届高考物理专题复习检测专题七热学选修33模块.docx

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届高考物理专题复习检测专题七热学选修33模块

专题七　选考部分

第1讲　热学（选修3-3模块）

（建议用时:

40分钟　满分:

90分）

1.（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是　　　　.（填正确答案标号） 

A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

B.杯中的茶水慢慢冷却,该过程中有的水分子的运动速率反而增大了

C.清晨时阳光透过窗户射入房间,观察到空中飞舞的粉尘在做布朗

运动

D.在南方的梅雨季节,湿衣服较不容易晾干,这是相对湿度较大的

缘故

E.空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化

（2）（10分）如图所示,体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分,汽缸上部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸,不能流出汽缸）与一打气筒相连.开始时,汽缸内上部分空气的压强为p0,现用打气筒向汽缸内打气.已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为

的空气,当打气49次后,稳定时汽缸上下两部分的体积之比为9∶1,重力加速度取g,外界温度恒定,不计活塞与汽缸间的摩擦,所有气体均可看成理想气体.求活塞的质量m.

解析:

（1）液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,液晶显示器就是利用了液晶的这一特点,故A正确;当温度降低时,大部分的液体分子的速率减小,但个别液体分子的速率增加,故B正确;空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的宏观运动,不是布朗运动,故C错误;在南方的梅雨季节,空气的相对湿度较大,蒸发变慢,湿衣服较不容易晾干,故D正确;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸取热量使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,因此空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能,故E错误.

（2）以打入49次气体和缸内上部分气体为研究对象,

开始时,V1=

+49×

=

p1=p0,

打气49次后V2=

由玻意耳定律得p1V1=p2V2

代入数据解得p2=6p0

以下部分气体为研究对象,

初态:

V3=

p3=p0+

末态:

V4=

p4=p2+

由玻意耳定律可知p3V3=p4V4,

联立解得m=

.

答案:

（1）ABD　

（2）

2.（15分）（2019·河南洛阳模拟）

（1）（5分）下列说法正确的是　　.

（填正确答案标号） 

A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大

B.处于完全失重的水滴呈球形,是液体表面张力作用的结果

C.水蒸气的压强不再发生变化,说明蒸发和液化达到动态平衡

D.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体

E.一定质量的理想气体体积不变时,温度越高,单位时间内器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多

（2）（10分）如图所示,粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,左管口封闭,管中一段水银在左管中封闭一段空气柱,空气柱长为6cm,右管中水银液面离管口高度为4cm,已知大气压强为76cmHg,环境温度为300K.

①若将环境温度降低,使左右管中水银面相平,则环境的温度应降为多少?

②若从右管口推入一个活塞,活塞与玻璃管内壁气密性好,缓慢推动活塞,使玻璃管两边水银面相平,则活塞在玻璃管中移动的距离为

多少?

解析:

（1）在一定温度条件下,空气的相对湿度越大,水蒸发越慢,人就感到越潮湿,故当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,但绝对湿度不一定大,故A错误;处于完全失重状态时,由于液体表面张力作用,水滴呈球形,故B正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,水的蒸发与水蒸气的液化达到平衡,是一种动态平衡,故C正确;单晶体一定有规则的几何形状,而多晶体与非晶体没有天然规则的几何形状,故D错误;气体体积不变时,温度越高,由pV=CT知,气体的压强越大,由于单位体积内气体分子数不变,分子平均动能增大,所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多,故E正确.

（2）①开始时,封闭气体的压强大小为

p1=p0+h=78cmHg

降温后,两边液面相平时,封闭气体的压强大小为

p2=p0=76cmHg

根据理想气体状态方程有

=

其中L1=6cm,L2=5cm,T0=300K

求得T=243.6K.

②设活塞移动的距离为x,两管中气体的压强为p,对左管中气体研

究有

p1L1S=pL2S

对右管中气体研究有:

p0L3S=p（L2-x）S

其中L3=4cm

解得x=1.75cm.

答案:

（1）BCE　

（2）①243.6K　②1.75cm

3.（15分）（2019·山东潍坊模拟）

（1）（5分）下列说法中正确的是

　　　　.（填正确答案标号） 

A.一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,气体的压强会变大.这是因为气体分子的密集程度增加

B.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而

减小

C.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动

D.一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和

E.当气体膨胀时,气体对外界做正功,因而气体的内能减小

（2）（10分）如图所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍.细筒内封闭一定质量的理想气体Ⅰ,气柱长L1=25cm,粗筒中A,B两个轻质活塞间充满空气Ⅱ（可视为理想气体）气柱长L2=28cm,在两个活塞之间的筒壁上有一个小孔,小孔与活塞A,B间距相等并与外面的大气相通.两活塞与筒壁间的摩擦不计.开始时,A,B两个活塞处于平衡状态,活塞A上方的水银高H=15cm,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至将水银质量的

推入细筒中,设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压

强.求:

①此时气体Ⅰ的压强.

②活塞B向上移动的位移.

解析:

（1）根据压强的微观意义可知,一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,因为气体分子的密集程度增加,气体的压强会变大,故A正确;当分子力表现为斥力时,分子间距离增大,分子力做正功,分子势能随分子间距离增大而减小,故B正确;布朗运动的剧烈程度与温度有关,原因是液体分子的运动与温度有关,我们将分子的运动叫分子热运动,但布朗运动不是热运动,故C错误;理想气体不计分子势能,一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和,故D正确;当气体膨胀时,气体对外界做正功,若从外界吸热,则气体内能可能增大,故E错误.

