2021高考物理(新高考版)一轮复习考点考法精练：专题十四 热 学 (2)

专题十四热学
一、单项选择题(共5小题,15分)
1.下列说法正确的是()
A.液体与大气相接触时,表面层分子间的作用表现为相互吸引
B.水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸发和凝结停止进行
C.未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强
D..不浸润现象的附着层,分子间距离r>r0,分子力表现为引力
2.根据你学过的知识,下列说法正确的是()
A.第一类永动机不可能制成是因为热机效率不可能达到100%
B.一切与热有关的自发过程都是从有序向无序进行的
C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵总是增加的
D.热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式
3.随着科技的发展,人类对物质的认识不断深入,晶体硫加热熔化(温度超过300 ℃)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫.下列关于晶体、非晶体的说法正确的是()
A.同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规律排列
B.有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体
C.不论单晶体还是多晶体,在熔化时都要吸热,但温度保持不变
D.晶体硫熔化过程中,分子的平均动能增大
4热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和能量的平衡关系,以及状态发生变化时系统与外界相互作用(包括能量传递和转换)的学科.下列关于热力学相关知识的说法正确的是()
A.物体温度升高时,物体内每个分子的速率都将增大
B.热力学系统在吸热的同时没有对外做功,其内能一定增加
C.一定质量的理想气体在等容变化过程中,对外不做功,其内能不变
D.功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程
5.如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,开始时活塞放置在卡环a、b上,下方封闭了一定质量的理想气体.现缓慢加热缸内气体,直到活塞到达汽缸口.汽缸内气体的体积为V、压强
图象正确的是()
为p,下列V-1
p
二、多项选择题(共5小题,20分)
6.现在骑自行车已成为一种流行的运动,山地自行车更是受到人们的青睐.山地自行
车前轮有气压式减震装置,其原理如图所示,随着路面的颠簸,活塞A上下振动,在汽
缸内封闭的气体的作用下,起到减震的目的.缸内气体可视为理想气体,如果路面不
平,下列关于该减震装置的说法正确的是()
A.A迅速下压时汽缸内的气体温度不变
B.A迅速下压时汽缸内的气体分子势能增加
C.A下压后被迅速反弹时汽缸内气体内能增加
D.A下压后被反弹时汽缸内有些气体分子的速率增大
7.[新素材]在酿造米酒的过程中,酒缸中泡在水里的糯米在发酵过程中(恒温),缸底会有很多气泡形成并缓慢上升到表面爆裂,酒香四溢.下列说法正确的是()
A.酒精气体在弥散过程中做布朗运动
B.酒香四溢是酒精气体分子间的斥力造成的
C.气泡在上升过程中,气泡内气体压强减小
D.气泡在上升过程中,气泡内气体从外界吸收热量
8.分子间相互作用力及合力随分子间距离r变化的规律如图所示,下列说法正确的是
()
A.随r的增大分子力的合力先增大后减小
B.当两个分子间作用力表现为引力时,分子间作用力的合力存在最大值
C.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随r的增大而减小
D.r1处分子势能最小
9.[2019广东七校第一次联考]下列说法正确的是()
①三颗悬浮微粒运动位置的连线②分子间的作用力与距离的关
系
③食盐晶体
④小草上的露珠
A.悬浮微粒的运动(即布朗运动)就是物质分子的无规则热运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力
10.[2020吉林白城模拟]气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空
返回用的气密性装置,其原理图如图所示.座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,
座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空.航天员从太空返回气闸舱时,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡.假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是()
A.B中气体可自发地全部退回到A中
B.气体温度不变,体积增大,压强减小
C.气体体积膨胀,对外做功,内能减小
D.气体体积变大,气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少
三、非选择题(共7小题,55分)
11.[2020江苏苏州模考,4分]如图所示,用水银血压计测量血压.某次测量时,先向袖
带内充气,充入后袖带内气体的压强为1.4p0,体积为V.然后缓慢放气(该过程中气体
温度保持不变),使袖带内气体体积变为0.7V,压强变回到p0,则放气过程中袖带内壁
单位时间单位面积上受到分子撞击的次数(选填“增加”“减少”或“不
变”),在放气过程中袖带内气体(选填“吸热”或“放热”).
12.[5分]在“用油膜法估测分子的大小”实验中,有下列实验步骤.
A.往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉
均匀地撒在水面上
B.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待薄膜形状稳定
C.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小
D.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时滴入溶液的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积
E.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
完成下列填空.
(1)上述步骤中,正确的顺序是(填写步骤前面的标号).
(2)上述实验测量过程中,下列关于该实验的思想方法的说法正确的是.
A.在测量油酸分子直径的过程中采用了控制变量法
B.在测量油膜体积的过程中采用了累积法
C.在测量油膜面积的过程中采用了近似的方法
D.在测量油酸分子直径的过程中采用了等效替代的方法
13.[2020陕西百校联考,8分]如图所示,甲、乙两个竖直放置的相同汽缸中装有体积均为V0、热力学温度均为T0的理想气体,两汽缸用细管(容积不计)连接,细管中有一绝热轻小活塞;汽缸乙
T0,同时在大活塞上方有一横截面积为S、质量不计的大活塞.现将汽缸甲中的气体缓慢升温到5
4
上增加砝码,稳定后细管中的小活塞仍停在原位置.外界大气压强为p0,乙汽缸中气体温度保持不变,两汽缸内气体的质量及一切摩擦均不计,重力加速度大小为g.求:
(1)大活塞上增加的砝码的质量m;
(2)大活塞下移的距离L.
