高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第13章 熱學(xué)章末檢測(cè)

1、十三熱學(xué)(時(shí)間：45分鐘滿分：90分)1(1)(5分)(多選)下列五幅圖分別對(duì)應(yīng)五種說法，其中正確的是()a微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)b當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等c食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的d小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用e潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力(2)(10分)如圖所示，質(zhì)量m1 kg的導(dǎo)熱汽缸倒扣在水平地面上，a為一t形活塞，汽缸內(nèi)充有理想氣體汽缸的橫截面積s2×104 m2.當(dāng)外界溫度為t27 時(shí)，汽缸對(duì)地面

2、恰好沒有壓力，此時(shí)活塞位于汽缸中央不計(jì)汽缸壁厚度，內(nèi)壁光滑，活塞始終在地面上靜止不動(dòng)，大氣壓強(qiáng)為p01×105pa，g10 m/s2.求：汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；環(huán)境溫度升高時(shí)，汽缸緩慢上升，溫度至少升高到多少時(shí)，汽缸不再上升汽缸不再上升后，溫度繼續(xù)升高，從微觀角度解釋壓強(qiáng)變化的原因解析：(1)微粒運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，微粒運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，b正確；食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向是不一樣的，c錯(cuò)誤；由于表面張力的作用，液體要收縮至表面積最小，所以小草上的露珠呈球形，d正確；潔凈的玻璃板接觸水面，由于水分子和

3、玻璃分子之間存在吸引力，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于或等于玻璃板的重力與水分子和玻璃分子之間的引力之和，e正確(2)汽缸對(duì)地面恰好沒有壓力，對(duì)汽缸進(jìn)行受力分析，mgp0sps，解得氣體的壓強(qiáng)為p1.5×105 pa.溫度升高時(shí)，汽缸緩慢上升，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋呂薩克定律有，解得t2600 k.溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，體積不變，分子密集程度不變，所以壓強(qiáng)變大答案：(1)bde(2)1.5×105 pa600 k見解析2(1)(5分)(多選)下列說法中正確的是()a懸浮在液體中的微小固體顆粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，說明液體分子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的b物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的

4、總和等于物體的內(nèi)能c橡膠無(wú)固定熔點(diǎn)，是非晶體d熱機(jī)的效率可以等于100%e對(duì)于同一種氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大(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)變化過程的pv圖象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、c時(shí)的溫度分別為多少攝氏度？該氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)c的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？解析：(1)根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)可知懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，間接說明液體分子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的，所以a項(xiàng)正確因?yàn)槲矬w的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，所以b項(xiàng)錯(cuò)誤晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定熔點(diǎn)，c項(xiàng)正確因?yàn)闊釞C(jī)工作時(shí)必

5、有能量耗散，所以熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，d項(xiàng)錯(cuò)誤因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的唯一標(biāo)志，所以e項(xiàng)正確(2)氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b：得tb200 k即tb73 氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c：得tc300 k即tc27 氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)c過程中是吸熱吸收的熱量qpv200 j答案：(1)ace(2)73 27 吸熱200 j3(1)(5分)(多選)下列各種說法中正確的是()a溫度低的物體內(nèi)能小b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c液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引d0 的鐵和0 的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同e氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分

6、子數(shù)和溫度有關(guān)(2)(10分)如圖所示為一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時(shí)，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲.27時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度l1為20 cm，水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離l2為10 cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為8 cm，大氣壓強(qiáng)為75 cm水銀柱高當(dāng)溫度達(dá)到多少時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警？如果要使該裝置在87 時(shí)報(bào)警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入多少cm高的水銀柱？如果大氣壓增大，則該報(bào)警器的報(bào)警溫度會(huì)受到怎樣的影響？解析：(1)物體的內(nèi)能為所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，物體的內(nèi)能不僅與溫度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量、體積有關(guān)，a錯(cuò)誤分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以瞬時(shí)

7、速度可能為0，b錯(cuò)誤當(dāng)液體與大氣相接觸；表面層內(nèi)分子所受其他分子的斥力和引力，其中引力大于斥力表現(xiàn)為相互吸引、故c項(xiàng)正確因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，故d項(xiàng)正確根據(jù)氣體壓強(qiáng)的定義可知，單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度決定氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，所以e項(xiàng)正確(2)根據(jù)，v1l1s，v2(l1l2)s，t1300 k，解得：t2450 k，t450 273 177 設(shè)應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入x cm高的水銀柱，則v3(l1l2x)s，根據(jù)，t1300 k，t3360 k，v1l1s，p1(758) cmhg，p3(758x)cmhg，解得：x8.14 cm.如果大氣壓增大，則該報(bào)警器的報(bào)警

8、溫度會(huì)升高答案：(1)cde(2)177 8.14 cm升高4(1)(5分)(多選)下列說法正確的是()a毛細(xì)現(xiàn)象是液體的表面張力作用的結(jié)果b晶體在熔化時(shí)要吸熱，說明晶體在熔化過程中分子動(dòng)能增加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用活塞壓縮汽缸里的空氣，對(duì)空氣做功3.0×105 j，若空氣向外界放出熱量2.5×105 j，則空氣內(nèi)能增加5×104 je液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和非晶體相似，具有各向同性(2)(10分)如圖所示，一左端開口、右端封閉、左右兩管等長(zhǎng)的u形玻璃管豎直放置左管的下部封有長(zhǎng)l125.0 cm的空

