高考物理 模拟新题分类汇编 热学含详解.docx
《高考物理 模拟新题分类汇编 热学含详解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理 模拟新题分类汇编 热学含详解.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![高考物理 模拟新题分类汇编 热学含详解.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-11/23/b24f14b6-d7da-4e8f-b1f2-ce10d507afaf/b24f14b6-d7da-4e8f-b1f2-ce10d507afaf1.gif)
高考物理模拟新题分类汇编热学含详解
H单元 热学
H1 分子动理论
14.H1[2011·四川卷]气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A.气体分子可以做布朗运动
B.气体分子的动能都一样大
C.相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动
D.相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大
【解析】C 布朗运动是指悬浮在液体或气体中小颗粒的运动,不是分子的运动,A错误;大量气体分子的速率按一定规律分布,呈“中间多,两头少”的分布规律,气体分子的动能不都一样大,B错误;气体分子是由大量分子组成的,分子之间相距较远,除了相互碰撞或者碰撞器壁外,它们之间没有力的作用,可以在空间自由移动,能够充满它所能达到的空间,C正确,D错误.
13.H1[2011·广东物理卷]如图3所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是( )
图3
A.铅分子做无规则热运动
B.铅柱受到大气压力作用
C.铅柱间存在万有引力作用
D.铅柱间存在分子引力作用
13.H1[2011·广东物理卷]D 【解析】两铅块能压合在一起,是因为铅分子间存在相互作用的分子引力,选项D正确.
12.[2011·江苏物理卷]【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)
(3)H1[2011·江苏物理卷]某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:
油酸的摩尔质量M=0.283kg/mol,密度ρ=0.895×103kg/m3.若100滴油酸的体积为1mL,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?
(取NA=6.02×1023mol-1,球的体积V与直径D的关系为V=
πD3,结果保留一位有效数字)
(3)H1[2011·江苏物理卷]【答案】1×101m2
【解析】一个油酸分子的体积V0=
由球的体积与直径的关系得分子直径D=
一滴油酸的体积V=
m3=1×10-8m3
1滴油酸所形成的单分子油膜的面积S=
,解得S=1×101m2
H2 固体、液体、气体的性质
33.[2011·课标全国卷]
图1-11
H2
(2)如图1-11所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气.
【解析】设玻璃管开口向上时,空气柱的压强为p1=p0+ρgl3①
式中,ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度.
玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空.设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则
p2=ρgl1,p2+ρgx=p0②
式中,p2为管内空气柱的压强.由玻意耳定律得
p1(Sl2)=p2(Sh)③
式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积.由①②③式和题给条件得
h=12cm④
从开始转动一周后,设空气柱的压强为p3,则
p3=p0+ρgx⑤
由玻意耳定律得
p1(Sl2)=p3(Sh′)⑥
式中,h′是此时空气柱的长度.由①②③⑤⑥式得
h′≈9.2cm⑦
36.H2[2011·山东卷][物理—物理3-3]
(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程,以下说法正确的是________.
A.液体的分子势能与体积有关
B.晶体的物理性质都是各向异性的
C.温度升高,每个分子的动能都增大
D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
【解析】AD 由分子动理论可知,液体的分子势能与体积有关,分子平均动能由温度决定,A项正确.单晶体表现为各向异性,但多晶体表现为各向同性,B项错误.温度升高,分子的平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,有的还有可能减小,C项错误.液体表面张力作用,使液滴收缩成球形,D项正确.
图1-19
(2)气体温度计结构如图1-19所示.玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连.开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14cm.后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44cm.(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
①求恒温槽的温度.
②此过程A内气体内能________(填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将________(填“吸热”或“放热”).
【答案】①364K(或91℃) ②增大 吸热
【解析】①设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273K.
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
=
①
p1=p0+ph1②
p2=p0+ph2③
联立①②③式,代入数据得T2=364K(或91℃)
②A中气体温度升高,内能增加(理想气体只考虑分子平均动能),气体不对外做功,由热力学第一定律可得,气体吸热.
28.
(1)H2[2011·福建卷]
(1)如图1-12所示,曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴表示时间t,纵轴表示温度T.从图中可以确定的是_______.(填选项前的字母)
图1-12
A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B.曲线M的bc段表示固液共存状态
C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
28.
(1)H2[2011·福建卷]B 【解析】晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点,A错;水平的一段bc所对的纵坐标就是该晶体的熔点,在这一段既有固态的晶体,也有液态的晶体,即处于固液共存状态,B对;ab段表示晶体处于固态,cd段表示晶体处于液态,但由于非晶体没有固定熔点,无法确定ef、fg处于什么状态,CD错.
H3 内能 热力学定律
33.[2011·课标全国卷]H3
(1)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是________.
A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变
B.若气体的内能不变,其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E.当气体温度升高时,气体的内能一定增大
【答案】ADE
【解析】理想气体内能只与温度有关,当气体温度升高时,气体的内能一定增大,E正确;若气体的压强和体积都不变,其温度一定不变,内能不变,A正确;若气体的内能不变,则温度一定不变,但压强和体积都有可能变化,B错误;当气体的温度升高时,其体积变化情况未知,压强可能增大,可能不变,也可能减小,C错误;气体温度每升高1K所吸收的热量除跟气体内能的变化有关外还与气体在该过程中做功的情况有关,D正确.
