2019屆高考物理二輪復習 專題七 物理選考 考點1 熱學限時集訓.doc

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考點1 熱學 [限時45分鐘] 1．(2018石家莊一模)(1)(多選)下列說法中正確的是 A．液體中的擴散現(xiàn)象是由液體的對流形成的 B．液體表面張力與浸潤現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn) C．只要兩物體的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體的內(nèi)能一定相等 D．分子間引力和斥力都是隨著分子間距離的減小而增大 E．自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的 (2)如圖7－15所示，在兩端封閉粗細均勻的豎直玻璃管內(nèi)，用一可自由移動的絕熱活塞A封閉體積相等的兩部分氣體。開始時玻璃管內(nèi)的氣體溫度都為T0＝480 K，下部分氣體的壓強p＝1.25105 Pa，活塞質(zhì)量m＝0.25 kg，玻璃管內(nèi)的橫截面積S＝1 cm2?，F(xiàn)保持玻璃管下部分氣體溫度不變，上部分氣體溫度緩慢降至T，最終玻璃管內(nèi)上部分氣體體積變?yōu)樵瓉淼?，若不計活塞與玻璃管壁間的摩擦，g＝ 10 m/s2，求此時： 圖7－15 ①下部分氣體的壓強； ②上部分氣體的溫度T。 解析　(1)液體中的擴散現(xiàn)象是液體分子的無規(guī)則熱運動造成的，A錯誤；液體的表面張力和浸潤現(xiàn)象，都是分子力作用的表現(xiàn)，B正確；內(nèi)能還與物質(zhì)的量有關，相同溫度、體積下等質(zhì)量的兩物體，內(nèi)能不一定相等，C錯誤；根據(jù)分子力的特點可知，分子間同時存在著引力和斥力，分子間的引力和斥力都是隨著分子間距離的減小而增大，D正確；根據(jù)熱力學第二定律，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的，E正確。 (2)①設初狀態(tài)時兩部分氣體體積均為V0 對下部分氣體，等溫變化 pV0＝p2V V＝V0 解得p2＝1105 Pa ②對上部分氣體，初態(tài)p1＝p－ 末態(tài)p′2＝p2－ 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有＝ 解得T＝270 K。 答案　(1)BDE (2)①1105 Pa?、?70 K 2．(1)(多選)下列說法中正確的是 A．布朗運動是懸浮在氣體或液體中固體顆粒分子的無規(guī)則運動 B．分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小 C．溫度相同的不同物體，它們分子的平均動能一定相同 D．在潮濕的天氣里，空氣的相對濕度小，有利于蒸發(fā) E．一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)等容過程和等壓過程溫度均由T1升高到T2，等壓過程比等容過程吸收的熱量多 (2)內(nèi)徑相同、導熱良好的“⊥”形細管豎直放置，管的水平部分左、右兩端封閉，豎直管足夠長并且上端開口與大氣相通。管中有水銀將管分成三部分，A、B兩部分封有理想氣體，各部分長度如圖7－16中所示。將水銀緩慢注入豎直管中直到B中氣柱長度變?yōu)? cm，取大氣壓P0＝76 cmHg，設外界溫度不變。求： 圖7－16 ①此時A、B兩管中氣柱長度之比； ②注入管中水銀柱的長度。 解析　(1)布朗運動是懸浮在氣體或液體中固體顆粒的無規(guī)則運動，不是固體顆粒分子的無規(guī)則運動，選項A錯誤；分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小，選項B正確；根據(jù)溫度的微觀意義，溫度相同的不同物體，它們分子的平均動能一定相同，選項C正確；在潮濕的天氣里，空氣的相對濕度大，不利于蒸發(fā)，選項D錯誤；由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，等容過程不對外做功，一定質(zhì)量的理想氣體，分別經(jīng)過等容過程和等壓過程溫度均由T1升高到T2，根據(jù)熱力學第一定律，等壓過程比等容過程吸收的熱量多，選項E正確。 (2)①對A氣體：pA1LA1S＝pA2LA2S 對B氣體：pB1LB1S＝pB2LB2S 且pA1＝pB1，pA2＝pB2，LA1＝20 cm，LB1＝10 cm，LB2＝8 cm 聯(lián)立解得：LA2＝16 cm，LA2∶LB2＝2∶1 ②據(jù)題意：pB1＝96 cmHg，LB1＝10 cm，LB2＝8 cm pB1LB1S＝pB2LB2S 解得：pB2＝120 cmHg 可得注入水銀柱的長度： L＝(120－76－20) cm＋(LA1－LA2)＋(LB1－LB2) 解得：L＝30 cm。 答案　(1)BCE　(2)①2∶1?、?0 cm 3．(2018武漢調(diào)研)(1)(多選)關于固體和液體，下列說法正確的是 A．晶體中的原子都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間周期性，因而原子是固定不動的 B．毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤現(xiàn)象都有關系，都是分子力作用的結果 C．液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點 D．