高考物理二輪專題復(fù)習(xí)12熱學(xué)

PAGEPAGE8熱學(xué)一、選擇題（第1～8題為單選題，第9～12題為多選題）1．下列關(guān)于熱學(xué)中的一些說法，正確的是（）A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，兩個(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的溫度高B．茶葉蛋變色是布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C．“水火箭”在用打氣筒加壓時(shí)，若瓶體積和瓶?jī)?nèi)外空氣溫度幾乎不變化，則瓶?jī)?nèi)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)瓶壁撞擊次數(shù)增加D．電冰箱能把熱量從低溫的箱內(nèi)傳到高溫的箱外，違背了熱力學(xué)第二定律，但符合熱力學(xué)第一定律【答案】C【解析】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，適用于大量分子，對(duì)于單個(gè)分子不成立，A錯(cuò)誤；茶葉蛋變色屬于擴(kuò)散現(xiàn)像，B錯(cuò)誤；“水火箭”在用打氣筒加壓時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體分子數(shù)密度增大，因?yàn)闇囟葞缀醪蛔?，故分子平均?dòng)能不變，故單位時(shí)間內(nèi)對(duì)瓶壁撞擊次數(shù)增加，C正確；熱力學(xué)第二定律可以表述為：“不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化”，電冰箱把熱量從低溫的箱內(nèi)傳到高溫的箱外，消耗了其他形式能，產(chǎn)生了其他變化，不違背熱力學(xué)第二定律，D錯(cuò)誤。2．一氣泡從湖底上升到湖面，若溫度保持不變，則氣泡中的氣體分子（）A．平均動(dòng)能減小B．對(duì)氣泡壁單位面積的平均作用力減小C．平均動(dòng)能增大D．對(duì)氣泡壁單位面積的平均作用力增大【答案】B【解析】氣泡的溫度不變，則平均動(dòng)能不變，AC錯(cuò)誤；氣泡從湖底上升到湖面，則氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，則對(duì)氣泡壁單位面積的平均作用力減小，B正確，D錯(cuò)誤。3．下列說法中正確的是（）A．若已知固體的摩爾質(zhì)量、密度、阿伏伽德羅常數(shù)，無法計(jì)算出單個(gè)固體分子的體積B．重慶的冬天比較潮濕，濕的衣服不容易晾干，是因?yàn)榭諝獾南鄬?duì)濕度大C．夏日的清晨，荷葉上滾動(dòng)的小露珠呈現(xiàn)為近似的球形，這是表面張力和浸潤(rùn)現(xiàn)像共同作用的結(jié)果D．若在玻璃杯中裝入半杯熱水后擰緊瓶蓋，靜置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)瓶蓋很難擰開，由此可推斷單位時(shí)間內(nèi)瓶蓋受到瓶?jī)?nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)增大【答案】B【解析】若已知固體的摩爾質(zhì)量M、密度ρ、阿伏伽德羅常數(shù)NA，則單個(gè)固體分子的體積為，故A錯(cuò)誤；重慶的冬天比較潮濕，濕的衣服不容易晾干，是因?yàn)榭諝獾南鄬?duì)濕度大，造成衣服中的水分不容易蒸發(fā)，故B正確；夏日的清晨，荷葉上滾動(dòng)的小露珠呈現(xiàn)為近似的球形，這是表面張力的作用，且此時(shí)露珠表現(xiàn)為與荷葉不浸潤(rùn)，故C錯(cuò)誤；若在玻璃杯中裝入半杯熱水后擰緊瓶蓋，靜置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)瓶蓋很難擰開，這是由于氣體經(jīng)歷等容降溫過程后壓強(qiáng)減小，即單位時(shí)間內(nèi)瓶蓋受到瓶?jī)?nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。4．下列說法正確的是（）A．在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)氣體對(duì)容器壁沒有作用力B．溫度相同的氫氣和氧氣，它們分子運(yùn)動(dòng)的平均速率不相同C．因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)D．當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，水中沒有水分子飛出水面【答案】B【解析】封閉氣體的壓強(qiáng)是大量分子對(duì)容器壁的碰撞造成的，與是否失重?zé)o關(guān)，故A錯(cuò)誤；溫度相同的氫氣和氧氣的平均分子動(dòng)能相同，但是分子的質(zhì)量不同，故分子運(yùn)動(dòng)的平均速率不同，故B正確；布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從水中出來的水分子和從空氣進(jìn)入水中的水分子個(gè)數(shù)相等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，故D錯(cuò)誤。