（2）①初态封闭气体Ⅰ压强

p1=p0-ρgH=60cmHg

水银上升到细筒中,设粗筒横截面积为S,进入细筒的水银高度为h1

则

HS=h1

即h1=H=15cm.

留在粗筒中水银高度为h2=10cm

由玻意耳定律可得p1L1

=p1′（L1-h1）

解得p1′=150cmHg.

②活塞到达小孔时封闭气体Ⅱ

初状态p2=P0,V1=

·S

末状态:

p2′=p1′+h1+h2=175cmHg,

V2=L2′·S

对封闭后的气体Ⅱ根据玻意耳定律得p0

S=p2′L2′S

解得L2′=6cm

活塞B上升的距离Δh=L2+H-（h2+L2′）=27cm.

答案:

（1）ABD　

（2）①150cmHg　②27cm

4.（15分）

（1）（5分）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300K,压强p0=1atm,封闭气体的体积V0=3m3,如果将该汽缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体.

①则990m深处封闭气体的体积为　　　　.（1atm相当于10m深的海水产生的压强） 

②下潜过程中封闭气体　　　　（选填“吸热”或“放热”）,传递的热量　　　　（选填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功. 

（2）（10分）如图所示,一定质量的理想气体从A状态经过一系列的变化,最终回到A状态,求C状态的温度以及全过程中气体吸收或放出的热量,已知A状态的温度为27℃.

解析:

（1）①当汽缸下潜至990m深处时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知p=100atm

根据理想气体状态方程得

=

代入数据得V=2.8×10-2m3.

②下潜过程中温度降低,则ΔU<0,气体体积减小,

则W>0,由ΔU=Q+W知,Q<0,放热,且|Q|>W.

（2）气体由A到B过程:

初状态:

pA=1×105Pa,TA=300K,VA=10L

末状态:

pB=2×105Pa,VB=20L

由理想气体状态方程得

=

可得TB=1200K

B到C过程为等容变化:

=

可得TC=2400K

整个过程中温度不变:

ΔU=Q+W=0

因为外界对气体做功可以用图象所围的面积来表示,故

W=1.5×103J

则Q=-1.5×103J,即气体放出热量为1.5×103J.

答案:

（1）①2.8×10-2m3　

②放热　大于　

（2）见解析

5.（15分）（2019·福建福州三模）

（1）（5分）关于热力学定律,下列说法正确的是　　　　.（填正确答案标号） 

A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少

B.第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律

C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律

D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律

E.熵是系统内分子运动无序性的量度,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展

（2）（10分）如图所示,两端开口、粗细均匀的U形管内装有水银,底部有一开关K把水银等分成两部分,右管内有一质量不计的轻质活塞封闭一定质量的理想气体,活塞上方玻璃管未画出（足够长）.已知大气压强p0=75cmHg,管内水银柱的高度为L=7.5cm,空气柱的长度为L0=

30cm,U形管底部宽度为10cm.现用力缓慢地把活塞向上提起h=

15cm,求:

①空气柱内气体的压强p1.

②保持活塞的位置不变,打开U形管底部的开关,稳定后空气柱内气体的压强p2.

解析:

（1）一定质量的理想气体等压膨胀,若从外界吸热,温度升高,则内能增加,故A错误;第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律,故B正确;热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律,并不是从另一个侧面阐述能量守恒定律,故C错误;从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律,故D正确;熵是系统内分子运动无序性的量度,从微观角度看,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,故E正确.

（2）①设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律有

p0L0S=p1（L0+h）S

解得p1=50cmHg.

②设打开开关稳定后左管内水银没有全部进入U形管的水平部分,此时水银面下降Δh,则有p2=p0-2Δh

根据玻意耳定律有

p0L0S=p2（L0+h-Δh）S

联立解得Δh=7.5cm或Δh=75cm（舍去）

由Δh=7.5cm=L,且U形管底部宽度为10cm,说明打开开关稳定后,左管内的水银刚好全部进入U形管的底部.

则稳定后空气柱内气体的压强为

p2=p0-2ρgL=60cmHg.

答案:

（1）BDE　

（2）①50cmHg　②60cmHg

6.（15分）（2019·黑龙江哈尔滨四模）

（1）（5分）下列说法正确的是　　　　.（填正确答案的标号） 

A.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性

B.无论科学技术怎样发展,热量都不可能从低温物体传到高温物体

C.晶体在熔化过程中要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变

D.对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热

E.悬浮在液体中的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈

（2）（10分）如图所示,一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量不计、横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时停止加热,活塞上升了2h并稳定,此时气体的热力学温度为T1.已知大气压强为p0,重力加速度为g,活塞与汽缸间无摩擦且不漏气,求:

①加热过程气体的内能增加量.

②停止对气体加热后,在活塞上缓慢添加沙粒,当添加沙粒的质量为

m0时,活塞恰好下降了h,求此时气体的温度.

解析:

（1）根据热力学第二定律可知,宏观自然过程自发进行是有方向性的,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性,故A正确;热量可以从低温物体传到高温物体,比如空调制冷,故B错误;晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,分子势能增大,分子平均动能不变,内能增大,故C错误;对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体对外做功,它一定从外界吸热,故D正确;布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈,故E正确.

（2）①加热过程气体做等压变化,

且封闭气体压强为p1=p0

外界对气体所做的功W=-2p0Sh

由热力学第一定律可知ΔU=W+Q

解得ΔU=Q-2p0Sh.

②对封闭气体,初态:

p1=p0,V1=3h·S.

添加沙粒后p2=

+p0,V2=2h·S

由理想气体状态方程得

=

解得T2=

.

答案:

（1）ADE　

（2）①Q-2p0Sh　②