2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練 專題十四 熱學(xué)

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1、專題能力訓(xùn)練14　熱學(xué) (時(shí)間:45分鐘　滿分:90分) 1.(1)(多選)(5分)下列說(shuō)法正確的是　　　　。 A.液體中懸浮的微粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成,因?yàn)樗`反能量守恒定律 C.一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時(shí),其內(nèi)能一定增加 D.因?yàn)橐后w表面層分子分布比內(nèi)部稀疏,因此液體表面有收縮趨勢(shì) (2)(10分)如圖所示,圓柱形汽缸開(kāi)口向上,豎直放置在水平面上,汽缸足夠長(zhǎng),內(nèi)截面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0。一厚度不計(jì)、質(zhì)量為m=的活塞封住一定量的理想氣體,溫度為T(mén)0時(shí)缸內(nèi)氣體體積為V0。先在活塞上緩慢放上質(zhì)量為3m的砂子,然后將缸內(nèi)氣體溫度緩

2、慢升高到2T0,求穩(wěn)定后缸內(nèi)氣體的體積。 2.(1)(多選)(5分)下列說(shuō)法正確的是　　　　。 A.相同質(zhì)量的0 ℃的水的分子勢(shì)能比0 ℃的冰的分子勢(shì)能大 B.大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽,就變成了非晶體 C.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁發(fā)生碰撞的次數(shù),與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度都有關(guān) D.氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定不變 (2)(10分)一密閉容器有進(jìn)氣口和出氣口可以和外部連通,將進(jìn)氣口和出氣口關(guān)閉,此時(shí)容器內(nèi)容積為V0,內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0,將氣體緩慢加熱,使氣體溫度由T0=300 K 升至T1=350 K。 ①求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。 ②保持T1=3

3、50 K不變,緩慢由出氣口抽出部分氣體,使氣體壓強(qiáng)再變回到p0。求容器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值。 3.(2020·山東青島統(tǒng)考) (1)(多選)(5分)下列有關(guān)熱現(xiàn)象的敘述中正確的是　　　　。 A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng) B.分子間不可能同時(shí)存在引力和斥力 C.熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體,但一定要引起其他的變化 D.一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過(guò)程,其溫度一定升高 (2)(10分)若一條魚(yú)兒正在水下10 m處戲水,吐出一個(gè)體積為1 cm3的氣泡。氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,且氣體質(zhì)量保持不變,大氣

4、壓強(qiáng)為p0=1.0×105 Pa,g取 10 m/s2,湖水溫度保持不變。 ①氣泡在上升的過(guò)程中,氣體吸熱還是放熱?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。 ②氣泡到達(dá)湖面時(shí)的體積多大? 4.(1)(多選)(5分)下列說(shuō)法正確的是　　　　。 A.溫度低的物體內(nèi)能小 B.外界對(duì)物體做功時(shí),物體的內(nèi)能一定增加 C.溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能小 D.一定質(zhì)量的100 ℃的水吸收熱量后變成100 ℃的水蒸氣,則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能 E.物體吸收熱量后,內(nèi)能不一定增加 (2) (10分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B。此過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)p=

5、1.0×105 Pa,吸收的熱量Q=7.0×102 J,求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量。 5.(2020·貴州八校聯(lián)考) (1)(多選)(5分)以下說(shuō)法正確的是　　　　。 A.已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和密度,可算出該氣體分子間的平均距離 B.為了保存玉米地的水分,可以鋤松地面,破壞土壤里的毛細(xì)管 C.隨著分子間距離的增大,分子間的引力和斥力都減小,但斥力減小得快,合力表現(xiàn)為引力 D.物質(zhì)是晶體還是非晶體,比較可靠的辦法是從各向異性或各向同性來(lái)判斷 E.能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性 (2)(10分)如圖所示,為厚度和質(zhì)量不計(jì)

6、,橫截面積為S=10 cm2的絕熱汽缸倒扣在水平桌面上,汽缸內(nèi)有一絕熱的T形活塞固定在桌面上,活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體,開(kāi)始時(shí),氣體的溫度為T(mén)0=300 K,壓強(qiáng)為 p=0.5×105 Pa,活塞與汽缸底的距離為h=10 cm,活塞與汽缸可無(wú)摩擦滑動(dòng)且不漏氣,大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105 Pa。求: ①此時(shí)桌面對(duì)汽缸的作用力FN; ②現(xiàn)通過(guò)電熱絲給氣體緩慢加熱到T,此過(guò)程中氣體吸收熱量為Q=7 J,內(nèi)能增加了ΔU=5 J,整個(gè)過(guò)程活塞都在汽缸內(nèi),求T的值。 6.(1)(5分)下列說(shuō)法正確的是　　　　。 A.將一塊晶體

7、敲碎后,得到的小顆粒是非晶體 B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E.在熔化過(guò)程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變 (2)(10分)(2020·湖南長(zhǎng)望瀏寧四縣調(diào)研)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過(guò)絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底相距h。現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體的溫度為T(mén)1時(shí)活塞上升了h。已知大氣壓強(qiáng)為p0。重力加速度為g,不計(jì)活

