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開始,經(jīng)歷過程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e。對此氣體,下列說法正確的是()。A.過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過程②中氣體對外界做正功C.過程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章的熱運(yùn)動(dòng)D.每個(gè)分子速率沒有變化規(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口向下豎直地浮在很大的水銀槽內(nèi),試管中有一長為h1的水銀柱封住兩段氣體A、B,A、B氣柱長分別為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,下列說法錯(cuò)誤的是()。A.開始時(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)彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時(shí)的彈性勢能為零)?，F(xiàn)繩突然斷開,彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡狀態(tài),經(jīng)過此過程()。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.彈簧的彈性勢能為零7.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程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.在過程ca中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程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的過程中,氣體密度不斷減小,溫度先升高后不變D.c→d的過程中,氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功9.(多選)兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線如圖所示。下列說法正確的是()。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,由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn),分子勢能為零,則下列說法正確的是()。A.在r>r0階段,F做正功,分子動(dòng)能增大,勢能增大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),分子勢能最小,動(dòng)能最大D.在r=r0時(shí),分子勢能為零11.(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)過狀態(tài)B、C和D后又回到狀態(tài)A。其中C→D→A為等溫過程。該循環(huán)過程如圖所示,下列說法正確的是()。A.A→B過程中,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過程氣體吸收熱量D.氣體狀態(tài)變化的全過程中氣體對外做的功等于該圖像圍成的面積

【解析版】熱學(xué)常見模型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開始,經(jīng)歷過程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e。對此氣體,下列說法正確的是()。A.過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過程②中氣體對外界做正功C.過程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;過程②中,氣體由b到c,體積V變大,對外界做功,B項(xiàng)正確;過程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章的熱運(yùn)動(dòng)D.每個(gè)分子速率沒有變化規(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口向下豎直地浮在很大的水銀槽內(nèi),試管中有一長為h1的水銀柱封住兩段氣體A、B,A、B氣柱長分別為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,下列說法錯(cuò)誤的是()。A.開始時(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是等溫變化過程,內(nèi)能相同,又體積增加,故氣體對外做功,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)彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時(shí)的彈性勢能為零)?，F(xiàn)繩突然斷開,彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡狀態(tài),經(jīng)過此過程()。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能,D7.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程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.在過程ca中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程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為等壓過程,溫度下降,體積減小,內(nèi)能減少,即ΔU<0,外界對氣體做功,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氣體做的功,C項(xiàng)正確;ab為等容過程,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的過程中,氣體密度不斷減小,溫度先升高后不變D.c→d的過程中,氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功【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)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線如圖所示。下列說法正確的是()。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,由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn),分子勢能為零,則下列說法正確的是()。A.在r>r0階段,F做正功,分子動(dòng)能增大,勢能增大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),分子勢能最小,動(dòng)能最大D.在r=r0時(shí),分子勢能為零【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,分子勢能減小,動(dòng)能增大;r=r0時(shí)分子勢能最小,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,分子勢能增大,動(dòng)能減小,分子動(dòng)能和勢能之和在運(yùn)動(dòng)過程中保持不變。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.