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2020屆高考物理 精準(zhǔn)培優(yōu)專練二十二 熱學(xué)(含解析)

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1、熱學(xué)一、選擇題,每題有3個選項正確。1下列說法正確的是()A1 g水中所含的分子數(shù)目和地球的總?cè)丝跀?shù)差不多B布朗運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動C一定質(zhì)量的理想氣體壓強增大,其分子的平均動能可能減小D氣體如果失去了容器的約束就會散開,這是氣體分子的無規(guī)則的熱運動造成的E0 的鐵和0 的冰,它們的分子平均動能相等2下列說法中正確的是()A溫度高的物體比溫度低的物體熱量多B溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多C溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大D相互間達到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等E分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大3人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程以

2、下說法正確的是()A液體的分子勢能與體積有關(guān)B晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C溫度升高,每個分子的動能都增大D露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E液體表面層內(nèi)分子分布比液體內(nèi)部稀疏,所以分子間作用力表現(xiàn)為引力4一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強增大,用分子動理論的觀點分析,這是因為()A氣體分子的平均速率不變B氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大C單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多D氣體分子的總數(shù)增加E氣體分子的密度增大5下列說法中正確的是()A懸浮在液體中的固體顆粒越小,布朗運動就越明顯B用氣筒給自行車打氣,越打越費勁,說明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力C當(dāng)分子力表現(xiàn)為引

3、力時,分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小D一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,體積減小,則單位時間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加E內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的熱機是不可能制成的6一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其pT圖象如圖所示。下列判斷正確的是()A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小Eb和c兩個狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同7下列說法中正確的是()A布朗運動反映的是液體分子的無規(guī)則運動B根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知

4、,熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體C物體放出熱量,溫度一定降低D氣體對容器壁的壓強是由于大量氣體分子對器壁的碰撞作用產(chǎn)生的E熱量是熱傳遞過程中,物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量;溫度是物體分子平均動能大小的量度8下列關(guān)于熱學(xué)中的相關(guān)說法正確的是()A液晶既有液體的流動性,又具有單晶體的各向異性B燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能增加C氣體的溫度升高時,分子的熱運動變得劇烈,分子的平均動能增大,撞擊器壁時對器壁的作用力增大,故氣體的壓強一定增大D汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣,想辦法使它們自發(fā)地分離,既清潔了空氣,又變廢為寶E某種液體的飽和汽壓不一定比未飽和汽壓大9關(guān)于生活中的熱學(xué)現(xiàn)象,

5、下列說法正確的是()A夏天和冬天相比,夏天的氣溫較高,水的飽和汽壓較大,在相對濕度相同的情況下,夏天的絕對濕度較大B民間常用“拔火罐”來治療某些疾病,方法是用鑷子夾一棉球,沾一些酒精,點燃,在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上,其原因是,當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時,溫度降低,壓強增大C盛有氧氣的鋼瓶,在27的室內(nèi)測得其壓強是9.0106 Pa,將其搬到3的工地上時,測得瓶內(nèi)氧氣的壓強變?yōu)?.2106 Pa,通過計算可判斷出鋼瓶漏氣D熱量能夠自發(fā)地從內(nèi)能多的物體傳遞到內(nèi)能少的物體E一輛空載的卡車停在水平地面上,在緩慢裝沙過程中,若車胎不漏氣,胎內(nèi)氣

6、體溫度不變,若把車胎內(nèi)氣體看成理想氣體,則胎內(nèi)氣體向外界放熱二、計算題,解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。10如圖所示,兩端開口的U形管粗細(xì)均勻,左右兩管豎直,底部的直管水平。水銀柱的長度如圖中標(biāo)注所示,水平管內(nèi)兩段空氣柱a、b的長度分別為10 cm、5 cm。在左管內(nèi)緩慢注入一定量的水銀,穩(wěn)定后右管的水銀面比原來升高了h10 cm。已知大氣壓強p076 cmHg,求向左管注入的水銀柱長度。11. 如圖所示,絕熱氣缸倒扣放置,質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與氣缸間摩擦可忽略不計,活塞下部空間與外界連通,氣缸

