专题14+热学（练）-2018年高考物理二轮复习讲练测+含解析

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2018年高考物理二轮复习讲练测(练案)专题14热学•练高考1.【2017•江苏卷】一定质量的理想气体从状态/经过状态3变化到状态C,nV-T图象如图12A-1图所示.下列说法正确的有・(A)A^B的过程屮，气体对外界做功(B)A-^B的过程中，气体放出热量(C)B-C的过程中，气体压强不变(D)A^B^C的过程中，气体内能增加(题12A-1图)【答案】BC【解析】由图知虫一曲的过程中，温度不变，体积减小，故外界对气体做功，所以A错误；根据热力学定律知，上T的过程中，气体放出热量，B正确；沪＜7的过程为等压变化，气体压强不变，C正确；ATY的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误.【考点定位】理想气体状态方程热力学第一定律【名师点睛】两个过程：力到B等温变化，3到C等压变化.2.[2017•新课标III卷】(10分)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管Ki和心。Ki长为/,顶端封闭，心上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器人连通。开始测量时，M与险相通；逐渐提升7?,直到心中水银面与Ki顶端等高，此时水银已进入且K中水银面比顶端低力，如图(b)所示。设测量过程中温度、与忌相通的待测气体的压强均保持不变。已知&和©的内径均为d,M的容积为兀)，水银的密度为p,重力加速度大小为g。求： (i)待测气体的压强；(ii)该仪器能够测量的最大压强。【答案】7tpgd2h24人+兀沪(/_力)(ii)7ipgd2l2【解析】(i)水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V?压强等于待测气体的压强P。提升局直到姦中水银面与囹顶端等高时，箱中的水银面比顶端低扔设此时封闭气体的压强为刃，体积为旳，贝U卩二岭+①②由力学平衡条件得P=P+Pgh③整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pv=py,④联立4V^Kdl-h)(ii)由题意知应幻⑥联立驱武有左兰礫聖⑦该仪器能够测量的最大压强为=-^―⑧【考点定位】玻意耳定律【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用，解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象，并能找到气体在不同状态下的状态参量，然后列方程求解。1.[2016•上海卷】如图，粗细均匀的玻璃管/和〃由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在/管内，初始时两管水银面等高，〃管上方与大气相通°若固定/管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，力管内的水银血高度相应变化/?,则 A.h=HC・€D.//—Qa，【答案】D【解析】由图象可知，b、c两点温度相同〉由玻意耳定律pV=C可知：pb巧【答案】C【解析】试题分析：本题可釆取假设法，假设气体的体积不变，根据等容变化判断出上下气体的压强变化量以及压力变化量，从而判断出水银柱的移动方向.关于体积的变化量关系，可抓住总体积不变去分析. 首先假设液柱不动，则/、3两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体4p，T=p；TjpAT,得Pa=—Pa①，对气体3：pj=pRT=va,得Pr=—Pb②，又设初始状态时两液面的高度差为h（水银柱的长度为h）,初始状态满足Pa+h=PB③,联立①②③得皿＞也,水银柱向上移动了一段距离，故A错误C正确；由于气体的总体积不变，因此△匕=“B，B错误；对水银柱进行受力分析，如图所示,竖直方向FA+mg=FB^Fy,AFzj=A^+AFv，因水银柱向上移动了一段距离，所以D错误.1.如图所示，汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞与缸壁间的摩擦，也不考虑密封气体和外界的热传递，当外界大气压变化时,以下物理量屮发生改变的有（①弹簧弹力的大小②密封气体的体积③密封气体的压强④密封气体的内能A.①B.①④C.②③D.②③④【答案】D【解析】以气缸和活塞组成的系统为研究对象，系统处于平衡状态，因此弹力弹力等于系统重力，由于重力不变，因此弹普弹力不变，故①错误；以气缸为研究对象有，设大气压强为有：Pos=mg4-Ps,当犬气压强变化时，气体压强发生变化，气体体积发生变化，气体体积变化，气体做功，由于不考虑热传递，则气体内能变化，气体温度发生变化，气体内能发生变化，故②③④正确：故D正确；故选D.2.一定质量的0°C的水变成0°C的冰时，体积膨胀，则A.分子平均动能减少，分子势能增加B.分子平均动能增大，分子势能减少C.分子平均动能不变，分子势能减少D.分子平均动能不变，分子势能增大【答案】C【解析】一定质量的0°C的水变成o°c的冰吋，向外放出热量，所以内能减小.又由于温度是分子的平均动能的标志，温度不变，则分子的平均动能不变.物体的内能是由分子动能与分子势能组成，内能减小，分子动能不变,所以分子势能减小.故选项C正确，ABD错误.故选C点睛：该题屮要注意温度是分子的平均动能的标志，温度不变则分子的平均动能不变.3.（多选）下列说法屮正确的是oA.叶面上的小銀珠呈球形是由于液体表面张力的作用B.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点C.所有晶体沿不同方向的导热性能都相同D.各种晶体小的原子（或分子、离子）都是无规则排列的 A.—定温度下，水的饱和汽的压强是一定的【答案】ABC【解析】A、叶而上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故A正确；B、液晶具有晶体的各向异性，故可以利用对光的通过性质不同，而制造出液晶显示器，故B正确；C、晶体在各个方向上的导热性能相同，体现为各向同性，故C正确；D、晶体是质点（分子、离子、或原子）在空间有规则地排列的，具有整齐外形，故D错误；E、饱和汽的压强与液体的种类和温度有关，与体积无关；故E错课；故选ABC。1.（多选）下列说法中正确的是—.A.一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大B.第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律C.当分子间距r>r（）时，分子间的引力随着分子间距的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，所以分子力表现为引力D.大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大E.