高考物理一轮总复习 专题十一 热学.docx

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高考物理一轮总复习专题十一热学

专题十一热学

第1讲　分子动理论　内能　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

一、多项选择题（下列选项中有三个选项为正确答案）

1.下列关于分子的说法中错误的是（　　）

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

B.分子做永不停息的运动

C.分子之间存在着相互作用力

D.有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力

E.液体和固体很难被压缩，这是因为分子在不停地做无规则运动

2.下列说法中正确的是（　　）

A.液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的

B.布朗运动是液体分子运动的间接反映，它说明分子永不停息地做无规则运动

C.物体的温度越高，其分子的平均动能越大

D.物体内所有分子动能的总和叫做物体的内能

E.只有热传递才能改变物体的内能

3.如图K1111所示，分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象.由图象判断以下说法中正确的是（　　）

图K1111

A.当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零

B.当分子间距离r＞r0时，分子力随分子间距离的增大而增大

C.当分子间距离r＞r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大

D.当分子间距离r＜r0且逐渐减小时，分子力逐渐增大

E.当分子间距离r＜r0且逐渐减小时，分子势能逐渐增大

4.下列说法中正确的是（　　）

A.布朗运动就是液体分子的无规则运动

B.当分子间的引力大于分子斥力时，增加分子间的距离，分子势能增加

C.质量一定的理想气体，当温度升高时，它的内能一定增大

D.电冰箱从箱内温度较低的食品吸收的热量等于冰箱向外界空气释放的热量

E.对一定量的气体，分子的热运动越剧烈，气体温度就越高

5.有关物体的内能，以下说法正确的是（　　）

A.1g的0℃水的内能比1g的0℃冰的内能大

B.电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的

C.气体膨胀，它的内能一定减少

D.橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加

E.一个物体可能没有机械能，但一定有内能

6.（2016年山东师范大学附中二模）由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能.如图K1112所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零.通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（　　）

图K1112

A.假设将两个分子从r＝r2处释放，它们将相互远离

B.假设将两个分子从r＝r2处释放，它们将相互靠近

C.假设将两个分子从r＝r1处释放，它们的加速度先减小后增大

D.假设将两个分子从r＝r1处释放，当r＝r2时它们的速度最大

E.假设将两个分子都放在r＝r2处，它们的分子势能最小

7.（2016年吉林实验中学模拟）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）

A.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故

B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

C.对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

D.如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大

E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

8.（2016年湖南衡阳月考）关于理想气体的温度、分子平均速率、内能的关系，下列说法中正确的是（　　）

A.温度升高，气体分子的平均速率增大

B.温度相同，各种气体分子的平均速率都相同

C.温度相同，各种气体分子的平均动能相同

D.温度相同，各种气体的内能相同

E.理想气体的内能只取决于物质的量和温度

9.（2016年山东师范大学附中二模）已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M0，密度为ρ（均为国际制单位），则（　　）

A.1个铜原子的质量是

B.1个铜原子的体积是

C.1kg铜所含原子的数目是ρNAD.1m3铜所含原子的数目为

E.1mol铜所含原子的数目是

10.（2015年吉林吉林质检）下列各种说法中正确的是（　　）

A.温度低的物体内能小

B.分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零

C.液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引

D.0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同

E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关

二、非选择题

11.已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.029kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m.若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.（计算结果保留一位有效数字）

第2讲　气体、液体和固体

一、多项选择题（下列选项中有三个选项为正确答案）

1.（2013年海南卷）下列说法正确的是（　　）

A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故

B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故

C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关

E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故

2.关于液晶，下列说法不正确的是（　　）

A.液晶是液体和晶体的混合物

B.液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定

C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光

D.所有物质在一定条件下都能成为液晶

E.液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上又与液体相同

3.给路边绿化浇水的洒水车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，车胎内气体温度不变，不计分子间势能，则车胎内气体（　　）

A.体积变大B.体积变小

C.内能增加D.内能不变

E.压强减小

4.关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A.理想气体做等温变化，若压强变大，则气体分子热运动加剧

B.理想气体做等压变化，若密度变小，则气体分子热运动减弱

C.理想气体做等容变化，若压强变大，则气体分子热运动加剧

D.理想气体做等温变化，若密度变小，则压强变小

E.理想气体做等压变化，若密度变小，则气体分子热运动加剧

5.关于晶体和非晶体，不正确的说法是（　　）

A.它们的微观结构不同

B.晶体的几何形状规则，非晶体的几何形状不规则

C.晶体内部的物质微粒是有规则地排列，而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列

D.晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的

E.在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不相等的是非晶体

6.（2015年山东卷改编）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是（　　）

A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动

C.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速

D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

E.温度越高，混合均匀的过程进行的越迅速

二、非选择题

7.（2015年新课标卷Ⅱ）如图K1121所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1＝10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0＝75.0cmHg.

