2019高中物理一輪第十三章45分鐘章末檢測卷

第十三章45分鐘章末檢測卷滿分100分[授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第333頁]1．(2018·廣東華山模擬)(1)(10分)關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法正確的是________(填正確答案的標(biāo)號)．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．氣體溫度升高，分子的平均動能一定增大C．溫度一定時，懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運動越明顯D．一定溫度下，飽和汽的壓強是一定的E．第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律(2)(15分)如圖，將導(dǎo)熱性良好的薄壁圓筒開口向下豎直緩慢地放入水中，筒內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體(可視為理想氣體)．當(dāng)筒底與水面相平時，圓筒恰好靜止在水中．此時水的溫度t1＝7.0℃，筒內(nèi)氣柱的長度h1＝14cm.已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g取10m(ⅰ)若將水溫緩慢升高至27℃，此時筒底露出水面的高度Δh(ⅱ)若水溫升至27℃后保持不變，用力將圓筒緩慢下壓至某一位置，撤去該力后圓筒恰能靜止，求此時筒底到水面的距離H解析：(1)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；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，故氣體溫度升高，分子的平均動能一定增大，選項B正確；懸浮在液體中的固體微粒越小，碰撞的不平衡性越明顯，布朗運動就越明顯，故C正確；飽和蒸汽壓僅僅與溫度有關(guān)，所以一定溫度下，飽和汽的壓強是一定的，故D正確；第一類永動機不可能制成，是因為它違反了能量守恒定律，第二類永動機不可能制成是因為它違反了熱力學(xué)第二定律，故E錯誤．(2)(ⅰ)設(shè)水溫升至27℃時，氣柱的長度為h2，圓筒橫截面積為Seq\f(Sh1,T1)＝eq\f(Sh2,T2)，圓筒靜止，筒內(nèi)外液面高度差不變，有Δh＝h2－h(huán)1，聯(lián)立解得Δh＝1cm；(ⅱ)設(shè)圓筒的質(zhì)量為m，靜止在水中時筒內(nèi)氣柱的長度為h3.則mg＝ρgh1S，mg＝ρgh3S，圓筒移動過程，根據(jù)玻意耳定律有(p0＋ρgh1)h2S＝[p0＋ρg(h3＋H)]h3S，解得H＝72cm.答案：(1)BCD(2)(ⅰ)1cm(ⅱ)72cm2．(2018·重慶一診)(1)(10分)下列說法正確的是________(填正確答案的標(biāo)號)．A．多數(shù)分子直徑的數(shù)量級是10－10B．氣體的溫度升高時，氣體的壓強不一定增大C．在一定的溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的D．晶體都是各向異性的E．一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的(2)(15分)如圖所示的圓柱形汽缸是一“拔火罐”器皿，汽缸(橫截面積為S)固定在鐵架臺上，輕質(zhì)活塞通過細線與質(zhì)量為m的重物相連，將一團燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開關(guān)S處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(此時缸內(nèi)溫度為t℃)閉合開關(guān)S，此時活塞下的細線剛好拉直且拉力為零，而這時活塞距缸底的距離為L.由于汽缸傳熱良好，隨后重物會被吸起，最后重物穩(wěn)定在距地面eq\f(L,10)處．已知環(huán)境溫度為t0℃不變，eq\f(mg,S)＝eq\f(1,6)p0，p0為大氣壓強，汽缸內(nèi)的氣體可看成理想氣體，求：(ⅰ)酒精棉球熄滅時的溫度t與t0滿足的關(guān)系式；(ⅱ)汽缸內(nèi)溫度降低到重新平衡的過程中外界對氣體做的功．解析：(1)原子和分子的數(shù)量級是10－10m，A錯誤．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，由氣態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，溫度升高，壓強不一定增大，B正確．飽和汽壓與分子密度和溫度有關(guān)，在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，飽和汽壓也是一定的，C正確．單晶體具有各向異性，而多晶體沒有各向異性，D錯誤．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，E正確．(2)(ⅰ)汽缸內(nèi)封閉氣體的初始狀態(tài)：p1＝p0，V1＝LS，T1＝(273＋t)K；末狀態(tài)：p2＝p0－eq\f(mg,S)＝eq\f(5,6)p0，V2＝eq\f(9,10)LS，T2＝(273＋t0)K.由理想氣體的狀態(tài)方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得t＝eq\f(4,3)t0＋91℃.(ⅱ)汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度降低的過程中，開始時氣體的壓強變化，但氣體的體積沒有變化，故此過程外界對氣體不做功．活塞向上運動過程為恒壓過程，氣體的壓強為p2，活塞上移的距離為eq\f(L,10)，故外界對氣體做的功為W＝p2ΔV＝eq\f(5,6)p0×eq\f(L,10)S＝eq\f(p0LS,12).答案：(1)BCE(2)(ⅰ)t＝eq\f(4,3)t0＋91℃(ⅱ)eq\f(p0LS,12)3．