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的【答案】ADE【解析】一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越犬，A正确；第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不杲违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，B错误：当分子间距心时，分子间的引力和斥力都随看分子间距的増大而减小，而且斥力减小更快，所以分子力表现为引力，C错误；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，大气中相对溟度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮溟，故大雾天气学生感觉到教室潮溟，说明教室内的相对湿度较犬，D正确；一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来増大分子势能，E正确.2.一氧气瓶的容积为0.08m3,开始时瓶屮氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3o当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。【答案】4天【解析】试题分析：设氧气开始时的压强为pi,体积为V],压强变为P2（两个大气压）吋，体积为V?,根据玻意耳定律得p）V1=p2V2@重新充气前，用去的氧气在P2压强下的体积为7小2儿② 设用去的氧气在p（）（1个大气压）压强下的体积为V。，则有p2V3=p（）V（）③设实验室每天用去的氧气在p（）下的体积为AV,则氧气可用的天数为N=Vo/AV@联立①②③④式，并代入数据得N=4（天）⑤1.如右图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活寒.己知大活塞的质量为加1=2.50kg,横截面积为5i=80.0cm2；小活塞的质量为w2=1.50kg,横截面积为S2=40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，I'可距保持为/=40.0cm；汽缸外大气的压强为p=1.00xl05Pa,温度为7=303K.初始时大活塞与大f圆筒底部相距了，两活塞间封闭气体的温度为石=495K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移•忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10in/s2.求：（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；⑵缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.【答案】（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度为330K；（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强为1.01xl05Pa. 【解析】试题分析：（1）犬活塞与大圆筒底部接触前气体发生等压变化，丄丄气体的状态参量：Vi=（1-乜）52+21=（40-2）x40+2x80=2400cm3,Tj=495K,V2=S21=40x40=1600cmbLh24001600由盖吕萨克定律得：T「T乙即：莎亍=—,解得：TT30K；（2）犬活塞与犬圆筒底部接触后到气缸内气体与气缸外气体温度相等过程中气体发生等容变化,大活塞刚刚与大圆筒底部接触时〉由平衡条件得：pSi+piSi+（mi-Hnj）g=p2Si+pSj,代入数据解得：p2=l.lxlO5pa,TT3OK,T3=T=303K>P2P31.1X1C）5P3即：330=303,解得：p3=l.OlxlO5paj答:（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度为330K；（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强为1.01x105PA.0练热点；'1.雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM1O、PM2.5分别表示直径小于或等于10Pm.2.5屮n的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM1O的浓度随高度的增加略有减小，大于PM1O的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时I'可变化。据此材料，以下叙述正确的是（）A.PM1O表示直径小于或等于1.OxW6m的悬浮颗粒物B.PM1O受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM1O和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 A.PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C 【解析】试题分析：PM10表示直径小于或等于1.OxlO5m的悬浮颗粒物，选项A错误；颗粒物悬浮时，受到的空气分子作用力的合力与其重力相等，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物都在天空中做无规则运动，即它们在做布朗运动，选项C正确；由题意可知，PM2.5浓度随高度的增加逐渐减小，选项D错误。1.如图甲，一定质量的理想气体的状态变化过程的V-T图像。则与之相对应的变化过程p・T图像应为图乙中（）』*甲【答案】B【解析】试题分析：“过程中，閒图象是经过坐标原点的直线，根据理想气体状态方程竽N可知,压强P—定，故是等压变化，P・T團象与T轴平行的直线；b-c过程是等容变化，根据理想气体状态方程=C可知，P・T图象是经过坐标远点的直线；c->a过程是等温变化，P・T图象与P轴平行的直线；故ACD错误，B正确；故选B.3・关于饱和汽，说法不正确的是（）A.在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽一定是饱和的B.密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和C.随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时，液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡D.