山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢十三 熱學(xué) 新人教版.docx

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單元質(zhì)檢十三　熱學(xué) (時(shí)間:45分鐘　滿(mǎn)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(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得7分;每選錯(cuò)1個(gè)扣4分,最低得分為0分) 1.(2019寧夏銀川一中月考)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.當(dāng)兩分子間距離大于平衡距離r0時(shí),分子間的距離越大,分子勢(shì)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(zhì)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(duì)一定質(zhì)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(dāng)兩分子間距離大于平衡距離r0時(shí),分子間的距離增大,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加,A錯(cuò)誤;B、液體表面張力的作用會(huì)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(duì)外做功,由熱力學(xué)第一定律知,吸收的熱量大于增加的內(nèi)能,C正確;D、對(duì)一定質(zhì)量的氣體做功時(shí),氣體可能對(duì)外放熱,氣體的內(nèi)能不一定增加,D正確;E、根據(jù)熱力學(xué)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(cuò)誤。故選BCD。 2.(2019云南紅河戈奎中學(xué)月考)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.一定質(zhì)量的氣體,在體積不變時(shí),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(shí)吸收熱量,分子平均動(dòng)能一定增大 C.空調(diào)既能制熱又能制冷,說(shuō)明在不自發(fā)地條件下熱傳遞方向性可以逆向 D.外界對(duì)氣體做功時(shí),其內(nèi)能一定會(huì)增大 E.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí),需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成 答案ACE 解析A、一定量的氣體,在體積不變時(shí),溫度降低,壓強(qiáng)減小,根據(jù)氣體壓強(qiáng)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(diǎn),故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)熱力學(xué)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(xué)第一定律可知,當(dāng)外界對(duì)氣體做功的同時(shí),對(duì)外放熱,其內(nèi)能可能會(huì)增大,也可能減小,也可能不變,故D錯(cuò)誤;E、生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí),需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成,故E正確。故選ACE。 3.(2018廣東佛山一質(zhì)檢)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明分子總在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B.物體吸熱,物體分子平均動(dòng)能必定增大 C.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)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(shí),分子勢(shì)能最小 E.一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過(guò)程總是向分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行 答案ADE 解析不同的物質(zhì)相互接觸時(shí),彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散。擴(kuò)散的實(shí)質(zhì)是分子的相互滲入,表明一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A正確;改變物體溫度的方法有兩個(gè):做功、熱傳遞,物體吸熱的同時(shí)又對(duì)外做功,分子平均動(dòng)能未必增大,故B錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律,內(nèi)能不可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化。故C錯(cuò)誤;分子間距等于分子間平衡距離時(shí),若增大距離分子力表現(xiàn)為引力做負(fù)功,其分子勢(shì)能增加,若減小距離時(shí)表現(xiàn)為斥力做負(fù)功,其分子勢(shì)能增加,則分子間距等于分子間平衡距離時(shí),分子勢(shì)能最小。故D正確;熱力學(xué)第二定律的微觀意義是“一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行”,故E正確;綜上分析,正確選項(xiàng)為ADE。 4.(2018全國(guó)卷Ⅰ)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷過(guò)程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e,對(duì)此氣體,下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.過(guò)程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小 B.過(guò)程②中氣體對(duì)外界做正功 C.過(guò)程④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(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小 答案BDE 解析過(guò)程①是等容變化,溫度升高,壓強(qiáng)增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程②中,體積增大,氣體對(duì)外做功,故B項(xiàng)正確;過(guò)程④是等容變化,溫度降低,放出熱量,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程③是等溫變化,溫度不變,故狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,故D項(xiàng)正確;過(guò)程②為等壓變化,故pb=pc,過(guò)程③為等溫變化,體積增大,故pc>pd,所以pb>pd,故E項(xiàng)正確。 5.(2018全國(guó)卷Ⅱ)對(duì)于實(shí)際的氣體,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能 B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能 C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 D.氣體的體積變化時(shí),其內(nèi)能可能不變 E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 答案BDE 解析氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和相互作用的勢(shì)能之和,不包括分子的重力勢(shì)能和氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B、E正確;氣體體積變化時(shí),其分子勢(shì)能可能增加、可能減小,而分子的動(dòng)能可能增加、可能減小,其內(nèi)能可能不變,選項(xiàng)D正確。 6.(2018全國(guó)卷Ⅲ)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過(guò)程如p-V圖中從a到b的直線(xiàn)所示。