届二轮热学 专题卷 全国通用.docx

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届二轮热学专题卷全国通用

2018-2019学年高考专题复习热学

一、单选题

1.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是（  ）

A. 分子无规则运动的情况                                   

B. 某个微粒做布朗运动的轨迹

C. 某个微粒做布朗运动的速度﹣﹣时间图线       

D. 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

2.下列说法中正确的是（　　）

A. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体的压强不一定增大

B. 气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大

C. 压缩一定量的气体，气体的内能一定增加

D. 任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体

3.对于一定质量的理想气体，下列过程不可能发生的有（　　）

A. 气体膨胀对外做功，温度降低                             B. 气体吸热，温度升高

C. 气体放热，温度升高                                           D. 气体膨胀，同时向外放热，而气体温度升高

4.热现象与大量分子热运动的统计规律有关，1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．对某一部分密闭在钢瓶中的理想气体，在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题图所示，下列分析和判断中正确的是（ ）

A. 两种状态下瓶中气体内能相等           B. 两种状态下瓶中气体分子平均动能相等

C. 两种状态下瓶中气体分子势能相等    D. 两种状态下瓶中气体分子单位时间内撞击瓶壁的总冲量相等

5.下列例子中通过热传递改变物体内能的是（  ）

A. 用锤子锤击金属块后，锤子和金属块都变热        B. 灼热的火炉使周围物体的温度升高

C. 手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些                  D. 摩擦冰块使其熔解

6.一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是（    ）

A. 大气压强增加                                                 B. 环境温度升高

C. 向水银槽内注入水银                                       D. 略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移

7.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是（ ）

A. 热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的

B. 内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾

C. 两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别

D. 其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律

二、多选题

8.以下说法正确的是（  ）

A. 无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数

B. 两分子从相距极远到靠近到极近的过程中，分子势能最小时的分子力是引力

C. 热力学第一定律阐述了在一定范围内的能量守恒，而热力学第二定律并不是阐述能量守恒的

D. 阳光射入教室，从光束中看到细小尘埃在飞舞，这是布朗运动

9.下列说法中正确的是（　　）

A. 压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现          

B. 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，所以液体表面存在张力

C. 在绝热过程中，外界对理想气体做功，气体的内能一定增加          

D. 水的饱和气压随温度的升高而增大

10.一定质量的理想气体，从状态A变到状态D，其状态变化过程的体积V随温度T变化的规律如图所示，已知状态A时气体的体积为V0，温度为T0，则气体由状态A变到状态D过程中，下列判断正确的是（  ）

A. 气体从外界吸收热量，内能增加                         

B. 气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增大

C. 若状态D时气体的体积为2V0，则状态D的温度为2T0          

D. 若气体对外做功为5J，增加的内能为9J，则气体放出的热量为14J

三、填空题

11.1827年英国植物学家布朗用显微镜观察水中悬浮的，发现它们运动，这种运动后来就叫做。

12.在用油膜法粗测分子直径的实验中，在哪些方面作了理想化的假设；实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为；在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了；

13.带有活塞的气缸中封有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化到状态B，如图所示。

此过程中，气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力（选填“变大”、“不变”或“减小”），缸内气体（选填“吸收”或“放出”）热量．

四、解答题

14.热力学第二定律常见的表述有两种：

第一种表述：

不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．

图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图：

热机从热源吸收热量，一部分用于做功，一部分会传给其周围的低温物体．请你根据第一种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？

15.质量m=0.01kg的铅弹，以速度v0=200m/s水平射入质量为M=1.99kg的靶中未穿出，设靶原静止在光滑的水平面上，并可以自由滑动．若铅弹射入靶的过程中，系统机械能的损失完全转化为内能，并有50转化为铅弹的内能，则铅弹的温度将升高多少（已知铅弹的比热容c=1.338×102J/kg•℃）？

五、实验探究题

16.油酸酒精溶液的浓度为每1000ml油酸酒精溶液中有油酸0.6ml，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1ml，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。