7、底部連接一U形細(xì)管(管內(nèi)氣體的體積忽略不計)。初始時,封閉氣體溫度為T,活塞距離氣缸底部為h0,細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為,大氣壓強為p0,氣缸橫截面積為S,重力加速度為g,求:(1)U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差;(2)通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降h0,求此時的溫度;此加熱過程中,若氣體吸收的熱量為Q,求氣體內(nèi)能的變化。12如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的VT圖象已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5105 Pa。(1)說出AB過程中壓強變化的情形,并根據(jù)圖象提供的信息,計算圖甲中TA的溫度值。(2)請在圖乙所示的坐標(biāo)系中,作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變

8、為狀態(tài)C的pT圖象,并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C.如果需要計算才能確定的有關(guān)坐標(biāo)值,請寫出計算過程。13 如圖,一個質(zhì)量為m的T形活塞在汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體,活塞體積可忽略不計,距汽缸底部h0處連接一U形細(xì)管(管內(nèi)氣體的體積忽略不計)。初始時,封閉氣體溫度為T0,活塞距離汽缸底部為1.5h0,兩邊水銀柱存在高度差已知水銀密度為,大氣壓強為p0,汽缸橫截面積為S,活塞豎直部分高為1.2h0,重力加速度為g,求:(1)通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度,當(dāng)溫度為多少時兩邊水銀面恰好相平;(2)從開始至兩水銀面恰好相平的過程中,若氣體放出的熱量為Q,求氣體內(nèi)能的變化。答案對點速練一、選擇題,

9、每題有3個選項正確。1下列說法正確的是()A【答案】CDE【解析】水的摩爾質(zhì)量是18 g/mol,1 g水中含有的分子數(shù)為:n6.010233.31022個,地球的總?cè)藬?shù)約為70億,選項A錯誤;布朗運動是懸浮在液體(氣體)中的固體顆粒受到液體(氣體)分子撞擊作用的不平衡造成的,不是物體分子的無規(guī)則熱運動,選項B錯誤;溫度是分子的平均動能的標(biāo)志,氣體的壓強增大,溫度可能減小,選項C正確;氣體分子間距大于10r0,分子間無作用力,打開容器,氣體散開是氣體分子的無規(guī)則運動造成的,選項D正確;鐵和冰的溫度相同,分子平均動能必然相等,選項E正確。2【答案】BCE【解析】熱量是在熱傳遞過程中傳遞的能量,不

10、是狀態(tài)量,選項A錯誤;物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積等有關(guān),溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多,溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大,選項B、C正確;相互間達到熱平衡的兩物體的溫度一定相等,內(nèi)能不一定相等,選項D錯誤;由分子勢能與分子間距的關(guān)系可知,分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大,選項E正確。3【答案】ADE【解析】分子勢能與分子間距有關(guān),而分子間距與物體的體積有關(guān),則知液體的分子勢能和體積有關(guān),選項A正確;晶體分為單晶體和多晶體,單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性,選項B錯誤;溫度升高時,分子的平均動能增大但不

11、是每一個分子動能都增大,選項C錯誤;露珠由于受到表面張力的作用表面積有收縮到最小的趨勢即呈球形,選項D正確;液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,選項E正確。4【答案】ACE【解析】氣體溫度不變,分子平均動能、平均速率均不變,A正確;理想氣體經(jīng)等溫壓縮,壓強增大,體積減小,分子密度增大,則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,但氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變,故C、E正確,B、D錯誤。5【答案】ADE【解析】懸浮在液體中的固體小顆粒越小,在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)就越少,撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯,因而布朗運動就越明顯,選項A正確;

12、用氣筒給自行車打氣,越打越費勁,不能說明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力,選項B錯誤;當(dāng)分子之間表現(xiàn)為引力時,分子勢能隨著分子之間距離的增大而增大,選項C錯誤;一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,體積減小時,單位時間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加,所以其壓強增大,選項D正確;熱力學(xué)第二定律指出,任何熱機的效率都不可能達到100%,選項E正確。6【答案】ADE【解析】由pT圖象可知過程ab是等容變化,溫度升高,內(nèi)能增加,體積不變,由熱力學(xué)第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱,選項A正確;過程bc中溫度不變,即內(nèi)能不變,由于過程bc體積增大,所以氣體對外做功,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體一定吸收熱量,