5．分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示，將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，下列說法正確的是（）A．從r＝r2到r＝r0分子間引力增大、斥力減小B．從r＝r2到r＝r1分子力的大小先減小后增大C．從r＝r2到r＝r0分子勢(shì)能一直減小D．從r＝r2到r＝r1分子動(dòng)能一直增大【答案】C【解析】從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A錯(cuò)誤；由圖可知，在r＝r0時(shí)分子力為零，故從r＝r2到r＝r1分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯(cuò)誤；分子勢(shì)能在r＝r0時(shí)最小，故從r＝r2到r＝r0分子勢(shì)能一直在減小，故C正確；從r＝r2到r＝r1分子力先做正功后做負(fù)功，故分子動(dòng)能先增大后減小，故D錯(cuò)誤。6．一定質(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，其變化過程的p－V圖像如圖所示（）A．氣體在A狀態(tài)時(shí)的內(nèi)能大于C狀態(tài)時(shí)的內(nèi)能B．氣體在B狀態(tài)時(shí)每個(gè)分子的動(dòng)能都比A狀態(tài)時(shí)大C．氣體從狀態(tài)A到B吸收的熱量大于從狀態(tài)B到C放出的熱量D．氣體從狀態(tài)A到B吸收的熱量等于從狀態(tài)B到C放出的熱量【答案】C【解析】由p－V圖像可得，由理想氣體守恒，可知?dú)怏w在A狀態(tài)和C狀態(tài)時(shí)的溫度相等即，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度相等內(nèi)能也相等，因此氣體在A狀態(tài)時(shí)的內(nèi)能等于在C狀態(tài)時(shí)的內(nèi)能，A錯(cuò)誤；由圖像知，理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B為等壓膨脹過程，由守恒可知，溫度升高即TA＜TB，溫度越高分子平均動(dòng)能越大，則氣體在B狀態(tài)時(shí)分子平均動(dòng)能比A狀態(tài)時(shí)大，分子平均動(dòng)能變大并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，而是動(dòng)能較大分子數(shù)量所占的比例增大，B錯(cuò)誤；A→B過程：氣體體積變大，外界對(duì)氣體做負(fù)功，即W＜0，溫度升高，內(nèi)能增加，即，由熱力學(xué)第一定律，可知Q＞0，則此過程氣體吸熱，吸收的熱量等于增加的內(nèi)能加上外界對(duì)氣體做功的絕對(duì)值；B→C過程，氣體體積不變，外界不對(duì)氣體做功，即W＝0，溫度降低，內(nèi)能減少，即，同理可知Q＜0，此過程氣體放熱，放出的熱量等于減少的內(nèi)能；因TA＝TC，可得A→B過程升高的溫度等于B→C過程降低的溫度，所以A→B過程內(nèi)能增加量等于B→C過程內(nèi)能減少量；由以上分析可知：氣體從狀態(tài)A到B吸收的熱量大于從狀態(tài)B到C放出的熱量，D錯(cuò)誤，C正確。7．一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab，bc，cd，da四個(gè)過程又回到狀態(tài)a，其體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示，cd的延長(zhǎng)線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，ab、bc分別與橫軸、縱軸平行，e是Ob與da的交點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)d是等容變化B．a(chǎn)b之間某個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)小于狀態(tài)e的壓強(qiáng)C．氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c是氣體對(duì)外做功同時(shí)吸熱D．氣體從狀態(tài)d到狀態(tài)a是壓強(qiáng)增大【答案】B【解析】根據(jù)可知，由于cd的延長(zhǎng)線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，則氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)d是等壓變化，故A錯(cuò)誤；根據(jù)可知，坐標(biāo)原點(diǎn)O與ab上各點(diǎn)連線的斜率與壓強(qiáng)成反比，由圖可知，O與b的連線的斜率最小，壓強(qiáng)最大，即e點(diǎn)壓強(qiáng)最大，故B正確；由圖可知，氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c等溫變化，氣體內(nèi)能不變，同時(shí)體積變小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)可知，坐標(biāo)原點(diǎn)O與ad上各點(diǎn)的連線斜率與壓強(qiáng)成反比，由圖可知，氣體從狀態(tài)d到狀態(tài)a是壓強(qiáng)減小，故D錯(cuò)誤。