（1）若每一小方格的边长为20mm，则油酸薄膜的面积约为m2；（保留2位有效数字）

（2）第一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为m3；

（3）由以上数据，估算出油酸分子的直径m。

（保留2位有效数字）

六、综合题

17.如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为L＝100cm，下端封闭上端开口竖直放置，管内有一段长为H＝25cm的水银柱封闭了一段长为L1＝40cm的空气柱。

已知环境温度为t=27℃，热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t+273K，大气压强为p0＝75cmHg。

（1）如果将玻璃管缓缓放平（水银不外溢），求玻璃管内气柱将变为多长（保留三位有效数字）？

（2）如果保持玻璃管口向上，缓慢升高管内气体温度，当温度升高到多少摄氏度时，管内水银开始溢出？

18.某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：

27℃时表内气体压强为1.0×105Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是﹣21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．

（1）通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？

（2）当时外界的大气压强为多少？

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误．

B、布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误．

C、对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度﹣时间图线，故C项错误．

D、任意两点间的位置的连线，故D对．

故选D．

【分析】布朗运动是固体微粒的无规则运动，在任意时刻微粒的位置，而不是运动轨迹，而只是按时间间隔依次记录位置的连线．

2.【答案】A

【解析】【解答】A、气体的压强与分子对器壁的平均撞击力、单位时间内打到器壁单位面积上的分子数两个因素有关，气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，若同时气体的体积增大，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数减少，则气体的压强不一定增大．故A正确；B、气体的压强与分子对器壁的平均撞击力、单位时间内打到器壁单位面积上的分子数两个因素有关，气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，若同时气体的温度降低，分子对器壁的平均撞击力减小，则气体的压强不一定增大．故B错误．

C、压缩一定量的气体，若同时气体放出一定的热量，则气体的内能不一定增加．故C错误；

D、在一定的条件下，热量可以由低温物体传递到高温物体，如空调机．故E错误；

故选：

A

【分析】用压强的微观解释解答A、B选项；用热力学第一定律解答C选项，根据热力学第二定律解释D选项．

3.【答案】C

【解析】【解答】A、气体膨胀对外做功，气体体积增大，如果气体吸收热量，气体内能可能增加，气体温度可能升高，故A错误；B、气体吸收热量的同时如果对外做功，且对外做的功大于吸收的热量，气体内能减少，气体温度降低，故B错误；C、气体放出热量的同时如果外界对气体做功，且外界对气体做的功大于气体放出的热量，则气体内能增大，气体温度升高，故C正确；D、气体碰撞，气体对外做功，如果气体同时向外放热，由热力学第一定律可知，气体内能减少，气体温度降低，故D错误；故选：

C．【分析】根据气体状态变化过程，应用气体状态方程、热力学第一定律分析答题．

4.【答案】C

【解析】【解答】A、气体的分子的运动的统计规律：

中间多，两头少；

温度高，最可几速率向速度较大的方向移动；

故T1＜T2；因此两瓶中气体内能不相等，分子的平均动能也不相等；故AB错误；

C、由于理想气体分子间距离较大，分子势能为零；故C正确；

D、由于不明确气体分子的压强大小，故无法明确两种情况下的冲量大小；故D错误；

故选：

C．

【分析】温度是分子热运动平均动能的标志；气体的分子的运动的统计规律：

中间多，两头少；即大多数的分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多

5.【答案】B

【解析】【解答】解：

A、用锤子锤击金属块后，锤子和金属块都变热，是机械能转化成内能，故A错误；

B、灼热的火炉使周围物体的温度升高是热传递改变内能，故B正确；

C、搓手取暖是机械能转化成内能，故C错误；

D、摩擦冰块使其熔解是机械能转化为内能，故D错误；

故选：

B．

【分析】明确内能的改变有两种方式：

做功和热传递．要注意生活对应的现象所对应的方式．

6.【答案】A

【解析】【分析】管内密封气体压强

，绳子的拉力等于

，S表示试管的横截面积，要想拉力增大，则必须使得玻璃管内部的液面高度上升，当

增大，则h增大，符合题意，A正确，温度升高，气体体积增大，对外膨胀，h减小，不符合题意，向水银槽内注入水银或者略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，都使得h下降，所以不符合题意，故选A。

