2022年届高三物理二轮复习专题限时检测：专题九热学Word版含解析 .pdf

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1、专题九热学(选修 3-3 模块)(建议用时:40 分钟满分:90 分)1.(2017 河南洛阳一模)(1)(5分)下列说法中正确的是(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分).A.能量守恒定律是普遍规律,能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行,不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体,没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,所以存在表面张力E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行(2)(10分)某次测量中在地面释放一体

2、积为8 L 的氢气球,发现当气球升高到 1 600 m时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等,当氢气球体积膨胀到 8.4 L 时即破裂.已知地面附近大气的温度为27,常温下当地大气压随高度的变化如图所示.求高度为 1 600 m 处大气的摄氏温度.解析:(1)能量守恒定律是普遍规律,能量耗散是能量的形式发生了转名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 14 页 -化,能量的利用品质下降,但总能量仍守恒,所以不违反能量守恒定律,故 A 正确;扩散现象可以在液体、气体中进行,也能在固体中发生,故B错误;有规则外形的物体是单晶体,没有确定的几何外形的物体是非晶体和多晶体,故 C

3、错误;由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,分子间作用力表现为引力,所以存在表面张力,故 D 正确;由热力学第二定律的微观解释可知,E 正确.(2)由题图可知,在地面附近球内压强p1=76 cmHg,1 600 m 处球内气体压强p2=70 cmHg 由理想气体状态方程得,=,T2=T1=300 K=290 K,t2=(290-273)=17.答案:(1)ADE(2)17 2.(2017 山东潍坊一模)(1)(5分)下列说法正确的是(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错1 个扣 3 分,最低得分为 0 分).A.空气的绝对湿度

4、大,相对湿度一定大B.同一温度下,氮气分子的平均动能一定大于氧气分子的平均动能C.荷叶上的小水滴呈球形,这是表面张力使液面收缩的结果D.有一分子 a 从无穷远处靠近固定不动的分子b,当 a,b 间分子力为零时,它们具有的分子势能一定最小E.一定质量的理想气体等温膨胀,一定吸收热量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 14 页 -(2)(10分)如图所示,玻璃管粗细均匀,两封闭端装有理想气体,上端气柱长 30 cm、下端气柱长27 cm,中间水银柱长10 cm.在竖直管中间接一水平玻璃管,右端开口与大气相通,管的直径与竖直部分相同,用光滑活塞封闭 5 cm长水银柱.现用外

5、力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中,此时上端气柱较原来缩短2 cm,求外界大气压强为多少.解析:(1)对于不同的压强和温度,水的饱和汽压不同,故绝对湿度大时相对湿度不一定大,故 A 错误;温度是分子平均动能的标志,同一温度下,氮气分子的平均动能一定等于氧气分子的平均动能,故 B错误;荷叶上的小水滴呈球形,这是表面张力使液面收缩的结果,故 C正确;分子 a 从无穷远处靠近固定不动的分子b,分子间距大于 r0时分子力表现为引力,没有达到平衡位置过程中,分子力做正功,则分子势能减小;分子间距小于 r0时,分子力表现为斥力,距离再减小的过程中分子力做负功,分子势能增大.所以当 a,b 间等

6、于 r0时,分子力为零,它们具有的分子势能最小,故 D正确;一定质量的理想气体等温膨胀,气体对外做功,而内能不变,根据热力学第一定律,气体一定从外界吸热,故 E正确.(2)上端封闭气体的压强名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 14 页 -p1=p0-ph=(p0-5)cmHg,下端封闭气体的压强p2=p0+ph=(p0+5)cmHg,气体发生等温变化,由玻意耳定律得上部分气体:p1L1S=p1L1S,下部分气体:p2L2S=p2L2S,其中:p2=p1+35 cmHg,L1=L1-2 cm,L2=L2-3 cm,解得 p0=75 cmHg.答案:(1)CDE(2)75

7、 cmHg 3.(2017 新疆乌鲁木齐二模)(1)(5分)一定质量的理想气体由状态A 变 化 到状 态B,压 强 随 体积 变 化 的关 系 如 图所 示,这 个过 程(填正确答案标号.选对 1 个得 2分,选对 2个得 4 分,选对 3个得 5分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分).A.气体的温度一直降低B.气体的密度一直变小C.气体的内能一直变大D.气体一直对外界做功E.气体一直向外界散热(2)(10分)如图所示,一可移动的绝热活塞M 将一截面积为400 cm2名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 14 页 -的汽缸分为 A,B 两个汽缸,A,B 两个

