2019年高考物理二轮复习专题14热学测含解析201904041154(1)
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高考物理热学复习试题及答案-Word
一、选择题
1. 一位质量为60 kg的同学为了表演“轻
功”,他用打气筒给4只相同的气
球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后
将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上,在气球的上方放置一轻质塑料板,如图所示。
(1)关于气球内气体的压强,下列说法正确的是
A.大于大气压强
B.是由于气体重力而产生的
C.是由于气体分子之间的斥力而产生的
D.是由于大量气体分子的碰撞而产生
的
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,球内气体温度可视为不变。
下列说法正确的是
A.球内气体体积变大
B.球内气体体积变小
C.球内气体内能变大
D.球内气体内能不变
(3) 为了估算气球内气体的压强,这位同学在气球的外表面涂上颜料,在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸。
表演结束后,留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示若表演时大气压强为1.013105Pa,取g=10 m/s2,则气球内气体的压强为 Pa。
(取4位有效数字)
气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”,这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系?
答案:(1)AD ;(2)BD;(3)1.053*105Pa 面积相同
2.关于热力学定律,下列说法正确的是()。
山东省济南市2019高考物理热学专题复习练习1.下列说法正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变2.以下说法正确的是()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.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子不停息地做无规则热运动C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体的平均动能一定增大,因此压强也必然增大E.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小3.下列说法正确的是()A.布朗运动反映了微粒中分子运动的不规则性B.分子间距离增大时,分子间引力增大,斥力减小C.扩散现象说明分子间存在斥力D.一定质量的理想气体对外做功800J,同时吸收300J热量,则这气体温度降低,内能减小4.下列说法正确的是()A.物体从外界吸收热量,其内能一定增加B.物体对外界做功,其内能一定减少C.气体温度升高时,每个分子运动速率都会增大D.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递5.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的()A.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加6.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中大致正确的是()A.B.C.D.7.如图是某种喷雾器示意图,在贮液筒装入一些药液后将密封盖盖好.多次拉压活塞后,把空气打入贮液筒内,贮液筒与外界热交换忽略不计,打开喷嘴开关,活塞位置不变,药液就可以持续地喷出,药液喷出过程中,贮液筒内的空气()A.分子间的引力和斥力都在增大B.体积变大,压强变大C.气体分子的平均动能不变D.气体的内能减小8.一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,气体的压强会变大.这是因为气体分子的()A.密集程度增加B.密集程度减小C.平均动能增大D.平均动能减小9.如图所示,一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若用竖直向上的力F将活塞向缓慢上拉一些距离,则缸内封闭着的气体()A.分子平均动能不变B.单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C.每个分子对缸壁的冲力都会减小D.若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量10.如下图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是(填选项前的字母)()A.TA<TB,TB<TCB.TA>TB,TB=TCC.TA>TB,TB<TCD.TA=TB,TB>TC11.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体,若此气体的温度随其内能的增大而升高,则() A.将热量传给气体,其温度必升高B.压缩气体,其温度必升高C.压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必不变D.压缩气体,同时将热量传给气体,其温度必升高12.如图所示,天平右盘放砝码,左盘是一个水银气压计,玻璃管固定在支架上,天平已调节平衡,若大气压强增大,则()A.天平失去平衡,左盘下降B.天平失去平衡,右盘下降C.天平仍平衡D.无法判定天平是否平衡13.如图是压力保温瓶结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体.假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体()A.内能增大B.体积增大C.压强不变D.温度不变14.一定质量的理想气体,由状态A(1,3)沿直线AB变化到C(5,1),如图所示,气体在A、B、C三个状态中的温度之比是()A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.3∶4∶3D.3∶6∶515.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是()A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小16.用密封性好,充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小17.下列说法正确的是()A.物体做加速运动时速度越来越大,物体内分子的平均动能也越来越大B.“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C.第二类永动机没有违反能量守恒定律D.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加E.液晶既有液体的流动性,又具有光学各向异性18.内燃机的做功过程是气缸内高温高压气体的膨胀过程,如图.对这一过程气缸内的气体,下列叙述正确是( )A.气体对外做功,部分内能转化为机械能B.气体的分子势能减少C.气体从外界吸收热量D.气体的温度下降19.