在密閉容器中，液面上方的蒸汽達到飽和狀態(tài)時，從宏觀上看蒸發(fā)現(xiàn)象停止 E．空氣中水蒸氣的實際壓強越大，相對濕度就越大 (2)如圖7－17所示，一水平放置的兩端開口的固定氣缸內(nèi)有兩個卡環(huán)C、D，活塞A的橫截面積是活塞B的2倍，兩活塞用一根長為2L的不可伸長的輕線連接。已知大氣壓強為P0，兩活塞與缸壁間的摩擦忽略不計，氣缸始終不漏氣。當兩活塞在圖示位置時，封閉氣體的溫度為T0?，F(xiàn)對封閉氣體加熱，使其溫度緩慢上升到T，此時封閉氣體的壓強可能是多少？ 圖7－17 解析　(1)晶體中的原子都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間周期性，但是原子在平衡位置附近振動，選項A錯誤；毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤現(xiàn)象都有關系，都是分子力作用的結果，選項B正確；液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點，選項C正確；在密閉容器中，液面上方的蒸汽達到飽和狀態(tài)時，從宏觀上看蒸發(fā)現(xiàn)象停止，選項D正確；空氣中的水蒸氣的實際壓強越大，絕對濕度越大，相對濕度不一定就越大，選項E錯誤。 (2)升溫時封閉氣體先做等壓膨脹，設活塞B的橫截面積為S，當活塞B剛移至CD處時封閉氣體的溫度為T′，則：＝ 解得：T′＝T0 ①當T≤T0時，p＝p0 ②當T＞T0時，＝ 解得：p＝p0。 答案　(1)BCD (2)P0 4．(2018鄭州質(zhì)檢)(1)(多選)下列說法中正確的是 A．布朗運動間接反映了分子運動的無規(guī)則性 B．兩個相鄰的分子間的距離增大時，分子間的引力增大，斥力減小 C．溫度相同的氫氣和氧氣中，氫氣分子和氧氣分子的平均速率不同 D．熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．不違背能量守恒定律的第二類永動機是有可能制成的 (2)如圖7－18所示，兩個截面積都為S的圓柱形容器，右邊容器高為H，上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質(zhì)量為M的活塞。兩容器由裝有閥門的極細管道相連，容器、活塞和細管都是絕熱的。開始時閥門關閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為H，右邊容器內(nèi)為真空?，F(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達到新的平衡，此時理想氣體的熱力學溫度增加為原來的1.2倍，已知外界大氣壓強為P0，求此過程中活塞下降的距離和氣體內(nèi)能的增加量。 圖7－18 解析　(1)布朗運動是指懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒的無規(guī)則運動，其間接反映了液體(或氣體)分子運動的無規(guī)則性，A正確；兩分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小，B錯誤；溫度是分子平均動能的標志，因此溫度相同的氫氣和氧氣的分子平均動能相等，由于氫氣分子與氧氣分子的質(zhì)量不同，則氫氣分子和氧氣分子的平均速率不同，C正確；熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，D正確；違背熱力學第一定律和違背熱力學第二定律的永動機都不可能制成，E錯誤。 (2)設氣體壓強為p，由活塞受力平衡得pS＝Mg＋p0S 設氣體初態(tài)的溫度為T，系統(tǒng)達到新平衡時活塞下降的高度為x，由蓋—呂薩克定律得＝ 解得x＝H 又系統(tǒng)絕熱，即Q＝0 外界對氣體做功為W＝pSx 根據(jù)熱力學第一定律得ΔU＝W＋Q＝(Mg＋p0S)H 答案　(1)ACD (2)H　(Mg＋p0S)H 5．(2018東北三省四市聯(lián)合模擬)(1)(多選)下列說法中正確的是 A．物體從外界吸熱，其內(nèi)能不一定增大 B．液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向同性的特點 C．溫度相同的氫氣和氧氣，它們分子的平均速率不相同 D．用氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)可以估算氣體分子的體積 E．當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 (2)如圖7－19所示，兩豎直且正對放置的導熱氣缸底部由細管道(體積忽略不計)連通，兩活塞a、b用剛性輕桿相連，可在兩氣缸內(nèi)無摩擦地移動。上、下兩活塞(厚度不計)的橫截面積分別為S1＝10 cm2、S2＝ 20 cm2，兩活塞總質(zhì)量為M＝5 kg，兩氣缸高度均為H＝10 cm。氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，系統(tǒng)平衡時活塞a、b到氣缸底部距離均為l＝5 cm(圖中未標出)。已知大氣壓強為p0＝1.0105 Pa，環(huán)境溫度為T0＝300 K，重力加速度g取10 m/s2。 圖7－19 ①若緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞緩慢移到一側(cè)氣缸的底部，求此時環(huán)境溫度； ②若保持溫度不變，用豎直向下的力緩慢推活塞b，在活塞b由開始運動到氣缸底部過程中，求向下推力的最大值。 