届人教版 专题十四 热学 单元测试.docx

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届人教版专题十四热学单元测试

专题十四　热　学

题组1　分子动理论、内能

1.[2017全国卷Ⅱ,33

（1）,5分][多选]如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是（　　）

A.气体自发扩散前后内能相同

B.气体在被压缩的过程中内能增大

C.在自发扩散过程中,气体对外界做功

D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功

E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变

2.[2016北京高考,20,6分]雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）.

某研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,

PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化.

据此材料,以下叙述正确的是（　　）

A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6m的悬浮颗粒物

B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力

C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动

D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大

3.[2016全国卷Ⅲ,33

（1）,5分][多选]关于气体的内能,下列说法正确的是（　　）

A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同

B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大

C.气体被压缩时,内能可能不变

D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关

E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加

4.[2015上海高考,4,2分]一定质量的理想气体在升温过程中（　　）

A.分子平均势能减小

B.每个分子速率都增大

C.分子平均动能增大

D.分子间作用力先增大后减小

5.[2015福建高考,29

（1）,6分]下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是（　　）

A.分子间距离减小时分子势能一定减小

B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈

C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关

D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性

6.[2015山东高考,37

（1）,4分][多选]墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是（　　）

A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动

C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速

D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

7.[2014福建高考,29

（1）,6分]如图所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标f（v）表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比.图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是（　　）

A.曲线①B.曲线②C.曲线③D.曲线④

8.[2015全国卷Ⅰ,33

（2）,10分]如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50g,横截面积为S1=80.0cm2;小活塞的质量为m2=1.50g,横截面积为S2=40.0cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105Pa,温度为T=303.初始时大活塞与大圆筒底部相距

两活塞间封闭气体的温度为T1=495.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10m/s2.求:

（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;

（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.

题组2　固体、液体和气体

9.[2016江苏高考,12

（1）,4分][多选]在高原地区烧水需要使用高压锅.水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽.停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却.在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为（　　）

A.压强变小B.压强不变C.一直是饱和汽D.变为未饱和汽

10.[2014福建高考,29

（2）,6分]图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是（　　）

A.TATB,TB=TCC.TA>TB,TBTC

11.[2013全国卷Ⅱ,33

（1）,5分][多选]关于一定量的气体,下列说法正确的是（　　）

A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和

B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低

C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零

D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加

E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高

12.[2015江苏高考,12

（2）,4分]在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力　　　　（选填“增大”“减小”或“不变”）,包装袋内氮气的内能　　　　（选填“增大”“减小”或“不变”）. 

13.[2017全国卷Ⅱ,33

（2）,10分]一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g.

（i）求该热气球所受浮力的大小;

（ii）求该热气球内空气所受的重力;

（iii）设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量.

14.[2017全国卷Ⅲ,33

（2）,10分]一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管1和2.1长为l,顶端封闭,2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通.开始测量时,M与2相通;逐渐提升R,直到2中水银面与1顶端等高,此时水银已进入1,且1中水银面比顶端低h,如图（b）所示.设测量过程中温度、与2相通的待测气体的压强均保持不变.已知1和2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:

图（a）　图（b）

（i）待测气体的压强;

（ii）该仪器能够测量的最大压强.

15.[2016江苏高考,8分]

（1）如图1所示,在斯特林循环的p-V图象中,一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成.B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）.状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示,则状态A对应的是　　　（选填“①”或“②”）. 

图1　　　　　　　　　　　　图2

（2）如图1所示,在A→B和D→A的过程中,气体放出的热量分别为4J和20J.在B→C和C→D的过程中,气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功.

16.[2016全国卷Ⅰ,33

（2）,10分]在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=

其中σ=0.070N/m.现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103g/m3,重力加速度大小g=10m/s2.

（i）求在水下10m处气泡内外的压强差;

（ii）忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.

17.[2016全国卷Ⅱ,33

（2）,10分]一氧气瓶的容积为0.08m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.

18.[2016全国卷Ⅲ,33

（2）,10分]一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0cmHg.环境温度不变.

19[2015上海高考,30,10分]如图,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触.初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比V1∶V2=1∶2,温度之比T1∶T2=2∶5.先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡.求:

（1）两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;

（2）最后两侧气体的体积之比.

20.[2015全国卷Ⅱ,33

（2）,10分]如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm.现将开关打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时将开关关闭.已知大气压强p0=75.0cmHg.

（i）求放出部分水银后A侧空气柱的长度;

（ii）此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度.

