专项练习14热学解析版.docx

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专项练习14热学解析版

2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（14）热学

一．选择题

1．（2020•西城区一模）自2020年初开始，我国发生了新冠肺炎疫情。

面对疫情，中华儿女众志成城，科学战“疫”，现在疫情已经得到了有效控制。

2020年3月3日，国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传播途径：

经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。

气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等。

气溶胶中的粒子具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、散射等。

关于封闭环境中气溶胶粒子，下列说法正确的是（　　）

A．在空气中会缓慢下沉到地面

B．在空气中会缓慢上升到空中

C．在空气中做无规则运动

D．受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力

【答案】C

【解答】ABC、由于气体分子对它撞击的不平衡性，造成气溶胶粒子在空气中要做无规则的布朗运动，不会在空气中缓慢下沉，也不会在空气中缓慢上升，故AB错误，C正确；

D、空气分子对它撞击的不平衡性造成了布朗运动，但空气分子对它的作用力和重力的大小无法比较，且空气分子对它撞击的方向也是无规则的，故D错误。

故选：

C。

2．（2019•延庆区一模）飞机从地面由静止起飞，随后在高空飞行，乘客小明随身携带了一个茶杯，以下说法中正确的是（　　）

A．飞机飞行的速度越大，组成茶杯的分子平均动能越大

B．飞机飞行的高度越高，组成茶杯的分子势能越大

C．倒入热水后的茶杯温度升高，组成茶杯的每个分子速率都会增大

D．倒入热水后的茶杯温度越高，组成茶杯的分子热运动越剧烈

【答案】D

【解答】A、飞机飞行速度大，飞机的动能大，组成茶杯的分子平均动能与温度有关，温度越大，分子平均动能越大，故A错误；

B、飞机高度高，飞机的重力势能大，分子势能和分子间的间距有关，故B错误；

C、倒入热水后的茶杯温度升高，组成茶杯的每个分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都会增大，故C错误；

D、温度是分子平均动能的标志，温度高，分子热运动剧烈，故D正确。

故选：

D。

3．（2020•青岛二模）呼吸机在抗击新冠肺炎的战疫中发挥了重要的作用。

呼吸机的工作原理可以简述为：

吸气时会将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。

若吸气前肺内气体的体积为V0，肺内气体压强为p0（大气压强）。

吸入一些压强为p0的气体后肺内气体的体积变为V，压强变为p，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　）

A．V﹣V0B．

C．

D．

【答案】D

【解答】设压入的气体体积为V1，气体发生等温变化，由玻意耳定律得：

p0（V0+V1）＝pV，

解得：

V1＝

，故D正确，ABC错误。

故选：

D。

4．（2020•崇明区二模）如图所示，左端封闭右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为p1，水银面高度差为h。

当左侧部分气体温度升高较小的△t，重新达到平衡后，h和p1的变化是（　　）

A．h不变，p1不变B．h不变，p1变大

C．h变小，p1变小D．h变小，p1不变

【答案】D

【解答】设外界大气压为p0，右侧封闭气体上方的水银柱长度为H，则右侧封闭气体压强p1＝p0+ρ水银gH，

左侧部分气体温度升高较小的△t，右管内封闭气体做等压变化，故p1不变；

左侧部分气体温度升高较小的△t，左管内封闭气体体积增大，则h减小，故D正确、ABC错误。

故选：

D。

5．（2020•海淀区校级三模）关于下列实验及现象的说法，正确的是（　　）

A．图甲说明薄板是非晶体

B．图乙说明气体速率分布随温度变化且T1＞T2

C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关

D．图丁说明水黾受到了浮力作用

【答案】C

【解答】A、图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体。

故A错误；

B、图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知T2＞T1．故B错误；

C、如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关。

故C正确；

D、水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D错误。

故选：

C。

6．（2018•南通一模）下列现象与液体表面张力无关的是（　　）

A．透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面布漏雨水

B．在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形

C．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝

D．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开

【答案】D

【解答】A、由于雨水表面存在表面张力，虽然布伞有孔，但不漏水，故与表面张力有关；

B、在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，是水滴表面的分子间的距离比内部分子距离大，分子间表现为引力产生，故与表面张力有关；

C、把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，是由于液态的玻璃表面的分子间的距离比内部分子距离大，分子间表现为引力产生，故与表面张力有关；

D、把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开，是扩散现象，是分子无规则热运动产生的，故与表面张力无关；

本题选与表面张力无关的，

故选：

D。

二．多选题

7．（2020•河南模拟）下列说法正确的是（　　）

A．虽然空调机既能制热又能制冷，但热传递仍然是存在方向性的

B．当分子间距离减小时，分子势能一定减小

C．把一枚针放在水面上，它会浮在水面，这是水表面存在表面张力的缘故

D．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的

E．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

【答案】ACD

【解答】A、根据热力学第二定律可知，宏观热现象具有方向性，空调机既能制热又能制冷，因为引起了其他变化，故A正确；

B、当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力做负功，根据功能关系可知，分子势能增大，故B错误；