解析　(1)根據(jù)熱力學第一定律公式ΔU＝Q＋W，物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，A正確；液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點，B錯誤；溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均動能相同，由于氫氣分子和氧氣分子的質(zhì)量不相同，則它們分子的平均速率不相同，C正確；摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)算出的是氣體分子占據(jù)的空間，氣體分子間的空隙很大，所以氣體分子占據(jù)的空間不等于氣體分子的體積，D錯誤；當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子間距離減小，分子力做負功，分子力和分子勢能隨分子間距離的減小而增大，E正確。 (2)①氣缸內(nèi)氣體壓強不變，溫度升高，氣體體積變大，故活塞向上移動，由蓋－呂薩克定律得：＝ 代入數(shù)據(jù)得：T＝400 K ②設初始氣體壓強為p1，由平衡條件有 p0S1＋p1S2＝Mg＋p0S2＋p1S1 代入數(shù)據(jù)得：p1＝1.5105 Pa 活塞b剛要到達氣缸底部時，向下的推力最大，此時氣體的體積為HS1，壓強為p2 由玻意耳定律，p1(lS1＋lS2)＝p2HS1 代入數(shù)據(jù)得：p2＝2.25105 Pa 由平衡條件有：p0S1＋p2S2＝Mg＋p0S2＋p2S1＋F 代入數(shù)據(jù)得：F＝75 N。 答案　(1)ACE (2)①400 K　②75 N 6．(2018福建質(zhì)檢)(1)(多選)下列說法正確的是 A．理想氣體從外界吸熱后內(nèi)能一定增大 B．同一液體在不同溫度下的飽和蒸汽壓不同 C．懸浮在液體中的顆粒越大布朗運動越明顯 D．當兩分子間的引力和斥力大小相等時分子勢能最小 E．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 (2)某潛艇位于海面下200 m深處。如圖，艇上有一個容積為3 m3的貯氣鋼筒，筒內(nèi)貯有壓縮氣體，壓縮氣體的壓強為2.0107 Pa。將貯氣鋼筒內(nèi)一部分壓縮氣體通過節(jié)流閥壓入水艙，排出海水10 m3(節(jié)流閥可控制其兩端氣壓不等，水艙有排水孔和海水相連)，在這個過程中氣體溫度視為不變。海面大氣壓為1.0 105 Pa，海水密度取1.0103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2。求： 圖7－20 ①海面下200 m深處的壓強P1； ②貯氣鋼筒內(nèi)剩余氣體的壓強p2。 解析　(1)理想氣體從外界吸熱若同時對外做功，則內(nèi)能不一定增大，A錯誤。某種液體的飽和蒸汽壓與溫度有關，因此同一液體在不同溫度下的飽和蒸汽壓不同，B正確。顆粒越大，與其相撞的液體分子個數(shù)越多，來自各方向的撞擊越趨近于平衡，從而引起顆粒的布朗運動越不明顯，C錯誤。分子間同時存在斥力和引力，當分子間距離大于平衡位置的距離r0時，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離越大，分子勢能越大；當分子間距離小于平衡位置的距離r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，分子距離越小，分子勢能越大；所以當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小，D正確。液體表面層的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，正是因為這種張力的作用使葉面上的小露珠呈球形，E正確。 (2)①設海面下200 m深處的壓強為p1 p1＝p0＋p海水gh 代入數(shù)據(jù)得 p1＝2.1106 Pa。 ②設貯氣鋼筒內(nèi)原有氣體的壓強為p，注入水艙的氣體注入前在貯氣鋼筒內(nèi)的體積為V，由玻意耳定律，有 pV＝p1V1，其中V1＝V水＝10 m3 設貯氣鋼筒容積為V0，對貯氣鋼筒內(nèi)剩余的氣體，由玻意耳定律，有p(V0－V)＝p2V0 代入數(shù)據(jù)得 p2≈1.3107 Pa。 答案　(1)BDE (2)①2.1106 Pa?、?.3107 Pa 7．(2018貴州適應性考試)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)變化過程的p－V圖象如圖7－21所示，若該氣體在狀態(tài)A時的溫度為17 ℃，求： 圖7－21 (1)氣體在狀態(tài)C時的溫度； (2)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C與外界交換的熱量。 解析?、僭O狀態(tài)A的壓強、體積與溫度分別為pA、VA、TA，狀態(tài)C的壓強、體積與溫度分別為pc、VC、TC，由理想氣體狀態(tài)方程得＝ 已知TA＝290 K 代入數(shù)據(jù)得TC＝290 K 則tC＝17 ℃ ②由熱力學第一定律得ΔU＝W＋Q 狀態(tài)A與狀態(tài)C溫度相同，ΔU＝0，狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體膨脹對外做功，所以氣體從外界吸收熱量 Q＝ΔU－W＝－pΔV＝－200 J。 即氣體從外界吸熱200 J。 答案　(1)tC＝17 ℃ (2)200 J