下列说法中正确的有()A.悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动B.金属铁有固定的熔点C.液晶的光学性质具有各向异性D.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力E.随着高度的增加,大气压和温度都在减小,一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小20.以下说法中正确的是()A.分子间距离为r0时,分子间不存在引力和斥力B.悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则C.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加D.气体做等温膨胀,气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少E.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积21.如图所示,a,b,c,d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,ab的延长线过原点,dc平行于纵轴,以下说法正确的是()A.从状态d到c,气体不吸热也不放热B.从状态c到b,气体放热C.从状态a到d,气体对外做功D.从状态b到a,气体吸热22.(多选)下列说法正确的是()A.当一定质量的气体吸热时,其内能可能减小B.玻璃、石墨和金刚石都是晶体,石蜡是非晶体C.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点D.当液体与大气相接触时,液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部E.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比23.(多选)关于固体、液体性质,下列说法正确的是()A.晶体和非晶体在一定的条件下可以转化B.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势C.当液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光吸收强度就不同D.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体24.(多选)下列说法中正确的是()A.气体放出热量,其分子的平均动能可能增大B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律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=25.(多选)绝热汽缸的质量为M,绝热活塞的质量为m,活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气,汽缸中密封一部分理想气体,最初汽缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上.如图所示,现拔去销钉,让汽缸在斜面上自由下滑,当活塞与汽缸相对静止时,被封气体与原来汽缸静止在斜面上时相比较,以下说法正确的是()A.气体的压强不变B.气体的内能减少C.气体的温度升高D.气体的体积增大26.(多选)在用油膜法计算分子直径实验中,若已知该种油的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴质量为m,油滴在液面上扩大后的最大面积为S,N A为阿伏加德罗常数.以上各物理量的单位,均为国际单位,那么下列各式正确的是()A.油分子直径d=B.油分子直径d=C.油滴所含的分子数N=D.油滴所含的分子数N=27.(多选)下列说法中正确的是()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性28.(多选)如图所示,一个导热汽缸竖直放置,汽缸内封闭有一定质量的气体,活塞与汽缸壁紧密接触,可沿汽缸壁无摩擦地上下移动.若大气压保持不变,而环境温度缓慢升高,在这个过程中()A.汽缸内每个分子的动能都增大B.封闭气体对外做功C.汽缸内单位体积内的分子数增多D.封闭气体吸收热量E.汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少29.(多选)下列说法中正确的有()A.汽缸内的气体具有很大的压强,是因为气体分子间表现为斥力B.液体表面具有张力是因为液体表面层的分子间表现为引力C.晶体的物理性质具有各向异性是因为晶体内部微粒按一定规律排列的D.温度越高的物体,其内能一定越大、分子运动越剧烈30.(多选)关于一定量的气体,下列说法正确的是()A.气体体积指的是该气体所有分子能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.气体分子热运动的剧烈程度增强时,气体的温度可能降低C.外界对气体做功时,其内能可能会减少D.气体在等温压缩的过程中一定放出热量E.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零《热学练习题》1.下列说法正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变【答案】B【解析】温度是物体的分子平均动能的标志,温度升高,物体分子的平均动能一定增大,A错误,B正确;内能是所有分子的动能和势能的和,不仅与温度有关,还与物体的体积有关,只知道温度一个因素的变化情况,无法确定物体内能的变化,C、D错误。
【满分:110分时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)1.下列说法正确的是________A.机械波和电磁波本质上相同,都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B.人耳能听见的声波比超声波更容易发生明显衍射C.沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象D.水中的气泡,看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射E. 在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高【答案】BCE【解析】【详解】2.节日放飞的氢气球,升到高空后会破裂,氢气球在破裂之前的上升过程中,下列说法正确的是___ 。
A.气球内氢气的内能减小B.气球内氢气分子的速率都在减小C.气球内的氢气对外做功D.气球内的氢气分子的速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律E. 气球内的氢气分子的运动也叫布朗运动【答案】ACD【解析】AC.在气球上升过程中,随着高度的增加,温度降低,空气的密度减小,大气压强逐渐减小,由于大气压强在逐渐减小,而球内氢气的压强大于外界大气压,会使得氢气球向外膨胀,气球的体积变大,气体对外做功,其体内能减小,故A正确,C正确;B.氢气温度降低,分子平均动能减小,平均速率减小,速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律,不一定所有分子速率都减小,故B错误,D正确;6.下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是( )A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性E. 非晶体、多晶体的物理性质为各向同性【答案】BCE考点:物体的内能;晶体和非晶体【名师点睛】本题考查分子动理论内容,难度不大,需要强化记忆.分子势能与电势能和重力势能具有相同的变化规律,可以类比9.一定质量的某种气体,在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图象如图所示,下列说法正确的是________。
