2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章熱學(xué)章末檢測卷十三含解析新人教版

PAGE1-熱學(xué)(滿分：100分時間：60分鐘)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分。1～5題只有一個選項(xiàng)正確，6～8題有多個選項(xiàng)正確，全選對得6分，選對但不全得3分。)1．以下說法正確的是()A．布朗運(yùn)動反映了懸浮小顆粒內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動B．從平衡位置起先增大分子間距離，分子間的引力將增大、斥力將減小C．對大量事實(shí)的分析表明：熱力學(xué)零度不行能達(dá)到D．熱量只能由高溫物體傳遞給低溫物體解析：布朗運(yùn)動反映了懸浮小顆粒四周液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動，A錯誤；從平衡位置起先增大分子間的距離，分子間的引力、斥力均減小，B錯誤；熱力學(xué)零度只能接近，不能達(dá)到，C正確；熱量在肯定條件下可以從低溫物體傳遞給高溫物體，D錯誤。答案：C2．下列說法正確的是()A．一般液晶顯示器在寒冷地區(qū)不能工作，是因?yàn)槲镔|(zhì)的液晶態(tài)是在肯定溫度范圍內(nèi)的B．氣體的溫度越高，每個氣體分子的動能都越大C．當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力增大，分子間斥力減小D．肯定質(zhì)量的志向氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能減小解析：一般液晶顯示器在寒冷地區(qū)不能工作，是因?yàn)槲镔|(zhì)的液晶態(tài)是在肯定溫度范圍內(nèi)的，故A正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)記，滿意統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對個別分子沒有意義，溫度越高，分子的平均動能越大，并不是每個分子的動能都越大，故B錯誤；當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力和斥力都減小，故C錯誤；依據(jù)eq\f(pV,T)＝C知，肯定質(zhì)量的志向氣體，在等壓膨脹時，溫度上升，分子的平均動能增大，故D錯誤。答案：A3.如圖所示，一導(dǎo)熱良好的足夠長汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足夠高，汽缸內(nèi)有一活塞封閉了肯定質(zhì)量的志向氣體。一足夠長輕繩跨過定滑輪，一端連接在活塞上，另一端掛一鉤碼，滑輪與活塞間的輕繩與桌面平行，不計(jì)一切摩擦。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，大氣壓為p0，鉤碼質(zhì)量為m1，活塞質(zhì)量為m2，汽缸質(zhì)量為m3，活塞橫截面積為S。則釋放鉤碼，汽缸穩(wěn)定運(yùn)動過程中，汽缸內(nèi)志向氣體的壓強(qiáng)為()A．p0－eq\f(m1m3g,m1＋m2＋m3S) B．p0－eq\f(m1m3g,m2＋m3S)C．p0 D．p0－eq\f(m1g,S)解析：對鉤碼、活塞和汽缸的整體，由牛頓其次定律可知m1g＝(m1＋m2＋m3)a，對汽缸p0S－pS＝m3a，聯(lián)立解得p＝p0－eq\f(m1m3g,m1＋m2＋m3S)。答案：A4．肯定質(zhì)量的氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104J，氣體內(nèi)能減小1.3×105J，則此過程()A．氣體從外界汲取熱量2.0×105JB．氣體向外界釋放熱量2.0×105JC．氣體從外界汲取熱量6.0×104JD．氣體向外界釋放熱量6.0×104J解析：由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q得到Q＝ΔU－W＝－1.3×105J－7.0×104J＝－2.0×105J，即氣體向外界釋放2.0×105J的熱量，故B正確。答案：B5．肯定質(zhì)量的志向氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b、c到狀態(tài)d，其體積V與熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖所示，O、a、d三點(diǎn)在同始終線上，ab和cd平行于橫軸，bc平行于縱軸，則下列說法正確的是()A．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體放熱B．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，每個氣體分子的動能都增大C．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，氣體對外做功，內(nèi)能減小D．從狀態(tài)a到狀態(tài)d，氣體內(nèi)能增加解析：氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b體積不變，發(fā)生的是等容變更，氣體不做功W＝0，溫度上升，內(nèi)能增加ΔU＞0，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q，知Q＞0，氣體汲取熱量，故A錯誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)b體積不變，發(fā)生的是等容變更，氣體不做功W＝0，溫度上升，分子平均動能增大，但不是每個氣體分子的動能都會增大，故B錯誤；由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積變大，氣體對外界做功，故C錯誤；a狀態(tài)到d狀態(tài)的溫度上升，則氣體內(nèi)能增加，故D正確。答案：D6．