高中物理一轮复习专题撬分练 专题13 热学.docx

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高中物理一轮复习专题撬分练专题13热学

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　　时间：

45分钟　

满分：

103分

基础组

一、选择题（每小题6分，共48分）

1．[2016·枣强中学模拟]以下说法正确的是（　　）

A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数

B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律

C．1g氢气和1g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个

D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

答案　A

解析　一摩尔任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子，A正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B错误；氢气分子和氧气分子的质量不同，所以1g氢气和1g氧气含有的分子数不同，C错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D错误。

2．[2016·武邑中学期末]如果将两个分子看成质点，当这两个分子之间的距离为r0时分子力为零，则分子力F及分子势能Ep随着分子间距离r的变化而变化的情况是（　　）

A．当r>r0时，随着r变大，F变小，Ep变小

B．当r>r0时，随着r变大，F变大，Ep变大

C．当r

D．当r

答案　D

解析　据题意，当r>r0时，r变大，则分子力F先变大后变小，而分子势能增大，所以A、B错误；当r

3．[2016·衡水中学周测]（多选）我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。

PM2.5是指空气中空气动力学直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。

矿物燃料燃烧废气的排放是形成PM2.5的主要原因。

下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）

A．PM2.5空气动力学直径的尺寸与空气中氧气分子的尺寸的数量级相当

B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的

D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度

E．PM2.5必然有内能

答案　DE

解析　PM2.5是空气中悬浮的较大固体颗粒，其空气动力学直径尺寸远大于氧气分子的尺寸，A错误；颗粒物的运动不是分子热运动，B错误；PM2.5的运动轨迹主要是由于空气流动引起的，C错误；煤和石油属于矿物燃料，根据题述可知，D正确；一切物体都有内能，E正确。

4．[2016·衡水中学模拟]（多选）对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（　　）

A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大

B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变

C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加

D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变

答案　AC

解析　若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大，选项A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加，选项C正确，D错误。

5．[2016·枣强中学热身]如图所示，容积一定的测温泡，上端有感知气体压强的压力传感器。

待测物体温度升高时，泡内封闭气体（　　）

A．内能不变，压强变大

B．体积不变，压强变大

C．温度不变，压强变小

D．温度降低，压强变小

答案　B

解析　待测物体温度升高时，泡内封闭气体温度升高，内能变大，因体积不变，气体的压强变大。

故B正确。

6．[2016·衡水二中期末]下列说法正确的是（　　）

A．放出热量的物体温度一定降低

B．热传递是改变物体内能的一种方式

C．热机能够把全部内能转化为机械能

D．冰箱中的热量转移是从高温物体传递给低温物体

答案　B

解析　由ΔU＝Q＋W可知，放出热量Q为负，W未知，ΔU未知，故A错；热传递和做功都是改变内能的方式，B正确；热机的效率不能达到100%，C错误；冰箱中的热量是从低温物体传递给高温物体，但是会消耗电能，D错误。

7．[2016·衡水二中预测]（多选）下列说法正确的是（　　）

A．气体对外做功，其内能一定减少

B．热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

C．能量耗散说明能量不会凭空产生，但可以凭空消失

D．单晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性

答案　BD

解析　由热力学第一定律可知，气体对外做功同时吸收热量，若吸收的热量大于对外做的功，则内能增加，A错误；热量不能自发地从低温物体传递给高温物体，B正确；根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，C错误；根据单晶体的性质可知D正确。

8．[2016·冀州中学月考]如图甲所示，pT图上的a→b→c表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在pV图上的图线应是图乙中的（p、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度）（　　）

答案　A

解析　由理想气体状态方程可知

＝C，p＝

T，pT图的斜率表示体积的倒数，a→b体积不变，b→c温度不变，且b→c体积增大，对照pV图象可知，选项A正确。

二、非选择题（共17分）

9．[2016·冀州中学期中]（8分）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。

某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103cm3。

已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。

试求：

（结果均保留一位有效数字）

（1）该液化水中含有水分子的总数N；

（2）一个水分子的直径d。

答案　

（1）3×1025个　

（2）4×10－10m

解析　

（1）水的摩尔体积为

V0＝

＝

m3/mol＝1.8×10－5m3/mol

水分子数为

N＝

＝

≈3×1025个

（2）建立水分子的球模型，有

＝

πd3

解得一个水分子的直径为

d＝

＝

m＝4×10－10m

10．[2016·衡水中学猜题]（9分）在一个密闭的汽缸内有一定质量的理想气体，如图所示是它从状态A变化到状态B的VT图象，已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A点的压强为p＝1.0×105Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量ΔU。