2019高考物理专题热学测试题一、单选题(共12小题)1.清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物理过程中,水分子间的()A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大2.分子甲和乙相距较远(此时它们的分子力近似为零),如果甲固定不动,乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近.在整个过程中()A.先是乙克服分子力做功,然后分子力对乙做正功B.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功C.两分子间的斥力不断减小D.两分子间的引力不断减小3.在下列叙述中,正确的是()A.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大B.布朗运动就是液体分子的热运动C.对一定质量的气体加热,其内能一定增加D.分子间的距离r存在某一值r0,当r<r0时,斥力小于引力,当r>r0时,斥力大于引力4.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D5.两瓶质量不等的同种气体,在压强相等的条件下,其密度的大小是()A.温度高的密度小B.温度低的密度小C.质量小的密度小D.体积大的密度小6.一般物质分子非常小,分子质量也非常小。
科学家采用摩尔为物质的量的单位,实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。
1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量为称阿伏伽德罗常数N A。
通过下列条件可以得出阿伏伽德罗常数的是()A.已知水的密度和水的摩尔质量B.已知水分子体积和水分子质量C.已知水的摩尔质量和水分子质量D.已知水分子体积和水的摩尔质量7.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的( )A.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加8.下列说法中正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动C.温度降低了,物体内每个分子动能一定减小D.温度低的物体内能一定小9.下列说法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.外界对物体做功时,物体的内能一定增加C.温度低的物体分子运动的平均动能小D.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大10.如图甲所示,P-T图上的a→b→c表示一定质量理想气体的状态变化过程,这一过程在P—V图上的图线应是图乙中的()(P、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度)A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D11.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A.温度和压强B.体积和压强C.温度和体积D.压强和温度12.下列说法正确的是()A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同二、实验题(共3小题)13.在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将浓度为的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜.测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则其中纯油酸的体积为,油酸分子的直径约为,如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为,d为球直径),该滴油酸溶液所含油酸分子数约为.14.(1)在课本上粗测油酸分子的大小的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器量得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_______mL,油酸膜的面积是______cm2,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是________m。
2019届物理二轮热学专题卷(全国通用)1.(2018年普通高等学校招生全国统一考试)如图,一定量的理想气体,由状态a等压变化到状态b,再从b等容变化到状态c。
a、c两状态温度相等。
下列说法正确的是。
_______。
(填入正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分:有选错的得0分)A.从状态b到状态c的过程中气体吸热B.气体在状态a的内能等于在状态c的内能C.气体在状态b的温度小于在状态a的温度D.从状态a到状态b的过程中气体对外做正功2.一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室A和B,活寨可无摩擦地滑动。
开始时用销钉固定活塞,A中气体体积为2.5×10-4m3,温度为27℃,压强为6.0×104Pa;B中气体体积为4.0×10-4m3,温度为-17℃,压强为2.0×104Pa。
现将A中气体的温度降至-17℃,然后拔掉销钉,并保持A、B中气体温度不变,求稳定后A和B中气体的压强。
2. (全国II卷)如图,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。
已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计他们之间的摩擦。
开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。
现用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。
求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。
重力加速度大小为g。
3.如图所示,开口向上、放在地面上的气缸内用活塞封闭一定质量的气体,活塞的质量为m,横截面的面积为S。
一质量为2m的物块放在缸底,用细线(不可伸长)与活塞相连接且细线刚好拉直,这时缸内气体的温度为T0,大气压强为P0,不计活塞与缸壁间的摩擦,现对缸内气体缓慢加热,重力加速度为g。