【点评】做本题的关键是推导出拉力和液面高度的关系。

7.【答案】B

【解析】【分析】热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热学中的具体体现．热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故C、D错误，B项正确；内能在一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作还要消耗电能，故A错误。

【点评】热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，对于机械能和内能的转化所具有的方向性也是存在的。

二、多选题

8.【答案】A,C

【解析】【解答】解：

A、1mol任何物质所含的分子数均为6.02×1023个，无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数，故A正确；

B、两分子从相距极远到靠近到极近的过程中，分子势能最小时的分子力的合力为零；故B错误；

C、热力学第一定律阐述了在一定范围内的能量守恒，而热力学第二定律阐述了宏观热现象的方向性，并不是阐述能量守恒的，故C正确；

D、阳光射入教室，从光束中看到细小尘埃在飞舞，是空气的流动造成的，发生布朗运动的固体小颗粒用肉眼是无法直接观测的；故D错误；

故选：

AC．

【分析】1mol任何物质所含的分子数均为6.02×1023个；分子力做功等于分子势能的减小量；热力学第二定律阐述了宏观热现象的方向性；布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒的无规则运动．

9.【答案】B,C,D

【解析】【解答】解：

A、气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的，并非由于分子之间的斥力造成．A不符合题意；

B、液体间的作用力是由分子间的引力和斥力相互作用一起的，即由分子作用力引起的，表面张力产生的原因是由于表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大．B符合题意．

C、在绝热过程中没有热交换，外界对理想气体做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能一定增加．C符合题意；

D、温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大．D符合题意；

故答案为：

BCD

【分析】用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的，表面张力产生的原因是由于表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大．在绝热过程中没有热交换，外界对理想气体做功，气体的内能一定增加．温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大．

10.【答案】A,C

【解析】【解答】接：

A、气体由状态A变到状态D过程中，温度升高，内能增大；体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律分析得知，气体从外界吸收热量，A符合题意．

B、由图示图象可知，从A到D过程，气体的体积增大，两个状态的V与T成正比，由理想气体状态方程：

=C可知，两个状态的压强相等；A、D两状态气体压强相等，而D的体积大于A的体积，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，B不符合题意．

C、由图示图象可知，从A到D过程，两个状态的V与T成正比，由理想气体状态方程：

=C可知，两个状态的压强相等，从A到D是等压变化，由盖吕萨克定律得：

=

，即：

=

，解得：

TD=2T0，C符合题意；

D、气体对外做功为5J，则W=﹣5J，内能增加9J，则△U=9J，由热力学第一定律△U=W+Q得，Q=14J，气体吸收14J的热量，D不符合题意；

故答案为：

AC．

【分析】对于不同的变化过程，利用不同的气体变化公式，带入初末状态的条件求解即可。

三、填空题

11.【答案】花粉；不停地做无规则的；布朗运动

【解析】【解答】著名布朗运动的实验，是英国植物学家布朗发现的，布朗把花粉放入水中，然后取出一滴这种悬浮夜，放在显微镜下观察，发现花粉小颗粒像着魔似的不停运动，而且每个小颗粒的运动方向和速度都改变的快，不会停下来，这些小颗粒实际上是由上万个分子组成的分子团，由于受液体分子的无规则撞击而不平衡，从而表现出无规则运动．

思路【分析】根据布朗运动的发现历史分析.