關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是()A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積B．肯定質(zhì)量的志向氣體，保持氣體的壓強(qiáng)不變，溫度越高，體積越大C．肯定溫度下，飽和汽的壓強(qiáng)是肯定的D．其次類永動機(jī)不行能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律解析：知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，可以算出每個氣體分子占據(jù)空間的體積，但不是分子體積(分子間隙大)，故A錯誤；依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程可知，肯定質(zhì)量的志向氣體，保持氣體的壓強(qiáng)不變，溫度越高，則體積越大，故B正確；肯定溫度下，飽和汽壓不變，故C正確；其次類永動機(jī)不違反能量守恒定律，違反了熱力學(xué)其次定律，故D錯誤。答案：BC7．已知阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，該物質(zhì)的密度為ρ(kg/m3)，則下列敘述中正確的是()A．1kg該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是eq\f(NA,M)B．該物質(zhì)1個分子的質(zhì)量是eq\f(ρ,NA)C．該物質(zhì)1個分子占有的空間是eq\f(M,ρNA)D．該物質(zhì)的摩爾體積是eq\f(M,ρ)解析：1kg該物質(zhì)的物質(zhì)的量為eq\f(1,M)，所含分子數(shù)目為n＝NA·eq\f(1,M)＝eq\f(NA,M)，故A正確；每個分子的質(zhì)量為m0＝eq\f(M,NA)，故B錯誤；每個分子所占空間為V0＝eq\f(m0,ρ)＝eq\f(M,ρNA)，故C正確；該物質(zhì)的摩爾體積eq\f(M,ρ)，故D正確。答案：ACD8．如圖所示是肯定質(zhì)量的志向氣體的p-V圖象，志向氣體經(jīng)驗(yàn)從A→B→C→D→A的變更過程，其中D→A為等溫線。已知志向氣體在狀態(tài)D時溫度為T＝400K，下列說法正確的是()A．志向氣體在狀態(tài)B時的溫度為1000KB．志向氣體在狀態(tài)C時的溫度為1000KC．C到D過程外界對氣體做功為100J，氣體放出熱量100JD．氣體從狀態(tài)D變更到狀態(tài)A，單位體積的氣體分子數(shù)增大，但氣體分子的平均動能不變解析：志向氣體從B→D過程，由氣態(tài)方程可得eq\f(pBVB,TB)＝eq\f(pDVD,TD)，解得TB＝1000K，A正確；志向氣體從C→D過程，屬于等壓變更，由蓋－呂薩克定律可得eq\f(VC,TC)＝eq\f(VD,TD)，解得TC＝500K，B錯誤；C到D過程外界對氣體做功為W＝pΔV＝100J，由于C到D過程，溫度降低，ΔU＜0，W＝100J，由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q，可得Q＞100J，即氣體放出熱量大于100J，C錯誤；氣體從狀態(tài)D變更到狀態(tài)A，氣體體積減小，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)增大，溫度不變，氣體分子的平均動能不變，D正確。答案：AD二、非選擇題(共5小題，52分)9．(6分)在“用油膜法估測油酸分子直徑”的試驗(yàn)中，某同學(xué)按如下操作：a．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，測出其體積；b．在裝有水、撒適量痱子粉的淺盤中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形態(tài)穩(wěn)定；c．將玻璃板放在淺盤上，將油膜形態(tài)描繪在玻璃板上；d．將玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，依據(jù)油酸體積和面積計(jì)算出油酸分子的直徑。(1)其中有操作錯誤的步驟是________；(2)已知油酸酒精溶液中油酸體積占比例為k，N滴油酸溶液體積為V，一滴油酸溶液形成油膜的面積為S，則油酸分子的直徑為________。解析：(1)要測出一滴油酸酒精溶液的體積，需在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，測出其體積V，則一滴該溶液的體積V1＝eq\f(V,N)，故有操作錯誤的步驟是a；(2)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V0＝eq\f(kV,N)，一滴油酸酒精溶液形成的油膜面積為S，那么油酸分子直徑為d＝eq\f(kV,NS)。答案：(1)a(2)eq\f(kV,NS)10．(10分)圖甲為探討肯定質(zhì)量的氣體在溫度不變的狀況下，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的試驗(yàn)裝置。(1)圖甲中干脆與注射器相連的方框所代表的試驗(yàn)器材是________。為了保持封閉氣體的溫度不變，試驗(yàn)中實(shí)行的主要措施是________________和_________。(2)由注射器的滿刻度處起先推動活塞，記錄刻度值V，同時記錄對應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p，用V-eq\f(1,p)圖象處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出圖乙所示的圖線，假如試驗(yàn)操作規(guī)范正確，那么V0代表________。(3)某同學(xué)試驗(yàn)時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強(qiáng)p與注射器刻度值V。在試驗(yàn)中出現(xiàn)壓強(qiáng)傳感器軟管脫落，他重新接上后接著試驗(yàn)，其余操作無誤。