(i)当缸底物块对缸底的压力刚好为零时,缸内气体温度T1为多大?(ⅱ)当缸内气体体积为原来的1.2倍时,缸内气体温度是多少?若此时细线断了,细线断开的一瞬问,活塞的加速度多大?4.如图所示,两段粗细均匀内壁光滑的玻璃管竖直放置,开口向上,下端一段粗,横截面积为S=7.5×10-3m2,上端横截面为S=2.5×10-3m2。
热学1.(2014广东十校第一次联考)一定质量的理想气体,现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强,那么使用下列哪些过程可以实现()A.先将气体等温膨胀,再将气体等容降温B.先将气体等温压缩,再将气体等容降温C.先将气体等容升温,再将气体等温压缩D.先将气体等容降温,再将气体等温压缩2.(1)(5分)(2014河北省唐山市摸底考试)当两分子间距为r0时,它们之间的引力和斥力相等。
关于分子之间的相互作用,下列说法正确的是A.当两个分子间的距离小于r0时,分子间只存在斥力B.当两个分子间的距离大于r0时,分子间只存在引力C.两个分子间的距离由较远逐渐减小到r= r0的过程中,分子间相互作用力先增大后减小,表现为引力D.两个分子间的距离由r= r0开始减小的过程中,分子间相互作用力一直增大,表现为斥力E.两个分子间的距离等于r0时,分子势能最小2.答案:CDE解析:当两个分子间的距离小于r0时,分子间斥力大于引力,选项A错误。
当两个分子间的距离大于r0时,分子间斥力小于引力,选项B错误。
两个分子间的距离由较远逐渐减小到r= r0的过程中,分子间相互作用力先增大后减小,表现为引力,选项C正确。
两个分子间的距离由r= r0开始减小的过程中,分子间相互作用力一直增大,表现为斥力,选项D正确。
两个分子间的距离等于r0时,分子势能最小,选项E正确。
【考点定位】此题考查分子力及其相关知识。
3.(2014河北省邯郸市摸底考试)(1)下列说法中正确的是A.单晶体的各向异性是由晶体微观结构决定的B.布朗运动就是液体分子的运动C.能量转化和守恒定律是普遍规律,但是能量耗散违反能量转化和守恒定律D.小昆虫水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故E.物体可从单一热源吸收的热量并全部用于做功,而不引起其它变化4(2014辽宁省五校联考)右图是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布,由图可得信息正确的是(填入选项前的字母,有填错的不得分)A. 同一温度下,氧气分子速率呈现出“中间多,两头少” 的分布规律B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例高D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小5(5分)(2014甘肃省兰州市联考)对于一定质量的理想气体,下列说法中正确的是(填入正确选项前的字母。
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考点14 热学1.(2018·重庆理综·T15)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成.开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如题图所示.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体( )A.对外做正功,分子的平均动能减小B. 对外做正功,内能增大C. 对外做负功,分子的平均动能增大D. 对外做负功,内能减小 【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析:【精讲精析】选A.当气体体积膨胀时,气体对外做功,又没有热传递,由热力学第一定律知,气体的内能减少,温度降低,而温度又是分子平均动能的标志,所以A 正确.2.(2018·福建理综·T28(1))如图所示,曲线M 、N 分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴表示时间t ,纵轴表示温度T 。
从图中可以确定的是_______。
(填选项前的字母) A.晶体和非晶体均存在固定的熔点0T B.曲线M 的bc 段表示固液共存状态C.曲线M 的ab 段、曲线N 的ef 段均表示固态D.曲线M 的cd 段、曲线N 的fg 段均表示液态【思路点拨】解答本题时应知道以下知识:晶体有一定熔点而非晶体没有一定熔点逐步熔化直到全部变为液态 【精讲精析】选B.由图像可知曲线M 表示晶体,bc 段表示晶体熔化过程,处于固液共存状态,B 对;N 表示非晶体,没有固定熔点,A 错;由于非晶体没有一定熔点逐步熔化,因此C 、D 错.3.(2018·福建理综·T28(2))一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量 2.5×104J ,气体对外界做功1.0×104J ,则该理想气体的_______。
(填选项前的字母) A.温度降低,密度增大 B.温度降低,密度减小 C.温度升高,密度增大 D.温度升高,密度减小【思路点拨】解答本题时应理解热力学第一定律与气体的状态参量的变化关系【精讲精析】选D.由热力学第一定律Q W E +=∆,Q=2.5×104J ,W=-1.0×104J 可知E ∆大于零,气体内能增加,温度升高,A 、B 错;气体对外做功,体积增大,密度减小,C 错D 对.4.(2018·江苏物理·T12.A )如题12A-1图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。
热学1.如图,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。
已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计他们之间的摩擦。
开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。
现用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。
求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。
重力加速度大小为g。
【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【答案】此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a 处和b处时气体的体积分别为V1和V2。
根据盖—吕萨克定律有④式中V 1=SH ⑤V 2=S (H +h )⑥联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b 处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为⑧ 故本题答案是: 考点定位】理想气体状态方程 热力学第一定律【名师点睛】两个过程:A 到B 等温变化,B 到C 等压变化. 考点定位】玻意耳定律【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用,解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象,并能找到气体在不同状态下的状态参量,然后列方程求解。
5.【2016·上海卷】如图,粗细均匀的玻璃管A 和B 由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A 管内,初始时两管水银面等高,B 管上方与大气相通。
