高考物理二轮专题复习 专题七 热学检测试题(含解析)

2014年高考物理二轮专题复习检测试题：专题七热学 Word版
含解析
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共20分)
一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．(2013·南京模拟)下列说法中正确的是( )
A．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体
D．氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均速率相同
[答案]B
[解析]布朗运动是指悬浮的固体小颗粒的无规则运动，而不是液体分子的运动，选项A 错误；由于液体表面张力的作用使叶面上的小露珠呈球形，选项B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有规则的几何形状，而多晶体不具有规则的几何形状，选项C错误；氢气和氮气在温度相同时，它们具有相同的分子平均动能，由于氢气分子的质量小于氮气分子的质量，所以氢气分子的平均速率大于氮气分子的平均速率，选项D错误。

2．下列说法正确的是( )
A．晶体和非晶体都有确定的熔点
B．浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现
C．影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的绝对湿度
D．液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样有光学各向异性[答案]BD
[解析]有无确定的熔点是区分晶体与非晶体的依据，A错；浸润和不浸润现象都是液体表面张力的表现，液体表面张力是分子力作用的结果，B对；影响蒸发快慢以及人对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度，C错；D项正确。

3．(2013·潍坊模拟)下列说法中正确的是( )
A．温度越高，每个分子的速率一定越大
B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
D．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的
[答案]BD
[解析]温度是分子平均动能的标志，则选项A错误；雨水因表面张力不易透过雨伞，则选项B正确；布朗运动观察到的是悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，则选项C错误；单晶体的某些物理特性各向异性，多晶体的物理特性各向同性，则选项D正确。

4．下列说法正确的是( )
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小
C．气体的状态变化时，若温度升高，则每个气体分子的平均动能都增加
D．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
[答案]B
[解析]布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它是液体分子碰撞微粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，选项A错误；分子间距离增大时，分子间的引力，斥力都减小，但斥力减小得快，选项B正确；气体的温度升高表示气体的平均分子动能增大，但不是每个气体分子的平均动能都增加，选项C错误；做功和热传递均能改变物体的内能，当外界对物体做功，而物体放热时，物体的内能可能减小，选项D错误。

5．(2013·东北三省四市模拟)下列说法正确的是( )
A．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A。

则该种物质的分子体
积为V0＝M
ρN A
B．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动
C．分子质量不同的两种气体温度相同，它们分子的平均动能一定相同
D．两个分子间距增大的过程中，分子间的作用力一定减小
[答案]C
[解析]选项A中的物质不明确状态，若是气体，要考虑分子间距，则选项A错误；布朗运动观察到的是悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，则选项B错误；温度是分子平均动能的标志，则选项C正确；两分子间距增大，分子力可能增大，也可能减小。

则选项D错误。

第Ⅱ卷(非选择题共80分)
二、非选择题(共10小题，每小题8分，共80分)
6.
如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p 0，容器的横截面积为S ，密封气体的压强是________，当气体从外界吸收热量Q 后，活塞缓慢上升d 后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能______(填“增加”或“减少”)了________。

[答案] p 0＋mg S
增加 Q －(p 0S ＋mg)d [解析]
对活塞受力分析如图所示：pS ＝p 0S ＋mg ，所以p ＝p 0＋mg S。

活塞缓慢上升过程，可近似看成是等压变化，由公式V T
＝C(常数)，可知，当体积增大，温度也随着升高，所以气体内能增加。

ΔE ＝Q －W ＝Q －pSd ＝Q －(p 0S ＋mg)d 。

7．(1)气体膨胀对外做100J 的功，同时从外界吸收120J 的热量，则这个过程气体的内能__________(填“增加”或“减少”)________J 。

在任何自然过程中，一个孤立系统的熵是________(填“增加”“减少”或“不变”)的。

(2)
如图所示，一定质量的理想气体，由状态A 沿直线AB 变化到状态B 。

在此过程中，气体分子平均速度的变化情况是______________________________。

(3)密闭容器内充满100℃的水的饱和汽。

此时容器内压强为1标准大气压，若保持温度不变，使其体积变为原来的一半，此时容器内水蒸气的压强等于________标准大气压。

[答案] (1)增加 20 增加 (2)先增大后减小 (3)1
[解析] (2)根据p －V 图的性质判断，沿直线从A 到B 的过程中，会经过一系列等温线，这些等温线温度逐渐升高达最高后再逐渐降低最后回到原来的等温线上。

(3)不能用p 1V 1＝p 2V 2解题，因为压强增大后，水蒸气会变成水，即气体的质量变小了，所以仍然保持原来的大气压。

8．(2013·山东日照一模)在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致。

已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5atm ，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为87℃，轮胎中的空气可看做理想气体。

(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；
(2)从微观上解释爆胎前胎内气体压强变化的原因；
(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由。

