV=nRT,其中n為氣體的摩爾數(shù),R為常數(shù),T為氣體溫度,也恒定不變,如果實驗中氣體向外漏氣,那么n就會減小,所以氣體的體積與壓強的乘積變小。(2)由表得,pV近似為定值,用p-1V坐標時,圖象類似為直線,而用p-V作為坐標系時為曲線,所以應選用p-1V作為坐標系。系統(tǒng)pV的值下降,可能原因是溫度下降、有氣體泄漏等原因,因是等溫變化,所以是漏氣。9.(12分)(2018河南鄭州質檢)一定質量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 。求:(1)該氣體在狀態(tài)B時的溫度;(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量。答案(1)-173 (2)200 J解析(1)對于理想氣體:AB過程,由查理定律得pATA=pBTB,解得TB=100K,所以tB=TB-273=-173。(2)BC過程,由蓋呂薩克定律得VBTB=VCTC,解得TC=300K,所以tC=TC-273=27。由于狀態(tài)A與狀態(tài)C溫度相同,氣體內(nèi)能相等,而AB過程是等容變化氣體對外不做功,BC過程中氣體體積膨脹對外做功,即從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體對外做功,故氣體應從外界吸收熱量,即Q=pV=1105(310-3-110-3)J=200J。10.(12分)(2019河北衡水中學月考)如圖所示,一細U型管兩端開口,用兩段水銀柱封閉了一段空氣柱在管的底部,初始狀態(tài)時氣體溫度為280 K,管的各部分尺寸如圖所示,圖中封閉空氣柱長度L1=20 cm。其余部分長度分別為L2=15 cm,L3=10 cm,h1=4 cm,h2=20 cm;現(xiàn)使氣體溫度緩慢升高,取大氣壓強為p0=76 cmHg,求:(1)氣體溫度升高到多少時右側水銀柱開始全部進入豎直管;(2)氣體溫度升高到多少時右側水銀柱與管口相平。答案(1)630 K(2)787.5 K解析(1)設U型管的橫截面積是S,以封閉氣體為研究對象,其初狀態(tài):p1=p0+h1=(76+4)cmHg=80cmHg,V1=L1S=20S當右側的水銀全部進入豎直管時,水銀柱的高度:h=h1+L3=(4+10)cm=14cm,此時左側豎直管中的水銀柱也是14cm氣體的狀態(tài)參量:p2=p0+h=(76+14)cmHg=90cmHg,V2=L1S+2L3S=20S+210S=40S由理想氣體的狀態(tài)方程得:p1V1T1=p2V2T2代入數(shù)據(jù)得:T2=630K(2)水銀柱全部進入右管后,產(chǎn)生的壓強不再增大,所以左側的水銀柱不動,右側水銀柱與管口相平時,氣體的體積:V3=L1S+L3S+h2S=20S+10S+20S=50S由蓋呂薩克定律:V2T2=V3T3代入數(shù)據(jù)得:T3=787.5K11.(14分)(2018山西孝義一模)如圖所示,容器A和汽缸B都能導熱,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、質量m=1 kg,活塞下方充有理想氣體,其體積VS=4.8 L。活塞上方恰與汽缸上部接觸但沒有彈力。A與B間連通細管體積不計,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。答案(1)-121.2 J(2)1.212105 Pa解析(1)未打開閥門K時有:pB=p0S+mgS=1.01105Pa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1.2L,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=3.6L?；钊乱凭嚯x為:d=VS-V1S=(4.8-3.6)10-310010-4m=0.12m所以穩(wěn)定后活塞的位置距汽缸頂部為0.12m。氣體對活塞的作用力為:pS=p0S+mg=11050.01+10N=1010N做功為:W=-pSd=-10100.12J=-121.2J(2)閥門K關閉,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,設最終體積為V2,根據(jù)查理定律:V2T2=V1T1,解得:V2=5.76L>VB=4.8L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=1.212105Pa