届高考物理二轮复习 热学 专题卷 全国通用.docx

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届高考物理二轮复习热学专题卷全国通用

跟踪强化训练（十六）

1．（2017·河北保定高三期末）

（1）（多选）下列说法正确的是________．

A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小

B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动

C．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

D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故

E．即使科技再进步，第二类永动机也不可能制成

（2）如图所示，一根粗细均匀的细玻璃管管口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为h＝24cm的水银柱封闭了一段长为x0＝23cm的空气柱，系统初始温度为T0＝200K，外界大气压恒为p0＝76cmHg.现将玻璃管开口封闭，将系统温度升至T＝400K，结果发现管中水银柱上升了2cm.若空气可以看作理想气体，求升温后玻璃管内封闭的上、下两部分空气的压强．

[解析]　

（1）分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，选项A对；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是气体或液体分子的运动，选项B错；晶体的原子、分子都是按一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项C对；高原地区水的沸点较低，是高原地区大气压较低的缘故，选项D错；第二类永动机违背了热力学第二定律，一定不能制成，选项E对．

（2）设升温后下部空气压强为p，玻璃管横截面积为S，对下部气体有

＝

代入数据得p＝184cmHg

上部气体压强p′＝p－ph＝160cmHg

[答案]　

（1）ACE　

（2）160cmHg　184cmHg

2．（2017·广西六校联考）

（1）（多选）如图所示，小朋友坐在滑梯上匀速下滑，在这个过程中________．

A．小朋友的机械能逐渐转化为系统的内能，总能量不变

B．因为能量是守恒的，小朋友的机械能大小不变

C．该过程中产生的内能可以让小朋友再运动到滑梯顶端，而不产生其他影响

D．由于摩擦，小朋友滑过的滑梯温度升高，分子的平均动能增大，但不是其中每一个分子的动能都增大

E．由于摩擦，小朋友的裤子温度升高，分子的平均动能增大

（2）如图所示，导热性能良好的气缸的开口向下，内有体积为V0的理想气体，外界大气压强为p0，环境温度为T0，轻活塞的横截面积为S，轻活塞与气缸之间的摩擦不计．现在活塞下面挂一个质量为m的小桶，活塞缓慢下移，并最终处于某一位置静止不动．已知重力加速度为g.

①求挂上小桶后系统稳定时，气缸内气体的体积V.

②拿掉小桶后，若要保持气缸内气体的体积V不变，环境温度需要升高到多少？

气缸吸热还是放热？

[解析]　

（1）小朋友沿滑梯匀速下滑的过程中，动能不变，重力势能减小，故机械能减小，减小的重力势能逐渐转化为系统的内能，总能量不变，选项A正确，B错误；根据热力学第二定律，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但不是每一个分子的动能都增大，选项D、E正确．

（2）①挂上小桶后，稳定时气缸内气体的压强为p＝p0－

气体等温变化，根据玻意耳定律，有p0V0＝pV

解得V＝

②最初及末状态，气体压强不变，根据盖－吕萨克定律，有

＝

解得T＝

（也可由气体等容变化过程，根据查理定律得

＝

，求解T）

气体体积不变，温度升高，气缸要吸热

[答案]　

（1）ADE　

（2）①

　②

　吸热

3．（2017·石家庄质检）

（1）（多选）下列说法中正确的是________．

A．一定质量的理想气体体积增大时，其内能一定减少

B．气体的温度降低，某个气体分子热运动的动能可能增加

C．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中不会有水分子飞出水面

D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

E．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大

（2）如图所示，右侧有挡板的导热气缸固定在水平地面上，气缸内部总长为21cm，活塞横截面积为10cm2，厚度为1cm，给活塞施加一向左的水平恒力F＝20N，稳定时活塞封闭的气柱长度为10cm.大气压强为1.0×105Pa，外界温度为27℃，不计摩擦．

①若将恒力F方向改为水平向右，大小不变，求稳定时活塞封闭气柱的长度；

②若撤去外力F，将外界温度缓慢升高，当挡板对活塞的作用力大小为60N时，求封闭气柱的温度．

[解析]　

（1）一定质量的理想气体的内能与气体的体积无关，选项A错误；易知选项B、D、E正确；当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数，则选项C错误．

（2）①温度不变，设外力F方向改变前、后，达到稳定状态时，被封闭气体压强分别为p1、p2，气柱长分别为l1、l2，则有

p1＝p0＋

＝1.2×105Pa

p2＝p0－

＝0.8×105Pa

V1＝l1S，V2＝l2S

根据玻意耳定律，有p1V1＝p2V2

解得l2＝15cm

②设封闭气柱升温前、后温度分别为T1、T3，升温后气柱长度为l3

T1＝300K，l3＝（21－1）cm＝20cm

最后气体压强p3＝p0＋

＝1.6×105Pa

V3＝l3S

根据理想气体状态方程得

＝

解得：

T3＝800K

此时封闭气柱的温度为t3＝527℃

[答案]　