21.[2014山东高考,37

（2）,8分]一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M=3×103g、体积V0=0.5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离h1=40m,筒内气体体积V1=1m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升.当筒内液面到水面的距离为h2时,拉力减为零,此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮.求V2和h2.

已知大气压强p0=1×105Pa,水的密度ρ=1×103g/m3,重力加速度的大小g=10m/s2.不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略.

题组3　热力学定律与能量守恒

22.[2017全国卷Ⅲ,33

（1）,5分][多选]如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是（　　）

A.在过程ab中气体的内能增加

B.在过程ca中外界对气体做功

C.在过程ab中气体对外界做功

D.在过程bc中气体从外界吸收热量

E.在过程ca中气体从外界吸收热量

23.[2017江苏高考,12

（1）,4分][多选]一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图象如图所示.下列说法正确的有（　　）

A.A→B的过程中,气体对外界做功

B.A→B的过程中,气体放出热量

C.B→C的过程中,气体压强不变

D.A→B→C的过程中,气体内能增加

24.[2014全国卷Ⅰ,33

（1）,6分][多选]一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图所示.下列判断正确的是（　　）

A.过程ab中气体一定吸热

B.过程bc中气体既不吸热也不放热

C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小

E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

25.[2014广东高考,17,6分][多选]用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示.充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体（　　）

A.体积减小,内能增大

B.体积减小,压强减小

C.对外界做负功,内能增大

D.对外界做正功,压强减小

26.[2015山东高考,37

（2）,8分]扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求:

（i）当温度上升到303且尚未放气时,封闭气体的压强;

（ii）当温度恢复到300时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.

一、选择题（每小题5分,共35分）

1.[2018湖北武汉部分学校调研,16

（1）][多选]在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列做法正确的是（　　）

A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1mL,则1滴溶液中含有油酸10-2mL

B.往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上

C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状

D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积

E.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=

即油酸分子的大小

2.[2018江西南宁毕业班摸底联考,33

（1）][多选]运用分子动理论的相关知识,判断下列说法正确的是（　　）

A.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置

B.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关

C.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为NA=

D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动

E.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成

3.[2017河北衡水中学9月大联考,17

（1）][多选]下列说法正确的是（　　）

A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样

B.热量不可能从低温物体向高温物体传递

C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大

D.功可以完全转化为热量,而热量不能完全变为功,即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功

E.若气体的温度不变,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多

4.[2017安徽合肥高三第三次质量检测,33

（1）][多选]下列说法正确的是（　　）

A.相对湿度与同温度水的饱和汽压无关

B.松香在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变

C.若一个系统与另一个系统达到热平衡,则两系统温度一定相同

D.若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量,则压强一定增大

E.液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离

5.[2017湖南师大附中月考,18][多选]下列说法中正确的是（　　）

A.一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大

B.第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律

C.当分子间距r>r0时,分子间的引力随着分子间距的增大而增大,分子间的斥力随着分子间距的增大而减小,所以分子力表现为引力

D.大雾天气学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大

E.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的

6.[2017山东济南高三针对性训练,33

（1）][多选]下列说法中正确的有（　　）

A.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力

B.合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体

C.空载的卡车停在水平地面上,在缓慢装载沙子的过程中,车胎不漏气,胎内气体可视为理想气体,温度不变,不计分子间势能,则胎内气体对外放热

D.汽车尾气中含有多种有害气体污染空气,可以想办法使它们自发分离,既清洁了空气又变废为宝

E.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物,在空中做无规则运动,它是空气中分子无规则热运动的反映

7.[2017湖北武汉5月模拟,33

（1）][多选]如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图象中,气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V轴且与p轴平行,bc、da是两条等温线.下列判断正确的是（　　）

A.气体在状态a时的温度低于在状态c时的温度

B.从a→b的过程,气体分子密集程度不变,分子平均动能增加

C.从a→b→c的过程,气体密度不断减小,温度先升高后不变

D.从c→d的过程,气体放出的热量大于外界对气体做的功

E.从a→b→c→d的过程,设气体对外做功为W1,外界对气体做功为W2,气体吸热为Q1,放热为Q2,则W1-W2

二、非选择题（共29分）

8.[2018甘肃重点中学第一次联考,13

（2）,10分]如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞.两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直到系统达到新的平衡,此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气压强为p0,求此过程中气体内能的增加量.

9.[2018广东湛江高三调研,33

（2）,10分]一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系如图所示,气体在状态A时的压强pA=p0,温度TA=T0,体积VA=V0,线段AB与V轴平行,线段AC与T轴平行,BC的延长线过原点.

