(全国通用)18高考物理一轮复习单元滚动检测卷第十三章热学

单元滚动检测十三热学
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．
3．本次考试时间90分钟，满分100分．
4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分) 1．下列说法中，正确的是( )
A．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
B．在太空大课堂中处于完全失重状态的水滴呈现球形，是由液体表面张力引起的
C．随着科技的发展，热机的效率可以达到100%
D．干湿泡湿度计的两个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．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
2．下列说法正确的是( )
A．系统在吸收热量时内能一定增加
B．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离C．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
D．密闭在汽缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器璧单位面积的气体分子数一定减少
E．影响蒸发快慢以及影响人们对干燥与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
3．下列说法正确的是( )
A．对于一定质量的理想气体，若气体的压强和体积都发生变化，其内能可能不变
B．对于密封在容积不变的容器内的理想气体，若气体温度升高，则气体一定从外界吸热C．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越多，撞击作用的不平衡性就表现越明显
E．液体表面存在着张力是因为液体内部分子间的距离大于液体表面层分子间的距离4．下列说法正确的是( )
A．分子间距离增大时分子势能一定增大
B．单晶体的物理性质是各向异性而非晶体的物理性质是各向同性
C．物体温度升高，该物体内分子运动的平均速率增加
D．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生
E．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显
5．下列说法正确的是( )
A．一定质量的气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下热传递方向性可以逆向
D．外界对气体做功时，其内能一定会增大
E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
6．下列说法中正确的是( )
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
D．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
E．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
7．下列说法正确的是( )
A．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及气体分子的平均动能都有关
B．若两个分子间的势能减少，一定是克服分子间的相互作用力做了功
C．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
D．外界对气体做正功，气体的内能一定增加
E．在一个绝热容器内，不停地搅拌液体，可使液体的温度升高
8．关于一定量的气体，下列说法正确的是( )
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．气体吸收的热量可以完全转化为功
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
9．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是( )
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越大
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．两个分子间的距离由大于10－9 m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大
E．若一定量气体膨胀对外做功50 J，内能增加80 J，则气体一定从外界吸收130 J的热量
10．下列说法正确的是( )
A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B．水由气态到液态，分子力对水分子做正功
C．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁压强不变
D．不是满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
E．一个氧气分子的体积为V0，标准状况下1 mol氧气的体积为V，则阿伏加德罗常数N A
＝V
V0
11．以下说法正确的是( )
A．将0.02 mL浓度为0.05%的油酸酒精溶液滴入水中，测得油膜面积为200 cm2，则可
测得油酸分子的直径为10－9 m
B．密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大
C．一种溶液是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系
D．玻璃管的裂口烧熔后会变钝是由于烧熔后表面层的表面张力作用引起的
E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝V
V0
12．下列说法正确的是( )
A．空气的绝对湿度大，相对湿度一定大
B．同一温度下，氮气分子的平均动能一定大于氧气分子的平均动能
C．荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果
D．有一分子a从无穷远处靠近固定不动的分子b，当a、b间分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小
E．一定质量的理想气体等温膨胀，一定吸收热量
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、非选择题(共52分)
13．(9分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL 的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
(1)这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．
(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，求得的油膜分子直径为________m．(结果全部保留2位有效数字)
14．(9分)如图1所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB＝h，大气压强为p0，重力加速度为g.
图1
(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