（1）求放出部分水银后A侧空气柱的长度.

（2）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度.

图K1121

8.（2015年新课标卷Ⅰ）如图K1122所示，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m1＝2.50kg，横截面积为S1＝80.0cm2，小活塞的质量为m2＝1.50kg，横截面积为S2＝40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0cm，气缸外大气压强为p＝1.00×105Pa，温度为T＝303K.初始时大活塞与大圆筒底部相距

，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求：

（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.

（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.

图K1122

9.（2016年广西桂林月考）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了

.若此后外界的温度变为T，求重新到达平衡后气体的体积.已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.

10.（2016年湖南衡阳月考）如图K1123所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为S＝1×10－3m2，气缸内有质量m＝2kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦.开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底L1＝12cm，此时气缸内被封闭气体的压强为p1＝1.5×105Pa，温度为T1＝300K.外界大气压为po＝1.0×105Pa，g取10m/s2.

（1）现对密闭气体加热，当温度升到T2＝400K，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，气缸内气体的温度降为T3＝360K，则这时活塞离缸底的距离L3为多少？

（3）保持气体温度为360K不变，让气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＝16cm处，则求气缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a大小及方向.

图K1123

第3讲　热力学定律　能量守恒　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

一、多项选择题（下列选项中有三个选项为正确答案）

1.（2013年山东卷）下列关于热现象的描述不正确的是（　　）

A.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%

B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的

E.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的

2.（2014年广东潮州二模）在给自行车轮胎快速打入空气（可看成理想气体）的过程中，对于轮胎内的气体.下列说法中不正确的是（　　）

A.压强不变B.内能增加

C.分子平均动能不变D.分子势能增加

E.外界不断对胎内气体做功

3.下列说法不正确的是（　　）

A.机械能全部转变成内能是不可能的

B.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第一定律

C.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的

E.自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用

4.（2014年山东卷）如图K1131所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体.当环境温度升高时，缸内气体（　　）

图K1131

A.内能增加

B.对外做功

C.压强不变

D.压强增大

E.分子间的引力和斥力都增大

5.如图K1132所示，将一空的薄金属圆筒开口向下压入水中，设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计空气分子间的相互作用.被淹没的金属筒在缓慢下降的过程中，筒内空气体积不断减小，则下列说法中不正确的是（　　）

图K1132

A.筒内空气的压强在增大

B.筒内空气的温度在升高

C.筒内空气向外界放热

D.筒内空气的内能减小

E.筒内空气向外界吸热

6.下列有关物体内能改变的判断中，正确的是（　　）

A.外界对物体做功，物体的内能一定增加

B.外界对物体传递热量，物体的内能一定增加

C.物体对外界做功，物体的内能可能增加

D.物体向外界放热，物体的内能可能增加

E.物体内能的改变等于外界对物体做的功和物体吸收的热量的总和

7.（2015年广东梅州质检改编）关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（　　）

A.第二类永动机违反能量守恒定律

B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加

C.保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多

D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种改变方式是有区别的

E.第一类永动机违反了能量守恒定律

二、非选择题

8.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，解答：

（1）物体的内能是增加还是减少？

变化量是多少？

（2）分子势能是增加还是减少？

（3）分子的平均动能是增加还是减少？

9.一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，如图K1133所示水平放置.活塞的质量m＝20kg，横截面积S＝100cm2，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使气缸水平放置，活塞与气缸底的距离L1＝12cm，离气缸口的距离L2＝3cm.外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平，已知g＝10m/s2，求：

（1）此时气体的温度为多少？

（2）在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？

图K1133

10.在如图K1134所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：

第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9J.图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零.求：

（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1.

（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2.

图K1134

实验十二　用油膜法估测分子的大小　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

一、单项选择题

1.一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有（　　）

A.油酸分子的直径d＝

B.油酸分子的直径d＝

C.油酸所含的分子数n＝

NA

D.油酸所含的分子数n＝

NA

2.用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的（　　）

A.摩尔质量B.摩尔体积

C.体积D.密度

3.关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是（　　）

A.油酸滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积

B.油酸滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积

C.油酸滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积

D.油酸滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等收缩到稳定状态后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积

4.某种油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在平静的水面上，最后形成的油膜最大面积约为（　　）

A.10－10m2B.104m2C.1010cm2D.104cm2

5.（2014年山东滨州一模）下列说法正确的是（　　）

A.布朗运动是指悬浮固体颗粒的运动，反映了固体内部分子的无规则运动

B.温度一定时，水的饱和汽压也是一定的

C.第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没有违背能量守恒定律，因此，随着科学技术的迅猛发展，第二类永动机是可以制成的

