素養(yǎng)提升專題訓(xùn)練18-2021屆高三物理三輪沖刺新高考版（含解析）

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1熱學(xué)常見(jiàn)模型1.鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料。設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3),摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol),阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉=0.2克,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為0B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為aC.每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為36M×10-D.每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量為M2.(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷過(guò)程①、②、③、④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①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過(guò)程②中氣體對(duì)外界做正功C.過(guò)程④中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等3.(多選)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是()。A.分子的速率分布毫無(wú)規(guī)律B.分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等C.分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)D.每個(gè)分子速率沒(méi)有變化規(guī)律,但在不同速率范圍內(nèi),分子數(shù)的分布是均勻的4.如圖所示,有一重力可以忽略的薄壁小試管開(kāi)口向下豎直地浮在很大的水銀槽內(nèi),試管中有一長(zhǎng)為h1的水銀柱封住兩段氣體A、B,A、B氣柱長(zhǎng)分別為l1、l2,管內(nèi)外水銀面高度差為h2,在保持溫度不變的情況下,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.開(kāi)始時(shí)h2一定等于h1B.若外界大氣壓緩慢增加少許,則h2不變,l1變小,l2變小C.若外界大氣壓緩慢增加少許,則h2變小,l1變大,l2變大D.若用手輕按試管,使試管豎直向下移少許,則h2變大,l1變小,l2變小5.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,其中氣體放出熱量的變化過(guò)程是()。6.(多選)如圖所示,密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封閉著氣體,下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)。置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)?，F(xiàn)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡狀態(tài),經(jīng)過(guò)此過(guò)程()。A.絕熱容器內(nèi)氣體的內(nèi)能增加B.絕熱容器內(nèi)氣體的體積增加C.絕熱容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加D.彈簧的彈性勢(shì)能為零7.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示,下列判斷正確的是()。A.氣體在a狀態(tài)的體積大于b狀態(tài)的體積B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過(guò)程ca中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D.在過(guò)程ab中氣體從外界吸收的熱量小于氣體內(nèi)能的增加量8.如圖所示,在一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)隨體積變化的p-V圖像中,氣體先后經(jīng)歷了ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V軸且與p軸平行,bc、da是兩條等溫線。下列判斷錯(cuò)誤的是()。A.氣體在狀態(tài)a時(shí)的溫度低于在狀態(tài)c時(shí)的溫度B.a→b的過(guò)程中,氣體分子密集程度不變,分子平均動(dòng)能增加C.a→b→c的過(guò)程中,氣體密度不斷減小,溫度先升高后不變D.c→d的過(guò)程中,氣體放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功9.(多選)兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。A.當(dāng)r大于r1時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.當(dāng)r小于r1時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C.當(dāng)r等于r2時(shí),分子間的作用力為零D.在r由r1變到r2的過(guò)程中,分子間的作用力做負(fù)功10.(多選)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開(kāi)始相互接近。若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn),分子勢(shì)能為零,則下列說(shuō)法正確的是()。A.在r>r0階段,F做正功,分子動(dòng)能增大,勢(shì)能增大B.在r=10-9m時(shí),分子間的作用力可以忽略不計(jì)C.在r=r0時(shí),分子勢(shì)能最小,動(dòng)能最大D.在r=r0時(shí),分子勢(shì)能為零11.(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度,M表示水的摩爾質(zhì)量,M0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量;V0表示一個(gè)水分子的體積,NA表示阿伏加德羅常數(shù),則下列關(guān)系式中正確的是()。A.V=Mρ B.V0=VNA C.M0=MNA 12.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后又回到狀態(tài)A。其中C→D→A為等溫過(guò)程。該循環(huán)過(guò)程如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()。A.A→B過(guò)程中,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增加B.狀態(tài)A和狀態(tài)C,氣體分子平均動(dòng)能相同C.C→D→A過(guò)程氣體吸收熱量D.氣體狀態(tài)變化的全過(guò)程中氣體對(duì)外做的功等于該圖像圍成的面積

