2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí)全冊(cè)能力訓(xùn)練(打包17套).zip
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專(zhuān)題能力訓(xùn)練16 熱學(xué)
(時(shí)間:45分鐘 滿(mǎn)分:90分)
1.(1)(多選)(5分)下列說(shuō)法正確的是 。?
A.液體中懸浮的微粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
B.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成,因?yàn)樗`反能量守恒定律
C.一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時(shí),其內(nèi)能一定增加
D.因?yàn)橐后w表面層分子分布比內(nèi)部稀疏,因此液體表面有收縮趨勢(shì)
(2)(10分)如圖所示,圓柱形汽缸開(kāi)口向上,豎直放置在水平面上,汽缸足夠長(zhǎng),內(nèi)截面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0。一厚度不計(jì)、質(zhì)量為m=p0S2g的活塞封住一定量的理想氣體,溫度為T(mén)0時(shí)缸內(nèi)氣體體積為V0。先在活塞上緩慢放上質(zhì)量為3m的沙子,然后將缸內(nèi)氣體溫度緩慢升高到2T0,求穩(wěn)定后缸內(nèi)氣體的體積。
2.(1)(多選)(5分)下列說(shuō)法正確的是 。?
A.相同質(zhì)量的0 ℃的水的分子勢(shì)能比0 ℃的冰的分子勢(shì)能大
B.大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽,就變成了非晶體
C.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁發(fā)生碰撞的次數(shù),與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度都有關(guān)
D.氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定不變
(2)(10分)一密閉容器有進(jìn)氣口和出氣口可以和外部連通,將進(jìn)氣口和出氣口關(guān)閉,此時(shí)容器內(nèi)容積為V0,內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0,將氣體緩慢加熱,使氣體溫度由T0=300 K 升至T1=350 K。
①求此時(shí)氣體的壓強(qiáng);
②保持T1=350 K不變,緩慢由出氣口抽出部分氣體,使氣體壓強(qiáng)再變回到p0。求容器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值。
3.(1)(多選)(5分)下列有關(guān)熱現(xiàn)象的敘述中正確的是 。?
A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)
B.分子間不可能同時(shí)存在引力和斥力
C.熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體,但一定要引起其他的變化
D.一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過(guò)程,其溫度一定升高
(2)(10分)若一條魚(yú)兒正在水下10 m處戲水,吐出一個(gè)體積為1 cm3的氣泡。氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,且氣體質(zhì)量保持不變,大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105 Pa,g取 10 m/s2,湖水溫度保持不變。
①氣泡在上升的過(guò)程中,氣體吸熱還是放熱?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。
②氣泡到達(dá)湖面時(shí)的體積多大?
4.(1)(多選)(5分)下列說(shuō)法正確的是 。?
A.溫度低的物體內(nèi)能小
B.外界對(duì)物體做功時(shí),物體的內(nèi)能一定增加
C.溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能小
D.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
E.物體吸收熱量后,內(nèi)能不一定增加
(2)
(10分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B。此過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)p=1.0×105 Pa,吸收的熱量Q=7.0×102 J,求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量。
5.(1)(多選)(5分)以下說(shuō)法正確的是 。?
A.已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和密度,可算出該氣體分子間的平均距離
B.為了保存玉米地的水分,可以鋤松地面,破壞土壤里的毛細(xì)管
C.隨著分子間距離的增大,分子間的引力和斥力都減小,但斥力減小得快,合力表現(xiàn)為引力
D.物質(zhì)是晶體還是非晶體,比較可靠的辦法是從各向異性或各向同性來(lái)判斷
E.能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀(guān)過(guò)程具有方向性
(2)(10分)
如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過(guò)活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h?,F(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體的溫度為T(mén)1時(shí)活塞上升了h。已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計(jì)活塞與汽缸間摩擦。
①求溫度為T(mén)1時(shí)氣體的壓強(qiáng);
②現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加沙粒,當(dāng)添加沙粒的質(zhì)量為m0時(shí),活塞恰好回到與容器底部相距h2位置,求此時(shí)氣體的溫度。
6.(1)(多選)(5分)關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說(shuō)法正確的是 (填正確答案標(biāo)號(hào))。?