若固定A 管,将B 管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H ,A 管内的水银面高度相应变化h ,则A .h =HB .h <2HC .h =2HD .2H <h <H 【答案】B【。
2019年普通高等学校招生全国统一考试全国Ⅱ卷理科综合(物理部分)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.14.(2019·全国Ⅱ卷·14)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆.在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图像是()答案D解析在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中,根据万有引力定律,可知随着h的增大,探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的,故能够描述F随h变化关系的图像是D. 15.(2019·全国Ⅱ卷·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏,循环的结果可表示为411H→42He+201e+2ν,已知11H和42He的质量分别为m p=1.007 8 u和mα=4.002 6 u,1 u =931 MeV/c2,c为光速.在4个11H转变成1个42He的过程中,释放的能量约为()A.8 MeV B.16 MeVC.26 MeV D.52 MeV答案C解析核反应质量亏损Δm=4×1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u,释放的能量ΔE=0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV,选项C正确.16.(2019·全国Ⅱ卷·16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行.已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33,重力加速度取10 m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1 500 N,则物块的质量最大为()A .150 kgB .100 3 kgC .200 kgD .200 3 kg答案 A 解析 设物块的质量最大为m ,将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解,由平衡条件,在沿斜面方向有F =mg sin 30°+μmg cos 30°,解得m =150 kg ,A 项正确. 17. (2019·全国Ⅱ卷·17)如图1,边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B .方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外.ab 边中点有一电子发射源O ,可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子.已知电子的比荷为k .则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为( )图1A.14kBl ,54kBl B.14kBl ,54kBl C.12kBl ,54kBl D.12kBl ,54kBl 答案 B解析 电子从a 点射出时,其轨迹半径为r a =l 4,由洛伦兹力提供向心力,有e v a B =m v a 2r a,又e m =k ,解得v a =kBl 4;电子从d 点射出时,由几何关系有r d 2=l 2+(r d -l 2)2,解得轨迹半径为r d =5l 4,由洛伦兹力提供向心力,有e v d B =m v d 2r d ,又e m =k ,解得v d =5kBl 4,选项B 正确. 18.(多选)(2019·全国Ⅱ卷·18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和.取地面为重力势能零点,该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图1所示.重力加速度取10 m/s 2.由图中数据可得( )图1A .物体的质量为2 kgB .h =0时,物体的速率为20 m/sC .h =2 m 时,物体的动能E k =40 JD .从地面至h =4 m ,物体的动能减少100 J答案 AD解析 根据题图图像可知,h =4 m 时物体的重力势能mgh =80 J ,解得物体质量m =2 kg ,抛出时物体的动能为E k0=100 J ,由公式E k0=12m v 2可知,h =0时物体的速率为v =10 m/s ,选项A 正确,B 错误;由功能关系可知F f h =|ΔE |=20 J ,解得物体上升过程中所受空气阻力F f =5 N ,从物体开始抛出至上升到h =2 m 的过程中,由动能定理有-mgh -F f h =E k -100 J ,解得E k =50 J ,选项C 错误;由题图图像可知,物体上升到h =4 m 时,机械能为80 J ,重力势能为80 J ,动能为零,即从地面上升到h =4 m ,物体动能减少100 J ,选项D 正确.19.(多选)(2019·全国Ⅱ卷·19)如图1(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v 表示他在竖直方向的速度,其v -t 图像如图(b)所示,t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻.则( )图1A .第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B .第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C .第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D .竖直方向速度大小为v 1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大答案 BD解析 根据v -t 图线与横轴所围图形的面积表示位移,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大,选项A 错误;从起跳到落到雪道上,第一次速度变化大,时间短,由a =Δv Δt可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的小,选项C 错误;第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大,又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值相同(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值),故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大,选项B 正确;竖直方向上的速度大小为v 1时,根据v -t 图线的斜率表示加速度可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小,由牛顿第二定律有mg -F f =ma ,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大,选项D 正确.20.