8、汽缸装有体积均为12 L、压强均为 1 atm、温度均为 27 的理想气体.现给左面的活塞 N施加一推力,使其缓慢向右移动,同时给 B气体加热,此过程中 A汽缸的气体温度保持不变,活塞 M保持在原位置不动.已知 1 atm=105 Pa.不计活塞与汽缸壁间的摩擦.当推力 F=2103 N 时,求:活塞 N向右移动的距离;B汽缸中的气体升温到多少摄氏度.解析:(1)气体从状态 A到状态 B,发生等压变化,根据盖吕萨克定律知,体积与热力学温度成正比,体积增加,气体的温度一直升高,故 A错误;根据密度=,质量不变,体积变大,密度变小,故 B 正确;理想气体的内能只与温度有关,A 到 B温度升高,内能

9、变大,故 C正确;因为气体体积变大,故气体一直对外界做功,故 D正确;根据热力学第一定律,U=W+Q,内能增加 U0,气体一直对外做功W0,气体一直从外界吸热,故 E错误.(2)对 A汽缸中的气体进行状态分析,有pA=p0=105 Pa pA=pA+=1.5 105 Pa,VA=12 L=1.2 10-2 m3,A汽缸中的气体为等温变化,根据玻意耳定律,有名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 14 页 -pAVA=pAVA解得 VA=810-3 m3,活塞 N向右移动的距离为x=-,解得 x=10 cm.对 B汽缸中的气体进行状态分析有pB=pA=1.5 105 Pa,

10、pB=pA=p0=105 Pa TB=300 K,B汽缸中的气体为等容变化,有=,解得 TB=450 K,即 tB=177.答案:(1)BCD(2)10 cm 177 4.(2017 河南开封一模)(1)(5分)下列说法中正确的是(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分).A.分子运动的平均速度可能为零,瞬时速度不可能为零B.液体与大气相接触时,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体名师资料总结-精品资料欢迎下

11、载-名师精心整理-第 6 页，共 14 页 -E.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能不一定减小(2)(10 分)如图所示,一汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的截面积 S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A 用水平轻杆连接,在平台上有另一物块 B,A,B 的质量均为 m=62.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数=0.8.两物块间距为 d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强 p1等于外界大气压强p0=1105 Pa,温度 t1=27.现对汽缸内的气体缓慢加热(g=10 m/s2),求:物块 A开始

12、移动时,汽缸内的温度;物块 B开始移动时,汽缸内的温度.解析:(1)分子做永不停息的无规则运动,分子运动的平均速度不可能为零,瞬时速度有可能为零,故 A 错误;液体与大气相接触,表面层内分子间距较大,分子力表现为引力,故 B 正确;空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示,故 C 错误;晶体和非晶体通过外界干预可以相互转化,如把晶体硫加热熔化(温度超过300)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫,再过一段时间又会转化为晶体,故 D正确;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,若分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,故 E正确.(2)物块 A开始移动前气体做等容变化,则有名师资料总结-精

13、品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 14 页 -p2=p0+=1.5105 Pa,由查理定律有=,解得 T2=T1=450 K.物 块 A 开 始 移 动后,气 体 做 等 压 变 化,到 A 与B 刚接 触时,p3=p2=1.5105 Pa;V3=(L1+d)S 由盖吕萨克定律有=,解得 T3=T2=900 K,之后气体又做等容变化,设物块 A和 B一起开始移动时气体的温度为 T4p4=p0+=2.0105 Pa;V4=V3由查理定律有=,解得 T4=T3=1 200 K.答案:(1)BDE(2)450 K 1 200 K 5.(2017 内蒙古赤峰三模)(1)(5分)关于一定量的

14、气体,下列说法正确的是(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分).A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 14 页 -(2)(10分)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内,有一段长为l=16 cm 的水银柱封闭着一定质量的

15、理想气体,当玻璃管水平放置达到平衡时如图(甲)所示,被封闭气柱的长度l1=23 cm;当管口向上竖直放置时,如图(乙)所示,被封闭气柱的长度l2=19 cm.已知重力加速度g=10 m/s2,不计温度的变化.求:大气压强 p0(用 cmHg表示);当玻璃管开口向上以a=5 m/s2的加速度匀加速上升时,水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度.解析:(1)气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,A正确;根据气体温度的微观意义可知,B 正确;在完全失重的情况下,分子运动不停息,气体对容器壁的压强不为零,C 错误;若气体在从外界吸收热量的同时对外界做功,则气体的内能不一定增加,D 错误;