答案　5.0×102J

解析　由图象的变化图线经过坐标原点可以判断，理想气体经历一个等压变化。

由盖—吕萨克定律得：

＝

，

解得：

VB＝8.0×10－3m3，

气体对外做的功：

W＝p（VB－VA）＝1.0×105×（8.0×10－3－6.0×10－3）J＝2×102J。

根据热力学第一定律：

ΔU＝Q＋W，

解得：

ΔU＝7.0×102J－2.0×102J＝5.0×102J。

能力组

一、选择题（每小题6分，共18分）

11．[2016·武邑中学猜题]如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是（　　）

A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10m

B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10m

C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力的合力表现为斥力

D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大

答案　B

解析　e点横坐标等于分子平衡距离r0，其数量级应为10－10m。

因平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力，故ab为引力曲线，cd为斥力曲线，A错误，B正确；当两分子间距离大于e点的横坐标，即r>r0时，作用力的合力表现为引力，C错误；若r

12．[2016·枣强中学月考]如图甲所示，一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端（粗端）中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。

现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图乙中的（　　）

答案　A

解析　根据气体状态方程

＝C（常数）得V＝

T，VT图线的斜率为

。

在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，VT图线又为直线，只是斜率比原来的小，A正确。

13．[2016·武邑中学周测]（多选）如图所示，U型管AB内装有一部分水银，通过橡胶软管与玻璃管C相连，C管竖直插入水银槽中，若A、B、C三管内径相同，U型管两侧液面高度差为h，中间封有一段空气，则（　　）

A．C管内外水银面的高度差为h

B．若将C管向下移动少许，则C管内水银面相对槽内水银面上升

C．若往B管注入一些水银，则A管水银面上升的高度大于C管水银面下降的高度

D．若环境温度升高，则A管水银面下降的高度等于C管水银面下降的高度

答案　AC

解析　A管内气体压强等于大气压加上h高水银柱产生的压强，A、C通过橡胶管相连，所以C管内外水银面的高度差为h，选项A正确；若将C管向下移动少许，U型管内气体体积减小，压强增大，则C管内水银面相对槽内水银面下降，选项B错误；若往B管注入一些水银，U型管内气体体积减小，压强增大，则A管水银面上升的高度大于C管水银面下降的高度，选项C正确；若环境温度升高，U型管内气体体积增大，压强增大，A管水银面下降的高度小于C管水银面下降的高度，选项D错误。

二、非选择题（共20分）

14．[2016·衡水中学仿真]（10分）一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比。

在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0。

该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的pT图如图所示，其中CA延长线过坐标原点，BA在同一竖直直线上。

求：

（1）状态B的体积；

（2）状态C的体积；

（3）从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量是多少？

答案　

（1）

（2）V0　（3）2p0V0

解析　

（1）由图可知，从状态A到状态B为等温变化过程，状态B时气体压强为p1＝3p0，设体积为V1，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1，解得V1＝

。

（2）由图可知，从状态B到状态C为等压变化过程，状态C时气体温度为T2＝3T0，设体积为V2，由盖—吕萨克定律得

＝

，解得V2＝V0。

（3）由状态B经状态C回到状态A，外界对气体做的总功为ΔW；从状态B到状态C，设外界对气体做功为ΔWBC，ΔWBC＝－p2（V1－V2），联立解得ΔWBC＝－2p0V0；

从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以ΔW＝ΔWBC＝－2p0V0；

由状态B经状态C回到状态A，内能增加量为ΔU＝0，气体从外界吸收的热量为ΔQ，内能增加量为ΔU，由热力学第一定律得ΔU＝ΔQ＋ΔW，解得ΔQ＝2p0V0，即气体从外界吸收热量2p0V0。

15．[2016·衡水中学一轮检测]（10分）如图所示，容器A和汽缸B都能导热，A放置在127℃的恒温槽中，B处于27℃的环境中，大气压强为p0＝1.0×105Pa，开始时阀门K关闭，A内为真空，其容积VA＝2.4L，B内活塞横截面积S＝100cm2，质量m＝1kg，活塞下方充有理想气体，其体积VB＝4.8L，活塞上方与大气连通，A与B间连通细管体积不计，打开阀门K后活塞缓慢下移至某一位置（未触及汽缸底部）。

g取10m/s2。

试求：

（1）稳定后容器A内气体压强；

（2）稳定后汽缸B内气体的体积；

（3）活塞下移过程中，汽缸B内气体对活塞做的功。

（不计摩擦）

答案　

（1）1.01×105Pa　

（2）3.0L

（3）－181.8J

解析　

（1）pA＝pB＝

＝1.01×105Pa

（2）B气体等压变化，以排出气缸的气体为研究对象，设排出气缸的气体体积为VB′，根据查理定律：

＝

，

解得VB′＝

×2.4L＝1.8L，

留在气缸内的气体体积为：

VB″＝4.8L－1.8L＝3.0L。

（3）活塞下移距离为：

d＝

＝

m＝0.18m，

气体对活塞的作用力为：

pS＝p0S＋mg＝105×0.01N＋10N＝1010N，

W＝－pSd＝－1010×0.18J＝－181.8J（负功）。