(多选)(2019·全国Ⅱ卷·20)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动,N 为粒子运动轨迹上的另外一点,则( )A .运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B .在M 、N 两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C .粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能D .粒子在N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行答案 AC解析 在两个同种点电荷的电场中,一带同种电荷的粒子在两电荷的连线上自M 点(非两点电荷连线的中点)由静止开始运动,粒子的速度先增大后减小,选项A 正确;带电粒子仅在电场力作用下运动,若运动到N 点的动能为零,则带电粒子在N 、M 两点的电势能相等;仅在电场力作用下运动,带电粒子的动能和电势能之和保持不变,可知若粒子运动到N 点时动能不为零,则粒子在N 点的电势能小于在M 点的电势能,即粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能,选项C 正确;若静电场的电场线不是直线,带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹不会与电场线重合,选项B 错误;若粒子运动轨迹为曲线,根据粒子做曲线运动的条件,可知粒子在N 点所受电场力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行,选项D 错误.21. (多选)(2019·全国Ⅱ卷·21)如图1,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计.虚线ab 、cd 均与导轨垂直,在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场.将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好.已知PQ进入磁场时加速度恰好为零.从PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是()图1答案AD解析根据题述,PQ进入磁场时加速度恰好为零,两导体棒从同一位置释放,则两导体棒进入磁场时的速度相同,产生的感应电动势大小相等,若释放两导体棒的时间间隔足够长,在PQ通过磁场区域一段时间后MN进入磁场区域,根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知流过PQ的电流随时间变化的图像可能是A;若释放两导体棒的时间间隔较短,在PQ没有出磁场区域时MN就进入磁场区域,则两棒在磁场区域中运动时回路中磁通量不变,两棒不受安培力作用,二者在磁场中做加速运动,PQ出磁场后,MN切割磁感线产生感应电动势和感应电流,且感应电流一定大于I1,受到安培力作用,由于安培力与速度成正比,则MN所受的安培力一定大于MN的重力沿导轨平面方向的分力,所以MN一定做减速运动,回路中感应电流减小,流过PQ的电流随时间变化的图像可能是D.二、非选择题:共62分,第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33~34题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共47分.22.(2019·全国Ⅱ卷·22)如图1,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验.所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等.回答下列问题:(1)铁块与木板间动摩擦因数μ=______(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示).图1 (2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角θ=30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图2所示.图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出).重力加速度为9.80 m/s 2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数).图2答案 (1)g sin θ-a g cos θ(2)0.35 解析 (1)对铁块受力分析,由牛顿第二定律有 mg sin θ-μmg cos θ=ma ,解得μ=g sin θ-a g cos θ. (2)两个相邻计数点之间的时间间隔T =5×150s =0.10 s , 由逐差法和Δx =aT 2,可得a =(x 5+x 6+x 7)-(x 1+x 2+x 3)12T 2≈1.97 m/s 2, 代入μ=g sin θ-a g cos θ,解得μ≈0.35. 23.(2019·全国Ⅱ卷·23)某小组利用图1(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U 与温度t 的关系,图中V 1和V 2为理想电压表;R 为滑动变阻器,R 0为定值电阻(阻值100 Ω);S 为开关,E 为电源.实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t 由温度计(图中未画出)测出.图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA 时得到的某硅二极管U -t 关系曲线.回答下列问题:图1(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA ,应调节滑动变阻器R ,使电压表V 1的示数为U 1=________ mV ;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t 升高时,硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”),电压表V 1示数________(填“增大”或“减小”),此时应将R 的滑片向________(填“A ”或“B ”)端移动,以使V 1示数仍为U 1.(2)由图(b)可以看出U 与t 成线性关系.硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为|ΔU Δt|=________×10-3 V/℃(保留2位有效数字). 答案 (1)5.00 变小 增大 B (2)2.8解析 (1)实验中硅二极管与定值电阻R0串联,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压U 1=IR 0=50.0 μA×100 Ω=5.00 mV ;由题图(b)可知,当控温炉内温度升高时,硅二极管两端电压减小,又题图(b)对应的电流恒为50.0 μA ,可知硅二极管的正向电阻变小,定值电阻R0两端电压增大,即电压表V 1示数增大,应增大滑动变阻器接入电路的阻值以减小电路中的电流,从而使电压表V 1示数保持不变,故应将R 的滑片向B 端移动.