高考物理一轮复习 单元评估检测（十一）热学（含解析）鲁科版-鲁科版高三全册物理试题.doc

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1、单元评估检测(十一)(第十二章)(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)1.(多选)把生鸭蛋放在盐水中腌制一段时间,盐就会进入鸭蛋里变成咸鸭蛋。则下列说法正确的是()A.如果让腌制汤温度升高,盐进入鸭蛋的速度就会加快B.盐分子的运动属于布朗运动C.在鸭蛋的腌制过程中,有的盐分子进入鸭蛋内,也有盐分子从鸭蛋里面出来D.盐水温度升高,每个盐分子运动的速率都会增大【解析】选A、C。如果让腌制汤温度升高,分子运动更剧烈,则盐进入鸭蛋的速度就会加快,A正确;布朗运动本身不是分子的运动,B错误;在腌制汤中,有盐分子进入鸭蛋,分子运动是无规则的,同样会有盐分子从鸭蛋里面出来,C正

2、确;盐水温度升高,分子的平均动能增大,但不是每个盐分子运动的速率都会增大,个别分子的速率也可能减小,D错误。2.(多选)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈C.液体温度越高,悬浮粒子越大,布朗运动越剧烈D.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的【解析】选A、B。布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,A正确;温度越高,颗粒越小,布朗运动越剧烈,B正确,C错误;布朗运动是液体分子对悬浮颗粒撞击的不平衡引起的,间接反映了液体分子的无规则运动,D错误。3.(多选)下列说法正确的是()A.悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无

3、规则的,说明液体分子的运动也是无规则的B.温度相同的氢气和氮气,氢气分子和氮气分子的平均速率相同C.对于一定质量的理想气体,气体压强和体积都增大时,其分子平均动能增大D.在油膜法估测分子大小的实验中,如果有油酸未完全散开会使测量结果偏大【解析】选A、C、D。布朗运动的无规则性,间接反映了液体分子运动的无规则性,故选项A正确;温度相同的氢气和氮气,分子平均动能相同,但氢气分子和氮气分子的质量不同,故平均速率不同,故选项B错误;由理想气体状态方程=,可知压强增大,体积增大,则温度也会随之增大,温度增大,表明分子平均动能增大,故选项C正确;在油膜法估测分子大小的实验中,如果有油酸未完全散开,油膜堆积

4、过厚,表面积测量结果偏小,由d=知,会使测量的分子直径偏大,故选项D正确。4.在国际单位制中,金属铜的密度为,它的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则下列结论正确的是()A.1 kg铜所含铜原子的数目是NAB.1 m3的铜所含铜原子的数目是C.1个铜原子占有的体积是D.1个铜原子的质量是【解析】选C。1 kg铜所含的铜原子数N=NA=,故A错误。1 m3的铜所含铜原子的数目N=NA=,故B错误。1个铜原子所占的体积V=,故C正确。1个铜原子的质量m=,故D错误。5.(多选)对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变B.若气体的内能不变,其状态也

5、一定不变C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大D.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【解析】选A、D。p、V不变,则T不变,气体的内能不变,故选项A正确;内能不变,温度不变,p、V可能变,选项B错误;气体温度升高,压强不一定增大,故选项C错误;气体温度每升高1 K吸收的热量与气体对外做功多少有关,即与经历的过程有关,故选项D正确。6.(多选)如图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水。在水加热升温的过程中,被封闭的空气()A.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小D.所有分子运动速率都增大【解题指南】解答本题时应从

6、以下四点进行分析:(1)空气体积不变,有W=0;内壁由于水的升温会吸收热量,有Q0。(2)由热力学第一定律U=W+Q判断内能增大。(3)由内能增大进一步判断温度升高,压强变大。(4)分子间的作用力与分子间距有关。【解析】选A、B。空气体积不变,做功为0,即W=0。又因为外壁隔热,而内壁由于水的升温会吸收热量,故Q0, 由热力学第一定律U=W+Q可得U0,内能增加,A正确;空气体积不变,分子数密度不变,气体内能增加,温度升高,分子热运动变剧烈,对器壁撞击加强,故压强变大,B正确;分子间距离不变,故作用力大小不变,C错误;气体温度升高,分子的平均热运动速率加快,不代表每一个分子运动都加快,D错误。

7、7.(多选)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,在这一过程中,下列说法正确的是()A.气体体积变大B.气体温度升高C.气体从外界吸收热量D.气体的内能不变【解析】选A、B、C。ab,p-T图线的斜率反映的变化,ab,p-T图线的斜率减小,V增大,T升高,内能增加,根据U=W+Q,U0,W0,气体吸热,故A、B、C正确,D错误。【加固训练】 (多选)(2019黄冈模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,AB和CD为等温过程,BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)。该循环过程中,下列说法正确的是()A.AB过程中,气体的内能不变B.