【分析】本题考查了布朗运动的物理学史

12.【答案】将油膜看成单分子膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的；；纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大；；界定油膜大小的边界

【解析】【解答】

（1）本实验中做了三点理想化假设，其中两点是油酸分子视为球形；油酸分子是紧挨在一起的．

（2）验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大；（3）在滴入油滴之前，要先在水面上均匀撒上痱子粉，这样做的目的是使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状．故答案为：

将油膜看成单分子膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的；纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大；界定油膜大小的边界．

【分析】解答本题应抓住：

（1）“用油膜法估测分子大小”时要建立物理模型：

油酸分子视为球形；油膜为单分子层；油酸分子是紧挨在一起的．

（2）为了测量油膜的面积，必须使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状，可先在水面上均匀撒上痱子粉．

13.【答案】不变；吸收

【解析】【解答】缸内气体从状态A变化到状态B，为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变，理想气体对外做功的同时，分子的平均动能增大，即内能增大，根据热力学第一定律

可知：

，所以

，即气体吸收热量。

【分析】理想气体的状态方程；根据图象可知AB的体积与温度之间的关系，判断出为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变，根据热力学第一定律分析气体的内能的变化。

四、解答题

14.【答案】【解答】解：

如下图所示；

实质：

一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性；

或：

一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性；

【解析】【分析】热力学第二定律有不同的表述：

不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零．

15.【答案】解：

全过程，对子弹和靶的系统动量守恒，令向右为正，由动量守恒定律知：

mv=（m+M）v′

两物体碰撞后粘在一起的速度为：

v′=1m/s

根据能量守恒得系统损失的机械能为：

△E=

mv

﹣

（m+M）v′2

代入数据得：

△E=

=199J

有50转化为铅弹的内能即内能增加为：

△U=

199J=99.5J

由△U=cm△t=1.338×102J/kg•℃×0.01×△t

解得：

△t=74.5℃

答：

铅弹的温度将升高74.5℃．

【解析】【分析】根据子弹和靶碰时动量守恒求出两物体碰撞后粘在一起的速度，再根据动能定理和能量守恒求解．

五、实验探究题

16.【答案】

（1）2.8×10-2（2.5×10-2-3.1×10-2）

（2）1.2×10-11

（3）4.3×10-10（3.9×10-10-4.8×10-10）

【解析】【解答】

（1）面积超过正方形一半的正方形的个数为71个，则油酸膜的面积约为

．

（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积：

；

（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，因此其直径为：

；

【分析】

（1）在数正方形格子的时候，需要注意的是超过过半个格子的算一个格子，不满半个的舍弃掉。

（2）利用题目条件求出一滴油酸溶液的体积，再乘以油酸溶液的的浓度即可。

（3）利用第一问求得的油酸的表面积和第二问求出的油酸的体积即可求出直径。

六、综合题

17.【答案】

（1）解：

以玻璃管内封闭气体为研究对象，设玻璃管横截面积为S，

初态压强为：

，

倒转后压强为：

，

由玻意耳定律可得：

解得：

（2）解：

保持玻璃管口向上，缓慢升高管内气体温度当水银柱与管口相平时，管中气柱长为：

 ，体积为：

由于气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律可得：

已知

，

代入数据解得：

【解析】【分析】将玻璃管缓缓放平，气体温度不变，等温变化，由玻意耳定律可得玻璃管放平后管内气柱长度；保持玻璃管口向上，缓慢升高管内气体温度，气体压强不变，等压变化，由盖-吕萨克定律可得管内水银开始溢出时的温度。

18.【答案】

（1）解：

取表内封闭气体为研究对象，

初状态的压强为：

p1=1.0×105Pa，温度为T1=273+27=300K，

其末状态的压强为p2，温度为T2=273﹣21=252K，

根据查理定律得：

=

，

代入数据解得：

p2=8.4×104Pa；

如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强为：

p0=p2+△p=8.4×104+6.0×104=1.44×105Pa，

大于山脚下的大气压强（即常温下的大气压强），

这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的

（2）解：

当时外界的大气压强为：

p0′=p2﹣△p═8.4×104﹣6.0×104=2.4×104Pa

【解析】【分析】根据题意求出气体的状态参量，应用查理定律求出气体的压强，然后根据题意分析答题．