2021年高考物理 8章综合检测.doc

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1、第八章 分子热运动能量守恒气体综合检测一、选择题(本题共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1(2009高考四川理综)关于热力学定律，下列说法正确的是()A在一定条件下物体的温度可以降到0KB物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C吸收了热量的物体，其内能一定增加D压缩气体总能使气体的温度升高【解析】本题考查热力学温标、热力学第一定律、热力学第二定律，意在考查考生对热学基础知识的理解.0K是低温的极限，任何物体的温度只能接近而不能达到，所以A错误；根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸

2、收热量全部用来对外做功而不产生其他影响，但在“产生其他影响的情况”下，也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以B正确；内能的改变与热传递和做功同时有关，所以CD错误【答案】B2(2009海南高考)下列说法正确的是()A气体的内能是分子热运动的动能和分子间势能之和B气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变C功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功D热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体E一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小F一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加【答案】

3、ADEF3(2009上海高考)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A温度与体积B体积和压强C温度和压强 D压强和温度【解析】本题考查对温度、分子平均动能和势能的理解温度越高，分子运动越剧烈，温度是分子平均动能的标志；气体体积变化，气体分子间的距离发生变化，分子势能就发生变化，所以分子势能取决于体积本题正确选项为A.【答案】A4(2008天津卷)下列说法正确的是()A布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C知道某物体的摩尔质量和密度可求出阿伏加德

4、罗常数D内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同【解析】布朗运动是悬浮在液体(或气体)中固体颗粒的运动，颗粒是由分子组成的，不是颗粒分子的运动，故选项A错；选项B违背了热力学第二定律；选项C只能求出摩尔体积；内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动的平均动能就相同【答案】D5右图为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫致冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中致冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时致冷剂液化，放出热量到箱体外下列说法正确的是()A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C电冰箱的工作原理不违反热力学

5、第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律【解析】由热力学第二定律知，热量不能自发的由低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能故答案为BC.【答案】BC6关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A温度升高，每一个分子的热运动速度都增加B第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C用活塞压缩气缸里的气体，对气体做了2.0105J的功，若气体向外界放出1.5105J的热量，则气体内能增加了0.5105JD利用浅层海水和深层海水之间

6、的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的【解析】温度升高，分子的热运动平均速度增加，分子热运动的速度从小到大都存在，并不是每一个分子的热运动速度都增加，A错第二类永动机不能制成的原因是违背了热力学第二定律，B错由热力学第一定律UWQ，内能改变量U0.5105J，故选项C正确D中热机不违背自然规律，是可以制成的【答案】CD7如图所示，一个内壁光滑与外界不发生热传递的气缸固定在地面上，缸内活塞下方封闭着空气(活塞与外界也不发生热传递)，若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，缸内封闭着的气体()A分子平均动能增大B单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少C单个分子对缸

7、壁的平均冲力减小D若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体的内能改变量【解析】当活塞突然被向上拉一些时，气体体积增大，气体对外做功，由于没有热交换，气体内能减小，温度降低，分子平均动能减小，单位体积内分子数减少，则单位时间内气体分子对单位器壁上的碰撞次数减少，单个分子对缸壁的平均冲力减小，所以选项B、C正确，A错误气体内能的改变量应等于拉力F所做的功与活塞克服大气压力做功之和，所以选项D错误【答案】BC8一定质量的理想气体(分子力不计)，体积由V膨胀到V.如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，

8、传递热量的值为Q2，内能变化为U2.则()AW1W2Q1U2BW1W2Q1Q2U1U2CW1U2DW1W2Q1Q2U1U2【解析】由热力学第一定律：U1W1Q1，U2W2Q2，若通过压强不变的过程实现体积膨胀，则由恒量，可知温度必定升高，对理想气体，内能必定增大，U10，W10，且|Q1|W1|；若通过温度不变的过程实现体积膨胀，温度不变，内能不变，U20，W20，且|Q2|W2|；则U1U2；由于气体对外做功的过程中，通过温度不变的方式，体积膨胀，由恒量，可知压强必定减小，则平均压强比通过压强不变的方式要小，故W1W2，Q1Q2.B选项正确【答案】B9用原子级显微镜观察高真空度的空间，结果发

9、现有一对分子甲和乙环绕一个共同“中心”旋转，从而形成一个“双分子”体系，观测中同时发现此“中心”离甲分子较远，那么在上述“双分子”体系中()A甲、乙两分子间一定只存在分子引力，不可能存在分子斥力B甲分子的质量一定大于乙分子的质量C甲分子旋转的周期一定小于乙分子旋转的周期D甲分子的动量大小和乙分子的动量大小一定相等【解析】分子间的引力和斥力是同时存在的，所以A错；由于两分子绕一个中心旋转，类似于双星，它们的周期和角速度相同，C错；两分子间作用力大小相等提供向心力，由Fm2r知甲的质量小于乙的质量，B错；vr，pmv，则D正确【答案】D10柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料

10、的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能，燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是()A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确【解析】气体的内能不可能完全转化为柴油的机械能，柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气