[答案] (1)3atm (2)见解析 (3)见解析
[解析] (1)气体做等容变化，由查理定律得p 1T 1＝p 2T 2
① T 1＝300K ②
T 2＝360K ③
p 1＝2.5atm ④
由①②③④得：p 2＝3atm 。

(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，气体压强增大，超过轮胎承受的极限，造成爆胎。

(3)气体膨胀对外做功，但是没有吸收或者放出热量，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得
ΔU<0，内能减少。

9．(2013·山东德州一模)(1)以下说法正确的是________。

a ．物理性质各向同性的一定是非晶体
b ．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
c ．质量和温度都相同的氢气和氧气(可视为理想气体)的内能相同
d ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 (2)
如图所示的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸开口向上。

开始汽缸所处的环境温度为87℃，活塞距汽缸底部距离为12cm ，后来环境温度降为27℃，则：
①此时活塞距汽缸底部距离为多少？
②此过程中气体内能________(填“增大”或“减小”)，气体________(填“吸热”或者“放热”)。

[答案] (1)d (2)①10cm ②减小 放热
[解析] (1)物理性质各向同性的是非晶体或多晶体，a 错误；悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，微粒越不容易平衡，布朗运动越明显，b 错误；物体的内能与温度、体积、物质的量相联系，质量相同的氢气和氧气物质的量不同，故c 错误；根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，d 正确。

(2)①设V 1＝h 1S V 2＝h 2S
由盖—吕萨克定律可知：V 1T 1＝V 2T 2
解得h 2＝10cm
②温度降低，气体内能减小，又此过程外界对气体做功，所以气体放热。

10．(2013·山东潍坊一模)(1)下列说法正确的是( )
A ．0℃的冰与0℃的水分子的平均动能相同
B ．温度高的物体内能一定大
C ．分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小
D ．随着制冷技术的不断提高，绝对零度一定能在实验室中达到 (2)
一定质量的理想气体压强p 与热力学温度T 的关系图象如图所示，气体在状态A 时的体积V 0＝2m 3
，线段AB 与p 轴平行。

①求气体在状态B 时的体积；
②气体从状态A 变化到状态B 过程中，对外界做功30J ，问该过程中气体吸热还是放热？传递的热量为多少？
[答案] (1)A (2)①1cm 3 ②放热 30J
[解析] (1)温度是分子平均动能的标志，A 正确，物体的内能与温度、体积、物质的量相联系，B 错误；当r<r 0时，分子间作用力随分子间距离的增大而减小，当r>r 0时，分子间作用力随分子间距离的增大先增大后减小，C 错误；绝对零度不可能达到，D 错误。

(2)①气体从状态A 变化到状态B 发生等温变化，根据玻意耳定律得：p 0V 0＝2p 0V B ，解得V B ＝12
V 0＝1m 3。

②A→B：ΔU ＝0，
由ΔU ＝Q ＋W 得
Q ＝－W ＝－30J
该过程中气体放热，放出热量为30J 。

11.
在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A至状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J。

图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。

求：
(1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1；
(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2。

[答案](1)0 9 J(2)9 J 3 J
[解析](1)从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化，
该气体对外界做的功W1＝0
根据热力学第一定律有ΔU1＝W1＋Q1
内能的增量ΔU1＝Q1＝9 J。

(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高
该气体内能的增量ΔU2＝ΔU1＝9 J
根据热力学第一定律有ΔU2＝W2＋Q2
从外界吸收的热量Q2＝ΔU2－W2＝3 J。

12．(1)某日白天空气中水蒸气的压强是1.1×103Pa，此时空气的相对湿度是50%，则同温度水的饱和气压是________Pa。

(2)
某兴趣小组利用废旧物品制作了一个简易气温计：如图所示，在一个空酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置。

已知酒瓶的容积为480 cm3，玻璃管内部横截面积为0.4 cm2，瓶口外的有效长度为50 cm。

当气温为280 K时，水银柱刚好处在瓶口位置。

①求该气温计能测量的最高气温；
②在水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体是吸热还是放热？简要说明理由。

[答案](1)2.2×103(2)①291.7 K或18.7℃
②见解析
[解析](2)①当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体体积为V2，则初状态：T1＝280 K，V1＝480 cm3
末状态：V2＝(480＋50×0.4)cm3＝500 cm3
由盖－吕萨克定律得
V1 T1＝
V2
T2
代入数据解得T2≈291.7 K(或18.7℃)
②吸热
当环境温度升高时，水银柱从瓶口处缓慢向右移动，此过程密封气体的内能增大，同时对外做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体要从外界吸收热量。

13．(2013·吉林省吉林市二模)(1)
如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑。

现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是( )(填入正确选项前的字母)
A．气体分子平均动能不变
B．气体内能减少
C．气体吸收热量
D．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现
E．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
(2)
如图所示，两端开口的U 形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍。