8．使用膠頭滴管時(shí)，插入水中，捏尾部的橡膠頭，使其體積減小，排出一定空氣后穩(wěn)定狀態(tài)如圖所示。然后松手，橡膠頭體積增大V1，有體積V2的水進(jìn)入了滴管。忽略溫度的變化，根據(jù)圖中h1和h2的高度關(guān)系，有（）A．V1＞V2B．V1<V2C．V1＝V2D．缺少數(shù)值無法判斷【答案】A【解析】捏尾部的橡膠頭，使其體積減小，排出一定空氣后，管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，水進(jìn)入了滴管后的壓強(qiáng)為，根據(jù)玻意爾定律，可得后來氣體體積大于初始體積即，所以V1＞V2，故A正確，BCD錯(cuò)誤。9．根據(jù)所學(xué)的熱學(xué)知識(shí)進(jìn)行判斷，下列說法正確的是（）A．晶體熔化過程中吸收熱量，分子平均動(dòng)能不變B．液體表面張力的方向是垂直于液體表面的，原因是在液體表面層里分子的分布比內(nèi)部稀疏，導(dǎo)致表面層的液體分子之間存在吸引力C．空氣的相對(duì)濕度越小，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近同一溫度時(shí)水的飽和氣壓D．液體與固體不浸潤(rùn)時(shí)，液體附著層間的分子比液體內(nèi)部的分子稀疏，附著層的分子間的作用表現(xiàn)為引力【答案】AD【解析】晶體熔化過程中吸收熱量，但溫度不變，所以分子平均動(dòng)能不變，故A正確；液體表面張力的方向是平行于液體表面的，原因是在液體表面層里分子的分布比內(nèi)部稀疏，導(dǎo)致表面層的液體分子之間存在吸引力，故B錯(cuò)誤；在某一溫度下，水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下飽和汽壓的比，稱為空氣的相對(duì)濕度，空氣濕度越大空氣中的水蒸氣越接近飽和狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；液體與固體不浸潤(rùn)時(shí)，液體附著層間的分子比液體內(nèi)部的分子稀疏，附著層的分子間的作用表現(xiàn)為引力，故D正確。10．關(guān)于下列四幅圖說法正確的是（）A．甲圖中分子間距離為r0時(shí)，分子間斥力和引力的合力為零，分子勢(shì)能也為零B．乙圖中欲使玻璃板離開水面，繩子對(duì)玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力C．丙圖中液體表面層分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力D．丁圖中封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中阻力增大，說明氣體分子間分子力表現(xiàn)為斥力【答案】BC【解析】甲圖中分子間距離為r0時(shí)，分子間斥力和引力的合力為零，分子勢(shì)能最小，但是不為零，A錯(cuò)誤；乙圖中欲使玻璃板離開水面，由于表面張力作用使得繩子對(duì)玻璃板的拉力大于玻璃板的重力，B正確；丙圖中液體表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大，分子力表現(xiàn)為引力，C正確；丁圖中封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中阻力增大，這是氣體壓強(qiáng)增大的緣故，與氣體分子間分子力無關(guān)，D錯(cuò)誤。11．一定質(zhì)量理想氣體的p－V圖像如圖所示，其中a→b為等容過程，b→c為等壓變化，c→a為等溫過程。已知?dú)怏w在狀態(tài)a時(shí)的溫度Ta＝300K，在狀態(tài)b時(shí)的體積Vb＝22.4L。以下說法正確的是（）A．氣體在狀態(tài)b時(shí)的溫度Tb＝100KB．氣體從a到b過程要吸收熱量C．氣體從b到c過程要放熱D．氣體在狀態(tài)c時(shí)的體積Vc＝67.2L【答案】AD【解析】從a到b為等容變化，則，解得氣體在狀態(tài)b時(shí)的溫度，A正確；氣體從a到b過程體積不變，則W＝0；溫度降低，則內(nèi)能減小，即?U<0，根據(jù)?U＝W+Q可知，Q<0，即氣體放熱，B錯(cuò)誤；氣體從b到c過程，壓強(qiáng)不變，體積變大，則溫度升高，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加，則氣體要吸收熱量，C錯(cuò)誤；從b到c，由蓋呂薩克定律，則，氣體在狀態(tài)c時(shí)的體積，D正確。12．