14.H3[2011·全国卷]关于一定量的气体,下列叙述正确的是( )
A.气体吸收的热量可以完全转化为功
B.气体体积增大时,其内能一定减少
C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.外界对气体做功,气体内能可能减少
【解析】AD 当气体体积增大而内能不变时,气体吸收的热量全部用来对外做功,A正确;当气体体积增大时,对外做功,若同时吸收热量,且吸收的热量多于对外做的功,内能会增加,所以B错误;若气体吸收热量的同时对外做功,且吸收的热量少于对外做的功,则其内能会减少,C错误;若外界对气体做功的同时气体向外放出热量,且放出的热量多于外界对气体所做的功,则气体内能减少,所以D正确.
14.H3[2011·广东物理卷]图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动.设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中( )
图4
A.外界对气体做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能增大
D.气体对外界做功,气体内能减小
14.H3[2011·广东物理卷]A 【解析】根据热力学第一定律ΔU=Q+W,因筒内气体不与外界发生热交换,则Q=0,在M向下滑动的过程中,外界对气体做功,则W>0,可知ΔU>0,即气体内能增大,A选项正确.
15.H3[2011·重庆卷]某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成.开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图1-1所示.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体( )
图1-1
A.对外做正功,分子的平均动能减小
B.对外做正功,内能增大
C.对外做负功,分子的平均动能增大
D.对外做负功,内能减小
15.H3[2011·重庆卷]A 【解析】气体膨胀对外做正功,而缸内气体与外界无热交换,由热力学第一定律知,其内能一定减小,温度降低,故分子的平均动能减小,A正确,B、C、D错误.
12.[2011·江苏物理卷]【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)
(1)H3[2011·江苏物理卷]
(1)如图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动.离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动.下列说法正确的是( )
图9-1
A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
(1)H3[2011·江苏物理卷]【答案】D
【解析】通过分析题意可知,转轮之所以能够发生转动,是因为叶片能吸收热量,其内能转化为机械能,不是依靠惯性运动的,其转动的能量来自于热水中的内能,A、B错误;转动的叶片需要从热水中吸收热量,水温应不断降低,C错误;根据能量守恒定律,叶片在热水中吸收的能量应等于叶片的机械能与叶片向空气中释放的能量之和,故D正确.
(2)H3[2011·江苏物理卷]如图所示,内壁光滑的气缸水平放置,一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内,外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2.则在此过程中,气体分子平均动能________(选填“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了________.
图9-2
(2)H3[2011·江苏物理卷]【答案】增大 Q-p0
【解析】气体吸热过程等压膨胀,由
=C,体积V增大,故温度T升高;温度是分子热运动平均动能的标志,温度升高,气体分子平均动能增大.根据热力学第一定律得:
ΔU=Q+W,而W=-p0SΔL=-p0ΔV=-p0
,所以气体内能变化了ΔU=Q-p0
.
28.
(2)H3[2011·福建卷]
(2)一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则该理想气体的_______.(填选项前的字母)
A.温度降低,密度增大
B.温度降低,密度减小
C.温度升高,密度增大
D.温度升高,密度减小
28.
(2)H3[2011·福建卷]D 【解析】从外界吸热,Q=2.5×104J,对外界做功,W=-1.0×104J,由ΔU=Q+W可得,ΔU=1.5×104J,内能增大,这说明温度升高;又气体对外界做功,体积增大,由ρ=
可知,密度减小.D正确.
H4 实验:
用油膜法估测分子的大小
22.H4[2011·全国卷]在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定.
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是____________.(填写步骤前面的数字)
(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为____m.(结果保留1位有效数字)
【答案】
(1)④①②⑤③
(2)5×10-10
【解析】
(1)实验操作开始之前要先配置油酸的酒精溶液,确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积,所以步骤④放在首位.实验操作时要在浅盘中放水、痱子粉,为油膜的形成创造条件,然后是滴入油酸、测量油膜的面积,计算油膜厚度(即油酸分子直径),所以接下来的步骤是①②⑤③.
(2)油酸溶液的体积百分比浓度是
,一滴溶液的体积是
cm3=2×10-8m3,所以分子直径d=
m=5×10-10m.
H5 热学综合
1.[2011·长宁模拟]关于分子运动,下列说法中正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
C.当分子间的距离变小时,分子间作用力可能减小,也可能增大
D.物体温度改变时,物体分子的平均动能不一定改变
1.C 【解析】布朗运动是悬浮颗粒的运动,布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点用直线连接起来得到的,不表示液体分子的运动轨迹,A、B均错;当分子间的距离变小时,分子间作用力如果表现为引力,则分子力减小,分子间作用力如果表现为斥力,则分子力增大,C对;温度是分子平均动能的标志,物体温度改变时,物体分子的平均动能一定改变,D错.