在此過(guò)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(duì)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(duì)外做功 答案BCD 解析根據(jù)理想氣體方程pVT=C,氣體的壓強(qiáng)和體積都增加,所以氣體溫度升高,內(nèi)能增加,A錯(cuò)、B對(duì);氣體的體積增大,氣體對(duì)外做功,C對(duì);根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,其中ΔU>0,W<0,所以Q>0,從外界吸收熱量,D對(duì);氣體吸收的熱量,一部分對(duì)外做功,另一部分增加了氣體的內(nèi)能,E錯(cuò)。 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(cè)油酸分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)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(cè)出其體積; b.在裝有水、撒適量痱子粉的淺盤(pán)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(pán)上,將油膜形狀描繪在玻璃板上; d.將玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油膜的面積,根據(jù)油酸體積和面積計(jì)算出油酸分子的直徑。 (1)其中有操作錯(cuò)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(cè)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(cè)出其體積為V,則一滴該溶液的體積為V1=VN,故有操作錯(cuò)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(shí)驗(yàn)裝置,氣體的壓強(qiáng)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(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氣體壓縮太快會(huì)使氣體溫度　　　　(選填“升高”“不變”或“降低”)。實(shí)驗(yàn)中氣體向外漏氣,測(cè)得氣體的體積與壓強(qiáng)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(jiǎn)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(guān)系,繪制圖象時(shí)應(yīng)選用　　　選填“p-V”或“p-1V”作為坐標(biāo)系;仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)pV的值越來(lái)越小,可能的原因是　　　　　　　　。 答案(1)升高　變小　(2)p- 1V　漏氣 解析(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氣體壓縮太快,外界對(duì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中,氣體做等溫變化,氣體的壓強(qiáng)p、體積V和溫度T之間滿(mǎn)足關(guān)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(shí)驗(yàn)中氣體向外漏氣,那么n就會(huì)減小,所以氣體的體積與壓強(qiáng)的乘積變小。(2)由表得,pV近似為定值,用p-1V坐標(biāo)時(shí),圖象類(lèi)似為直線(xiàn),而用p-V作為坐標(biāo)系時(shí)為曲線(xiàn),所以應(yīng)選用p-1V作為坐標(biāo)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(zhì)檢)一定質(zhì)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(guò)程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ℃。求: (1)該氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度; (2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中與外界交換的熱量。 答案(1)-173 ℃　(2)200 J 解析(1)對(duì)于理想氣體:A→B過(guò)程, 由查理定律得pATA=pBTB, 解得TB=100K, 所以tB=TB-273℃=-173℃。 (2)B→C過(guò)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A→B過(guò)程是等容變化氣體對(duì)外不做功,B→C過(guò)程中氣體體積膨脹對(duì)外做功,即從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體對(duì)外做功,故氣體應(yīng)從外界吸收熱量,即Q=pΔV=1105(310-3-110-3)J=200J。 10. (12分)(2019河北衡水中學(xué)月考)如圖所示,一細(xì)U型管兩端開(kāi)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(shí)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(zhǎng)度L1=20 cm。其余部分長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)2=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(qiáng)為p0=76 cmHg,求: (1)氣體溫度升高到多少時(shí)右側(cè)水銀柱開(kāi)始全部進(jìn)入豎直管; (2)氣體溫度升高到多少時(shí)右側(cè)水銀柱與管口相平。 答案(1)630 K　(2)787.5 K 解析(1)設(shè)U型管的橫截面積是S,以封閉氣體為研究對(duì)象,其初狀態(tài):p1=p0+h1=(76+4)cmHg=80cmHg,V1=L1S=20S 當(dāng)右側(cè)的水銀全部進(jìn)入豎直管時(shí),水銀柱的高度:h=h1+L3=(4+10)cm=14cm,此時(shí)左側(cè)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(jìn)入右管后,產(chǎn)生的壓強(qiáng)不再增大,所以左側(cè)的水銀柱不動(dòng),右側(cè)水銀柱與管口相平時(shí),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=787.5K 11.(14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(qiáng)為p0=1.0105 Pa。開(kāi)始時(shí)閥門(mén)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(méi)有彈力。A與B間連通細(xì)管體積不計(jì),打開(kāi)閥門(mén)K后使活塞緩慢下移。不計(jì)摩擦,g取10 m/s2。 (1)求穩(wěn)定后活塞的位置及活塞下移過(guò)程中汽缸B內(nèi)氣體對(duì)活塞做的功。 (2)穩(wěn)定后將閥門(mén)K再次關(guān)閉,然后把整個(gè)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(qiáng)。 答案(1)-121.2 J　(2)1.212105 Pa 解析(1)未打開(kāi)閥門(mén)K時(shí)有:pB=p0S+mgS=1.01105Pa 打開(kāi)閥門(mén)后,活塞緩慢下降。 如果活塞穩(wěn)定時(shí)停留在汽缸底部,則此時(shí)氣體體積減小為1.2L,壓強(qiáng)會(huì)大于pB,不符合實(shí)際,故最終活塞未與汽缸底部接觸。 所以氣體的溫度、壓強(qiáng)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=3.6L。 活塞下移距離為: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(duì)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(mén)K關(guān)閉,整個(gè)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=5.76L>VB=4.8L 說(shuō)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