若該同學(xué)用軟管脫落前測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖丙中畫出了V-eq\f(1,p)圖線，則在圖丙中大致畫出可能的、符合軟管脫落后測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的那部分V-eq\f(1,p)圖線。解析：(1)為了通過計(jì)算機(jī)利用數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)，方框所代表的試驗(yàn)器材是壓強(qiáng)傳感器，為保持封閉氣體的溫度不變，試驗(yàn)中實(shí)行的主要措施是移動活塞要緩慢；不能用手握住注射器封閉氣體部分。這樣能保證裝置與外界溫度一樣。(2)體積讀數(shù)比實(shí)際值大V0。依據(jù)p(V＋V0)＝C，C為定值，則V＝eq\f(C,p)－V0。假如試驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如題圖乙所示的V-eq\f(1,p)圖線不過原點(diǎn)，則V0代表注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積。(3)依據(jù)pV＝C可知V＝eq\f(C,p)，當(dāng)質(zhì)量不變時V與eq\f(1,p)成正比，當(dāng)質(zhì)量發(fā)生變更后，V與eq\f(1,p)還是成正比，但此時的斜率發(fā)生變更，即斜率比原來小，故畫出脫落后測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的那部分V-eq\f(1,p)圖線如圖所示。答案：(1)壓強(qiáng)傳感器移動活塞要緩慢不能用手握住注射器的封閉氣體部分(2)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位氣體的體積(3)圖見解析11．(10分)在熱力學(xué)中有一種循環(huán)過程叫作焦耳循環(huán)，它由兩個等壓過程和兩個絕熱過程組成。圖示為肯定質(zhì)量的志向氣體的焦耳循環(huán)過程(A→B→C→D→A)，已知某些狀態(tài)的部分參數(shù)如圖所示(見圖中所標(biāo)數(shù)據(jù))，狀態(tài)P位于過程AB的中點(diǎn)。1atm＝1×105Pa。(1)已知狀態(tài)A的溫度TA＝400K，求狀態(tài)D的溫度TD；(2)若已知P→C過程放熱Q＝5×105J，求B→C過程外界對氣體做的功。解析：(1)由題意知D→A過程為絕熱過程，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程，有：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pDVD,TD)代入數(shù)據(jù)解得：TD＝600K(2)對P→C過程，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程，有：eq\f(pPVP,TP)＝eq\f(pCVC,TC)代入數(shù)據(jù)可知，狀態(tài)P和C的溫度相同，依據(jù)志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可知P、C兩個狀態(tài)內(nèi)能相等對P→B過程，外界對氣體做的功為W1＝pPΔV＝1×105×(6－4)J＝2×105J設(shè)B→C過程外界對氣體做的功為W2，從P到C過程依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，有0＝W1＋W2－Q代入數(shù)據(jù)解得B→C過程外界對氣體做的功為W2＝3×105J。答案：(1)600K(2)3×105J12．(12分)一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積到處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0＝75.0cmHg。環(huán)境溫度不變。解析：設(shè)初始時，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2＝p0，長度為l2?；钊幌峦苃后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1′，長度為l1′；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2′，長度為l2′。以cmHg為壓強(qiáng)單位。由題給條件得p1＝p2＋(20.0－5.00)cmHg，l1＝20.0cm①l1′＝20.0cm－eq\f(20.0－5.00,2)cm②由玻意耳定律得p1l1＝p1′l1′③聯(lián)立①②③式得p1′＝144cmHg④依題意p2′＝p1′⑤l2′＝4.00cm＋eq\f(20.0－5.00,2)cm－h(huán)⑥由玻意耳定律得p2l2＝p2′l2′⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得h＝9.42cm。答案：144cmHg9.42cm13．(14分)如圖所示是某熱學(xué)探討所試驗(yàn)室的熱學(xué)探討裝置，絕熱汽缸A與導(dǎo)熱汽缸B均固定于桌面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦，兩活塞之間為真空，汽缸B活塞面積為汽缸A活塞面積的2倍。兩汽缸內(nèi)裝有志向氣體，兩活塞處于平衡狀態(tài)，汽缸A的體積為V0，壓強(qiáng)為p0，溫度為T0，汽缸B的體積為2V0，緩慢加熱A中氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A中氣體壓強(qiáng)為原來的2倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，汽缸A中活塞不會脫離汽缸A，求：(1)加熱前汽缸B中氣體的壓強(qiáng)；(2)加熱達(dá)到穩(wěn)定后汽缸B中氣體的體積VB；(3)加熱達(dá)到穩(wěn)定后汽缸A中氣體的溫度TA。解析：(1)汽缸A末態(tài)壓強(qiáng)為2p0，汽缸B活塞的面積為汽缸A活塞的面積2倍，初狀態(tài)選兩活塞為探討對象，依據(jù)平衡條件p0SA＝pBS