（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢十三 熱學(xué)（選修3-3） 新人教版.docx

單元質(zhì)檢十三熱學(xué)(選修3-3)(時(shí)間:45分鐘滿分:90分)1.(15分)(1)(5分)(多選)下列說(shuō)法正確的是。A.液晶具有液體的流動(dòng)性,同時(shí)具有晶體的光學(xué)各向異性特征B.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律,所以它是制造不出來(lái)的C.一定質(zhì)量的理想氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱D.懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯E.空氣的相對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示(2)(10分)(2018全國(guó)卷)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強(qiáng)相當(dāng)于12.0 cm水銀柱的壓強(qiáng)?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中,氣體溫度不變。答案(1)ACD(2)22.5 cm7.5 cm解析(1)由液晶的特性可知A正確;第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律,而是違反熱力學(xué)第二定律,B錯(cuò)誤;如果壓強(qiáng)不變,由VT=C知,體積增大,溫度升高,內(nèi)能增大,又因氣體膨脹對(duì)外做功,由U=W+Q知,氣體從外界吸熱,C正確;由布朗運(yùn)動(dòng)顯著條件知D正確;相對(duì)濕度是所含的水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同溫度水的飽和汽壓的比值,故E錯(cuò)誤。(2)設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí),兩邊氣體壓強(qiáng)相等,設(shè)為p,此時(shí)原左、右兩邊氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1和l2。由力的平衡條件有p1=p2+g(l1-l2)式中為水銀密度,g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1p2l2=pl2兩邊氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等l1-l1=l2-l2由式和題給條件得l1=22.5cml2=7.5cm。2.(15分)(1)(5分)(多選)下列說(shuō)法中正確的是。A.擴(kuò)散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中,固體中也可以B.巖鹽是立方體結(jié)構(gòu),粉碎后的巖鹽不再是晶體C.地球大氣的各種氣體分子中氫分子質(zhì)量小,其平均速率較大,更容易掙脫地球吸引而逃逸,因此大氣中氫含量相對(duì)較少D.從微觀角度看氣體壓強(qiáng)只與分子平均動(dòng)能有關(guān)E.溫度相同的氫氣和氧氣,分子平均動(dòng)能相同(2)(10分)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(guò)程的p-V圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ,求:該氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度;該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中與外界交換的熱量。答案(1)ACE(2)-173 吸熱200 J解析(1)擴(kuò)散現(xiàn)象也可以在固體中發(fā)生,A項(xiàng)正確;粉碎后的巖鹽顆粒仍具有立方體結(jié)構(gòu),仍為晶體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從微觀角度看氣體壓強(qiáng)與分子平均動(dòng)能和氣體分子密集程度兩個(gè)因素有關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)分子動(dòng)理論,分子的平均動(dòng)能取決于溫度,與分子種類(lèi)無(wú)關(guān),E項(xiàng)正確;溫度是分子平均動(dòng)能的量度,溫度越高,分子平均動(dòng)能越大,質(zhì)量越小,速率越大,氫分子質(zhì)量小,其平均速率較大,更容易掙脫地球吸引而逃逸,因此大氣中氫含量相對(duì)較少,C項(xiàng)正確。(2)對(duì)于理想氣體,AB過(guò)程為等容變化,根據(jù)查理定律有pATA=pBTB,得TB=100K,所以tB=-173。BC過(guò)程為等壓變化,根據(jù)蓋呂薩克定律有VBTB=VCTC,得TC=300K,所以tC=27。由于狀態(tài)A與狀態(tài)C溫度相同,氣體內(nèi)能相等,而AB過(guò)程是等容變化,氣體對(duì)外不做功,BC過(guò)程中氣體體積膨脹對(duì)外做功,即從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體對(duì)外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w應(yīng)從外界吸收熱量即Q=-W=pV=1105(310-3-110-3)J=200J。3.(15分)(1)(5分)(多選)下列說(shuō)法正確的是。A.已知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)B.布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.