A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同
B.氣體溫度不變,整體運(yùn)動(dòng)速度越大,其內(nèi)能越大
C.氣體被壓縮時(shí),內(nèi)能可能不變
D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)
E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中,內(nèi)能一定增加
(2)(10分)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng),兩壓強(qiáng)差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp=2σr,其中σ=0.070 N/m。現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2。
①求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差;
②忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時(shí),求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值。
專(zhuān)題能力訓(xùn)練16 熱學(xué)
1.答案(1)CD (2)V0
解析(1)微粒越小,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成,是因?yàn)檫`背熱力學(xué)第二定律,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的理想氣體,壓強(qiáng)、體積都增大,溫度必然升高,內(nèi)能一定增加,選項(xiàng)C正確;液體表面有收縮趨勢(shì),表面層分子分布比內(nèi)部稀疏,選項(xiàng)D正確。
(2)設(shè)初態(tài)氣體壓強(qiáng)為p1,放沙后壓強(qiáng)為p2,體積為V2,升溫后體積為V3,則有
p1=p0+mgS=1.5p0
p2=p0+4mgS=3p0
等溫過(guò)程,由p1V0=p2V2得V2=0.5V0
等壓過(guò)程,由V2T0=V32T0得V3=V0。
2.答案(1)AC (2)①76p0?、?7
解析(2)①設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1,
由查理定律得p0T0=p1T1
代入數(shù)據(jù)得p1=76p0。
②抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程,設(shè)膨脹后氣體的總體積為V,由玻意耳定律得p1V0=p0V
聯(lián)立解得V=76V0
設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為k,由題意得k=V0V=67。
3.答案(1)CD (2)①吸熱 理由見(jiàn)解析?、? cm3
解析(1)布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),因?yàn)榉肿邮怯萌说娜庋劭床坏降?它是液體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)花粉不規(guī)則碰撞的反映,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;分子間可以同時(shí)存在引力和斥力,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體,但一定要對(duì)它做功,也就是要引起其他的變化,選項(xiàng)C正確;一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過(guò)程,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,其溫度一定會(huì)升高,故選項(xiàng)D正確。
(2)①氣泡上升的過(guò)程中體積增大,對(duì)外做功,由于保持溫度不變,故內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律可得,氣泡需要吸熱。
②氣泡初始時(shí)的壓強(qiáng)
p1=p0+ρgh=2.0×105Pa
氣泡浮到水面上的氣壓
p1=p0=1.0×105Pa
由氣體的等溫變化可知,p1V1=p2V2
代入數(shù)據(jù)可得V2=2cm3。
4.答案(1)CDE (2)5.0×102 J
解析(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越低,分子的平均動(dòng)能越小,但物體的內(nèi)能不一定越小,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞,ΔU=W+Q,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D、E正確。
(2)理想氣體經(jīng)歷等壓變化,由蓋—呂薩克定律得VATA=VBTB
解得VB=8.0×10-3m3
對(duì)外做的功W=p(VB-VA)=1.0×105×(8.0×10-3-6.0×10-3)J=2.0×102J
根據(jù)熱力學(xué)第一定律得ΔU=Q-W
解得ΔU=7.0×102J-2.0×102J=5.0×102J。
5.答案(1)ABE (2)①mgS+p0
②(m+m0)g+p0S4(mg+p0S)T1
解析(1)摩爾體積Vm=Mρ,氣體分子所占空間V0=VmNA,所以可以求得分子間的平均距離,選項(xiàng)A正確;鋤松土壤可以破壞土壤形成的毛細(xì)管,可以保存土壤里的水分,所以選項(xiàng)B正確;當(dāng)分子間距離小于r0時(shí)表現(xiàn)為斥力,大于r0時(shí)表現(xiàn)為引力,所以隨著分子間距離的增大,合力是有時(shí)表現(xiàn)為斥力,有時(shí)表現(xiàn)為引力,且引力和斥力都減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;晶體和非晶體一般從熔點(diǎn)來(lái)判斷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)定律可知,宏觀(guān)自然過(guò)程自發(fā)進(jìn)行是有其方向性的,能量耗散就是從能量的角度反映了這種方向性,選項(xiàng)E正確。
(2)①設(shè)氣體壓強(qiáng)為p1,由活塞平衡可得p1S=mg+p0S
解得p1=mgS+p0
②設(shè)溫度為T(mén)1時(shí)氣體為初態(tài),活塞回到與容器底部相距h2位置時(shí)為末態(tài),體積為V2,溫度為T(mén)2,有
初態(tài):p1=mgS+p0;溫度T1;V1=2hS
末態(tài):p2=(m+m0)gS+p0;溫度T2;V2=h2S
由理想氣體的狀態(tài)方程p1V1T1=p2V2T2得T2=(m+m0)g+p0S4(mg+p0S)T1。
6.答案(1)CDE (2)①28 Pa?、?.3
解析(1)氣體的內(nèi)能在宏觀(guān)上由物質(zhì)的量、溫度和體積決定,質(zhì)量相同的氣體,物質(zhì)的量不一定相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若是理想氣體,不考慮分子勢(shì)能,其內(nèi)能由物質(zhì)的量和溫度共同來(lái)決定;若是一定質(zhì)量的理想氣體,其內(nèi)能僅由溫度來(lái)決定,選項(xiàng)D正確。由pVT=C(C為常數(shù))知,一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中,溫度一定升高,內(nèi)能一定增加,選項(xiàng)E正確。氣體整體運(yùn)動(dòng)的速度對(duì)應(yīng)氣體的宏觀(guān)動(dòng)能,屬于機(jī)械能,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。改變內(nèi)能有兩種方式:做功和熱傳遞。氣體被壓縮時(shí),外界對(duì)氣體做功,但氣體吸、放熱情況不知,氣體內(nèi)能可能升高、不變或降低,故選項(xiàng)C正確。
(2)①當(dāng)氣泡在水下h=10m處時(shí),設(shè)其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp1,則
Δp1=2σr1 ①
代入題給數(shù)據(jù)得Δp1=28Pa②
②設(shè)氣泡在水下10m處時(shí),氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1,氣泡體積為V1;氣泡到達(dá)水面附近時(shí),氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p2,內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp2,其體積為V2,半徑為r2。
氣泡上升過(guò)程中溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有
p1V1=p2V2 ③
由力學(xué)平衡條件有
p1=p0+ρgh+Δp1 ④
p2=p0+Δp2 ⑤
氣泡體積V1和V2分別為
V1=43πr13 ⑥
V2=43πr23 ⑦
聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得
r1r23=p0+Δp2ρgh+p0+Δp1⑧
由②式知,Δpi?p0(i=1,2)故可略去⑧式中的Δpi項(xiàng)。代入題給數(shù)據(jù)得
r2r1=32≈1.3。 ⑨
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