(2)由题图(b)可知⎪⎪⎪⎪ΔU Δt =0.44-0.3080-30V/℃=2.8×10-3 V/℃. 24.(2019·全国Ⅱ卷·24)如图1,两金属板P 、Q 水平放置,间距为d .两金属板正中间有一水平放置的金属网G ,P 、Q 、G 的尺寸相同.G 接地,P 、Q 的电势均为φ(φ>0).质量为m ,电荷量为q (q >0)的粒子自G 的左端上方距离G 为h 的位置,以速度v 0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计.图1(1)求粒子第一次穿过G 时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小; (2)若粒子恰好从G 的下方距离G 也为h 的位置离开电场,则金属板的长度最短应为多少? 答案 (1)12m v 02+2φdqh v 0mdh qφ (2)2v 0mdh qφ 解析 (1)PG 、QG 间场强大小相等,均为E .粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下,设粒子的加速度大小为a ,有E =2φd① F =qE =ma ② 设粒子第一次到达G 时动能为E k ,由动能定理有qEh =E k -12m v 02③ 设粒子第一次到达G 时所用的时间为t ,粒子在水平方向的位移为l ,则有h =12at 2④ l =v 0t ⑤联立①②③④⑤式解得E k =12m v 02+2φdqh ⑥ l =v 0mdh qφ⑦ (2)若粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出,则金属板的长度最短.由对称性知,此时金属板的长度为L =2l =2v 0mdh qφ⑧ 25.(2019·全国Ⅱ卷·25)一质量为m =2 000 kg 的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶.行驶过程中,司机突然发现前方100 m 处有一警示牌.立即刹车.刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图1(a)中的图线.图(a)中,0~t 1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t 1=0.8 s ;t 1~t 2时间段为刹车系统的启动时间,t 2=1.3 s ;从t 2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止.已知从t 2时刻开始,汽车第1 s 内的位移为24 m ,第4 s 内的位移为1 m.图1(1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v -t 图线;(2)求t 2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t 1~t 2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以t 1~t 2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?答案 见解析解析 (1)v -t 图像如图所示.(2)设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v 1,则t 1时刻的速度为v 1,t 2时刻的速度为v 2,在t 2时刻后汽车做匀减速运动,设其加速度大小为a ,取Δt =1 s ,设汽车在t 2+(n -1)Δt ~t 2+n Δt 内的位移为s n ,n =1,2,3….若汽车在t 2+3Δt ~t 2+4Δt 时间内未停止,设它在t 2+3Δt 时刻的速度为v 3,在t 2+4Δt 时刻的速度为v 4,由运动学公式有s 1-s 4=3a (Δt )2①s 1=v 2Δt -12a (Δt )2② v 4=v 2-4a Δt ③联立①②③式,代入已知数据解得v 4=-176m/s ④ 这说明在t 2+4Δt 时刻前,汽车已经停止.因此,①式不成立.由于在t 2+3Δt ~t 2+4Δt 内汽车停止,由运动学公式v 3=v 2-3a Δt ⑤2as 4=v 32⑥联立②⑤⑥式,代入已知数据解得a =8 m /s 2,v 2=28 m/s ⑦或者a =28825m /s 2,v 2=29.76 m/s ⑧ 但⑧式情形下,v 3<0,不合题意,舍去.(3)设汽车的刹车系统稳定工作时,汽车所受阻力的大小为f 1,由牛顿第二定律有f 1=ma ⑨在t 1~t 2时间内,阻力对汽车冲量的大小为I =12f 1(t 2-t 1)⑩ 由动量定理有I =m v 1-m v 2⑪由动能定理,在t 1~t 2时间内,汽车克服阻力做的功为W =12m v 12-12m v 22⑫ 联立⑦⑨⑩⑪⑫式,代入已知数据解得v 1=30 m/s ⑬W =1.16×105 J ⑭从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离s 约为s =v 1t 1+12(v 1+v 2)(t 2-t 1)+v 222a⑮ 联立⑦⑬⑮,代入已知数据解得s =87.5 m ⑯(二)选考题:共15分.请考生从2道物理题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.33.物理——选修3-3(2019·全国Ⅱ卷·33)(1)如图1p -V 图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N 1________N 2,T 1________T 3,N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)图1(2)如图1,一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁光滑.整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气.平衡时,氮气的压强和体积分别为p 0和V 0,氢气的体积为2V 0,空气的压强为p .现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:①抽气前氢气的压强; ②抽气后氢气的压强和体积.图1答案 (1)大于 等于 大于(2)①12(p 0+p ) ②12p 0+14p 4(p 0+p )v 02p 0+p解析 (1)对一定质量的理想气体,pV T为定值,由p -V 图像可知,2p 1·V 1=p 1·2V 1>p 1·V 1,所以T 1=T 3>T 2.状态1与状态2时气体体积相同,单位体积内分子数相同,但状态1下的气体分子平均动能更大,在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多,所以N 1>N 2;状态2与状态3时气体压强相同,状态3下的气体分子平均动能更大,在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少,所以N 2>N 3.