2019屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 專題九 熱學(xué)限時(shí)檢測.doc

專題九熱學(xué)(選修3-3模塊)1.(2018廣東肇慶二模)(1)(5分)下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A.液體表面層中分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力B.固體中的分子是靜止的,液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的C.汽化現(xiàn)象是液體分子間因相互排斥而發(fā)生的D.液體的蒸發(fā)現(xiàn)象在任何溫度下都能發(fā)生E.有的物態(tài)變化中雖然吸收熱量但溫度卻不升高(2)(10分)如圖,密閉性能良好的杯蓋扣在盛有少量熱水的杯身上,杯蓋質(zhì)量為m,杯身與熱水的總質(zhì)量為M,杯子的橫截面積為S.初始時(shí)杯內(nèi)氣體的溫度為T0,壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)p0相等.因杯子不保溫,杯內(nèi)氣體溫度將逐步降低,不計(jì)摩擦.求溫度降為T1時(shí)杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1;杯身保持靜止,溫度為T1時(shí)提起杯蓋所需的力至少多大?溫度為多少時(shí),用上述方法提杯蓋恰能將整個(gè)杯子提起?解析:(1)當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子引力和斥力相等,液體表面層的分子比較稀疏,分子間距大于r0,所以分子間作用力表現(xiàn)為引力,故A正確;無論固體、液體還是氣體,分子都是在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;汽化是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程,汽化分蒸發(fā)和沸騰,不是分子間的相互排斥產(chǎn)生的,故C錯(cuò)誤;蒸發(fā)是液體表面分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況,在任何溫度下都能發(fā)生,故D正確;冰在融化過程中吸收熱量但溫度不升高,故E正確.(2)降溫過程中,氣體體積不變,根據(jù)查理定律得p0T0=p1T1解得p1=p0T0T1.當(dāng)杯蓋與杯身間的彈力恰好為零時(shí),提力最小,對(duì)杯蓋受力分析如圖(甲)所示.根據(jù)平衡條件p1S+F=p0S+mg因此最小提力為F=p0S+mg-T1T0p0S.設(shè)提起杯子時(shí)氣體壓強(qiáng)為p2,溫度為T2,杯身的受力分析如圖(乙)所示,平衡時(shí)p0S=p2S+Mg,得p2=p0-MgS,根據(jù)查理定律p0T0=p2T2,解得T2=T0-MgT0p0S.答案:(1)ADE(2)p0T0T1p0S+mg-T1T0p0S T0-MgT0p0S2.(2018山西二模)(1)(5分)關(guān)于分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A.溫度升高,物體內(nèi)能就增大B.內(nèi)能不同的物體,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同C.氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大,氣體的壓強(qiáng)可能不變D.分子間距離增大,分子間的相互作用力減小E.氣體從單一熱源吸熱,可以全部用來對(duì)外做功(2)(10分)如圖所示,在水平桌面上,導(dǎo)熱汽缸內(nèi)橫截面積為S的輕質(zhì)活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體.一質(zhì)量為m的砝碼盤(含砝碼)用輕繩經(jīng)光滑定滑輪與缸中活塞豎直相連接,活塞與汽缸壁間無摩擦.當(dāng)環(huán)境溫度為T時(shí),活塞與缸底的距離為h.現(xiàn)使環(huán)境溫度緩慢降為T2.活塞再次平衡時(shí),活塞與缸底的距離是多少?保持環(huán)境溫度為T2不變,為使活塞返回原位置,需在盤中逐漸添加砝碼的質(zhì)量為m,求大氣壓強(qiáng)的大小.解析:(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高,物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大,但因不知分子勢能變化情況,無法依據(jù)溫度變化判定內(nèi)能的變化,故A錯(cuò)誤;內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積都有關(guān),所以內(nèi)能不同的物體,物體的溫度可能相同,即分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同,故B正確;若氣體分子的平均動(dòng)能增大,則溫度一定升高;根據(jù)pVT=C可知若溫度升高的同時(shí)體積也增大,則壓強(qiáng)不一定增大,可能不變,故C正確;分子間距離從平衡位置增大時(shí),分子間的相互作用力先增大后減小,故D錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,氣體從單一熱源吸熱,可以全部用來對(duì)外做功,但會(huì)引起其他的變化,故E 正確.(2)設(shè)再次平衡時(shí)活塞到汽缸底的高度為h1,環(huán)境溫度緩慢降低過程中汽缸中氣體壓強(qiáng)不變.初狀態(tài):溫度T1=T,體積V1=hS末狀態(tài):溫度T2=T2,體積V2=h1S根據(jù)蓋呂薩克定律可得V1T1=V2T2可得活塞與缸底的距離h1=h2.設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0,初狀態(tài):壓強(qiáng)p2=p0-mgS,體積V2=h1S=h2S末狀態(tài):壓強(qiáng)p3=p0-mg+mgS,體積V3=hS由玻意耳定律有p2V2=p3V3可得p0=(m+2m)Sg.答案:(1)BCE(2)h2(m+2m)Sg3.(2018陜西模擬)(1)(5分)下列說法中正確的是.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A.