2012高考物理 考前沖刺Ⅲ專題14 選修熱學(xué)

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1、 2012考前沖刺物理Ⅲ專題14 選修熱學(xué) 圖1 1．如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的關(guān)系如圖1中曲線所示．圖中分子勢(shì)能的最小值為－E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)加速度最大 B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，其動(dòng)能為E0 C．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，處于平衡狀態(tài) D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1 解析：分子處于平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最小，所以在x2位置上有最大的速度，根據(jù)題中“總能量為0”知BD正確． 答案：BD 2．一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m

2、的純油酸，滴在液面上擴(kuò)散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為M、密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列表達(dá)式正確的有(　　) A．油酸分子的直徑d＝ B．油酸分子的直徑d＝ C．油酸所含的分子數(shù)n＝NA D．油酸所含的分子數(shù)n＝NA 3．分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)．據(jù)此可判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性 B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 C．分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料

3、摻入其他元素 5．密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)(　　) A．內(nèi)能增大，放出熱量 B．內(nèi)能減小，吸收熱量 C．內(nèi)能增大，對(duì)外界做功 D．內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功 解析：本題考查熱力學(xué)第一定律，意在考查考生對(duì)基本的定律的掌握情況．氣體的溫度降低，則內(nèi)能減小，又外界對(duì)氣體做了功，由熱力學(xué)第一定律知，氣體要向外放出熱量． 答案：D 6．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在一定條件下物體的溫度可以降到0 K B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 解析：本

4、題考查熱力學(xué)溫標(biāo)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律，意在考查考生對(duì)熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解.0 K是低溫的極限，任何物體的溫度只能接近而不能達(dá)到，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體不可能從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)對(duì)外做功而不產(chǎn)生其他影響，但在“產(chǎn)生其他影響的情況”下，也可以從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功，所以B項(xiàng)正確；內(nèi)能的改變與熱傳遞和做功同時(shí)有關(guān)，所以C、D錯(cuò)誤． 答案：B 7．現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與材料科學(xué)、能源的開發(fā)密切相關(guān)，下列關(guān)于材料、能源的說(shuō)法正確的是(　　) A．化石能源為清潔能源 B．納米材料的粒度在1～100 μm之間 C．半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間

5、 D．液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向同性 解析：選項(xiàng)A錯(cuò)誤：化石能源是指煤炭、石油和天然氣，這些能源在燃燒時(shí)要產(chǎn)生大量J，則此過(guò)程(　　) A．氣體從外界吸收熱量2.0×105 J B．氣體向外界放出熱量2.0×105 J C．氣體從外界吸收熱量6.0×104 J D．氣體向外界放出熱量6.0×104 J 狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V—T圖所示．設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為pb和pc，在過(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則(　　) A．pb>pc，Qab>Qac　　　 B．pb>pc，Qab

6、b>Qac D．pbVc，所以PbQac，C對(duì)D錯(cuò)． 答案：C 10．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性 B．大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體 C．第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來(lái)的 D．當(dāng)溫度由20 ℃變?yōu)?0 ℃，物體分子的平均動(dòng)能應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能． (2)某同學(xué)做了

7、一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來(lái)，如圖3.這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的________，溫度________，體積________． 解析：(1)本題主要考查了熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律，意在考查考生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解．熱力學(xué)第一定律是對(duì)能量守恒定律的一種表述方式．熱力學(xué)第一定律指出，熱能可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量相互轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量的總值不變．所以鉆木取火是通過(guò)做功把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (2)本題主要考查熱力學(xué)第一定律和氣體的等壓變

8、化，意在考查考生利用物理規(guī)律分析實(shí)際問(wèn)題的能力．內(nèi)能可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體(高溫到低溫)，使物體的溫度升高；一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，它的體積V隨溫度T線性地變化．所以從冰箱里拿出的燒瓶中的空氣(低溫)吸收水(高溫)的熱量溫度升高，體積增大． 答案：(1)做功　機(jī)械能　(2)熱量　升高　增大 12．一定量的理想氣體與兩種實(shí)際氣體Ⅰ、Ⅱ在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下做等壓變化時(shí)的V—T關(guān)系如圖4(a)所示，圖中＝.用三份上述理想氣體作為測(cè)溫物質(zhì)制成三個(gè)相同的溫度計(jì)，然后將其中兩個(gè)溫度計(jì)中的理想氣體分別換成上述實(shí)際氣體Ⅰ、Ⅱ.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)環(huán)境溫度為T0時(shí)，三個(gè)溫度計(jì)的示數(shù)各不相同，如圖4