13、選項B錯誤;過程ca中壓強不變,溫度降低,內(nèi)能減少,體積減小,外界對氣體做功,由熱力學(xué)第一定律可知,放出的熱量一定大于外界對氣體做的功,選項C錯誤;溫度是分子平均動能的標(biāo)志,由pT圖象可知,a狀態(tài)氣體溫度最低,則分子平均動能最小,選項D正確;b、c兩狀態(tài)溫度相等,分子平均動能相等,由于壓強不相等,所以單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同,選項E正確。7【答案】ADE【解析】布朗運動是固體小顆粒的運動,是液體分子無規(guī)則運動的反映,故A正確;熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,但要引起其他方面的變化,故B錯誤;物體放出熱量時,若同時外界對物體做功,則溫度可以升高,故C錯誤;大量氣體分子對器壁的

14、持續(xù)撞擊引起了氣體對容器壁的壓強,故D正確;熱量是熱傳遞過程中,物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量;溫度是物體分子平均動能大小的量度,故E正確。8【答案】ABE【解析】根據(jù)液晶特點和性質(zhì)可知:液晶既有液體的流動性,又具有單晶體的各向異性,故A正確;燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要吸收熱量,故分子的分子勢能增加,選項B正確;若溫度升高的同時,體積膨脹,壓強可能不變,故C錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,混合氣體不能自發(fā)地分離,選項D錯誤;液體的飽和汽壓與液體的溫度有關(guān),隨溫度的升高而增大,相同的溫度下,同種液體的飽和汽壓一定比未飽和汽壓大,不同溫度時,某種液體的飽和汽壓不一定比未飽和汽壓大,選項E正確。9【答案】ACE

15、【解析】夏天和冬天相比,夏天的氣溫較高,水的飽和汽壓較大,在相對濕度相同的情況下,夏天的絕對濕度較大,A正確;把罐扣在皮膚上,罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積,體積不變,氣體經(jīng)過熱傳遞,溫度不斷降低,氣體發(fā)生等容變化,由查理定律可知,氣體壓強減小,火罐內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓,大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上,B錯誤;若不漏氣,則氣體做等容變化,由,=8.1106Pa,由于p2 7.2106 Pa,所以鋼瓶在搬運過程中漏氣,C正確;熱量只能自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體,而內(nèi)能多的物體溫度不一定高,故D錯誤;汽車在緩慢裝沙的過程中,壓強增大,而氣體溫度不變,所以體積變小,外界對氣體做功,內(nèi)能不

16、變,放出熱量,E正確。二、計算題,解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。10【解析】設(shè)初狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的壓強均為p1,由題意知:p190 cmHg因右管水銀面升高的高度10 cm12 cm,故b空氣柱仍在水平直管內(nèi)設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的壓強均為p2,則:p2100 cmHg設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的長度分別為La2、Lb2,對a部分空氣柱,根據(jù)玻意耳定律:p1La1Sp2La2S對b部分空氣柱,根據(jù)玻意耳定律:p1Lb1Sp2Lb2S代入數(shù)據(jù)解得:La29 cm,Lb24.5 cm設(shè)左管所注入的水銀柱長度為L,由幾何關(guān)

17、系得:L2h(La1Lb1)(La2Lb2)代入數(shù)據(jù)解得:L21.5 cm。11. 【解析】(1)設(shè)封閉氣體的壓強為P,對活塞分析:用水銀柱表達氣體的壓強:解得:。(2)加熱過程中氣體變化是等壓變化:氣體對外做功為根據(jù)熱力學(xué)第一定律:可得:。12【解析】(1)從題圖甲可以看出,A與B連線的延長線過原點,所以AB是一個等壓變化,即pApB根據(jù)蓋呂薩克定律可得所以TATB300 K200 K。(2)由題圖甲可知,由BC是等容變化,根據(jù)查理定律得所以pCpBpBpB1.5105 Pa2.0105 Pa則可畫出由狀態(tài)ABC的pT圖象如圖所示。13【解析】(1)初態(tài)時,對活塞受力分析,可求氣體壓強p1p0體積V11.5h0S,溫度T1T0要使兩邊水銀面相平,汽缸內(nèi)氣體的壓強p2p0,此時活塞下端一定與汽缸底接觸,V21.2h0S設(shè)此時溫度為T2,由理想氣體狀態(tài)方程有得:T2。(2)從開始至活塞豎直部分恰與汽缸底接觸,氣體壓強不變,外界對氣體做功Wp1V0.3h0S由熱力學(xué)第一定律有UWQ得:U0.3h0SQ。9

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