管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12cm ，大气压强为p 0＝75cmHg 。

现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并使活塞缓慢推入管中，直至两管中水银面高度差达6cm 为止。

求：
①左端液面下降多少？
②活塞下移的距离。

(环境温度不变)
[答案] (1)ACE (2)①4cm ②6.625cm
[解析] (1)汽缸是导热的，封闭气体的温度始终与环境温度相同，保持不变，而温度是分子平均动能的标志，故A 正确；一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，内能不变，B 错误；气体内能不变，对外做功，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，可知气体吸收热量，C 正确；气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，同时伴随着外力F 的作用，即引起了其他的变化，所以此过程不违反热力学第二定律，E 正确，D 错误。

(2)①设细管的液面下降了x ，则粗管液面上升了x 2，根据题意：x ＋x 2
＝6cm ，得x ＝4cm ②对粗管内的气体应用玻意耳定律：p 1V 1＝p 1′V 1′
75×12S＝p 1′×(12－2)S
解得末状态粗管中气体的压强p 1′＝90cmHg
则细管中气体末状态的压强为(90＋6)cmHg
设活塞下移y ，对细管中的气体用玻意耳定律：p 2V 2＝p 2′V 2′
75×12s′＝(90＋6)×(12＋4－y)s′
解得y ＝6.625cm
14．(1)下列说法中正确的是________。

A ．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
B ．物体的温度升高时，其分子平均动能增大
C ．气体绝不可能从单一热源吸收热量全部转化为有用功
D ．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传
到高温物体
E ．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
(2)今有一空调在正常工作时，其压缩机一次可对气体做功 2.0×105
J ，同时气体放出热量为5.0×105J 。

在此过程中，该气体的内能________(填“增加”或“减少”)了________J 。

(3)
如图所示，一定质量的理想气体由初始状态A 变化至状态C ，初始时p A ＝1×105Pa 。

①试求状态C 的压强。

②试分析AB 过程、BC 过程气体与外界热交换的情况。

[答案] (1)ABE (2)减少 3.0×105
(3)①3×105Pa ②见解析
[解析] (1) 水和酒精混合后，水分子和酒精分子相互“镶嵌”，总体积减小，说明分子间有空隙，选项A 正确；温度是物体分子平均动能的标志，选项B 正确；在外界干预下气体可以从单一热源吸收热量全部转化为有用功，选项C 错误；根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，选项D 错误；一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，对外做功，吸收的热量大于增加的内能，选项E 正确。

(2)根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 以及W ＝2.0×105J ，Q ＝－5.0×105J 可知，ΔU ＝－3.0×105J ，即内能减少了3.0×105J 。

(3)①由理想气体状态方程
p A V A T A ＝p C V C T C
代入数据可得p C ＝3.0×105Pa
②AB 过程，体积不变，外界对气体不做功，温度升高，气体内能增大，根据热力学第—定律可知，气体吸热；
BC 过程，气体温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热。

15．(1)根据热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是________。

a ．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
b ．气体的温度升高时，气体分子的平均动能增加，气体的压强不一定增大
c ．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则热运动
d ．如果分子间作用力表现为引力，则随着分子间距离的增大分子力越来越小，分子势能越来越大 (2)
如图所示，A 、B 两容器容积相同，用细长直导管(其内气体可忽略)相连，二者均封入压强为p 、温度为T 的一定质量的理想气体，现使A 内气体温度升高至T′，稳定后A 容器的压强为多少？
[答案] (1)ab (2)2T′T ＋T′
p [解析] (1)当分子间的引力和斥力平衡时，分子间距离为r 0，当r>r 0时，随分子间距离的增大分子势能增大；当r<r 0时，随分子间距离的减小分子势能增大，故r ＝r 0处分子势能最小，a 正确；气体的温度升高时，气体分子的平均动能增加，但气体的压强变化还和气体的体积变化有关，因此压强不一定增大，b 正确；布朗运动是悬浮在液体中的小微粒的运动，不是液体分子的运动，c 错误；如果分子间作用力表现为引力，则随着分子间距离的增大，分子势能一定越来越大，但分子力大小的改变要看分子间的距离在什么范围内，从r ＝r 0开始，随着分子间距离的增大，分子间的引力先增大，后减小，所以d 错误。

(2)
把升温前整个气体分为(V －ΔV)和(V ＋ΔV)两部分，升温后，让气体(V －ΔV)充满A 容器，气体(V ＋ΔV)压缩进B 容器
对升温前体积为(V －ΔV)的气体，由理想气体状态方程得：
－ΔT ＝
p′V
T′
对升温前体积为(V＋ΔV)的气体，属于等温过程，由玻意耳定律得p(V＋ΔV)＝p′V
联立得：p′＝2T′
T＋T′
p。