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(gè)選項(xiàng)正確。 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．1 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(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) C．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)增大，其分子的平均動(dòng)能可能減小 D．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi)，這是氣體分子的無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)造成的 E．0 ℃的鐵和0 ℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能相等 2．下列說(shuō)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(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大 D．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等 E．分子勢(shì)能隨

2、著分子間距離的增大，可能先減小后增大 3．人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程．以下說(shuō)法正確的是(　　) A．液體的分子勢(shì)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(gè)分子的動(dòng)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(qiáng)增大，用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析，這是因?yàn)?　　) 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(shí)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

3、分子的密度增大 5．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯 B．用氣筒給自行車打氣，越打越費(fèi)勁，說(shuō)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)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)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(shí)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(jī)械能的熱機(jī)是不可能制成的 6．一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p－T圖象如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．過(guò)程ab中氣體一定吸熱 B．過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C．過(guò)程

4、ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱 D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小 E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 7．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)反映的是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，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(duì)容器壁的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞作用產(chǎn)生的 E．熱量是熱傳遞過(guò)程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量；溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的量度 8．下列關(guān)于熱學(xué)中的相關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．液晶既有液體的流動(dòng)性，又具有單晶體的各向異性 B．

5、燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中分子的分子勢(shì)能增加 C．氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，分子的平均動(dòng)能增大，撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，故氣體的壓強(qiáng)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，下列說(shuō)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(duì)濕度相同的情況下，夏天的絕對(duì)濕度較大 B．民間常用“拔火罐”來(lái)治療某些疾病，方法是用鑷子夾一棉球，沾一些酒精，點(diǎn)燃，在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在

6、皮膚上，火罐就會(huì)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(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)增大 C．盛有氧氣的鋼瓶，在27℃的室內(nèi)測(cè)得其壓強(qiáng)是9.0×106 Pa，將其搬到－3℃的工地上時(shí)，測(cè)得瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)變?yōu)?.2×106 Pa，通過(guò)計(jì)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(guò)程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，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(jì)算題，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。 10．如圖所示，兩端開(kāi)口的U形管

7、粗細(xì)均勻，左右兩管豎直，底部的直管水平。水銀柱的長(zhǎng)度如圖中標(biāo)注所示，水平管內(nèi)兩段空氣柱a、b的長(zhǎng)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(lái)升高了h＝10 cm。已知大氣壓強(qiáng)p0＝76 cmHg，求向左管注入的水銀柱長(zhǎng)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(jì)，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細(xì)管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)）。初始時(shí)，封閉氣體溫度為T(mén)，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ρ，大氣壓強(qiáng)為p0，氣缸橫截面積為S，

8、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(guò)加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時(shí)的溫度；此加熱過(guò)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(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V－T圖象．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105 Pa。 (1)說(shuō)出A→B過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖甲中TA的溫度值。 (2)請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的坐標(biāo)系中，作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p－T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(jì)算才能確定的有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。

9、 13． 如圖，一個(gè)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(jì)，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(jì))。初始時(shí)，封閉氣體溫度為T(mén)0，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ρ，大氣壓強(qiáng)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(guò)制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當(dāng)溫度為多少時(shí)兩邊水銀面恰好相平； (2)從開(kāi)始至兩水銀面恰好相平的過(guò)程中，若氣體放出的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。

10、 答案 對(duì)點(diǎn)速練 一、選擇題，每題有3個(gè)選項(xiàng)正確。 1．下列說(shuō)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：n＝×6.0×1023≈3.3×1022個(gè)，地球的總?cè)藬?shù)約為70億，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)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(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體的壓強(qiáng)增大，溫度可能減小，選項(xiàng)C正確；氣體分子間距大于10r0，分子間無(wú)作用力，打開(kāi)容器，氣體散開(kāi)是氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的，選項(xiàng)D正確

11、；鐵和冰的溫度相同，分子平均動(dòng)能必然相等，選項(xiàng)E正確。 2．【答案】BCE 【解析】熱量是在熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量，不是狀態(tài)量，選項(xiàng)A錯(cuò)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(dòng)能的標(biāo)志，溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，選項(xiàng)B、C正確；相互間達(dá)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(xiàng)D錯(cuò)誤；由分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系可知，分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大，選項(xiàng)E正確。 3．【答案】ADE 【解析】分子勢(shì)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(shì)能和體積有關(guān)，選項(xiàng)A正確

12、；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(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大但不是每一個(gè)分子動(dòng)能都增大，選項(xiàng)C錯(cuò)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(shì)即呈球形，選項(xiàng)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(xiàng)E正確。 4．【答案】ACE 【解析】氣體溫度不變，分子平均動(dòng)能、平均速率均不變，A正確；理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，體積減小，分子密度增大，則單位時(shí)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(cuò)誤。 5．【答案】A