11、体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源根据能量守恒定律，这两个热源之间的能量差就是转化的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，故选项B正确【答案】B11(2010浙江模拟)如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，在活塞上缓慢地、一点点放上一定量的细沙假设在此过程中气缸内气体的温度始终保持不变对上述过程有下列说法，正确的说法是()A气缸中气体的内能增加B气缸中气体的压强增加C气缸中气体的分子平均动能不变D单位时间内气缸中气体分子对活塞撞击的次数不变【解析】因理想气体分子间无相互作用力，而温度不变

12、，所以内能不变，A错C对；由活塞的平衡条件知，B正确，由于单位体积内的分子数变多，平均速率又不变，所以单位时间内气缸中气体分子对活塞的撞击次数增多，D错【答案】BC12(2008高考北京卷)假如全世界60亿人同时数1g水分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取61023mol1)()A10年 B1千年C10万年 D1千万年【解析】水的摩尔质量为M18gmol1，m1g水的分子个数为：nNA.全世界60亿人每年可以数N60108500024365个，所需时间tn/N年，联立解得t1.3105年13万年【答案】C二、实验题(本题共2小题，共1

13、8分)13将1cm2的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液已知1cm3溶液有50滴，现取其1滴，将它滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层现已测得这个薄层的面积为S0.2m2，试由此估算油酸分子的直径d_.【解析】油酸分子的直径dV/S，Vm3，S0.2m2，解出d51010m.【答案】51010m14在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k.在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，读出总体积为V，现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图所示已知玻璃板上每个小方格的长和宽均为a.由此计算

14、油膜的面积为_，油酸分子的直径为d_.【解析】油膜面积约占26个格，S26a2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积V0k，油酸分子的直径约等于油膜的厚度d.【答案】26a2三、计算题(本题共包括4小题，共54分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15水的密度1.0103kg/m3，水的摩尔质量Mm1.8102kg/mol，NA6.021023mol1，试求：(1)V1cm3的水中有多少个分子(2)用立方体模型估算水分子的大小【解析】(1)水的摩尔体积VmMm/，V1cm3水中所含分子数为nVNA/Vm，代入数据

15、得n3.31022个(2)建立水分子的立方体模型，设边长为L，则由Vm/NAL3，解出L3.11010m.【答案】(1)3.31022个(2)3.11010m16对于生态环境的破坏，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年来我国北方地区3、4月份扬尘天气明显增多特别是2006年的3月26日至28日，由于南下的冷空气所带来的大风，席卷了我国从新疆到沿海的北方大部分地区，出现罕见的沙尘暴天气据环保部门测定，在北京地区沙尘暴严重时，最大风速达到12m/s，同时大量的微粒在空中悬浮沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到5.8106kg/m3，悬浮微粒的密度为2.0103kg/m3其中悬浮

16、微粒的直径小于107m的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总体积的1/50为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0108m，求1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少？(计算时可把吸入颗粒物视为球形，计算结果保留1位有效数字)【解析】沙尘暴天气时，1m3的空气中所含悬浮微粒的总体积为Vm32.9109m3那么1m3中所含的可吸入颗粒物的体积为V5.81011m3又因为每一个可吸入颗粒的体积为V0d36.541023m3所以1m3中所含的可吸入颗粒物的数量n8.91011个所以1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为nn1.0

17、1068.9105个9105个【答案】9105个17我国陆地面积S960万平方千米，若地面大气压p01.0105Pa，地面附近重力加速度g取10m/s2，空气平均摩尔质量为M03.0102kgmol1，阿伏加德罗常数NA61023mol1，试估算：(1)我国陆地上空空气的总质量M总(2)我国陆地上空空气的分子总数n总(3)地面附近温度为270K的1m3空气，在温度为300K时的体积【解析】(1)大气压可看做是由空气的重力产生的，则p0代入数据解得M总9.61016kg(2)分子总数n总NA1.91042个(3)气体做等压变化，代入数据，解得V21.1m3【答案】(1)9.61016kg (2)

18、1.91042(3)1.1m318如图所示，内壁光滑的圆柱形气缸竖直固定在水平地面上，气缸开口向上，一面积为0.01m2的活塞密封了一定量的空气，在活塞的上方竖直固定一支架，在支架的O点通过细线系一质量为m8kg的球，球心到O点的距离为L2m.活塞与支架的总质量为M12kg，已知当地的重力加速度g 10m/s2，大气压强p1.00105Pa，气缸和活塞都是绝热的现将细线拉直到水平，稳定后由静止释放球，当球第一次运动到最低点时，活塞下降了h0.2m且活塞的速度恰好为零，此时细线中的拉力为F252N.求球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中气缸中的气体增加的内能U.【解析】设球在第一次运动到最低点的速度为v，则根据牛顿第二定律得：Fmgm.根据热力学第一定律和能量守恒定律可知，球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中气缸中的气体增加的内能为：UpShMghmg(Lh)mv2联立两式，代入数值得U228J.【答案】228J5