（1）求气体在状态B时的压强pB;

（2）气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10J,该过程中气体吸收的热量Q为多少?

（3）求气体在状态C时的压强pC和温度TC.

10.[2018河北武汉重点中学起点考试,17

（2）,9分]两端开口、粗细均匀的足够长U形玻璃管插在容积很大的水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启阀门A,各水银液面稳定时,位置如图所示,此时两部分气体温度均为300.已知h1=5cm,h2=10cm,右侧气体柱长度L1=60cm,大气压为p0=75cmHg.

（1）求左侧竖直管内气体柱的长度L2;

（2）关闭阀门A,当右侧竖直管内的气体柱长度为L'1=68cm时（管内气体未溢出）,气体温度应升高到多少?

一、选择题（每小题5分,共30分）

1.[多选]下列说法正确的是（　　）

A.悬浮在液体中的小颗粒越小,布朗运动越明显

B.一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,内能一定减小

C.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体

D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关

E.自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生

2.[多选]以下说法正确的是（　　）

A.已知阿伏加德罗常数、铜的摩尔质量和密度,可算出铜原子的直径

B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

C.布朗运动指的是悬浮在液体中的固体小颗粒的分子运动

D.当两分子间距离大于平衡位置的距离r0时,分子间的距离越大,分子势能越小

E.温度升高时,分子热运动的平均速率一定增大,但并非所有分子的速率都增大

3.[多选]如图所示为分子间作用力与分子间距离的关系图,其中c点的横坐标表示分子力为零时分子间的距离,下列与分子间作用力和分子势能的有关说法正确的是（　　）

A.分子间距离x=c时,分子不受引力和斥力

B.分子间距离由x=d增加到x=c时,分子的引力和斥力都减小

C.分子间距离x=b时,分子的引力达到最大值

D.分子间距离x=c时,分子势能最小

E.分子间距离由x=c变化到x=a过程中,图线与x轴围成的面积大小为分子势能的增加量

4.[多选]以下说法正确的是（　　）

A.分子间距离增大时,分子势能也增大

B.已知某种液体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该液体分子间的平均距离可以表示为

或

C.空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间存在斥力的作用

D.液体的饱和汽压与温度以及液体的种类有关

E.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

5.一定质量的理想气体,由状态a经b变化到c,如图所示,则下图中能正确反映出这一变化过程的是（　　）

6.[多选]下列说法正确的是（　　）

A.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的

B.一定质量的气体在绝热膨胀的过程中,温度一定降低

C.内能不同的物体,它们的分子热运动的平均动能可能相同

D.一定质量的气体在等容变化的过程中吸热,内能不一定增加

E.热量可以由低温物体传给高温物体

二、非选择题（共36分）

7.[10分]孔明灯是一种古老的汉族手工艺品,在古代多作军事用途,现代人放孔明灯多作为祈福之用.如图所示,孔明灯的质量m=0.2g、体积恒为V=1m3,空气温度t0=27℃,大气压强p0=1.013×105Pa,该条件下空气密度ρ0=1.2g/m3.重力加速度g=10m/s2.对灯内气体缓慢加热,直到灯刚能浮起时,求:

（1）灯内气体密度ρ;

（2）灯内气体温度t.

8.[10分]一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T图象和V-T图象各记录了其部分变化过程,试求:

图甲　　　　　　　　图乙

（1）温度为600时气体的压强;

（2）在p-T图象上将温度从400升高到600的变化过程补充完整.

9.[10分]在一个密闭的气缸内有一定质量的理想气体,如图2所示是它从状态A变化到状态B的V-T图象,已知AB的反向延长线通过坐标原点O,气体在状态A时的压强为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.

图1　　　　　　图2

10.[6分]如图所示,粗细均匀、上端封闭的三通细玻璃管中用水银与活塞封闭了两段温度相同、长度分别为lA=25cm和lB=30cm的理想气体A、B,竖直管中两段水银柱长均为h=15cm,水平管中水银柱足够长,右端和大气相通,大气压强p0=75cmHg.现缓慢抽动玻璃管下端的活塞,使A、B两部分气体体积相同,求活塞下移的距离.

答案：

1.ABD　抽开隔板,气体自发扩散过程中,气体对外界不做功,与外界没有热交换,因此气体的内能不变,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程中,外界对气体做正功,D项正确;由于气体与外界没有热交换,根据热力学第一定律可知,气体在被压缩的过程中内能增大,因此气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,B项正确,E项错误.

2.C　PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬浮颗粒物,A项错误;PM10悬浮在空气中,受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力,B项错误;由题意推断,D项错误;PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击,故它们都在