版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练17 热 学含答案解析.docx

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版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练17热学含答案解析

课时跟踪训练（十七）

1．（2018·湖北武汉市4月模拟）

（1）（多选）关于固体和液体，下列说法正确的是________．

A．晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，其有空间周期性，因而原子是固定不动的

B．毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果

C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点

D．在密闭容器中，液面上方的蒸汽达到饱和状态时，从宏观上看蒸发现象停止

E．空气中水蒸气的实际压强越大，相对湿度就越大

（2）（10分）一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D后又回到状态A，其状态变化过程中的V－T图像如图所示．已知该气体在状态A时的压强为1×105Pa，气体在BC过程中吸热1000J，在DA过程中放热400J.

①求气体在C状态时的压强．

②将该循环过程用p－V图像表示出来．

③求气体经过一次循环又回到初态过程中，外界对气体做的功．

解析　

（1）分子的热运动是永不停息的，A错，毛细现象是液体表面层和附着层中分子间作用力的不同表现而产生的，B对．液晶是一种特殊的物质，对光的传导具有各向异性，C对．饱和蒸汽与液体处于动态平衡状态，宏观上看液体的量并未减少，蒸发像是停止，D对，相对湿度还与当时温度对应的饱和气压有关，空气中水蒸汽的实际压强大，相对湿度不一定大，E错．

（2）①气体从A状态到B状态是等容气温过程，由查理定律＝知pB＝2×105Pa

从B状态到C状态是等温变化，由玻意耳定律pBVB＝pCVC得pC＝1×105Pa

②由气体状态方程＝知pD＝5×104Pa

结合气体在V－T图中的变化过程，可在p－V图中作出其循环过程如图所示

③气体在BC和DA段都是等温变化，其内能不变，因此BC过程中吸热1000J，全部用于对外做功，即W1＝Q1＝1000J，DA过程中放热400J等于外界对气体做功W2＝Q2＝400J

因此外界对气体的总功为W＝W2－W1＝－600J

答案　

（1）BCD　

（2）①1×105Pa　②答案见解析

③－600J

2．（2018·湖南长郡中学高三月考）

（1）（多选）下列说法中正确的是________．

A．给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力

B．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现

C．悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动

D．干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远

E．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

（2）2016年里约奥运会，赢得个人第23枚奥运金牌的菲尔普斯是青睐中国古老的拔罐疗法的奥运选手之一，如今火罐已风靡全球，若罐的容积为50cm3，空气温度为27℃，已知大气压p0＝1.0×105Pa，罐导热性能良好．

①某次拔罐过程中，罐内空气被加热到57℃，求此时罐内空气质量与室温下罐内空气质量的比；

②当罐被扣到人体上之后，罐内的空气从57℃降温到室温，罐的容积由于皮肤变形减少2cm3，求降温之后罐内气体的压强（结果保留两位有效数字）．

解析　

（1）给车胎打气，越压越吃力，是由于车胎内气体压强不断增大，选项A错误；液体表面张力是由于液体表面层分子比液体内部分子间稀疏，分子间表现为引力，浸润现象是由于随着层里的分子比液体内部分子密，分子表现为斥力，故液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现，选项B正确；悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了水分子做无规则的热运动，选项C错误；干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远，选项D正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项E正确．

（2）①罐的容积V1＝50cm3，罐内空气温度T1＝（27＋273）K＝300K

此时包括溢出罐气体在内的气体的总体积为V2，温度为T2＝330K

又盖吕萨克定律有＝，解得V2＝55cm3

则57°时罐内剩余气体质量与室温下气体质量之比等于＝

②降温前罐内气体的总体积为V3＝50cm3，温度为T3＝330K，压强为p3＝1.0×105Pa

降温的后：

V4＝50cm3，T4＝300K，p4＝7

由＝解得p4＝0.95×105Pa

答案　

（1）BDE　

（2）①＝　②p4＝0.95×105Pa

3．（2018·泰安市一模）

（1）（多选）分子在不停地做无规则运动，它们之间存在着相互作用．这两种相互的因素决定了分子的三种不同的聚集形态：

固体、液体和气体．下列说法正确的是（　　）

A．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的

B．液体表面层中分子间的相互作用表现为引力

C．液体的蒸发现象在任何温度下都能发生

D．汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的

E．有的物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高

（2）如图，长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B导热良好、内壁光滑，A竖直固定、B水平固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度为20℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量均为m.原长为2l的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在汽缸A底部．稳定后活塞C距汽缸A底部，活塞D距汽缸B的底部3l.求

①弹簧的劲度系数k；

②若在活塞D上施加一水平向左的力缓慢推动活塞D，使汽缸A中弹簧恢复原长，此时活塞D距汽缸B底的距离．

解析　

（1）无论固体、液体和气体，分子都在做永不停息的无规则运动，A错．当分子间距为r0时，分子引力和分子斥力相等，液体表面层的分子比较稀疏，分子间距大于r0，所以分子间表现为引力，B正确．蒸发是液体表面分子无规则运动的结果，C正确．汽化是物质从液态变成气态的过程，汽化分蒸发和沸腾．而不是分子间相互排斥而产生的，D错．冰在融化的过程中吸收热量温度不升高，E正确．

（2）①对活塞D，可知稳定时，内外气体压强相等．

对活塞C，mg＝k，解得k＝

②汽缸A中弹簧恢复原长，对活塞C，mg＋p0S＝pS，解得：

p＝2p0

对汽缸A、B中的气体p0S＝pS（21＋x），解得：

x＝

此时活塞D距汽缸B底部的距离x＝.