9、氣柱，中間有一段長(zhǎng)l225.0 cm的水銀柱，上部空氣柱的長(zhǎng)度l340.0 cm.水平部分管長(zhǎng)l435.0 cm.已知大氣壓強(qiáng)為p075.0 cmhg，空氣視為理想氣體現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從左管開口處緩慢往下推，使管中水銀剛好全部進(jìn)入水平管中假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，空氣柱溫度與外界溫度始終一致，求下推活塞的距離解析：(1)毛細(xì)現(xiàn)象是液體的表面張力作用的結(jié)果，a正確；晶體在熔化時(shí)要吸熱，說明晶體在熔化過程中分子勢(shì)能增加，b錯(cuò)誤；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，c正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，選項(xiàng)d正確；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和某些晶體相

10、似，具有各向異性，e錯(cuò)誤(2)以cmhg為壓強(qiáng)單位在活塞下推前，左管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1p0l2活塞下推后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律得p1(l3l22l1l4)p1(l3l2l1l4l2)設(shè)活塞下推距離為x，則此時(shí)左管中空氣柱的長(zhǎng)度為l3l3l2l1x設(shè)此時(shí)左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p3，則p3p1由玻意耳定律得p0l3p3l3聯(lián)立各式解得x70.0 cm.答案：(1)acd(2)70.0 cm5(1)(5分)(多選)如圖所示，小朋友坐在滑梯上勻速下滑，在這個(gè)過程中()a小朋友的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，總能量不變b因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，小朋友的機(jī)械能大小不變c該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能可以讓

11、小朋友再運(yùn)動(dòng)到滑梯頂端，而不產(chǎn)生其他影響d由于摩擦，小朋友滑過的滑梯溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是其中每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大e由于摩擦，小朋友的褲子溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大(2)(10分)如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的汽缸的開口向下，內(nèi)有體積為v0的理想氣體，外界大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為t0，輕活塞的橫截面積為s，輕活塞與汽缸之間的摩擦不計(jì)現(xiàn)在活塞下面掛一個(gè)質(zhì)量為m的小桶，活塞緩慢下移，并最終處于某一位置靜止不動(dòng)已知重力加速度為g.求掛上小桶后系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的體積v.拿掉小桶后，若要保持汽缸內(nèi)氣體的體積v不變，環(huán)境溫度需要升高到多少？汽缸吸熱還是放熱？解析：(1)小朋友沿滑梯勻速

12、下滑的過程中，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，減小的重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，總能量不變，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)d、e正確(2)掛上小桶后，穩(wěn)定時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為pp0氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律，有p0v0pv解得v最初及末狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋呂薩克定律，有，解得t(也可由氣體等容變化過程，根據(jù)查理定律得，求解得t)氣體體積不變，溫度升高，汽缸要吸熱答案：(1)ade(2)見解析6(1)(5分)(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過狀態(tài)b、c

13、和d后再回到狀態(tài)a.其中，a、b和c、d為等溫過程，b、c為等壓過程，d、a為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()aa、b過程中，氣體放出熱量bb、c過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大cc、d過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多dd、a過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化e若氣體在b、c過程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2 kj，與外界交換的熱量為7 kj，則在此過程中氣體對(duì)外做的功為5 kj(2)(10分)如圖所示，固定的光滑斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m4 kg、底面積為s2 cm2的汽缸放在斜面上導(dǎo)熱活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，活塞通過一根細(xì)桿固定在斜面底端

14、，細(xì)桿與斜面平行，活塞和汽缸內(nèi)壁間光滑初始時(shí)汽缸內(nèi)、外氣體壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p01×105 pa，活塞與汽缸底部距離為l00.2 m，將汽缸由靜止釋放，經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后汽缸靜止，重力加速度g取10 m/s2.求汽缸最終靜止時(shí)活塞與汽缸底部距離；整個(gè)過程中，汽缸內(nèi)氣體是從外界吸收熱量還是向外界釋放熱量？數(shù)值為多少？解析：(1)因?yàn)閍、b為等溫過程，壓強(qiáng)變大，體積變小，故外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有uwq，溫度不變，則內(nèi)能不變，故氣體一定放出熱量，選項(xiàng)a正確；b、c為等壓過程，因?yàn)轶w積增大，由理想氣體狀態(tài)方程c可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)b正確；c、

15、d為等溫過程，壓強(qiáng)變小，體積增大，因?yàn)闇囟炔蛔儯蕷怏w分子的平均動(dòng)能不變，壓強(qiáng)變小說明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；d、a為等容過程，體積不變，壓強(qiáng)變小，由c可知，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，故氣體分子的速率分布曲線會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；b、c為等壓過程，體積增大，氣體對(duì)外做功，該過程中氣體的溫度升高，則氣體的內(nèi)能增加2 kj，氣體從外界吸收的熱量為7 kj，氣體對(duì)外界做功為5 kj，故選項(xiàng)e正確(2)釋放汽缸時(shí)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0，體積為l0s；汽缸最終靜止時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，活塞與汽缸底部距離為l，對(duì)汽缸受力分析如圖所示由平衡條件有psp0smgsin 解得pp0由玻意耳定律得p0l0spls解得l0.1 m汽缸下降過程中，內(nèi)部氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，最終靜止時(shí)溫度與外界相同，內(nèi)能不變，所以整個(gè)過程中，缸內(nèi)氣體向外界釋放熱量始末狀態(tài)，對(duì)汽缸由動(dòng)能定理有mg(l0l)sin p0s(l0l)w0即重力、大氣壓力做的功和內(nèi)部氣體壓力做的功之和為零對(duì)封閉氣體，由熱力學(xué)第一定律有qw0w為外界對(duì)氣體做的正功，且有ww聯(lián)立各式可得qwm