兩個(gè)分子由很遠(yuǎn)(r>10-9 m)距離減小到很難再靠近的過(guò)程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢(shì)能不斷增大D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E.物體的溫度升高,則物體中所有分子的分子動(dòng)能都增大(2)(10分)質(zhì)量m0=10 kg的缸體與質(zhì)量m=4 kg的活塞,封閉一定質(zhì)量的理想氣體(氣體的重力可以忽略),不漏氣的活塞被一勁度系數(shù)k=20 N/cm的輕彈簧豎直向上舉起立于空中,如圖所示。環(huán)境溫度為T(mén)1=1 500 K時(shí)被封氣柱長(zhǎng)度l1=30 cm,缸口離地的高度為h=5 cm。若環(huán)境溫度變化時(shí),缸體有良好的導(dǎo)熱性能。已知活塞與缸壁間無(wú)摩擦,彈簧原長(zhǎng)l0=27 cm,活塞橫截面積S=210-3 m2,大氣壓強(qiáng)p0=1.0105 Pa,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10 m/s2,求環(huán)境溫度降到多少時(shí)汽缸著地,溫度降到多少時(shí)能使彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)。答案(1)ABD(2)1 250 K480 K解析(1)NA=Mm,故A正確;布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的反映,B正確;當(dāng)r=r0時(shí),分子力為0,兩分子從很遠(yuǎn)到很近,分子力先增大后減小再增大,分子勢(shì)能先減小后增大,C錯(cuò)誤;液體的表面張力使液體表面積趨于最小,D正確;物體的溫度升高,分子的平均動(dòng)能增大,并不是所有分子動(dòng)能都增大,E錯(cuò)誤。(2)因汽缸懸空,先降溫汽缸著地前為等壓變化,壓強(qiáng)恒為p1=p0+m0gS=1.5p0設(shè)汽缸著地時(shí)環(huán)境溫度為T(mén)2根據(jù)蓋呂薩克定律有l(wèi)1ST1=(l1-h)ST2代入數(shù)據(jù)得T2=1250K待缸口著地后,再降溫時(shí)內(nèi)部氣體壓強(qiáng)減小活塞上移,彈簧逐漸恢復(fù)原長(zhǎng),由kx=(m0+m)g知彈簧的形變量為x=7cm設(shè)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的環(huán)境溫度為T(mén)3,氣體壓強(qiáng)為p3,氣柱長(zhǎng)度為l3,由活塞受力平衡知p3=p0-mgS=0.8p0,由幾何關(guān)系知l3=l1-x-h=18cm根據(jù)p1V1T1=p3V3T3有1.5p0l1T1=0.8p0l3T3,整理可得T3=480K。4.(15分)(1)(5分)(多選)下列說(shuō)法正確的是。A.機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能也無(wú)法全部用來(lái)做功從而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B.將兩個(gè)分子由距離極近移動(dòng)到相距無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中,它們的分子勢(shì)能先減少后增加C.熱量總是自發(fā)地從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體D.液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,所以液體表面層分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引,即存在表面張力E.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減少,氣體的壓強(qiáng)一定減小(2)(10分)(2017全國(guó)卷)一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為T(mén)a的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為T(mén)b。已知空氣在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,重力加速度大小為g。求該熱氣球所受浮力的大小;求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力;設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。答案(1)BCD(2)Vg0T0TbVg0T0TaV0T01Tb-1Ta-m0解析(1)機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功從而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,A錯(cuò)誤;氣體的體積增大,單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減少,如果溫度升高,氣體分子撞擊器壁的速率增大,對(duì)器壁的壓力增大,氣體的壓強(qiáng)可能增大、可能減小、可能不變,E錯(cuò)誤。(2)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T(mén)0時(shí)的體積為V0,密度為0=mV0在溫度為T(mén)時(shí)的體積為VT,密度為(T)=mVT由蓋呂薩克定律得V0T0=VTT(T)=0T0T氣球所受到的浮力為F浮=(Tb)gV=Vg0T0Tb。氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G=(Ta)VgG=Vg0T0Ta。設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得mg=F浮-G-m0gm=V0T01Tb-1Ta-m0。5.(15分)(1)(5分)(多選)下列說(shuō)法正確的是。