8、BC过程中,气体分子的平均动能增大C.CD过程中,气体分子数密度增大,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.DA过程中,外界对气体做的功小于气体内能的增加量【解析】选A、C。AB为等温过程,气体的内能不变,选项A正确;BC为绝热过程,气体没有与外界进行热交换,体积增大,气体对外界做功,内能减小,所以BC过程中,气体分子的平均动能减小,选项B错误;CD为等温过程,CD过程中,气体体积减小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C正确;DA过程中,气体与外界无热量交换,体积减小,外界对气体做功,外界对气体做的功等于气体内能的增加量,选项D错误。8.(多选)(2020武汉模拟)用两种不同的

9、金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。关于这一现象的正确说法是()A.这一实验过程不违反热力学第二定律B.在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温C.在实验过程中,热水的内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能D.在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能【解析】选A、B。自然界中的任何现象或过程都不违反热力学定律,本实验现象也不违反热力学第二定律,A项正确;整个过程中能量守恒且热现象有方向性,B项正确;在实验过程中,热水中的内能除转化为电能外,还升高金属丝的温度,内能不能全部转化为电能

10、,电能除转化为冷水的内能外,还升高金属丝的温度,电能不能全部转化为冷水的内能,C、D项错误。二、实验题(本题共6分)9.在“油膜法估测分子大小”的实验中,某同学用滴管吸取体积浓度为的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入量筒,记下体积为V的油酸酒精溶液的滴数为N。之后的操作步骤如下:A.将带有方格的玻璃板放在浅盘上,待油酸薄膜的形状稳定后,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取体积浓度为的油酸酒精溶液,从低处向水面中央滴入一滴C.根据方格数目,估算出油酸薄膜的面积为S以上操作步骤正确的顺序是_。计算油酸分子直径的表达式为_。【解析】将配制好的油酸酒精溶液,通过

11、量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半格舍去,多于半格的算一个,统计出油酸薄膜的面积。则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积,恰好就是油酸分子的直径。 “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)测定一滴酒精油酸溶液的体积准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径;故上操作步骤正确的顺序是BAC;计算步骤:先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积配制比例。得:V0=,再计算油膜面积S

12、,最后计算分子直径为:d=。答案:BAC三、计算题(本题共4小题,共46分,需写出规范的解题步骤)10.(10分)如图所示,一连通器与贮有水银的瓶M用软管相连,连通器的两直管A和B竖直放置,两管粗细相同且上端封闭,直管A和B内充有水银,当气体的温度为T0时,水银面的高度差h=10 cm,两管空气柱长均为h1=10 cm,A管中气体的压强p1=20 cmHg。现使两管中的气体的温度都升高到2.4T0,同时调节M的高度,使B管中的水银面的高度不变,求流入A管的水银柱的长度。【解析】由题意可知,当温度为T0时B管中气体的压强=p1+10 cmHg=30 cmHg当温度为2.4T0时,B管中气体体积不

13、变,设其压强为,B中气体状态变化为等容过程,由查理定律有:=解得:pB 2=72 cmHg当温度为T0时A管中气体的压强p1=20 cmHg,体积为=h1S设流入A管的水银柱的长度为x cm,则温度为2.4T0时,压强=-水银(h+x)g=(62-x) cmHg体积=(h1-x)SA中气体状态变化符合理想气体状态方程,则有:=代入数据整理得:x2-72x+140=0解得:x=2 cm(另一解舍去)。答案:2 cm【加固训练】如图所示,竖直放置的汽缸,活塞横截面积为S=0.10 m2,活塞的质量忽略不计,汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通。开始活塞被锁定,汽缸内封闭了一段高为80 cm

