高考物理复习课时作业15.docx

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高考物理复习课时作业15

课时作业十五

1．（2017·昆明摸底）

（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．－2℃时水已经结为冰，水分子停止了热运动

B．物体温度越高，物体内部分子热运动的平均动能越大

C．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

D．一定质量的气体分子的平均速率增大，气体的压强可能减小

E．热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态

（2）一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化．

（ⅰ）已知从A到B的过程中，气体对外放出600J的热量，则从A到B，气体的内能变化了多少？

（ⅱ）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）分子做永不停息的无规则热运动，A错误；物体温度越高，分子的平均动能就越大，物体的内能不同，但温度可能相同则物体分子热运动的平均动能相同，选项B、C正确；一定质量的气体分子的平均速率增大，气体分子温度升高，但压强与温度和体积均有关，若气体的体积也增大，则压强不一定增大，也可能减小，选项D正确；处于热平衡的系统温度保持不变，但是压强和体积等物理量可以改变，故E错误．

（2）（ⅰ）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，内能的变化量

ΔU＝W＋Q＝900J－600J＝300J

（ⅱ）根据理想气体状态方程有＝

代入数据可得TB＝TC

根据理想气体状态方程有＝

代入数据可得TA＝1200K

答案　

（1）BCD　

（2）（ⅰ）300J　（ⅱ）1200K

2．（2017·广东华南三校联考）

（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．第二类永动机违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律

B．布朗运动的规律反映出分子热运动的规律，即小颗粒的运动是液体分子无规则运动

C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果

E．从微观上看，气体压强的大小与分子平均动能和分子的密集程度有关

（2）如图所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口h＝50cm，活塞面积S＝10cm2，封闭气体的体积为V1＝1500cm3，温度为0℃，大气压强p0＝1.0×105Pa，物体重力G＝50N，活塞重力及一切摩擦不计．缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了Q＝60J的热量，使活塞刚好升到缸口．求：

（ⅰ）活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少？

（ⅱ）汽缸内气体对外界做多少功？

（ⅲ）气体内能的变化量为多少？

解析　

（1）第二类永动机违反了热力学第二定律，但没有违反能量守恒定律，A项错误．布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，反映的是液体分子热运动的规律，B项错误．

（2）（ⅰ）封闭气体初态：

V1＝1500cm3，T1＝273K

末态：

V2＝1500cm3＋50×10cm3＝2000cm3

缓慢升高环境温度，封闭气体做等压变化

则有＝

解得T2＝364K

（ⅱ）设封闭气体做等压变化的压强为p

对活塞：

p0S＝pS＋G

汽缸内气体对外界做功W＝pSh

解得W＝25J

（ⅲ）由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量

ΔU＝Q－W

得ΔU＝35J

故汽缸内的气体内能增加了35J

答案　

（1）CDE　

（2）（ⅰ）364K　（ⅱ）25J　（ⅲ）35J

3.（2017·石家庄高三调研）

（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．布朗运动反映了组成固体小颗粒的分子的无规则运动

B．热量可以从低温物体传递到高温物体

C．一定质量的理想气体，体积减小、温度不变时，气体的内能不变

D．温度降低，物体内分子运动的速率不一定都变小

E．随着科学技术的发展，人类终会制造出效率为100%的热机

（2）在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l＝16cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体．当玻璃管水平放置达到平衡时如图甲所示，被封闭气柱的长度l1＝23cm；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l2＝19cm.已知重力加速度g＝10m/s2，不计温度的变化．求：

（ⅰ）大气压强p0（用cmHg表示）；

（ⅱ）当玻璃管开口向上以a＝5m/s2的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度．

解析　

（2）（ⅰ）由玻意耳定律可得：

p0l1S＝（p0＋ρgl）l2S

解得：

p0＝76cmHg

（ⅱ）当玻璃管加速上升时，设封闭气体的压强为p，气柱的长度为l2，液柱质量为m，对液柱，由牛顿第二定律可得：

pS－p0S－mg＝ma

解得：

p＝p0＋＝100cmHg

由玻意耳定律可得：

p0l1S＝pl3S

解得：

l3＝17.48cm

答案　

（1）BCD　

（2）（ⅰ）76cmHg　（ⅱ）17.48cm

4．

（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．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能

B．橡胶无固定熔点，是非晶体

C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

D．热机的效率总小于1

E．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大

（2）如图甲所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S.活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg

（ⅰ）重物刚离地时汽缸内的温度T1；

（ⅱ）气体体积减半时的温度T2；

（ⅲ）在图乙坐标系中画出气体状态变化的整个过程．并标注相关点的坐标值．

解析　

（2）（ⅰ）p1＝p0，p2＝p0－

等容过程：

＝

T1＝T0＝T0

（ⅱ）等压过程：

＝

T2＝T0＝T0

（ⅲ）如图所示

答案　

（1）BDE　

（2）（ⅰ）T0

（ⅱ）T0　（ⅲ）见解析

5．

（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．松香在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变

B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小

C．液体的饱和汽压与饱和汽的体积有关

D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大

E．若一定质量的理想气体分子平均动能减小，且外界对气体做功，则气体一定放热

（2）如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S＝50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k＝2800N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m＝14kg的物块B.开始时，缸内气体的温度t1＝27℃，活塞到缸底的距离L1＝120cm，弹簧恰好处于原长状态．已知外界大气压强恒为p0＝1.0×105Pa，取重力加速度g＝10m/s2，不计一切摩擦．现使缸内气体缓慢冷却，求：

（ⅰ）当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度；

（ⅱ）气体的温度冷却到－93℃时B离桌面的高度H.（结果保留两位有效数字）

解析　

（1）松香是非晶体，只有晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏分子结构，增加分子势能，而熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，选项A错误；当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小，选项B正确；液体的饱和汽压与温度有关，与饱和汽的体积无关，选项C错误；气体的压强与单位体积的分子数和分子平均动能有关，若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则W＞0，Q＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，ΔU＞0，说明气体的温度升高，分子平均动能增大，又气体被压缩，体积减小，单位体积的分子数增加，所以气体压强一定增大，选项D正确；若一定质量的理想气体分子平均动能减小，说明温度降低，内能减小，即ΔU＜0，又外界对气体做功，即W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，Q＜0，即气体一定放热，选项E正确．

（2）（ⅰ）B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1＝mg

由活塞受力平衡得p2S＝p0S－kx1

根据理想气体状态方程有＝

代入数据解得T2＝207K

当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2＝－66℃

（ⅱ）由（ⅰ）得x1＝5cm

当温度降至－66℃之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖－吕萨克定律有＝

代入数据解得H＝15cm

答案　

（1）BDE　

（2）（ⅰ）－66℃　（ⅱ）15cm

6．（2017·皖南八校二模）

（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．液体的分子势能与体积有关

B．落在荷叶上的水呈球状是因为液体表面存在张力

C．饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态

D．布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈

E．物体的温度升高，并不表示物体中所有分子的动能都增大

（2）如图甲所示，竖直放置的汽缸中的活塞上放置一重物，活塞可在汽缸内无摩擦滑动．汽缸导热性良好，其侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为80cm的理想气体柱（U形管内的气体体积不计，U形管足够长且水银始终没有进入汽缸），此时缸内气体处于图乙中的A状态，温度为27℃.已知大气压强p0＝1.0×105Pa＝75cmHg，重力加速度g取10m/s2.

（ⅰ）求A状态时U形管内水银面的高度差h1和活塞及重物的总质量m；

（ⅱ）若对汽缸缓慢加热，使缸内气体变成B状态，求此时缸内气体的温度．

解析　

（2）（ⅰ）由题图乙可知A状态时封闭气体柱压强为p1＝1.5×105Pa，汽缸的横截面面积

S＝m2＝m2.

对活塞，有p0S＋mg＝p1S

由题意可知p1＝p0＋ρgh1

代入数据解得m＝625kg，h1＝37.5cm

（ⅱ）从A状态到B状态，汽缸内气体做等压变化由盖－吕萨克定律有＝

所以T2＝T1＝600K

t2＝327℃.

答案　

（1）ABE　

（2）（ⅰ）37.5cm　625kg　（ⅱ）327℃

7．

（1）关于热学，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．物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度有关

B．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功

C．空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度

D．一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒与器壁的碰撞次数随着温度降低而减小

E．一定质量的理想气体，当气体温度升高时，因做功情况不明确，其内能不一定增大

（2）如图甲所示，一质量为2m的汽缸中用质量为m的活塞密封有一定质量的空气（可视为理想气体），当汽缸开口向上且通过悬挂活塞静止时，密封空气柱长度为L1.现将汽缸缓慢旋转180°悬挂缸底静止，如图乙所示，已知大气压强为p0，外界温度不变，活塞的横截面积为S，汽缸与活塞之间不漏气且无摩擦，气缸导热性良好，