(1)(10分)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c，吸收了340J的熱量，并對外做功120J．若該氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c時，對外做功40J，則這一過程中氣體________(填“吸收”或“放出”)熱量________J.(2)(15分)某同學(xué)設(shè)計了一種測溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示，玻璃泡A內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)外水銀面的高度差x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度t，并可由B管上的刻度直接讀出．設(shè)B管的體積與A泡的體積相比可略去不計，在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下對B管進行溫度刻線(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cmHg的壓強)．已知當(dāng)溫度t1＝27℃時，管內(nèi)外水銀面的高度差x1＝16cm，此高度差即為27(ⅰ)推導(dǎo)高度差x隨溫度t變化的關(guān)系式；(ⅱ)判斷該測溫裝置的刻度是否均勻，并指出溫度t＝0℃解析：(1)對該理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，由熱力學(xué)第一定律可得：ΔU＝Q＋W＝340J＋(－120J)＝220J，即從a狀態(tài)到c狀態(tài)，理想氣體的內(nèi)能增加了220J；若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時，對外做功40J，此過程理想氣體的內(nèi)能還是增加220J，所以可以判定此過程是吸收熱量，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得：ΔU＝Q′＋W′，得Q′＝ΔU－W′＝220J－(－40J)＝260J.(2)(ⅰ)B管體積忽略不計，玻璃泡A內(nèi)氣體體積保持不變，是等容變化過程，根據(jù)查理定律可得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)根據(jù)平衡條件可知，玻璃泡A內(nèi)氣體壓強p＝p0－ρgx，其中p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，代入數(shù)據(jù)解得x＝21.4－eq\f(t,5)(cm)．(ⅱ)由方程可知，x與t是線性函數(shù)，所以該測溫裝置的刻度是均勻的．根據(jù)方程x＝21.4－eq\f(t,5)(cm)，將t＝0℃代入上式可得，x＝21.4cm.所以溫度t＝0℃刻度線在x＝21.4cm處．答案：(1)吸收260(2)(ⅰ)x＝21.4－eq\f(t,5)(cm)(ⅱ)刻度均勻x＝21.4cm處4．(1)(10分)關(guān)于分子動理論和熱力學(xué)定律，下列說法正確的是________．(填正確答案的標(biāo)號．)A．當(dāng)分子間的距離r＝r0時，斥力等于引力，分子間作用力表現(xiàn)為零B．分子之間的斥力和引力同時存在，且都隨分子間距離的增加而減小C．兩個分子組成的系統(tǒng)的勢能隨分子間的距離增大而減小D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān)E．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體(2)(15分)兩個固定汽缸按如圖所示的方式放置，汽缸B在汽缸A的上方，兩汽缸的底面均水平，兩汽缸中的活塞各封住了一定質(zhì)量的理想氣體，而活塞通過穿過B底部的光滑剛性細桿相連．兩活塞面積分別為SA和SB，且SA：SB＝1：2.初始時活塞處于平衡狀態(tài)，A、B中氣體的體積均為V0，A、B中氣體溫度均為300K，B中氣體壓強為0.75p0，p0是汽缸外的大氣壓強(活塞與缸壁間的摩擦不計，細桿和兩活塞質(zhì)量均不計)．(ⅰ)求初始時A中氣體的壓強；(ⅱ)現(xiàn)對A中氣體加熱，同時保持B中氣體的溫度不變，活塞重新達到平衡狀態(tài)后，B中氣體的壓強降為0.5p0，求此時A中氣體的溫度．解析：(1)根據(jù)分子作用力與分子間距離的關(guān)系，當(dāng)分子間的距離r＝r0時，斥力等于引力，分子間作用力表現(xiàn)為零，故A正確．分子間存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距離的增加而減小，且斥力比引力變化得快，故B正確．當(dāng)分子間的距離r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，r增大時分子力做負功，分子勢能增加；當(dāng)分子間的距離在r<r0范圍內(nèi)增大時，分子力表現(xiàn)為斥力，并做正功，分子勢能減小，C錯誤．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，是分子運動劇烈程度的標(biāo)志，溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯，布朗運動越劇烈，故D正確．根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，熱量只能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但也可以通過熱機做功實現(xiàn)從低溫物體傳遞到高溫物體，故E錯誤．(2)(ⅰ)初始時系統(tǒng)平衡，對兩活塞和細桿整體，有pASA＋pBSB＝p0(SA＋SB)將已知條件SB＝2SA，pB＝0.75p0代入上式可解得pA＝1.5p0.(ⅱ)末狀態(tài)系統(tǒng)平衡，對兩活塞和細桿整體，有p′ASA＋p′BSB＝p0(SA＋SB)可解得p′A＝2p0B中氣體初、末態(tài)溫度相等，由pBVB＝p′