14、的气柱(U形管内的气体体积不计),此时缸内气体温度为27 ,U形管内水银面高度差h1=15 cm。已知大气压强p0=1.0105 Pa,水银的密度=13.6103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2。(1)让汽缸缓慢降温,直至U形管内两边水银面相平,求这时封闭气体的温度;(2)接着解除对活塞的锁定,活塞可在汽缸内无摩擦滑动,同时对汽缸缓慢加热,直至汽缸内封闭的气柱高度达到96 cm,求整个过程中气体与外界交换的热量。【解析】(1)由题意知,活塞位置不变,汽缸内气体做等容变化,由查理定律可知,=p1=p0+gh1=1.2105 Pa,p2=p0=1.0105 Pa,T1=300 K解得T2

15、=250 K(2)接着解除对活塞的锁定,活塞可在汽缸内无摩擦滑动,即整个过程中气体压强p0=1.0105 Pa由盖吕萨克定律知=,解得T3=300 K因为T3=T1=300 K,所以初状态与末状态气体内能相等,而第一个变化过程是等容变化,气体不对外做功,第二个变化过程中气体膨胀对外做功,故气体应从外界吸收热量,整个过程中吸收的热量等于第二个变化过程中气体膨胀对外做的功,即Q=p0V=1 600 J。答案:(1)250 K(2)1 600 J11.(12分)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。(1)已知从A到B的过程中,气体的内能减少了300 J,则从A到B气体吸收或放出的热量是多少?(

16、2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同。如果知道气体在状态C时的温度TC=300 K,则气体在状态A时的温度为多少?【解析】(1)从A到B,外界对气体做功,有W=pV=15104(8-2)10-3 J=900 J根据热力学第一定律U=W+QQ=U-W=-1 200 J,气体放出热量1200 J(2)由题图可知pBVB=pCVC,故TB=TC根据理想气体状态方程有=代入题图中数据可得:TA=1200 K答案:(1)放出热量1 200 J(2)1 200 K12.(12分)(2019长沙模拟)如图所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为S=110-3 m2,汽缸内有质量m=2 kg的活塞,

17、活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图位置,离缸底高度L1=12 cm,此时汽缸内被封闭气体的压强p1=1.5105 Pa,温度T1=300 K,外界大气压p0=1.0105 Pa,g取10 m/s2。(1)现对密闭气体加热,当温度升到T2=400 K时,其压强p2多大?(2)若在此时拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度降为T3=360 K,则这时活塞离缸底的距离L3为多少?(3)保持气体温度为360 K不变,让汽缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动,为使活塞能停留在离缸底L4=16 cm处,求汽缸和活塞做匀变速直线运动的加速度a的大小

18、及方向。【解析】(1)此过程为等容变化,则有=,解得p2=2.0105 Pa(2)活塞受力平衡,故封闭气体压强p3=p0+=1.2105 Pa根据理想气体状态方程,有=,又V2=L1S,V3=L3S,解得L3=18 cm(3)此过程为等温变化:p3V3=p4V4,解得p4=1.35105 Pa汽缸和活塞应向上做匀加速直线运动对活塞,由牛顿第二定律得p4S-p0S-mg=ma解得a=7.5 m/s2。答案:(1)2.0105 Pa(2)18 cm(3)7.5 m/s2,方向向上13.(12分)(2019广州模拟)如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性

19、轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气。已知大活塞的质量为2m、横截面积为2S,小活塞的质量为m、横截面积为S,两活塞间距为L,大活塞导热性能良好,汽缸及小活塞绝热,初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0,氮气的温度为T0,大活塞与大圆筒底部相距为,小活塞与小圆筒底部相距为L。两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g。现通过电阻丝缓慢加热氮气,当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,求:(1)两活塞间氧气的压强;(2)小活塞下方氮气的温度。【解析】(1)以两活塞整体为研究对象,设初始时氧气压强为p1,根据平衡条件有p02S+3mg=p12S-p1S+p0S则p1=p0+初始时氧气体积:V1=2S+S(L-)=当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积V2=2SL由于大活塞导热,小活塞缓慢上升可认为氧气温度不变,设此时氧气压强为p2,由玻意耳定律得p2V2=p1V1联立解得氧气的压强:p2=p0+(2)设此时氮气压强为p,温度为T,对两活塞整体根据平衡条件有p02S+3mg=p22S-p2S+pS得:p=p0+根据理想气体状态方程有:=联立得T=(+)T0答案:(1)p0+(2)(+)T0