14.[2020吉林长春质量监测,10分]如图所示,一端开口、一端封闭的导热玻璃管,封闭有一定质量的理想气体,开口端浸入固定在地面上的水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃管的封闭端,此时
管内外水银面高度差为h1,外界大气压强为p0,温度为T0,弹簧测力计示数为F1.若外界气压保持不变,温度变为T(未知),稳定后管内外水银面高度差为h2(仍然是管内水银面较高),弹簧测力计示数为F2(未知).已知玻璃管封闭端到槽内水银面的高度始终为H,不计玻璃管所受浮力,水银密度为ρ,玻璃管横截面积为S,重力加速度为g.求:
(1)变化后的温度T;
(2)弹簧测力计的示数F2.
15.[8分]实验室内有一容积为V0的储气罐,里面充有压强为6p0的空气(可视为理想气体),现用该储气罐给原来气体压强为p0的篮球充足气,使篮球内气体的压强达到1.5p0.已知每个篮球的体V0.不考虑温度变化及篮球体积的变化.
积为1
4
(1)求给两个篮球充气后,储气罐中气体的压强大小;
(2)该储气罐最多能给几个这种篮球充足气?
16.[10分]在一上面盖有活塞的汽缸中密封一定质量的理想气体,该气体在初状态A时的温度为t A=27 ℃,体积为V A=2×10-3 m3,压强为p A=3×105 Pa.气体保持体积不变从状态A变化到状态B,压强降低为p B=2×105 Pa.然后保持压强不变从状态B变化到状态C,体积增大到V C=3×10-3 m3.
(1)求该气体在状态B、C时的温度;
(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
17.[10分]如图所示,一端封闭的导热U形管竖直放置,左管横截面积是右管的两倍,一段
水银柱封闭了一定量的理想气体,右管水银柱上表面到管口的距离为2 cm,右管水银柱液
面比左管水银柱液面高2 cm,左管液柱高也为2 cm.若将U形管倒置,没有水银流出,且右
管水银柱下表面刚好与管口平齐.已知大气压强为76 cmHg,环境温度恒为300 K,忽略U
形管底部连接处的影响.(计算结果均保留整数)
(1)求U形管倒置前封闭空气柱的长度;
(2)若U形管不导热,不倒置,设法缓慢加热管内封闭气体,直至右管中水银柱上表面与管口平齐,求此时封闭气体的温度.
1.A液体与大气相接触时,表面层分子比较稀疏,分子间距离r>r0,分子间的作用表现为相互吸引,选项A正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸发和凝结仍在进行,达到动态平衡,选项B错误;温度不同时,未饱和汽的压强不一定小于饱和汽的压强,选项C错误;不浸润现象的附着层,分子间距离r>r0,分子力表现为引力,附着层有收缩的趋势,选项D错误.
2.D第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律,第二类永动机不可能制成才是因为热机效率无法达到100%,A错;一切与热有关的自发过程总是向无序性增加的方向进行,B错;一个孤立系统的总熵不变或增加,C错;热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式,D对.
3.B同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒可以按不同的规律排列,显示出不同的性质,如金刚石和石墨,A错误;有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体,如金刚石是晶体,石墨也是晶体,组成它们的微粒均是碳原子,B正确;在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,C 错误;温度是分子平均动能的标志,晶体硫熔化过程中,温度不变,分子平均动能不变,D错误.
4.B温度是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子平均动能增大,是对大量分子统计的结果,个别分子的速率可能减小,A错误;由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,物体吸收热量,没有对外界
=C可知,温度可能变化,做功,内能增大,B正确;理想气体在等容变化过程中,对外不做功,根据pV
T
内能可能变化,C错误;功和热转化是有方向性的,功可以全部变成热,但热不能自发地全部转化为功,即功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程,D错误.
=C知,开始时体积不变T增大, 5.D缓慢加热汽缸内气体,气体先等容升温,后等压升温.根据pV
T
则p增大;然后p不变T增大,则V增大,可知D正确.
6.BD如果活塞迅速下压,活塞对气体做功,气体来不及散热,由热力学第一定律可知,气体内能增加,温度升高,压强增大,A错;活塞迅速下压时汽缸内气体分子间距离减小,分子势能增加,B对;当活塞下压后被迅速反弹时,气体对外做功,来不及吸热,气体内能减小,温度降低,分子平均速率减小,但不是每个气体分子的速率都减小,有些分子的速率可能增大,C错,D对.
7.CD酒精气体弥散是酒精分子在做扩散运动,A、B错;由理想气体状态方程可知当温度不变时,体积增大,压强减小,C对;由热力学第一定律可知,理想气体温度不变时,则内能不变,若体积增大,气体对外做功,则需从外界吸热,D对.
8.BC当r=r0时,分子力的合力为零,若从r<r0处增大r,由图可知,分子力的合力先减小再增大接着又减小,且r=r1时分子力的合力为引力的最大值,选项A错误,B正确;当分子间作用力表现为斥力时,r增大,分子力做正功,分子势能减小,选项C正确;r1>r0,从r0到r1分子力表现为引力,引力做负功,分子势能增大,因此r1处分子势能不是最小,选项D错误.
9.BD悬浮微粒的运动(即布朗运动)反映了液体分子的无规则热运动,但不是物质分子的运动,选项A错误;当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等,分子处于平衡位置,选项B正确;食盐晶体是单晶体,物理性质上具有各向异性,选项C错误;小草上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力,选项D正确.
10.BD由于气闸舱B内为真空,所以气体在膨胀过程中不会对外做功,又系统与外界没有热交换,则气体内能不变,C错误;根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的,故A错误;对于一定质量的理想气体内能不变,则温度不变,由pV=C,且气体体积增大可知,
气体压强减小,故B正确;气体体积变大,分子数密度n减小,温度不变,分子平均动能不变,平均速率。