2.[2011·盐城模拟]下列说法中正确的是( )
A.分子运动的平均速度可能为零,瞬时速度不可能为零
B.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子间的作用表现为相互吸引
C.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
D.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斥力大于引力的缘故
2.BC 【解析】分子做永不停息的无规则运动,分子运动的平均速度不可能为零,瞬时速度有可能为零,A错;液体与大气相接触,表面层内分子间距较大,分子力表现为引力,故B对;单位体积内的气体分子数越多,温度越高,气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多,C对;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分子力很小的缘故,D错.
3.[2011·福州模拟]铜的摩尔质量为6.35×10-2kg、密度为8.9×103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1.求:
(1)铜原子的质量和体积.
(2)1m3铜所含原子的数目.
(3)估算铜原子的直径.
3.【解析】
(1)1mol铜含有铜原子数目等于阿伏加德罗常数,故铜原子的质量
m0=
=
kg=1.06×10-25kg
铜原子的体积
V0=
=
=
m3=1.19×10-29m3
(2)1m3铜的物质的量为
n′=
=
mol=1.4×105mol
1m3铜所含原子数目
n=n′×NA=1.4×105×6.0×1023个=8.4×1028个
(3)把铜原子看成球体,设铜原子的直径为D,则
V0=
π
3=
πD3=
则D=
=
m
=2.8×10-10m
4.[2011·徐州质检]下列有关温度的各种说法中正确的是( )
A.温度低的物体内能小
B.温度低的物体,其分子运动的平均速率也必然小
C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大
D.0℃的铁和0℃的冰,它们的分子平均动能相同
4.D 【解析】决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素.温度是分子平均动能的标志,温度低只能表明分子的平均动能小,而比较分子平均速率的大小还要看分子的质量,由此判断选项A、B错误;做加速运动的物体,其宏观动能逐渐增大,但是物体的温度未必升高,所以分子的平均动能变化情况不能确定,选项C错误;温度表征了分子的平均动能,铁和冰的温度既然相同,则分子的平均动能必然相等,选项D正确.
5.[2011·江西模拟]如图X26-3所示,绝热的汽缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上,不计活塞与汽缸壁的摩擦,现用电热丝给汽缸内的气体加热,在加热过程中( )
图X26-3
A.汽缸向左移动
B.活塞A、B均向左移动
C.密封气体的内能一定增加
D.汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数相同
5.C 【解析】对汽缸整体分析,外部各个方向上受到大气的压力相等,所以汽缸保持静止,A错;用电热丝给汽缸内的气体加热后,汽缸内的气体温度升高,内能增大,压强变大,活塞AB均向外运动,B错,C正确;活塞A的面积大于活塞B的面积,单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同,D错.
6.[2011·广安质检]对热力学第二定律,下列理解正确的是( )
A.自然界进行的一切宏观过程都是可逆的
B.自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的
C.热量不可能由低温物体传递到高温物体
D.第二类永动机违背了能量守恒定律,因此不可能制成
6.B 【解析】由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而不引起其他变化,由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的,但要引起其他变化,故C错;第二类永动机并不违反能量守恒定律,但违背了自然界涉及热现象的宏观过程具有方向性,故A、D错,B正确.
7.[2011·江门质检]某校开展探究性课外活动,一同学用如图X27-2所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系.该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下,内有理想气体,并将汽缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不漏气.把一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时,活塞恰好静止.现给沙桶底部钻一个小洞,让细沙慢慢漏出,外部环境温度恒定,则( )
图X27-2
A.外界对气体做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,温度计示数不变
C.气体体积减小,温度计示数变小
D.外界对气体做功,温度计示数变大
7.B 【解析】细沙漏出,活塞向上运动,汽缸内气体压强增大,体积减小,外界对气体做功;汽缸导热良好,细沙慢慢漏出,外部环境温度稳定,气体温度不变,亦即内能不变,选项B正确.
8.[2011·福州模拟]对一定质量的气体,下列四种状态变化中,可能实现的是( )
A.增大压强时,温度降低,体积增大
B.升高温度时,压强增大,体积减小
C.降低温度时,压强增大,体积不变
D.降低温度时,压强减小,体积增大
8.BD 【解析】温度降低时,分子的平均动能减少,使压强有减小的趋势;体积增大时,也有使压强有减小的趋势,故A的过程是不可能的.升高温度和减小体积,都会使压强增大,故B的过程是可能的(也可由
=恒量来判断).对CD由同样的方法来判断.
9.[2011·锦州模拟]如图X27-7所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300K.
(1)求气体在状态B的温度;
(2)由状态B变化到状态C的过程中,气体是吸热还是放热?
简要说明理由.
图X27-7
9.【解析】
(1)由理想气体的状态方程
=
得气体在状态B的温度TB=
=1200K.
(2)由状态B到状态C,气体做等容变化,由查理定律得:
=
,则TC=
TB=600K
故气体由状态B到状态C为等容变化,不做功,但温度降低,内能减小.根据热力学第一定律ΔU=W+Q,ΔU<0,W=0,故Q<0,可知气体要放热.