A.分子運(yùn)動(dòng)的平均速度可能為零,瞬時(shí)速度不可能為零B.液體與大氣相接觸時(shí),表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引C.空氣的相對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示D.有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體E.隨著分子間距增大,分子間引力和斥力均減小,分子勢(shì)能不一定減小(2)(10分)如圖甲所示,橫截面積為S,質(zhì)量為m活的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱,使其溫度從T1升高了T,氣柱的高度增加了l,吸收的熱量為Q。不計(jì)汽缸與活塞的摩擦,外界大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。此加熱過(guò)程中氣體內(nèi)能增加了多少?若保持缸內(nèi)氣體溫度不變,再在活塞上放一砝碼,如圖乙所示,使缸內(nèi)氣體的體積又恢復(fù)到初始狀態(tài),則所放砝碼的質(zhì)量為多少?答案(1)BDE(2)Q-(p0S+m活g)lp0S+m活ggT1T解析(1)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),分子運(yùn)動(dòng)的平均速度不可能為零,瞬時(shí)速度有可能為零,A錯(cuò)誤;空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示,C錯(cuò)誤。(2)設(shè)缸內(nèi)氣體的溫度為T(mén)1時(shí)壓強(qiáng)為p1,活塞受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡,則有m活g+p0S=p1S氣體膨脹對(duì)外界做功為W=p1Sl根據(jù)熱力學(xué)第一定律有Q-W=U聯(lián)立可得U=Q-(p0S+m活g)l設(shè)缸內(nèi)氣體的體積又恢復(fù)到初始狀態(tài)時(shí),所放砝碼的質(zhì)量為m,氣體的溫度為T(mén)2,壓強(qiáng)為p2?；钊晚来a整體受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡,則有(m活+m)g+p0S=p2S根據(jù)查理定律有p1T1=p2T2,又T2=T1+T聯(lián)立可得m=p0S+m活ggT1T。6.(15分)(2018全國(guó)卷)(1)(5分)(多選)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷過(guò)程、到達(dá)狀態(tài)e,對(duì)此氣體,下列說(shuō)法正確的是。A.過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過(guò)程中氣體對(duì)外界做正功C.過(guò)程中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E.狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小(2)(10分)如圖所示,容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成,面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分,汽缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有某種液體的容器相連,細(xì)管上有一閥門(mén)K。開(kāi)始時(shí),K關(guān)閉,汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0。現(xiàn)將K打開(kāi),容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當(dāng)流入的液體體積為V8時(shí),將K關(guān)閉,活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了V6。不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積,外界溫度保持不變,重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。答案(1)BDE(2)15p0S26g解析(1)過(guò)程是等容變化,氣體溫度升高,由查理定律可知壓強(qiáng)增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。過(guò)程中,氣體體積增大,對(duì)外界做正功,故B項(xiàng)正確。過(guò)程是等容變化,氣體溫度降低,放出熱量,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。過(guò)程是等溫變化,氣體溫度不變,故狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,故D項(xiàng)正確。連接Ob,并延長(zhǎng),交cd所在直線于f點(diǎn),則由蓋呂薩克定律可知,由b到f,氣體壓強(qiáng)不變;由f到d是等溫變化,體積增大,由玻意耳定律可知?dú)怏w壓強(qiáng)減小,故E項(xiàng)正確。(2)設(shè)活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為V1,壓強(qiáng)為p1;下方氣體的體積為V2,壓強(qiáng)為p2。在活塞下移的過(guò)程中,活塞上下方氣體的溫度保持不變。由玻意耳定律得p0V2=p1V1p0V2=p2V2由已知條件得V1=V2+V6-V8=1324VV2=V2-V6=V3設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m,由平衡條件得p2S=p1S+mg聯(lián)立以上各式得m=15p0S26g。