(2)设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定)．
15．(11分)某一定质量的理想气体的压强p与体积V的变化关系如图2所示．气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C.其中在状态A时的压强为p0、体积为V0、热力学温度为T0，在状态B时的压强为p0、体积为2V0，在状态C时的
压强为2p0，体积为2V0.已知该气体内能与热力学温度成正比U＝C V T(C V为比例系数．)求：
图2
(1)气体在C状态时的热力学温度；
(2)气体从状态A变化到状态C的过程中，吸收的热量．
16.(11分)如图3所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，活塞的横截面积为S.初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦．求此时气体的温度和加热过程中气体内能的
增加量．(题中各物理量单位均为国际单位制单位)
图3 17．(12分)
图4
如图4所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1＝25.0 cm的空气柱，中间有一段长l2＝25.0 cm的水银柱，上面空气柱的长度l3＝40.0 cm.已知大气压强p0＝75.0 cmHg，现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管
下部空气柱长度变为l1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．
答案精析
1．BDE
2．BDE [由热力学第一定律，内能变化取决于做功和热传递的代数和，选项A 错误；布朗运动反映的是液体分子的无规则热运动，选项C 错误．]
3．ABC 4.BCE 5.ACE 6.ACD 7.ACE 8.ABE
9．BDE [空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，故A 错误；温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子平均动能越大，故B 正确；第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，不违反热力学第一定律，故C 错误；两个分子间的距离由大于10－9 m 处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表现为引力，引力先增大到最大值后减小到零，之后，分子间作用力表现为斥力，从零开始增大，故D 正确；若一定量气体膨胀对外做功50 J ，即W ＝－50 J ，内能增加80 J ，即ΔU ＝80 J ，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，得Q ＝ΔU －W ＝130 J ，即气体一定从外界吸收130 J 的热量．故E 正确．]
10．BCD
11．BCD [根据题意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸体积为：V ＝0.02×0.05% mL＝1×10－5 mL ，所以油酸分子的大小：d ＝V S ＝1×10－5200
cm ＝5×10－8 cm ＝5×10－10 m ．故A 错误；液体的饱和汽压仅与温度有关，所以密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大．故B 正确；水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系．故C 正确；由于熔融的液态玻璃存在表面张力，使表面收缩，表面积变小，因此玻璃管裂口被烧熔后变钝，与表面张力有关．故D 正确；气体分子较小，而气体的体积可以占据任意大的空间，故不能用摩尔体积与阿伏加德罗常数求解气体分子体积．故E 错误．]
12．CDE [对于不同的压强和温度，饱和汽压不同，故绝对湿度大时相对湿度不一定大，故A 错误；温度是分子平均动能的标志，同一温度下，氮气分子的平均动能一定等于氧气分子的平均动能，故B 错误；荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果，故C 正确；分子a 从无穷远处靠近固定不动的分子b ，分子间距大于r 0时分子力表现为引力，没有达到平衡位置过程中，分子力做正功，则分子势能减小；分子间距小于r 0时，分子力表现为斥力，距离再减小的过程中分子力做负功，分子势能增大．所以当a 、b 间分子力为零
时，它们具有的分子势能一定最小，故D 正确；一定质量的理想气体等温膨胀，气体对外做功，而内能不变，根据热力学第一定律，气体一定从外界吸热，故E 正确；故选C 、D 、E.]
13．(1)直径 (2)4.0×10－12 4.9×10－10
解析 (1)油膜的厚度可视为油酸分子的直径．
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V ＝1100×0.1250
mL ＝4.0×10－6 mL ＝4.0×10－12 m 3 形成油膜的面积
S ＝1.0×(67＋14) cm 2＝8.1×10－3 m 2
油酸分子的直径d ＝V S ≈4.9×10－10 m.
14．(1)p 0＋mg S (2)放出热量(p 0S ＋mg )h
解析 (1)设活塞停在B 点时缸内封闭气体的压强为p 1
在B 点活塞受力平衡得：p 0S ＋mg ＝p 1S
解得：p 1＝p 0＋mg S
(2)由于气体温度不变，所以气体内能不变，
即ΔU ＝0①
由A 到B ，外界对气体做的功为： W ＝p 1Sh ＝(p 0S ＋mg )h ②
根据热力学第一定律得：W ＋Q ＝ΔU ③
①②③联立得：Q ＝－(p 0S ＋mg )h
“－”表示放热．
15．(1)4T 0 (2)p 0V 0＋3C V T 0
解析 (1)设状态C 的热力学温度为T C ，则对A 到C 的过程，由理想气体的状态方程得： p 0V 0T 0＝2p 0·2V 0T C
得：T C ＝4T 0 (2)气体由A 到B 的过程中体积增大，对外做功：W 1＝p 0ΔV ＝p 0V 0
B 到
C 的过程中气体的体积不变，对外做功为0，即
W 2＝0
气体从A 到C 的过程中内能增加：ΔU ＝C V ·ΔT
而：ΔT ＝T C －T 0＝4T 0－T 0＝3T 0
由热力学第一定律：ΔU ＝Q －W 1－W 2
联立方程得：Q ＝p 0V 0＋3C V T 0.
16．2T 0 Q －(p 0S －mg )h
解析 由盖—吕萨克定律得，hS T 0＝2hS
T 1
解得T 1＝2T 0
气体在等压变化过程中，活塞受力如图
由平衡条件，pS ＝p 0S －mg
气体对活塞做功，
W ＝pSh ＝(p 0S －mg )h ，
由热力学第一定律，ΔU ＝Q －W ，
气体内能的增加量为
ΔU ＝Q －(p 0S －mg )h .
17．15.0 cm
解析
以cmHg 为压强单位．在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为 p 1＝p 0＋l 2①
设活塞下推后，下部分空气柱的压强为p 1′，由玻意耳定律得 p 1l 1＝p 1′l 1′②
如图，设活塞下推的距离为Δl ，则此时玻璃管上部空气柱的长度为 l 3′＝l 3＋l 1－l 1′－Δl ③
设此时的玻璃管上部空气柱的压强为p2′，则p2′＝p1′－l2④
由玻意耳定律得
p0l3＝p2′l3′⑤
由①至⑤式及题给数据解得Δl＝15.0 cm.。