（1）BDE　

（2）①15cm　②527℃

4．（2017·四川成都二诊）

（1）（多选）下列说法正确的是________．

A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动

B．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

C．液晶显示屏是利用液晶光学性质各向同性制成的

D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响

E．热力学温标的最低温度为0K，热力学温度的单位是物理学的基本单位之一

（2）如图所示，长为2a＝20cm、底面积S＝10cm2的薄壁气缸放在水平面上，气缸内有一厚度不计的活塞，活塞与墙壁之间连接一个劲度系数k＝250N/m的轻弹簧，气缸与活塞的质量相等，均为m＝5kg.当气缸内气体（可视为理想气体）的温度为t0＝27℃、压强为p0＝1×105Pa时，活塞恰好位于气缸的中央位置，且弹簧处于原长状态．已知大气压强p0＝1×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，气缸与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，气缸与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，气缸内壁光滑，气缸和活塞气密性良好．现用电热丝对气缸内的气体缓慢加热．求：

①气缸恰开始滑动时，气缸内气体的温度；

②活塞恰好滑到气缸最右端（未脱离气缸）时，气缸内气体的温度．

[解析]　

（1）空气中PM2.5的运动是漂浮在空气中的微粒的运动，不是分子热运动，选项A错误．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项B正确．液晶显示屏是利用液晶光学性质各向异性制成的，选项C错误．由热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，选项D正确．热力学温标的最低温度为0K，热力学温度的单位是物理学的基本单位之一，选项E正确．

（2）①当气缸恰好开始滑动时，对气缸有p0S＋μ（m＋m）g＝p1S

设在此过程中活塞向右移动了x1，对活塞有p1S＝p0S＋kx1

得p1＝p0＋

，x1＝

由理想气体状态方程有

＝

其中T0＝t0＋273K＝300K

得T1＝

T0

代入数据解得T1＝462K

②缓慢加热，气缸处于平衡状态

气缸滑动过程中，对气缸有p0S＋μ（m＋m）g＝p2S

因气体压强p2＝p1，故气体做等压变化，活塞向右移动距离x1后不再移动

由理想气体状态方程有

＝

得T2＝

T1

代入数据解得T2＝660K

[答案]　

（1）BDE　

（2）①462K　②660K

5．（2017·广州市普通高中综合测试）

（1）夏天，如果自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，暴晒过程中可以认为内胎容积几乎不变．在爆裂前的过程中，气体吸热、温度升高，________加剧，压强增大，气体内能________；在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能________．

（2）如图，孔明灯的质量m＝0.2kg、体积恒为V＝1m3，空气初温t0＝27℃，大气压强p0＝1.013×105Pa，该条件下空气密度ρ0＝1.2kg/m3.重力加速度g＝10m/s2.对灯内气体缓慢加热，直到灯刚能浮起时，求：

①灯内气体密度ρ；

②灯内气体温度t.

[解析]　

（1）自行车车胎在暴晒的过程中，车胎内气体吸热，温度升高，分子热运动加剧，分子平均动能增加，而气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，因此气体压强增大，气体内能增大；突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减小．

（2）①设加热至温度T，灯内气体密度为ρ，孔明灯刚能浮起，有

ρ0Vg＝mg＋ρVg

解得ρ＝1.0kg/m3

②孔明灯底部开口，说明灯内气体压强不变．以t0＝27℃（热力学温度为T0）时灯内气体为研究对象（初始体积V0），设加热后体积膨胀至V′，有

＝

又因为灯内原有气体总质量不变，则ρ0V0＝ρV′

联立代入T＝273＋t，解得T＝360K，即t＝87℃

[答案]　

（1）分子热运动　增大　减小　

（2）①1.0kg/m3　②87℃

6．（2017·甘肃兰州高考诊断）

（1）（多选）下列说法正确的是________．

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大

C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化

D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小

E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行

（2）一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化．问：

①已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少？

②试判断气体在状态B、C的温度是否相同．如果知道气体在状态C时的温度TC＝300K，则气体在状态A时的温度为多少？

[解析]　

（1）布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，反映了液体分子无规则的热运动，选项A错误．物体温度升高，分子平均动能增大，并不表示物体内所有分子的动能都增大，选项B正确．根据热力学第二定律，内能可以全部转化为机械能，但一定会引起其他变化，选项C错误．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小，选项D正确．根据熵增加原理，一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，选项E正确．

（2）①从A到B，外界对气体做功

有W＝pΔV＝15×104×（8－2）×10－3J＝900J

根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q

Q＝ΔU－W＝－1200J，气体放热1200J

②由图可知pBvB＝pCVC，故TB＝TC

根据理想气体状态方程有

＝

代入图中数据可得TA＝1200K

[答案]　

（1）BDE　

（2）①1200J　②1200K