8、塞與汽缸間摩擦。 ①求溫度為T(mén)1時(shí)氣體的壓強(qiáng); ②現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒,當(dāng)添加砂粒的質(zhì)量為m0時(shí),活塞恰好回到原來(lái)位置,求此時(shí)氣體的溫度。 參考答案 1.答案:(1)CD　(2)V0 解析:(1)微粒越小,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成,是因?yàn)檫`背熱力學(xué)第二定律,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的理想氣體,壓強(qiáng)、體積都增大,溫度必然升高,內(nèi)能一定增加,選項(xiàng)C正確;液體表面有收縮趨勢(shì),表面層分子分布比

9、內(nèi)部稀疏,選項(xiàng)D正確。 (2)設(shè)初態(tài)氣體壓強(qiáng)為p1,放砂后壓強(qiáng)為p2,體積為V2,升溫后體積為V3,則有 p1=p0+=1.5p0 p2=p0+=3p0 等溫過(guò)程,由p1V0=p2V2得V2=0.5V0 等壓過(guò)程,由得V3=V0 2.答案:(1)AC　(2)①p0?、? 解析:(2)①設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1, 由查理定律得 代入數(shù)據(jù)得p1=p0。 ②抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程,設(shè)膨脹后氣體的總體積為V,由玻意耳定律得p1V0=p0V 聯(lián)立解得V=V0 設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為k,由題意得k=。 3.答案:(1)CD　(2)①吸熱　理由見(jiàn)解析?、? cm3

10、 解析:(1)布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),因?yàn)榉肿邮怯萌说娜庋劭床坏降?它是液體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)花粉不規(guī)則碰撞的反映,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;分子間可以同時(shí)存在引力和斥力,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體,但一定要對(duì)它做功,也就是要引起其他的變化,選項(xiàng)C正確;一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過(guò)程,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=C可知,其溫度一定會(huì)升高的,故選項(xiàng)D正確。 (2)①氣泡上升的過(guò)程中體積增大,對(duì)外做功,由于保持溫度不變,故內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律可得,氣泡需要吸熱。 ②氣泡初始時(shí)的壓強(qiáng) p1=p0+ρgh=2.0×105 Pa 氣泡浮到水面上的氣壓 p1=p0=1.0×10

11、5 Pa 由氣體的等溫變化可知,p1V1=p2V2 代入數(shù)據(jù)可得V2=2 cm3。 4.答案:(1)CDE　(2)5.0×102 J 解析:(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越低,分子的平均動(dòng)能越小,但物體的內(nèi)能不一定越小,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞,ΔU=W+Q,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D、E正確。 (2)理想氣體經(jīng)歷等壓變化,由蓋—呂薩克定律得 解得VB=8.0×10-3 m3 對(duì)外做的功W=p(VB-VA)=1.0×105×(8.0×10-3-6.0×10-3) J=2.0×102 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得ΔU=Q-W 解得ΔU=7.0×102

12、J-2.0×102 J=5.0×102 J。 5.答案:(1)ABE　(2)①50 N　②720 K 解析:(1)摩爾體積V=,氣體分子所占空間V0=,所以可以求得分子間的平均距離,選項(xiàng)A正確;鋤松土壤可以破壞土壤形成的毛細(xì)管,可以保存土壤里的水分,所以選項(xiàng)B正確;當(dāng)分子間距離小于r0時(shí)表現(xiàn)為斥力,大于r0時(shí)表現(xiàn)為引力,所以隨著分子間距離的增大,合力是有時(shí)表現(xiàn)為斥力,有時(shí)表現(xiàn)為引力,且引力和斥力都減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;晶體和非晶體一般從熔點(diǎn)來(lái)判斷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)定律可知,宏觀自然過(guò)程自發(fā)進(jìn)行是有其方向性,能量耗散就是從能量的角度反映了這種方向性,選項(xiàng)E正確。 (2)①對(duì)汽缸受力分析,

13、由平衡條件有 FN+pS=p0S 得FN=(p0-p)S=50 N。 ②設(shè)溫度升高至T時(shí)活塞距離汽缸底H,則 氣體對(duì)外界做功 W=p0ΔV=p0S(H-h) 由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q-W 解得H=12 cm。 氣體溫度從T0升高到T的過(guò)程,由理想氣體狀態(tài)方程,得 解得T=T0=720 K。 6.答案:(1)BCD　(2)①+p0?、赥1 解析:(1)晶體敲碎后,得到的小顆粒仍為晶體,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;某些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì),選項(xiàng)B正確;同種元素構(gòu)成的固體,可形成不同的晶體,比如金剛石和石墨,選項(xiàng)C正確;在合適條件下,某些晶體和非晶體可相互轉(zhuǎn)變,選項(xiàng)D正確;晶體在熔化過(guò)程中,溫度不變,內(nèi)能增加,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。 (2)①設(shè)氣體壓強(qiáng)為p1,由活塞平衡知p1S=mg+p0S 解得p1=+p0。 ②設(shè)溫度為T(mén)1時(shí)氣體為初態(tài),回到原位置時(shí)為末態(tài),則有 初態(tài):壓強(qiáng)p1=+p0,溫度T1,體積V1=2hS 末態(tài):壓強(qiáng)p2=+p0,溫度T2,體積V2=hS 由理想氣體的狀態(tài)方程有 代入初、末態(tài)狀態(tài)參量解得 T2=T1。