C、把一枚针放在水面上，它会浮在水面，这不是浮力作用的原因，是水表面存在表面张力的缘故，故C正确；

D、根据气体压强的微观解释可知，气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，故D正确；

E、只知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气体分子占据的空间，不能算出分子的体积，故E错误。

故选：

ACD。

8．（2020•3月份模拟）下列说法正确的是（　　）

A．夏天行车，给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时胎压会增大

B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势

D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

E．夏天开空调给车内降温，此时空调机从车内吸收的热量少于向车外排放的热量

【答案】ADE

【解答】A、气体的压强和温度有关，夏天行车，给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时会使胎内气体温度升高、压强增大，可能爆胎，故A正确；

B、知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气体分子占据的空间，不是分子的体积，故B错误；

C、液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间引力大于斥力，所以液体表面具有收缩的趋势，并非没有斥力，故C错误；

D、食盐属于晶体，故食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故D正确；

E、夏天开空调给车内降温，根据能量守恒定律可知，空调机从车内吸收的热量少于向车外排放的热量，故E正确。

故选：

ADE。

9．（2020•珠海模拟）下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是（　　）

A．甲图中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动

B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等

C．丙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的

D．丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用

E．戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子斥力

【答案】BCD

【解答】A、甲图中微粒的运动是布朗运动，但由于微粒是大量分子组成的，所以微粒的运动并不是物质分子的无规则热运动，故A错误；

B、乙图中当两个相邻的分子间距为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故B正确；

C、食盐是晶体，具有各向异性，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的，故C正确；

D、小草上的露珠呈球形的主要是液体表面张力的作用，故D正确；

E、戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，说明了分子之间存在引力，故E错误；

故选：

BCD。

10．（2020•永州模拟）以下说法正确的是（　　）

A．某物质的密度为ρ，其分子的体积为V0，分子的质量为m，则

B．空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值越大，空气的相对湿度越大

C．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙

D．内能不同的物体，物体内部分子热运动的平均动能可能相同

E．玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面积要收缩到最小的缘故

【答案】BDE

【解答】A、密度是宏观的物理量，分子的质量与体积是微观的物理量，则ρ≠

，故A错误；

B、根据相对湿度的定义式可知，空气中水蒸气的压强与同温度时水的饱和汽压的比值越大，空气的相对湿度越大，故B正确；

C、在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出的原因是液体的表面张力作用，液体表面层分子的分布要比内部稀疏些，分子之间的吸引力和排斥力都减弱了，其中斥力减弱更多，所以表面层分子之间有相互吸引力，这种力叫表面张力，由于表面张力的作用，使水面形成一层弹性薄膜，所以水不会流出，故C错误；

D、物体的内能由温度、体积和物质的量决定，内能不同的物体，温度可能相同，温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，故D正确；

E、玻璃管道裂口放在火上烧熔，熔化的玻璃在表面张力的作用下收缩到最小，从而变得圆滑，故E正确。

故选：

BDE。

三．实验题

11．（2020•海淀区二模）如图1所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；

②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；

③重复上述步骤②，多次测量并记录；

④根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。

（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的　　和　　。

（2）根据记录的实验数据，做出了如图2所示的p﹣V图。

对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式　　，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示　　。

（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。

环境温度分别为T1、T2，且T1＞T2．在如图3所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是　　（选填选项前的字母）。

（4）在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图4所示。

对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。

若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4，则由图可知它们的大小关系是m1　　m2，m3　m4（选填“大于”或“小于”）。

【答案】

（1）质量；温度；

（2）p1V1＝p2V2，气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功；（3）AC；（4）大于；大于。

【解答】

（1）探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度。

（2）一定量的气体在温度保持不变时，压强与体积成反比，即压强与体积的乘积不变，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式是：

p1V1＝p2V2，一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

由功的计算公式可知：

W＝Fl＝pSl＝pV，即pV的乘积表示气体体积变化时所做的功，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示：

气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功。

（3）AB、由理想气体状态方程：

＝C可知，pV＝CT，对于一定量的气体，温度T越高pV越大，即p﹣V图象离坐标轴越远，已知：

T1＞T2，故A正确，B错误；

CD、由理想气体状态方程：

＝C可知，p＝CT

，对于一定量的气体，温度T越高p﹣

图象的斜率越大，已知：

T1＞T2，故C正确，D错误。

故选：

AC。

（4）气体温度相等，由理想气体状态方程：

＝C可知，气体质量越大，气体物质的量越大，常数C越大，

由理想气体状态方程：

＝C可知：

pV＝CT，对于温度相同而质量不同的气体，质量越大C越大，pV越大，故m1大于m2；

由理想气体状态方程：

＝C可知：

p＝CT

，气体质量越大C越大，p﹣

图象斜率越大，故m3大于m4；

四．计算题

12．（2020•海门市模拟）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配置油酸酒精溶液，1mL纯油酸加入酒精中配制1000mL的溶液，用注射器测得1mL上述溶液有100滴。

