2022屆高考物理二輪專題復習 專題九 熱學限時檢測

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1、2022屆高考物理二輪專題復習 專題九 熱學限時檢測 1.(2018·廣東肇慶二模)(1)(5分)下列說法正確的是　　　　.(填正確答案標號.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,最低得分為0分)? A.液體表面層中分子間的相互作用力表現為引力 B.固體中的分子是靜止的,液體、氣體中的分子是運動的 C.汽化現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,杯蓋質量為m,杯身與熱水的總質量為M,杯子的橫截面積為S.初始

2、時杯內氣體的溫度為T0,壓強與大氣壓強p0相等.因杯子不保溫,杯內氣體溫度將逐步降低,不計摩擦. ①求溫度降為T1時杯內氣體的壓強p1; ②杯身保持靜止,溫度為T1時提起杯蓋所需的力至少多大? ③溫度為多少時,用上述方法提杯蓋恰能將整個杯子提起? 解析:(1)當分子間距離為r0時,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)則運動,故B錯誤;汽化是物質從液態(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生的,故C錯誤;蒸發(fā)是液體表面分子無規(guī)則運動的情況,在任何溫度下

3、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)①降溫過程中,氣體體積不變,根據查理定律得=解得p1=T1. ②當杯蓋與杯身間的彈力恰好為零時,提力最小,對杯蓋受力分析如圖(甲)所示.根據平衡條件 p1S+F=p0S+mg 因此最小提力為F=p0S+mg-p0S. ③設提起杯子時氣體壓強為p2,溫度為T2,杯身的受力分析如圖(乙)所示, 平衡時p0S=p2S+Mg,得p2=p0-,根據查理定律=,解得T2=T0-. 答案:(1)ADE　(2)①T1?、趐0S+mg-p0S ③T0- 2.(2018·山西二模)(1)(5分)關于分子動理論和熱力

4、學定律,下列說法正確的是　　　　.(填正確答案標號.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,最低得分為0分)? A.溫度升高,物體內能就增大 B.內能不同的物體,分子熱運動的平均動能可能相同 C.氣體分子熱運動的平均動能增大,氣體的壓強可能不變 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,可以全部用來對外做功 (2)(10分)如圖所示,在水平桌面上,導熱汽缸內橫截面積為S的輕質活塞封閉著一定質量的氣體.一質量為m的砝碼盤(含砝碼)用輕繩經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.當環(huán)境溫度為T時,活塞與缸底的距離為h.現

5、使環(huán)境溫度緩慢降為. ①活塞再次平衡時,活塞與缸底的距離是多少? ②保持環(huán)境溫度為不變,為使活塞返回原位置,需在盤中逐漸添加砝碼的質量為Δm,求大氣壓強的大小. 解析:(1)溫度是分子平均動能的標志,溫度升高,物體內大量分子熱運動的平均動能增大,但因不知分子勢能變化情況,無法依據溫度變化判定內能的變化,故A錯誤;內能與物體的物質的量、溫度、體積都有關,所以內能不同的物體,物體的溫度可能相同,即分子熱運動的平均動能可能相同,故B正確;若氣體分子的平均動能增大,則溫度一定升高;根據=C可知若溫度升高的同時體積也增大,則壓強不一定增大,可能不變,故C正確;分子間距離從平衡位置增大時,分子間

6、的相互作用力先增大后減小,故D錯誤;根據熱力學第二定律可知,氣體從單一熱源吸熱,可以全部用來對外做功,但會引起其他的變化,故E 正確. (2)①設再次平衡時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不變. 初狀態(tài):溫度T1=T,體積V1=hS 末狀態(tài):溫度T2=,體積V2=h1S 根據蓋—呂薩克定律可得= 可得活塞與缸底的距離h1=. ②設大氣壓強為p0, 初狀態(tài):壓強p2=p0-,體積V2=h1S=S 末狀態(tài):壓強p3=p0-,體積V3=hS 由玻意耳定律有p2V2=p3V3 可得p0=g. 答案:(1)BCE　(2)①　②g 3.(2018·陜

