2014年版高考物理热学二轮真题目训练

2014年版高考物理热学二轮真题目训练

选修3-3 热　学 ‎ ‎1．(1)以下说法正确的是(　　)‎ A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子势能最小 B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 C．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径d＝ D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质 ‎(2)①如图所示，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，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点．则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为________，在该过程中，缸内气体________(填“吸热”或“放热”)．(设周围环境温度保持不变，已知AB＝h，大气压强为p0，重力加速度为g)‎ ‎②“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆．水立方游泳馆是有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长‎50 m、宽‎25 m，水深‎3 m．设水的摩尔质量为M＝1.8×10－‎2 kg/mol，试估算该游泳池中的水分子数．‎ 解析：　(2)②设水的密度为ρ，游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为NA，游泳池中水的总体积为 V＝50×25×‎3 m3‎＝3.75×‎‎103 m3‎ 则游泳池中水的物质的量n＝＝ 所含的水分子数N＝nNA＝≈1.3×1032个．‎ 答案：　(1)AD　(2)①p0＋　吸热　②1.3×1032个 ‎2．(1)以下说法正确的是________．‎ a．水的饱和汽压随温度的升高而增大 b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动 c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小 d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小 ‎(2)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝‎20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝‎10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)‎ ‎①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)．‎ ‎②此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．‎ 解析：　(1)饱和汽压随温度的升高而增大，选项a正确；扩散现象说明分子在永不停息地运动，选项b正确；当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，选项c错误；根据＝C知，一定质量的理想气体，在等压膨胀时，温度升高，分子的平均动能增大，选项d错误．‎ ‎(2)①设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2 ①‎ p1＝p0 ②‎ p2＝p＋ph ③‎ V1＝l1S ④‎ V2＝l2S ⑤‎ 由几何关系得h＝2(l2－l1) ⑥‎ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg. ⑦‎ ‎②左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，ΔU＝0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q＋W且W<0，所以Q＝－W>0，气体将吸热．‎ 答案：　(1)ab　(2)①50 cmHg　②做正功　吸热 ‎3．(1)根据分子动理论，对下列现象解释正确的是(　　)‎ A．花香袭人，说明分子永不停息地做无规则运动 B．海绵容易压缩，说明分子间存在引力 C．滴进水中的红墨水迅速散开，说明分子间存在斥力 D．浑浊液静置后变澄清，说明分子间既有引力又有斥力 ‎(2)①一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化，变化顺序为a→b→c→d，图中坐标轴上的符号p指气体压强，V指气体体积，ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中属于等温变化过程的是________，在b→c的变化过程中气体的内能________(填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎②现在轿车已进入普通家庭，为保证驾乘人员人身安全，汽车增设了安全气囊，它会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸时产生气体(假设都是N2)充入气囊，以保护驾乘人员．若已知爆炸瞬间气囊容量为‎70 L，氮气的密度ρ＝1.25×‎102 kg/m3，氮气的平均摩尔质量M＝‎0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，试估算爆炸瞬间气囊中N2分子的总个数N.(结果保留一位有效数字)‎ 解析：　(1)花香袭人是分子做无规则运动的结果，选项A正确；海绵容易压缩是因为海绵有许多小孔，选项B错；滴进水中的红墨水迅速散开说明分子永不停息地做无规则运动，选项C错；浑浊液静置后变澄清是因为颗粒受重力作用下沉，选项D错．‎ ‎(2)①根据理想气体状态变化方程＝C得p＝T，可知当温度不变时p－是一条过原点的倾斜直线，所以a→b是等温变化．由p＝T可知图线的斜率表示温度的高低，所以b→c的过程中气体温度升高，又因为理想气体的内能只跟温度有关，所以内能增大．‎ ‎②设N2气体物质的量为n，则n＝ 气体分子数N＝NA 代入数据得N≈2×1026.‎ 答案：　(1)A　(2)a→b　增大 ‎4．(1)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NA.则该种物质的分子体积为V0＝ 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 ‎(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‎12 cm，大气压强为p0＝75 cmHg.现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中，直至两管中水银面高度差达‎6 cm为止，求活塞下移的距离(假设环境温度不变)．‎ 解析：　(1)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．‎ ‎(2)设粗管中气体为气体1.细管中气体为气体2.‎ 对粗管中气体1：有p‎0L1＝p‎1L1′‎ 右侧液面上升h1，左侧液面下降h2，有 S1h1＝S2h2，h1＋h2＝‎6 cm，‎ 得h1＝‎2 cm，h2＝‎‎4 cm L1′＝L1－h1‎ 解得：p1＝90 cmHg 对细管中气体2：有p‎0L1＝p‎2L2′‎ p2＝p1＋Δh 解得：L2′＝‎‎9.375 cm 因为h＝L1＋h2－L2′‎ 解得：h＝‎6.625 cm.‎ 答案：　(1)C　(2)‎‎6.625 cm ‎5．(2013·江苏卷·‎12A)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．‎ ‎(1)该循环过程中，下列说法正确的是________‎ A．A→B过程中，外界对气体做功 B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大 C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化 ‎(2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.‎ ‎(3)若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为‎10 L，在B状态时压强为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数．(已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留一位有效数字)‎ 解析：　(1)在A→B的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，选项A错误；B→C的过程中，气体对外界做功，W＜0，且为绝热过程，Q＝0，根据ΔU＝Q＋W，知ΔU ‎＜0，即气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B错误；C→D的过程中，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，故单位时间 内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；D→A的过程为绝热压缩，故Q＝0，W＞0，根据ΔU＝Q＋W，ΔU＞0，即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D错误．‎ ‎(2)从A→B、C→D的过程中气体做等温变化，理想气体的内能不变，内能减小的过程是B→C，内能增大的过程是D→A.‎ 气体完成一次循环时，内能变化ΔU＝0，热传递的热量Q＝Q1－Q2＝(63－38) kJ＝25 kJ，根据ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25 kJ，即气体对外做功25 kJ.‎ ‎(3)从A→B气体为等温变化，根据玻意耳定律有 pAVA＝pBVB，所以VB＝＝＝‎15 L.‎ 所以单位体积内的分子数n＝＝ L－1＝4×‎1022 L－1＝4×‎1025 m－3.‎ 答案：　(1)C　(2)B→C　25　(3)4×‎1025m－3‎ ‎6．(1)下列说法正确的是________．‎ A．温度可以自发地从高温物体传递到低温物体 B．分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能 C．第二类永动机不可能制成的原因是其违背了能量守恒定律 D．热量能够从低温物体传递到高温物体 ‎(2)如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积S＝2×10－‎3 m2‎、质量m＝‎4 kg，厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为‎24 cm，在活塞的右侧‎12 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa.现将汽缸竖直放置，如图乙所示，取g＝‎10 m/s2.求：‎ ‎①活塞达到卡环时的温度；‎ ‎②加热到675 K时封闭气体的压强．‎ 解析：　(2)①设活塞到达卡环时的温度为T3，此时V3＝36S 由等压变化＝ 得T3＝T2＝×300 K＝540 K.‎ ‎②由540 K到675 K是等容变化 由＝ 得p4＝p3＝×1.2×105 Pa＝1.5×105 Pa.‎ 答案：　(1)BD　(2)①540 K　②1.5×105Pa