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a（p0、2V0、T0）依次經(jīng)熱力學(xué)過程a→b、b→c、c→a后又回到狀態(tài)，下列說法中正確的是（）A．b→c過程中，氣體的內(nèi)能減小B．c→a過程中，氣體一直吸收熱量C．氣體在狀態(tài)a的溫度比在狀態(tài)b的溫度低D．a(chǎn)→b→c→a過程中，外界對(duì)氣體做的功等于圖中△abc的面積【答案】AB【解析】b→c過程中，體積不變，壓強(qiáng)變小，溫度降低，內(nèi)能減小，故A正確；c→a過程中，壓強(qiáng)不變，體積變大，氣體對(duì)外做功，溫度也升高，內(nèi)能增加，依據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體要吸收熱量，故B正確；由，有，由于，所以Ta＝Tb，故C錯(cuò)誤；圖中面積微元，圖中△abc的面積表示外界對(duì)氣體做的功的，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題（解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13．吸管杯深受小朋友們的喜愛，但若使用不當(dāng)則有被燙傷的風(fēng)險(xiǎn)。如圖所示為某款吸管杯，當(dāng)在空杯中注人半杯開水后并擰緊杯蓋，若不慎誤觸發(fā)吸嘴開關(guān)使吸嘴彈出，熱水將如噴泉般從吸嘴處噴出。注人開水后擰緊杯蓋，杯內(nèi)氣體對(duì)器壁單位時(shí)間單位面積的撞擊次數(shù)______（填“增加”或“減少”）；吸嘴彈開后液體迅速噴出，會(huì)使杯內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能______（填“增大”或“減小”）?！敬鸢浮吭黾訙p小【解析】注入開水后擰緊瓶蓋，對(duì)杯內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，溫度升高，體積不變，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體壓強(qiáng)增大，氣體分子單位時(shí)間單位面積對(duì)器壁的撞擊次數(shù)增加。吸嘴彈開液體噴出，杯內(nèi)氣體體積迅速增大，對(duì)外做功，忽略短時(shí)間內(nèi)氣體吸熱，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能減小溫度降低，氣體分子平均動(dòng)能減小。14．用活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，再?gòu)臓頒回到狀態(tài)A，其壓強(qiáng)與體積的倒數(shù)的變化關(guān)系圖像如圖所示，圖中AB與橫軸平行，BC縱軸平行，AC連線的延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)。從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中當(dāng)中，氣體______（填“吸熱”“放熱”或“絕熱”），從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程當(dāng)中，氣體分子的平均動(dòng)能______（填“增大”“減小”或“不變”），從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中，氣體的內(nèi)能______（填“增大”“減小”或“不變”）【答案】吸熱減小不變15．如圖甲所示，絕熱氣缸內(nèi)頂部裝有固定卡環(huán)，距離氣缸底部高度H＝30cm，卡環(huán)下有厚度不計(jì)的壓敏電阻，壓敏電阻的阻值隨壓力的變化規(guī)律如圖乙所示。質(zhì)量和厚度不計(jì)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸內(nèi)壁間摩擦不計(jì)，活塞與氣缸內(nèi)壁氣密性良好。初始時(shí)，活塞距離氣缸底部高度h＝20cm，缸內(nèi)氣體溫度T0＝300K。已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，活塞橫截面積S＝10cm2。現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱，求：(1)當(dāng)活塞剛剛接觸到壓敏電阻時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度是多少K；(2)當(dāng)壓敏電阻的阻值變?yōu)?80Ω時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度是多少K?！窘馕觥?1)理想氣體發(fā)生等壓變化，由蓋·呂薩克定律得解得。(2)由圖乙可知，當(dāng)壓敏電阻的阻值變?yōu)闀r(shí)，壓力，由平衡條件由查理定律得解得。16．如圖所示，封閉有一定質(zhì)量理想氣體的氣缸固定在水平桌面上，開口向右，活塞的橫截面積為S，活塞與質(zhì)量為m的物塊用跨過定滑輪上的輕繩連接，滑輪兩側(cè)的輕繩分別處于水平和豎直狀態(tài)，