对于某种液体来说，在温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，所以其蒸汽饱和所需要的压强增人【答案】B【解析】A、汽化与液化达到动态平衡时气体达到饱和，在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体徉在，其中该液体蒸汽一定是饱和的、故A正确；B、压强越犬，饱和汽压越大，密闭容器中有未饱和水蒸气，向容器内注入足够量的空气，増大气压，水汽不会达到饱和，故B错误；C、随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡，故C正确；D、对于某种液体来说，在温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数増多，所以其藝汽饱和压强増 大〉故D正确。点睛：解决本题的关键是知道：饱和汽压的大小取决于物质的本性和温度，与体积无关；饱和状态下的汽体不遵循理想气体实验定律，未饱和汽近似遵守理想气体定律。4.假如全世界60亿人同吋数lg水的分子个数，每人每小吋可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近（阿伏加徳罗常数必取6xl023morl）A.10年B.1千年C.10万年D.1千万年【答案】C【解析】1g水的分子个数N二丄x^=3xio22个，则完成任务所需时间/==6xl018小时，约为1000年。18'5.（多选）.以下说法正确的是・_（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错一个扣3分，最低得分为0）・A.气体对外做功，其内能可能增加B.分子势能可能随分子I'可距离的增加而增加C.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背血，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是品体D.热量不可能从低温物体传到高温物体E.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体【答案】ABE【解析】A、根据热力学第一定律可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，气体对外做功，若同时吸收一定的热量，其内能可能增加，A正确；B、分子势能随分子之间距离的变化比较复杂，当分子力表现为引力时，距离增大时，分子力做负功，故分子势能增大，B正确；C、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背而，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，C错误；D、根据热力学第二定律可知，在一定的条件下热量可能从低温物体传到高温物体，如空调机，D错误；E、根据晶体的特点可知，在合适的条件•下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化（温度超过300°C）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硫，E正确；故选ABEo6.（多选）下列说法正确的是（）A.控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大B.没有摩擦的理想热机可以把获得的能量全部转化为机械能C.两个分子甲和乙相距较远（此时它们之间的作用力可以忽略），设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程屮分子力先增大后减小，分子势能先减小后增大D.晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点 A.理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比【答案】ADE 【解析】温度升高时，'液体分子的平均动能増大，单位时间里从'液面飞出的分子数増多，所臥达到动态平衡后该饱和汽的质量増大，密度増大，压强也增大，A正确；根据热力学第二定律知热机的效率不可能为LE错误；两个分子甲和乙相距较远（此时它们之间的作用力可以忽略力设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先减小后増大，分子势能先减小后増大，C错误；晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，増加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点，D正确；理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比，故E正确.4.一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程屮，没有发生气体泄漏；大气压强P.=15.0cmHg.环境温度不变。活基【答案】44cmHg,9.42cm【解析】试题分析：设初始时，右管中空气柱的压强为P】，长度为h；左管中空气柱的压强为P2=P（），长度为b。活塞被下推h后，右管屮空气柱的压强为p门长度为1「；左管中空气柱的压强为p＜，长度为H。以cmHg为压强单位。由题给条件得P!=p2（20.0-5.00）cmHg®=20.0cm-20.00-5.002cm②由玻意耳定律得③p‘=1AAcmHg④依题意pj=P®厶=4.00cm+20.00—5.002cm一力⑥由玻意耳定律得p2l2=p272*⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h=9.42cm⑧考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等，气体都作等温变化.先对左端气体研究，根 据玻意耳定律求出活塞下移后的压强.水银而相平时，两部分气体的压强相等，再研究右端气体，求出活塞下移后的长度和气体压强，根据几何关系求解活塞向下移动的距离.4.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l=20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高.先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm（环境温度不变，大气压强p0=75cmHg）.求：稳泄后低压舱内的压强是多少cmHg?【答案】稳定后低压舱内的压强是50cmHg【解析】试题分析：根据题意可知，这个过程是等温变化，找出左边气体变化前后的两个状态的状态参量,由等温变化的规律可求出左边的气体变化后的压强，从而即可求出低压仓的压强.解：设U型管的横截面积为S,则左端被封闭的气体初状态：Pi=Po,Vi=hS末状态为：P2,V尸（11占）S有理想气体的等温变化得:PiV]=P2V2代入数据得:则低压仓的压强:P尸60HgP=P2-h=60-10=50cmHg答：稳定后低压舱内的压强是50cmHg.【点评】解答关于理想气体的问题，要明确气体的各个状态及其状态参量，利用相应的规律进行解题；注意同一段连续的水银柱中等高的点压强相同.