【解析版】熱學(xué)常見(jiàn)模型1.鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料。設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3),摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol),阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉=0.2克,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為0B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為aC.每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為36M×10-D.每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量為M【答案】B【解析】a克拉鉆石物質(zhì)的量(摩爾數(shù))n=0.2aM,所含分子數(shù)N=nNA=0.2aNAM,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鉆石的摩爾體積V=M×10-3ρ(單位為m3/mol),每個(gè)鉆石分子體積V0=VNA=M×10-3NAρ,設(shè)鉆石分子直徑為d,則V0=162.(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷過(guò)程①、②、③、④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①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過(guò)程②中氣體對(duì)外界做正功C.過(guò)程④中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等【答案】BD【解析】過(guò)程①中,氣體由a到b,體積V不變、溫度T升高,則壓強(qiáng)增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程②中,氣體由b到c,體積V變大,對(duì)外界做功,B項(xiàng)正確;過(guò)程④中,氣體由d到e,溫度T降低,內(nèi)能減小,ΔU為負(fù),體積V不變,氣體不做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W得Q<0,即氣體放出熱量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;狀態(tài)c、d溫度相同,所以內(nèi)能相同,D項(xiàng)正確。3.(多選)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是()。A.分子的速率分布毫無(wú)規(guī)律B.分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等C.分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)D.每個(gè)分子速率沒(méi)有變化規(guī)律,但在不同速率范圍內(nèi),分子數(shù)的分布是均勻的【答案】BC【解析】單個(gè)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率是沒(méi)有規(guī)律的,但大量分子熱運(yùn)動(dòng)的速率遵循“中間大,兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等,B項(xiàng)正確;氣體分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)正確。4.如圖所示,有一重力可以忽略的薄壁小試管開(kāi)口向下豎直地浮在很大的水銀槽內(nèi),試管中有一長(zhǎng)為h1的水銀柱封住兩段氣體A、B,A、B氣柱長(zhǎng)分別為l1、l2,管內(nèi)外水銀面高度差為h2,在保持溫度不變的情況下,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.開(kāi)始時(shí)h2一定等于h1B.若外界大氣壓緩慢增加少許,則h2不變,l1變小,l2變小C.若外界大氣壓緩慢增加少許,則h2變小,l1變大,l2變大D.若用手輕按試管,使試管豎直向下移少許,則h2變大,l1變小,l2變小【答案】C【解析】分析兩段氣柱的壓強(qiáng)變化,氣體發(fā)生的是等溫變化,根據(jù)玻意耳定律判斷l(xiāng)1、l2的長(zhǎng)度變化。薄壁小試管的質(zhì)量可以不計(jì),則由ρgh1S=ρgh2S知h1=h2,B中氣體壓強(qiáng)等于p1+ρgh1=p0+ρgh2,所以A中氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),當(dāng)外界大氣壓緩慢增加少許時(shí),A、B中的氣體壓強(qiáng)增大,根據(jù)玻意耳定律,體積減小,l1變小,l2變小;由于h1=h2,即h2不變,A、B兩項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。用手輕按試管,相當(dāng)于施加一向下的力,A、B中氣體壓強(qiáng)均增大,l1變小,l2變小,p2=p0+ρgh2變大,h2變大,D項(xiàng)正確。5.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,其中氣體放出熱量的變化過(guò)程是()?！敬鸢浮緽D【解析】由A圖像是雙曲線可知,狀態(tài)1到狀態(tài)2是等溫變化過(guò)程,內(nèi)能相同,又體積增加,故氣體對(duì)外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,氣體吸熱,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B圖像中p1>p2,V1>V2,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p1V1T1=p2V2T2知T1>T2,所以從狀態(tài)1至狀態(tài)2,氣體體積減小,外界對(duì)氣體做功,氣體的內(nèi)能也減小,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w放熱,B項(xiàng)正確;C圖像中由狀態(tài)1至狀態(tài)2,氣體溫度升高,內(nèi)能增加,氣體體積增大,氣體對(duì)外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,氣體吸熱,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由D圖像知?dú)怏w的體積保持不變,氣體對(duì)外界不做功,從狀態(tài)1至狀態(tài)6.