在較暗的房間里,看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)B.氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律C.隨著分子間距離增大,分子間作用力減小,分子勢能也減小D.一定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí),其內(nèi)能不變E.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行(2)(10分)如圖所示,兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中,管的上部有一定長度的水銀,兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中.開啟上部連通左右水銀的閥門A,當(dāng)溫度為300 K平衡時(shí)水銀的位置如圖,其中左側(cè)空氣柱長度L1=50 cm,左側(cè)空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h2=5 cm,左右兩側(cè)頂部的水銀面的高度差為h1=5 cm,大氣壓為75 cmHg.求:右管內(nèi)氣柱的長度L2;關(guān)閉閥門A,當(dāng)溫度升至405 K時(shí),左側(cè)豎直管內(nèi)氣柱的長度L3.(大氣壓強(qiáng)保持不變)解析:(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),在較暗的房間里可以觀察到射入屋內(nèi)的“陽光柱”中有懸浮在空氣里的小顆粒在飛舞,是由于氣體的流動(dòng),這不是布朗運(yùn)動(dòng),故A正確;麥克斯韋提出了氣體分子速率分布的規(guī)律,即“中間多,兩頭少”,故B正確;當(dāng)分子間表現(xiàn)為引力時(shí),隨著分子間距離增大,分子勢能增大,故C錯(cuò)誤;一定量理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí),不吸收或放出熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能減小,故D錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行,故E正確.(2)左管內(nèi)氣體壓強(qiáng):p1=p0+ph2=80 cmHg右管內(nèi)氣體壓強(qiáng):p2=p1+ph1=85 cmHg,設(shè)右側(cè)空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h3,則p2=p0+ph3,解得h3=10 cm,故右管內(nèi)氣柱長度為L2=L1-h1-h2+h3=50 cm.設(shè)玻璃管截面積為S,由理想氣體狀態(tài)方程有p1L1ST1=(p0+ph2+pL3-pL1)L3ST2即8050300=(75+5+pL3-50)L3405解得L3=60 cm.答案:(1)ABE(2)50 cm60 cm4.(2018四川樂山二診)(1)(5分)下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A.能源在利用過程中有能量耗散,這表明能量不守恒B.沒有摩擦的理想熱機(jī)也不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.非晶體的物理性質(zhì)具有各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性D.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱E.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢能隨分子間距離的減小而 增大(2)(10分)如圖所示,豎直放置的汽缸,活塞橫截面積為S=0.01 m2,厚度不計(jì),可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng).汽缸側(cè)壁有一個(gè)小孔,與裝有水銀的U形玻璃管相通.汽缸內(nèi)封閉了一段高為L=50 cm的氣柱(U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)).此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27 ,U形管內(nèi)水銀面高度差h1=5 cm.已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0105 Pa,水銀的密度=13.6103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2.求活塞的質(zhì)量m;若在活塞上緩慢添加M=26.7 kg的沙粒時(shí),活塞下降到距汽缸底部H=45 cm處,求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度.解析:(1)能源在利用過程中有能量耗散,但能量是守恒的,故A錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,沒有摩擦的理想熱機(jī)也不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B正確;非晶體和多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性而單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性,故C錯(cuò)誤;對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,則由理想氣體狀態(tài)方程可知,溫度一定增大,內(nèi)能增大,同時(shí)氣體對(duì)外做功,則由熱力學(xué)第一定律可知,它一定從外界吸熱,故D正確;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),距離減小時(shí)分子力做負(fù)功,則分子勢能隨分子間距離的減小而增大,故E正確.(2)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1=p0+gh1活塞受力平衡,有p0S+mg=p1S聯(lián)立解得m=6.8 kg.活塞下降后氣體的壓強(qiáng)為p2,則有p0S+(M+m)g=p2S以汽缸內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,有p1LST1=p2HST2解得T2=337.5 K,即t2=64.5 .