9、(b)所示，溫度計(jì)(ⅱ)中的測(cè)溫物質(zhì)應(yīng)為實(shí)際氣體________(圖中活塞質(zhì)量忽略不計(jì))；若此時(shí)溫度計(jì)(ⅱ)和(ⅲ)的示數(shù)分別為21℃和24℃，則此時(shí)溫度計(jì)(ⅰ)的示數(shù)為________℃；可見用實(shí)際氣體作為測(cè)溫物質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生誤差．為減小在T1～T2范圍內(nèi)的測(cè)量誤差，現(xiàn)針對(duì)T0進(jìn)行修正，制成如圖4(c)所示的復(fù)合氣體溫度計(jì)，圖中無(wú)摩擦導(dǎo)熱活塞將容器分成兩部溫度為T0時(shí)，Tⅱ＝21℃，Tⅲ＝24℃，由于＝＝，代入數(shù)據(jù)可得T0＝23℃，對(duì)T0校正，在溫度T1時(shí)裝入氣體體積比為2∶1. 答案：Ⅱ　23　2∶1 13．利用所學(xué)的熱學(xué)知識(shí)，回答下列問(wèn)題： (1)我們知道分子熱運(yùn)動(dòng)的速率是比較大的，

10、常溫下能達(dá)到幾百米每秒，生活中一些污染企業(yè)排放刺激性廢氣，同時(shí)發(fā)出噪聲，聲波在空氣中傳播速度約為340 m/s.按說(shuō)離得較遠(yuǎn)的人聞到氣味和聽到噪聲應(yīng)差不多同時(shí)發(fā)生，而實(shí)際上往往是聽到噪聲較長(zhǎng)時(shí)間后才會(huì)聞到氣味，為什么？ (2)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來(lái)，出現(xiàn)了許多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的兩個(gè)接觸面高速地向相反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)加上很大的壓力(約每平方厘米加幾千到幾萬(wàn)牛頓的力)，瞬間就焊成一個(gè)整體了．試用所學(xué)知識(shí)分析摩擦焊接的原理． 解析：(1)分子熱運(yùn)動(dòng)速率雖然較大，但分子之間的碰撞是很頻繁的，由于頻繁的碰撞使分子的運(yùn)動(dòng)不再是勻速直線運(yùn)動(dòng)，分子到鼻孔前走過(guò)

11、了一段曲折的路程，況且引起人的嗅覺(jué)需要一定量的分子；聲波傳播速率與分子熱運(yùn)動(dòng)速率差不多，傳播距離也相等，但聲波在空氣中沿直線傳播，到達(dá)接收者的時(shí)間較短，所以聽到噪聲較長(zhǎng)時(shí)間后，才會(huì)聞到發(fā)出的氣味． (2)摩擦焊接是利用分子引力作用．焊件的兩個(gè)接觸面高速地向相反方向旋轉(zhuǎn)且加上很大的壓力，就可以使兩個(gè)接觸面發(fā)生熔化使大多數(shù)分子之間的距離達(dá)到分子力發(fā)生明顯作用的范圍，靠摩擦熔化使大量的分子距離達(dá)到表現(xiàn)引力的距離范圍，使兩個(gè)焊件成為一個(gè)整體． 答案：見解析 14．新華社北京2008年11月12日電：在中國(guó)探月工程一期即“嫦娥一號(hào)”圓滿成功的同時(shí)，中國(guó)探月工程二期也已啟動(dòng)．其中，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星將于2

12、011年底前完成發(fā)射．已知大氣壓強(qiáng)是由于大氣的重力而產(chǎn)生的，某學(xué)校興趣小組的同學(xué)，通過(guò)查資料知道：月球半徑R＝1.7×106 m，月球表面重力加速度g＝1.6 m/s2.為開發(fā)月球的需要，設(shè)想在月球表面覆蓋一層厚度為h的大氣，使月球表面附近的大氣壓達(dá)到p0＝1.0×105 Pa，已知大氣層厚度h＝1.3×103 m比月球半徑小得多，假設(shè)月球表面初始沒(méi)有空氣．試估算 (1)應(yīng)在月球表面添加的大氣層的總質(zhì)量m； (2)月球大氣層的分子數(shù)為多少？ (3)分子間的距離為多少？(空氣的平均摩爾質(zhì)量M＝2.9×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1) ≈4.7×1

13、043個(gè)． (3)可以認(rèn)為每一個(gè)氣體分子占據(jù)空間為一個(gè)立方體，小立方體緊密排列，其邊長(zhǎng)即為分子間的距離．設(shè)分子間距離為a，大氣層中氣體的體積為V，則有V＝4πR2h，a＝ a＝＝≈1.0×10－9 m. 答案：(1)2.27×1018 kg　(2)4.7×1043個(gè)　(3)1.0×10－9 m 15．噴霧器內(nèi)有10 L水，上部封閉有1 atm的空氣2 L．關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1 atm的空氣3 L(設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體)． (1)當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時(shí)，求氣體壓強(qiáng)，并從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的原因． (2)打開噴霧閥門，噴霧過(guò)程中

14、封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過(guò)程氣體是吸熱還是放熱？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由． 解析：(1)設(shè)氣體初態(tài)壓強(qiáng)為p1，體積為V1；末態(tài)壓強(qiáng)為p2，體積為V2，由玻意耳定律 p1V1＝p2V2① 代入數(shù)據(jù)得 p2＝2.5 atm② 16．如圖6，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體(可視為理想氣體)，氣體溫度為T1.開始時(shí)，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到p0時(shí)，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃管的容積為2.6V1.活塞因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p0.繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封．整個(gè)抽氣過(guò)程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求： (1)活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度； (2)當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時(shí)氣體的壓強(qiáng)． 8