D.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小

二、多项选择题

6.利用油膜法测出了分子直径D后，若滴在液面上一滴油酸的体积为V，水面上形成的油膜面积为S，这滴油酸中的油酸分子数为N，阿伏加德罗常数为NA，则下述表达式近似正确的是（　　）

A.V＝

NπD3B.S＝

NπD2C.V＝NADSD.S＝NAπD2

7.根据热力学定律，下列说法中正确的是（　　）

A.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机

D.能的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”

三、非选择题

8.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验时，实验简要步骤如下：

A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S

B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上

C.用浅盘装入约2cm深的水，然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上

D.用公式L＝

，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小

E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V

F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数

上述实验步骤的合理顺序是________________.

9.（2014年江苏二模）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴油酸溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图S121所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm，该油酸膜的面积是________m2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6mL，则油酸分子的直径是________m.（上述结果均保留一位有效数字）

图S121

10.（2015年江苏连云港月考）利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量M＝9×10－2kg/mol，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：

（1）油分子的直径是多少？

（2）由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是多少？

（计算结果保留一位有效数字）

专题提升十一　气体图象的应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.一定质量的理想气体的pt图象如图Z111所示，在气体由状态A变化到状态B的过程中，体积变化情况为（　　）

图Z111

A.一定不变B.一定减小

C.一定增大D.不能判定怎样变化

2.（多选，2014年新课标卷Ⅰ）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图Z112所示.下列判断正确的是（　　）

图Z112

A.过程ab中气体一定吸热

B.过程bc中气体既不吸热也不放热

C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小

E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

3.（多选）一定质量理想气体的状态经历了如图Z113所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在（　　）

图Z113

A.ab过程中不断增加

B.bc过程中保持不变

C.cd过程中不断增加

D.da过程中保持不变

4.（多选，2014年湖南十校联考）如图Z114所示，固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中.现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化.下列图象中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，

k表示该气体分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线.能正确反映上述过程的是（　　）

图Z114

ABCD

5.（2013年江苏卷）如图Z115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，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）.这就是著名的“卡诺循环”.该循环过程中，下列说法正确的是（　　）

图Z115

A.A→B过程中，外界对气体做功

B.B→C过程中，气体分子的平均动能增大

C.C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

6.某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图Z116所示的pt图象.已知在状态B时气体的体积VB＝3L，求：

图Z116

（1）气体在状态A的压强.

（2）气体在状态C的体积.

7.在如图Z117所示的pV图象中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，吸收热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J，求：

（1）ACB过程中气体的内能是增加还是减少？

变化量是多少？

（2）BDA过程中气体是吸热还是放热？

吸收或放出的热量是多少？

图Z117

8.如图Z118甲所示为“⊥”形上端开口的玻璃管，图乙为玻璃管内封闭气体的pV图象，管内有一部分水银封住气体，细管足够长，图中大小截面面积分别为S1＝2cm2、S2＝1cm2.封闭气体初始温度为57℃，封闭气体长度为L＝22cm.求：

图Z118

（1）封闭气体初始状态的压强.

（2）当缓慢升高气体温度到多高时方可将所有水银全部挤入细管内.

（3）当温度升高至492K时，液柱下端离开粗细接口处的距离.

专题十一　热　学

第1讲　分子动理论　内能

1．ADE　2.ABC　3.CDE　4.BCE　5.ADE

6．CDE　解析：

当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小平衡距离时，分子力表现为斥力，故r2处分子间的作用力为零，所以r＝r2处释放的两个分子，它们之间没有相互作用力，故它们将保持原来的静止状态，A、B错误．当r＝r1，分子间表现为斥力，随着距离的增大，斥力在减小，所以加速度在减小，当到r＝r2处作用力为零，加速度为零，速度最大，之后分子间表现为引力，距离增大，引力增大，加速度增大，故加速度先减小后增大，故CD正确．r＝r2为平衡位置，平衡位置的分子势能最小，故E正确．

7．BCE　解析：

气体分子在做无规则的运动，失去容器后就会散开，选项A错误；一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变，平均动能不变，而内能增加，所以其分子之间的势能增加，选项B正确；根据理想气体状态方程知如果压强不变，体积增大，温度升高，根据ΔU＝W＋Q，ΔU>0，W<0，故Q>0，它一定从外界吸热，选项C正确；若气体的体积增大，分子密度减小，压强可能减小，选项D错误；内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，选项E正确．

8．ACE　9.ABD

10．CDE