7、西模擬)(1)(5分)下列說法中正確的是　　　　.(填正確答案標號.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”里粉塵的運動不是布朗運動 B.氣體分子速率呈現出“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,其內能不變 E.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行 (2)(10分)如圖所示,兩端開口、粗細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的豎直管中.開啟上部連

8、通左右水銀的閥門A,當溫度為300 K平衡時水銀的位置如圖,其中左側空氣柱長度L1=50 cm,左側空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h2=5 cm,左右兩側頂部的水銀面的高度差為h1=5 cm,大氣壓為75 cmHg.求: ①右管內氣柱的長度L2; ②關閉閥門A,當溫度升至405 K時,左側豎直管內氣柱的長度L3.(大氣壓強保持不變) 解析:(1)布朗運動是懸浮在液體或氣體中固體小顆粒的無規(guī)則運動,在較暗的房間里可以觀察到射入屋內的“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,這不是布朗運動,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

9、B正確;當分子間表現為引力時,隨著分子間距離增大,分子勢能增大,故C錯誤;一定量理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時,不吸收或放出熱量,同時對外做功,其內能減小,故D錯誤;根據熱力學第二定律可知,一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行,故E正確. (2)①左管內氣體壓強:p1=p0+ph2=80 cmHg 右管內氣體壓強:p2=p1+ph1=85 cmHg, 設右側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, 故右管內氣柱長度為L2=L1-h1-h2+h3=50 cm. ②設玻璃管截面積為S,由理想氣體狀態(tài)方程有 = 即= 解得L

10、3=60 cm. 答案:(1)ABE　(2)①50 cm?、?0 cm 4.(2018·四川樂山二診)(1)(5分)下列說法正確的是　　　　.(填正確答案標號.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也不可能把吸收的能量全部轉化為機械能 C.非晶體的物理性質具有各向同性而晶體的物理性質都是各向異性 D.對于一定質量的理想氣體,如果壓強不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱 E.當分子間作用力表現為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而 增大 (2)(10分)如圖所示

11、,豎直放置的汽缸,活塞橫截面積為S=0.01 m2,厚度不計,可在汽缸內無摩擦滑動.汽缸側壁有一個小孔,與裝有水銀的U形玻璃管相通.汽缸內封閉了一段高為L=50 cm的氣柱(U形管內的氣體體積不計).此時缸內氣體溫度為27 ℃,U形管內水銀面高度差h1=5 cm.已知大氣壓強p0=1.0×105 Pa,水銀的密度ρ=13.6×103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2. ①求活塞的質量m; ②若在活塞上緩慢添加M=26.7 kg的沙粒時,活塞下降到距汽缸底部H=45 cm處,求此時汽缸內氣體的溫度. 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錯誤;根據熱力學第

12、二定律可知,沒有摩擦的理想熱機也不可能把吸收的能量全部轉化為機械能,故B正確;非晶體和多晶體的物理性質具有各向同性而單晶體的物理性質具有各向異性,故C錯誤;對于一定質量的理想氣體,如果壓強不變,體積增大,則由理想氣體狀態(tài)方程可知,溫度一定增大,內能增大,同時氣體對外做功,則由熱力學第一定律可知,它一定從外界吸熱,故D正確;當分子間作用力表現為斥力時,距離減小時分子力做負功,則分子勢能隨分子間距離的減小而增大,故E正確. (2)①汽缸內氣體的壓強為p1=p0+ρgh1 活塞受力平衡,有p0S+mg=p1S 聯立解得m=6.8 kg. ②活塞下降后氣體的壓強為p2,則有 p0S+(M+m

13、)g=p2S 以汽缸內封閉氣體為研究對象根據理想氣體狀態(tài)方程,有= 解得T2=337.5 K,即t2=64.5 ℃. 答案:(1)BDE　(2)①6.8 kg　②64.5 ℃ 5.(2018·重慶二模)(1)(5分)下列說法正確的是　　　　.(填正確答案標號.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.物體內熱運動速率大的分子數占總分子數比例與溫度有關 C.已知某種氣體的密度為ρ,摩爾質量為M,阿伏加德羅常數為NA,則該氣體分子之間的平均距離可以表示為 D.如果兩個系