(多選)如圖所示,密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封閉著氣體,下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)。置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)。現(xiàn)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡狀態(tài),經(jīng)過(guò)此過(guò)程()。A.絕熱容器內(nèi)氣體的內(nèi)能增加B.絕熱容器內(nèi)氣體的體積增加C.絕熱容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加D.彈簧的彈性勢(shì)能為零【答案】AC【解析】由ΔU=W+Q(由于容器絕熱,則Q=0)可知,W為正,ΔU必為正,溫度升高,內(nèi)能增加,A項(xiàng)正確;氣體體積減小,溫度升高,根據(jù)pVT=C可知?dú)怏w壓強(qiáng)增加,C項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在末狀態(tài)時(shí),由力的平衡條件知F彈'=mg+p2S,彈簧仍然具有一部分彈性勢(shì)能,D7.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示,下列判斷正確的是()。A.氣體在a狀態(tài)的體積大于b狀態(tài)的體積B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過(guò)程ca中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D.在過(guò)程ab中氣體從外界吸收的熱量小于氣體內(nèi)能的增加量【答案】C【解析】由圖可得paTa=pbTb,依據(jù)pVT=C可知Va=Vb,A項(xiàng)錯(cuò)誤;一定量理想氣體的內(nèi)能取決于溫度,氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能小于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;ca為等壓過(guò)程,溫度下降,體積減小,內(nèi)能減少,即ΔU<0,外界對(duì)氣體做功,W>0,根據(jù)W+Q=ΔU,得|Q|>|W|,氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功,C項(xiàng)正確;ab為等容過(guò)程,溫度升高,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能增加,即ΔU>0,8.如圖所示,在一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)隨體積變化的p-V圖像中,氣體先后經(jīng)歷了ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V軸且與p軸平行,bc、da是兩條等溫線。下列判斷錯(cuò)誤的是()。A.氣體在狀態(tài)a時(shí)的溫度低于在狀態(tài)c時(shí)的溫度B.a→b的過(guò)程中,氣體分子密集程度不變,分子平均動(dòng)能增加C.a→b→c的過(guò)程中,氣體密度不斷減小,溫度先升高后不變D.c→d的過(guò)程中,氣體放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功【答案】C【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得paVaTa=C,pcVcTc=C,所以有TaTc=12,即氣體在狀態(tài)a時(shí)的溫度低于在狀態(tài)c時(shí)的溫度,A項(xiàng)正確;a→b的過(guò)程中,氣體體積不變,壓強(qiáng)增大,則溫度升高,即氣體分子密集程度不變,分子平均動(dòng)能增加,B項(xiàng)正確;b→c的過(guò)程中,氣體體積變大,溫度不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;c→9.(多選)兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。A.當(dāng)r大于r1時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.當(dāng)r小于r1時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C.當(dāng)r等于r2時(shí),分子間的作用力為零D.在r由r1變到r2的過(guò)程中,分子間的作用力做負(fù)功【答案】BC【解析】由圖像可知,分子間距離為r2時(shí)分子勢(shì)能最小,此時(shí)分子間的距離為平衡距離,r2是分子間的平衡距離,當(dāng)0<r<r2時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)r>r2時(shí)分子力表現(xiàn)為引力,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。當(dāng)r等于r2時(shí),分子間的作用力為零,C項(xiàng)正確。在r由r1變到r2的過(guò)程中,分子力表現(xiàn)為斥力,分子間距離增大,分子間作用力做正功,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.(多選)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開(kāi)始相互接近。若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn),分子勢(shì)能為零,則下列說(shuō)法正確的是()。A.在r>r0階段,F做正功,分子動(dòng)能增大,勢(shì)能增大B.在r=10-9m時(shí),分子間的作用力可以忽略不計(jì)C.在r=r0時(shí),分子勢(shì)能最小,動(dòng)能最大D.在r=r0時(shí),分子勢(shì)能為零【答案】BC【解析】r>r0時(shí)分子力的合力為引力,靠近時(shí),合力做正功,分子勢(shì)能減小,動(dòng)能增大;r=r0時(shí)分子勢(shì)能最小,但不為零,動(dòng)能最大;r<r0時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力,靠近時(shí),合力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變。r=10-9m時(shí),分子間的作用力十分微弱,可以忽略不計(jì),B、C兩項(xiàng)正確,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。11.(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度,M表示水的摩爾質(zhì)量,M0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量;V0表示一個(gè)水分子的體積,NA表示阿伏加德羅常數(shù),則下列關(guān)系式中正確的是()。A.V=MρB.