答案　

（1）BCE　

（2）①　②

4．（2018·河南省石家庄市高三调研）

（1）（多选）下列说法正确的是（　　）

A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢

B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增大时，分子间的引力增大，斥力减小

C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

D．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动

E．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

（2）如图所示，两气缸A、B固定于水平面上，气缸A及活塞a导热良好，气缸B及活塞b绝热，活塞与气缸间的摩擦忽略不计，初始状态时，气缸A、B中封闭了等量了理想气体，气柱长度均为L0＝0.6m，此时气体温度与外界温度相等，均为27℃，气体压强与外界大气压强相等，均为p0＝1×105Pa，现通过电热丝缓慢地对气缸B中气体加热，直至气缸B中气体温度达到600K，该过程中环境温度及外界大气压强一直保持不变，T＝t＋273K，当气缸B中气体温度达到600K时，求：

①气缸A、B中气柱的长度LA、LB.

②气缸A中封闭气体的压强．

解析　

（1）根据相对湿度的定义可知，A正确；分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大时，引力和斥力都减小，B错误；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性的特征，C正确；液体中悬浮颗粒的运动称为布朗运动，D正确；液体的表面张力的方向与液体表面相切，E错误．

（2）①对活塞a、b整体由平衡条件可知pA＝pB＝p

对气缸A中气体＝

对气缸B中气体＝

即＝

又T0＝300K且LA＋LB＝2L0

解得LA＝0.4m，LB＝0.8m

②对气缸A中气体pASLA＝p0SL0

解得pA＝1.5×105Pa

答案　

（1）ACD　

（2）①LA＝0.4m，LB＝0.8m　②1.5×105Pa

5．（2018·江西临川一中3月模拟）

（1）（多选）下列说法正确的是________．

A．具有各向异性的固体一定是晶体

B．悬浮在液体中的小颗粒越大，布朗运动越剧烈

C．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

D．两个分子间的引力或斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得更快

E．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间只存在分子引力

（2）如图所示，一绝热汽缸倒立竖放在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体，在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重量G＝30N，活塞的横截面积S＝3×10－3m2.活塞静止时，缸内气体温度t1＝27℃，体积V1＝3×10－3m3.外界的大气压强恒为p0＝1×105Pa.缸内有一个电阻丝，电阻丝的电阻值恒为R＝5Ω，电源电动势E＝18V、内阻r＝1Ω.闭合开关20s后，活塞缓慢下降高度h＝0.1m，求：

①20s内气体内能的变化量；

②20s末缸内气体的温度．

解析　

（1）具有各向异性的固体一定是晶体，选项A正确；悬浮在液体中的小颗粒越大，液体分子对其碰撞的平衡性越大，布朗运动越不明显，选项B错误；露珠呈球状是由于液体表面分子较内部烯疏，从而形成了表面张力的原因，选项C正确；分子间的引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小；不过斥力减小得快，引力减小得慢，选项D正确；把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明这个区域分子间的引力大于分子间的斥力而表现为引力，不能说明分子间只存在引力，选项E错误．

（2）①设缸内气体初态压强为p1，对活塞由受力平衡条件有p0S＝G＋p1S

在电热丝对气体加热20s的过程中，气体对外界做的功为W＝p1Sh

电阻丝产生的热量为Q＝I2Rt，其中I＝

根据热力学第一定律有ΔU＝Q－W

解得ΔU＝873J，即气体的内能增加了873J.

②气体做等压膨胀，由盖—吕萨克定律有＝

解得T2＝330K，即缸内气体的温度是57℃或330K.

答案　

（1）ACD　

（2）①873J　②57℃或330K

6．（2018·安徽省合肥市高三模拟）

（1）如图所示，假设甲分子（未画出）固定在原点O处静止不动，乙分子（未画出）位于Ox轴不同位置处，两条曲线分别表示分子间引力和斥力的大小随两分子间距离x的变化关系，E为两曲线的交点．取无穷远处的分子势能为零．下列判断正确的是________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．x＝x0时，分子间作用力为零

B．x

C．x从x0开始逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小

D．x＝x0时，分子势能为零

E．x从x0开始逐渐增大，分子势能也逐渐增大

（2）（10分）如图所示，两个质量分别为m1＝10kg、m2＝20kg的长气缸A、B（缸壁厚度不计）放置在水平地面上，分别用质量均不计的活塞C、D将理想气体M、N封闭在气缸内，C、D用一跨过两定滑轮且不可伸长的柔软轻绳连接．系统处于静止状态，滑轮下方的轻绳沿竖直方向，C、D离地高度分别为h、3h，M、N的压强为外界大气压p0＝1.0×105Pa，N的温度t1＝27℃.已知C、D横截面积均为S＝0.01m2，取g＝10m/s2，不计一切摩擦．若对N缓慢降温，M的温度始终保持在27℃，求A刚要离开地面时N的摄氏温度．