14、統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡 E.汽缸里一定質量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹時,單位時間碰撞器壁單位面積的氣體分子數可能不變 (2)(10分)如圖所示,質量為m=6 kg的絕熱汽缸(厚度不計),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量的理想氣體,活塞在汽缸內可無摩擦滑動且不漏氣.開始時,封閉氣體的溫度為 t0=27 ℃,壓強p=0.5×105 Pa,g取10 m/s2,大氣壓強為p0=1.0× 105 Pa.求: ①此時桌面對汽缸的作用力大小FN;

15、②通過電熱絲給封閉氣體緩慢加熱到溫度t2,使汽缸剛好對水平桌面無壓力,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錯誤;溫度越高,熱運動速率大的分子數占總分子數比例越大,故B正確;氣體的摩爾體積Vmol=,每個分子平均占有的空間V0==,則分子間的平均距離a= =,故C正確;如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(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量理想氣體發(fā)生等壓膨脹時,根據理想氣體的狀態(tài)方程=C可知,氣體的溫度一定升高,氣體分子的平均動能增大,則每一次對器壁的平均撞擊

16、力增大,而氣體的壓強不變,所以單位時間碰撞器壁單位面積的氣體分子數一定減少,故E錯誤. (2)①對汽缸受力分析,由平衡條件有 FN+pS=mg+p0S 解得FN=110 N. ②汽缸剛好和水平桌面無壓力時,對汽缸受力分析有 p2S=mg+p0S 則氣體壓強p2=1.6×105 Pa 由查理定律= 解得T2=960 K.即t2=687 ℃. 答案:(1)BCD　(2)①110 N?、?87 ℃ 6.(2018·甘肅河西五市模擬)(1)(5分)下列說法正確的是　　　　. (填正確答案標號.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,最低得分為0分)?

17、A.單晶體冰糖磨碎后熔點不會發(fā)生變化 B.足球充足氣后很難壓縮,是足球內氣體分子間斥力作用的結果 C.一定質量的理想氣體,外界對氣體做功,其內能不一定增加 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)一個水平放置的汽缸,由兩個截面積不同的圓筒連接而成.活塞A,B用一長為4L的剛性細桿連接,L=0.5 m,它們可以在筒內無摩擦地左右滑動.A,B的截面積分別為SA=40 cm2,SB=20 cm2,A,B之間封閉著一定質量的理想氣體,兩活塞外側(A的左方和B的

18、右方)是壓強為p0=1.0×105 Pa的大氣.當汽缸內氣體溫度為T1=525 K時兩活塞靜止于如圖所示的位置. ①現使汽缸內氣體的溫度緩慢下降,當溫度降為多少時活塞A恰好移到兩圓筒連接處? ②若在此變化過程中氣體共向外放熱500 J,求氣體的內能變化了 多少? 解析:(1)單晶體冰糖磨碎后仍是單晶體,熔點不發(fā)生變化,故A正確;足球充足氣后很難壓縮是由于足球內外的壓強差的原因,與氣體分子之間的作用力無關,故B錯誤;一定質量的理想氣體,外界對氣體做功,或同時放出熱量,內能不一定增加,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管,更有利于水分的保持,E錯誤. (2)①對活塞A受力分析,活塞A向右緩慢移動過程中,氣體發(fā)生等壓變化 由蓋—呂薩克定律有= 代入數據= 解得T2=300 K時活塞A恰好移到兩筒連接處. ②活塞向右移動過程中,外界對氣體做功 W=p0·3L(SA-SB)=1×105×3×0.5×(4×10-3-2×10-3)J=300 J. 由熱力學第一定律得 ΔU=W+Q=(300-500)J=-200 J. 即氣體的內能減少200 J. 答案:(1)ACD　(2)①300 K　②內能減少了200 J