把1滴油酸酒精溶液滴入撒有痱子粉盛水的浅盘里，将玻璃板盖在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，测得油膜面积是210cm2。

①按以上实验数据估求出油酸分子的直径（保留一位有效数字）。

②某同学用手直接将痱子粉撒在水面上，结果痱子粉不均匀，一些地方偏多，试说明对实验结果的影响？

【答案】①5×10﹣10m。

②偏大。

【解答】①一滴溶液中纯油酸体积为：

V＝

mL＝10﹣5mL

那么分子的直径是：

cm＝5×10﹣10m

②撒得多的地方，油酸不能散开形成单分子层，导致测量面积偏小，分子尺寸测量结果偏大。

13．（2018•盐城三模）气筒给足球打气时，每打一次都把压强1个标准大气压、温度为27℃、体积为448mL空气的打进足球。

已知1mol空气在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4L，阿伏加德罗常数为6×1023mol﹣1．求该气筒每打一次气时，进入车胎内空气分子的个数。

（计算结果保留一位有效数字）

【答案】1×1022（个）

【解答】已知T1＝（273+27）K＝300K，V1＝112mL＝0.112L；T2＝273K，V2＝？

根据

得：

，

故每打一次气进入车胎的空气分子数为：

个。

14．（2021•重庆模拟）如图所示，密闭导热容器A、B的体积均为V0，A、B浸在盛水容器中，达到热平衡后，A中压强为p0，温度为T0，B内为真空，将A中的气体视为理想气体。

打开活栓C，A中部分气体进入B。

①若再次达到平衡时，水温未发生变化，求此时气体的压强；

②若密闭气体的内能与温度的关系为△U＝k（T2﹣T1）（k为大于0的已知常量，T1、T2分别为气体始末状态的温度），在①所述状态的基础上，将水温升至1.2T0，重新达到平衡时，求气体的压强及所吸收的热量。

【答案】①0.5p0；②0.2kT0。

【解答】①气体温度不变，设气体末状态压强为p，由玻意耳定律得：

p0V0＝p×2V0

解得：

p＝0.5p0

②气体温度升高时气体体积不变，设气体末状态压强为p，由查理定律得：

解得：

p＝1.2p0

气体体积不变，外界对气体不做功，即W＝0，

气体温度升高，气体内能的增加量：

△U＝k（1.2T0﹣T0）＝0.2kT0

由热力学第一定律△U＝W+Q可知，气体吸收的热量：

Q＝△U﹣W＝0.2kT0﹣0＝0.2kT0

15．（2021•十模拟）如图所示，四壁均导热的两气缸通过体积可忽略的细管连通，A的横截面积是B的2倍，两气缸长度均为L。

两气缸中各有一厚度可忽略的活塞a、b，质量均为m，活塞b的左右两侧各充有理想气体，活塞a上方为真空。

初态平衡时环境温度为T0，活塞a、b均在气缸正中间。

求：

（1）当环境温度升高至T1时，活塞a刚好上升到顶部，求T1；

（2）在环境温度升高至2T0的过程中，分析活塞b的位置变化。

【答案】

（1）1.5T0。

（2）活塞b的位置不变。

【解答】

（1）设气缸B的横截面积为S，则气缸A的横截面积为2S，

活塞b左侧气体初状态的体积V1＝S•

L+2S•

L＝1.5SL，

活塞b右侧气体初状态的体积V2＝

LS，

当活塞a上升到顶部时，设活塞b与气缸右侧面间的距离为x，

活塞b左侧气体体积V1′＝2SL+S（L﹣x），活塞b右侧气体体积V2′＝Sx，

对气体加热活塞a向上移动过程气体压强保持不变，由盖﹣吕萨克定律得：

对活塞b左侧气体：

活塞b右侧气体：

解得：

x＝0.75L，T1＝1.5T0；

（2）假设活塞b静止不动，两侧气体体积不变，气体发生等容变化，由查理定律得：

对活塞b左侧气体：

对活塞b右侧气体：

对活塞b，由平衡条件得：

p1S＝p2S，

解得：

p1′＝p2′，则p1′S＝p2′S，则活塞b不动，假设正确；

16．（2020•广东三模）如图所示，在大气中有一水平放置的固定刚性圆筒，它由圆心共轴的圆筒a、b连接而成，其横截面积分别为3S和S．已知大气压强为p0，温度为T0．两活塞A、B圆心处用一根长为3l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。

若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，现对被密封的气体缓慢加热，求：

①当B活塞刚好碰到b部分圆筒的左侧时，气体温度为多少？

②当气体温度为3T0时，气体的压强为多少？

【答案】①

；②

。

【解答】①从开始加热气体到B活塞刚好碰到b左侧时，气体为等压变化，

根据盖﹣吕萨克定律，则有：

；

解得：

T＝

；

②当气体温度为3T0时，B活塞已经卡在b左侧，气体在

（1）问的基础上进行等容变化，

根据查理定律，则有：

解得：

p＝

；