解析　当x＝x0时，分子引力与分子斥力平衡，分子间作用力为零，A正确；xx0时，分子力表现为引力，x从x0开始逐渐增大的过程中，分子力一直做负功，分子势能逐渐增大到零，即x＝x0时，分子势能为负值，D错误，E正确．

（2）设A恰好离开地面时M的压强为p1，C上升的高度为Δh，则对A受力分析有

p1S＝p0S－m1g

对M，根据玻意耳定律有

p0·hS＝p1·（h＋Δh）S

解得Δh＝h

A恰好离开地面时D离地的高度为h1＝3h－Δh＝h

对N，根据理想气体状态方程有

＝

其中T1＝（273＋27）K＝300K

由C、D各自受力平衡可得p2＝p1

解得T2＝260K

A刚要离开地面时N的摄氏温度t2＝－13℃.

答案　

（1）ACE　

（2）－13℃

7．（2018·漳州市八校联考）

（1）下列说法正确的是________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．一个热力学系统吸收了热量，其内能不一定增加

B．绝热情况下，外界对物体做了正功，物体的内能也不一定增加

C．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%

D．第二类永动机是不可能制造出来的，因为它不仅违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律

E．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

（2）如图所示的薄壁玻璃管，上端开口且较粗，截面积S1＝2cm2；下端封闭且较细，截面积S1＝1cm2，上下管的长度均为L＝12cm.一段水银柱把一质量的理想气体封闭在细管内，两水银面正好均在两部分玻璃管的正中央位置．已知大气压强p0相当于76cm高水银柱产生的压强，气体初始温度为T1＝264K，重力加速度g取10m/s2.

①若缓慢升高气体温度，求当细管内的水银刚被全部排出时气体的温度T2；

②若继续升高温度，要使水银不溢出，则温度T3不能超过多少？

解析　

（1）一个热力学系统内能增量等于气体从外界吸收的热量与外界对它所做的功的和，所以A正确，B错误；根据热力学第二定律“不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响”，可以判断C正确；第二类永动机不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律，D错误；在任何自然过程中，一个孤立的系统的熵不会减小，并且熵值越大，系统内分子运动越无序，E正确．

（2）①设水银全部进入上端玻璃管时，水银柱的长度为xS1＋S2＝xS1，得x＝＝9cm

初态压强p1＝p0＋ph1＋ph2＝88cmHg，末态压强p2＝p0＋px＝85cmHg

体积V1＝S2＝6cm3，V2＝LS2＝12cm3

由理想气体状态方程＝，解得T2＝510K

②继续升高渐度气体经历等压过程，则

由盖—吕萨克定律知，＝

其中V3＝LS2＋（L－x）S1＝18cm3

解得T3＝765K

答案　

（1）ACE　

（2）①510K　②765K

8．（2018·重庆市名校联盟高三下学期二次诊断）

（1）下列说法中正确的是________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．由于两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变化，则可以判定在这一过程中，分子间的相互作用力一定做了功

B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加

C．物体的内能跟物体的温度和体积有关

D．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大

E．当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小

（2）如图所示，导热性能良好的气缸Ⅰ和Ⅱ高度为h，左右两端的横截面积不同，其中Ⅱ的横截面积为S，在它们的底部有一细管相连（细管的容积忽略不计），在两气缸内均放置一个厚度不计的活塞，其质量分别为mA＝2m和mB＝m，忽略活塞与气缸的摩擦，两活塞底部下方为理想气体，开始时的温度均为T0，上方为真空，当活塞下方气体处于平衡状态时，两活塞底部相对于气缸底的高度均为.现对气体加热，最终A、B两活塞距离气缸顶部都为.求：

（ⅰ）活塞A的横截面积；

（ⅱ）气缸内气体最后的温度T.

解析　

（1）分子间距变化使分子势能变化，则分子力一定做了功，A正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，B错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，做功可改变物体的体积，热传递可改变物体的温度，C正确；分子热运动越剧烈，只能是物体分子平均动能越大，并不是每个分子的动能越大，D错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，只是引力减小得更明显，E正确．

（ⅰ）Ⅰ、Ⅱ内的气体压强相等，设活塞A的横截面积为SA，对活塞A、B受力分析可得

mAg＝pSA

mBg＝pSB

解得SA＝2S

（ⅱ）在对气体加热时，气体的压强始终相等，开始时气体的体积为V1＝2S×＋S×＝S

最终气体的体积为V2＝2S×＋S×＝S

由盖—吕萨克定律可得＝，即＝

故T＝T0

答案　

（1）ACE　

（2）（ⅰ）2S　（ⅱ）T0