答案:(1)BDE(2)6.8 kg64.5 5.(2018重慶二模)(1)(5分)下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A.凡是符合能量守恒定律的宏觀過程一定自發(fā)地發(fā)生而不引起其他變化B.物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)C.已知某種氣體的密度為,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該氣體分子之間的平均距離可以表示為3MNAD.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡E.汽缸里一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹時(shí),單位時(shí)間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)可能不變(2)(10分)如圖所示,質(zhì)量為m=6 kg的絕熱汽缸(厚度不計(jì)),橫截面積為S=10 cm2,倒扣在水平桌面上(與桌面有縫隙),汽缸內(nèi)有一絕熱的“T”形活塞固定在桌面上,活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞在汽缸內(nèi)可無摩擦滑動(dòng)且不漏氣.開始時(shí),封閉氣體的溫度為t0=27 ,壓強(qiáng)p=0.5105 Pa,g取10 m/s2,大氣壓強(qiáng)為p0=1.0105 Pa.求:此時(shí)桌面對(duì)汽缸的作用力大小FN;通過電熱絲給封閉氣體緩慢加熱到溫度t2,使汽缸剛好對(duì)水平桌面無壓力,求t2的值.解析:(1)滿足能量守恒定律的宏觀過程不一定可以自發(fā)進(jìn)行,比如熱量就不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,故A錯(cuò)誤;溫度越高,熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例越大,故B正確;氣體的摩爾體積Vmol=M,每個(gè)分子平均占有的空間V0=VmolNA=MNA,則分子間的平均距離a= 3V0=3MNA,故C正確;如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,故D正確;密閉在汽缸里的一定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等壓膨脹時(shí),根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程pVT=C可知,氣體的溫度一定升高,氣體分子的平均動(dòng)能增大,則每一次對(duì)器壁的平均撞擊力增大,而氣體的壓強(qiáng)不變,所以單位時(shí)間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少,故E錯(cuò)誤.(2)對(duì)汽缸受力分析,由平衡條件有FN+pS=mg+p0S解得FN=110 N.汽缸剛好和水平桌面無壓力時(shí),對(duì)汽缸受力分析有p2S=mg+p0S則氣體壓強(qiáng)p2=1.6105 Pa由查理定律pT0=p2T2解得T2=960 K.即t2=687 .答案:(1)BCD(2)110 N687 6.(2018甘肅河西五市模擬)(1)(5分)下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)A.單晶體冰糖磨碎后熔點(diǎn)不會(huì)發(fā)生變化B.足球充足氣后很難壓縮,是足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果C.一定質(zhì)量的理想氣體,外界對(duì)氣體做功,其內(nèi)能不一定增加D.脫脂棉脫脂的目的,在于使它從不能被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?以便吸取藥液E.土壤里有很多毛細(xì)管,如果要把地下的水分沿著它們引到地表,可以將地面的土壤鋤松(2)(10分)一個(gè)水平放置的汽缸,由兩個(gè)截面積不同的圓筒連接而成.活塞A,B用一長為4L的剛性細(xì)桿連接,L=0.5 m,它們可以在筒內(nèi)無摩擦地左右滑動(dòng).A,B的截面積分別為SA=40 cm2,SB=20 cm2,A,B之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,兩活塞外側(cè)(A的左方和B的右方)是壓強(qiáng)為p0=1.0105 Pa的大氣.當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為T1=525 K時(shí)兩活塞靜止于如圖所示的位置.現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢下降,當(dāng)溫度降為多少時(shí)活塞A恰好移到兩圓筒連接處?若在此變化過程中氣體共向外放熱500 J,求氣體的內(nèi)能變化了多少?解析:(1)單晶體冰糖磨碎后仍是單晶體,熔點(diǎn)不發(fā)生變化,故A正確;足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的壓強(qiáng)差的原因,與氣體分子之間的作用力無關(guān),故B錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的理想氣體,外界對(duì)氣體做功,或同時(shí)放出熱量,內(nèi)能不一定增加,故C正確;脫脂棉脫脂后,水能將其浸潤,便于吸取藥液,D正確;將地面的土壤鋤松,破壞了土壤里的毛細(xì)管,更有利于水分的保持,E錯(cuò)誤.(2)對(duì)活塞A受力分析,活塞A向右緩慢移動(dòng)過程中,氣體發(fā)生等壓變化由蓋呂薩克定律有3LSA+LSBT1=4LSBT2代入數(shù)據(jù)30.540+0.520525K=40.520T2解得T2=300 K時(shí)活塞A恰好移到兩筒連接處.活塞向右移動(dòng)過程中,外界對(duì)氣體做功W=p03L(SA-SB)=110530.5(410-3-210-3)J=300 J.由熱力學(xué)第一定律得U=W+Q=(300-500)J=-200 J.即氣體的內(nèi)能減少200 J.答案:(1)ACD(2)300 K內(nèi)能減少了200 J