13、DE 【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(yùn)動(dòng)就越明顯，選項(xiàng)A正確；用氣筒給自行車打氣，越打越費(fèi)勁，不能說(shuō)明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)分子之間表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨著分子之間距離的增大而增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小時(shí)，單位時(shí)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(qiáng)增大，選項(xiàng)D正確；熱力學(xué)第二定律指出，任何熱機(jī)的效率都不可能達(dá)到100%，選項(xiàng)E正確。 6．【答案】ADE 【解析】由p－T圖象可知過(guò)程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，體積不

14、變，由熱力學(xué)第一定律可知過(guò)程ab中氣體一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過(guò)程bc中溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過(guò)程bc體積增大，所以氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過(guò)程ca中壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對(duì)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(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由p－T圖象可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則分子平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確；b、c兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動(dòng)能相等，由于壓強(qiáng)不相等，所以單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，選項(xiàng)E正確。 7．【答案】ADE 【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液

15、體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；物體放出熱量時(shí)，若同時(shí)外界對(duì)物體做功，則溫度可以升高，故C錯(cuò)誤；大量氣體分子對(duì)器壁的持續(xù)撞擊引起了氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)，故D正確；熱量是熱傳遞過(guò)程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量；溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的量度，故E正確。 8．【答案】ABE 【解析】根據(jù)液晶特點(diǎn)和性質(zhì)可知：液晶既有液體的流動(dòng)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(guò)程中要吸收熱量，故分子的分子勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確；若溫度升高的同時(shí)，體積膨脹，壓強(qiáng)可能不變，故C錯(cuò)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

16、，選項(xiàng)D錯(cuò)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(shí)，某種液體的飽和汽壓不一定比未飽和汽壓大，選項(xiàng)E正確。 9．【答案】ACE 【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(duì)濕度相同的情況下，夏天的絕對(duì) 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(guò)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(qiáng)減小，火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓，大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上，B錯(cuò)誤；若不漏氣，則氣體做等容變化，由，=8.1×106Pa，由于p2

17、>7.2×106 Pa，所以鋼瓶在搬運(yùn)過(guò)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(cuò)誤；汽車在緩慢裝沙的過(guò)程中，壓強(qiáng)增大，而氣體溫度不變，所以體積變小，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能不變，放出熱量，E正確。 二、計(jì)算題，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)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(qiáng)均為p1，由題意知： p1＝90 cmHg 因右管水銀面升高的高度10 cm<12 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(qiáng)均為p2，則：p2＝100 c

18、mHg 設(shè)末狀態(tài)a、b兩部分空氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)a2、Lb2，對(duì)a部分空氣柱，根據(jù)玻意耳定律： p1La1S＝p2La2S 對(duì)b部分空氣柱，根據(jù)玻意耳定律：p1Lb1S＝p2Lb2S 代入數(shù)據(jù)解得：La2＝9 cm，Lb2＝4.5 cm 設(shè)左管所注入的水銀柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系得：L＝2h＋(La1＋Lb1)－(La2＋Lb2) 代入數(shù)據(jù)解得：L＝21.5 cm。 11. 【解析】(1)設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為P，對(duì)活塞分析： 用水銀柱表達(dá)氣體的壓強(qiáng)： 解得：。 (2)加熱過(guò)程中氣體變化是等壓變化： 氣體對(duì)外做功為 根據(jù)熱力學(xué)第一定律： 可得：。 12．【解析】(1)

19、從題圖甲可以看出，A與B連線的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，所以A→B是一個(gè)等壓變化，即pA＝pB 根據(jù)蓋—呂薩克定律可得＝ 所以TA＝TB＝×300 K＝200 K。 (2)由題圖甲可知，由B→C是等容變化，根據(jù)查理定律得＝ 所以pC＝pB＝pB＝pB＝×1.5×105 Pa＝2.0×105 Pa 則可畫(huà)出由狀態(tài)A→B→C的p－T圖象如圖所示。 13．【解析】(1)初態(tài)時(shí)，對(duì)活塞受力分析，可求氣體壓強(qiáng) p1＝p0＋ ① 體積V1＝1.5h0S，溫度T1＝T0 要使兩邊水銀面相平，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p2＝p0， 此時(shí)活塞下端一定與汽缸底接觸，V2＝1.2h0S 設(shè)此時(shí)溫度為T(mén)2，由理想氣體狀態(tài)方程有＝ 得：T2＝。 ② (2)從開(kāi)始至活塞豎直部分恰與汽缸底接觸，氣體壓強(qiáng)不變，外界對(duì)氣體做功 W＝p1ΔV＝×0.3h0S ③ 由熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q ④ 得：ΔU＝0.3h0S－Q。 9