16、气体在等压膨胀过程中,根据盖吕萨克定律知,体积增大,温度升高,E 正确.(2)由玻意耳定律可得p0l1S=(p0+gl)l2S 解得 p0=76 cmHg.当玻璃管加速上升时,设封闭气体的压强为p,气柱的长度为l3,液柱质量为 m,对液柱,由牛顿第二定律可得pS-p0S-mg=ma,又=16 cmHg,名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 14 页 -解得 p=p0+=100 cmHg,由玻意耳定律可得p0l1S=pl3S 解得 l3=17.48 cm.答案:(1)ABE(2)76 cmHg 17.48 cm 6.(2017 江 西 景 德 镇 一 模)(1)(5分)下

17、 列 说 法 中 正 确 的 是(填正确答案标号.选对 1 个得 2分,选对 2个得 4 分,选对 3个得 5分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分).A.尽管技术不断进步,但热机的效率仍不能达到100%,而制冷机却可以使温度降到热力学零度B.雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的C.气体温度每升高 1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越不明显(2)(10分)如图(甲)所示,竖直放置的汽缸内壁光滑,横截面积为S=110-3m2.活

18、塞的质量为 m=2 kg,厚度不计.在 A,B 两处设有限制装置,使活塞只能在 A,B之间运动,B 下方汽缸的容积为1.010-3m3,A,B之间的容积为2.0 10-4 m3,外界大气压强p0=1.0105 Pa.开始时活塞停在 B处,缸内气体的压强为0.9p0,温度为 27.现缓慢加热缸内气体,直至 327.求:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 14 页 -活塞刚离开 B处时气体的温度 t2;缸内气体最后的压强;在图(乙)中画出整个过程中的p V图线.解析:(1)热力学零度只能接近而不能达到,A 错误;雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的,B 正确;由

19、热力学第一定律 U=Q+W知,温度每升高 1 K,内能增加,但既可能是吸收热量,也可能是对气体做功使气体的内能增加,C正确;空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值,故 D错误,微粒越大,某一瞬间撞击它的分子数越多,受力越容易平衡,布朗运动越不显著,E 正确.(2)活塞刚离开 B处时,设气体的压强为 p2,由二力平衡可得p2=p0+解得 p2=1.2105 Pa 由查理定律得=,解得 t2=127.设活塞最终移动到 A处,缸内气体最后的压强为p3,由理想气体状态方程得=,解得 p3=1.5105 Pa.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共

20、14 页 -因为 p3p2,故活塞最终移动到A处的假设成立.如图所示答案:(1)BCE(2)127 1.5 105 Pa 见解析教师备用:(2017 东北三省四市联合体三模)(1)下列叙述和热力学定律相关,其中正确的是(填正确答案标号.选对 1 个得 2分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为0 分).A.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律B.能量耗散过程中能量不守恒C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E.物体从单一热源吸收的热量可

21、全部用于做功(2)如图,将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中,筒内封闭了一定质量的气体(可视为理想气体).当筒底与水面相平时,圆筒恰好静止在水中.此时水的温度t1=7.0,筒内气柱的长度h1=14 cm.已知大气压强p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0,名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 14 页 -重力加速度大小 g 取 10 m/s2.若将水温缓慢升高至27,此时筒底露出水面的高度h 为多少?若水温升至 27 后保持不变,用力将圆筒缓慢下移至某一位置,撤去该力后圆筒恰能静止,求此时筒底到水面的距离H(结果保留两位有效数字).解析:(1)第一类永

22、动机既不消耗能量又能源源不断地对外做功,违背了能量守恒定律,所以不可能制成,故 A 正确;能量耗散过程中能量也守恒,故 B 错误;电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是由于压缩机做功,并不违背热力学第二定律,故 C 错误;能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,故D 正确;根据热力学第二定律可知,气体不可能从单一热源吸热,并全部用来对外做功,而不引起其他变化;若引起外界变化则可以,故 E 正确.(2)设圆筒的横截面积为S,水温升至 27 时,气柱的长度为 h2,根据盖吕萨克定律,有=圆筒静止,筒内外液面高度差不变,有:h=h2-h1解得 h=1 cm.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 14 页 -设圆筒的质量为m,静止在水中时筒内气柱的长度为h3.则排开的水的重力等于桶的重力为mg=gh1S=gh3S 圆筒移动过程,根据玻意耳定律,有(p0+gh1)h2S=p0+g(H+h3)h3S 解得,H=72 cm.答案:(1)ADE(2)1 cm 72 cm 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 14 页 -