(2)①设抽气前氢气的压强为p 10,根据力的平衡条件得(p 10-p )·2S =(p 0-p )·S ①得p 10=12(p 0+p )② ②设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1,氮气的压强和体积分别为p 2和V 2,根据力的平衡条件有p 2·S =p 1·2S ③由玻意耳定律得p 1V 1=p 10·2V 0④p 2V 2=p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接,故V 1-2V 0=2(V 0-V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p 1=12p 0+14p ⑦ V 1=4(p 0+p )V 02p 0+p⑧34.物理——选修3-4(2019·全国Ⅱ卷·34)(1)如图1,长为l 的细绳下方悬挂一小球a ,绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉.将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时.当小球a 摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ,向右为正.下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x -t 关系的是______.图1(2)某同学利用图1所示装置测量某种单色光的波长.实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题:图1①若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可________;A .将单缝向双缝靠近B .将屏向靠近双缝的方向移动C .将屏向远离双缝的方向移动D .使用间距更小的双缝②若双缝的间距为d ,屏与双缝间的距离为l ,测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ,则单色光的波长λ=________;③某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm ,测得屏与双缝间的距离为1.20 m ,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字).答案 (1)A(2)①B②d·Δx(n-1)l③630解析(1)由单摆的周期公式T=2πLg可知,小球在钉子右侧时,振动周期为在左侧时振动周期的2倍,所以B、D项错误.由机械能守恒定律可知,小球在左、右最大位移处距离最低点的高度相同,但由于摆长不同,所以小球在左、右两侧摆动时相对平衡位置的最大水平位移不同,当小球在右侧摆动时,最大水平位移较大,故A项正确.(2)①若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,由公式Δx=ldλ可知,需要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d,故B项正确,A、C、D项错误.②由题意可知,Δxn-1=ld λ⇒λ=d·Δx(n-1)l.③将已知条件代入公式解得λ=630 nm.。
热学1、【2019·新课标全国I卷】(1)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。
现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同。
此时,容器中空气的温度__________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度__________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。
(2)热等静压设备广泛用于材料加工中。
该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改部其性能。
一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。
已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa;室温温度为27 ℃。
氩气可视为理想气体。
(i)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;(i i)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。
2、【2019·新课标全国II卷】(1)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。
用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______N2,T1______T3,T3,N2______N3。
(填“大于”“小于”或“等于”)(2)如图,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁光滑。
整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。
平衡时,氮气的压强和体积分别为p0和V0,氢气的体积为2V0,空气的压强为p。
现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:(i)抽气前氢气的压强;(ii)抽气后氢气的压强和体积。
热学
【满分:110分时间:90分钟】
一、选择题(本大题共12小题,填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)
1.下列说法正确的是________
A.机械波和电磁波本质上相同,都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B.人耳能听见的声波比超声波更容易发生明显衍射
C.沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象
D.水中的气泡,看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射
E. 在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高
【答案】 BCE
【解析】
【详解】
2.节日放飞的氢气球,升到高空后会破裂,氢气球在破裂之前的上升过程中,下列说法正确的是___ 。
A.气球内氢气的内能减小
B.气球内氢气分子的速率都在减小
C.气球内的氢气对外做功
D.气球内的氢气分子的速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律
E. 气球内的氢气分子的运动也叫布朗运动
【答案】 ACD
【解析】AC.在气球上升过程中,随着高度的增加,温度降低,空气的密度减小,大气压强逐渐减小,由于大气压强在逐渐减小,而球内氢气的压强大于外界大气压,会使得氢气球向外膨胀,气球的体积变大,气体对外做功,其体内能减小,故A正确,C正确;
B.氢气温度降低,分子平均动能减小,平均速率减小,速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律,不一定所有分子速率都减小,故B错误,D正确;
6.下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是( )
A.分子间距离减小时分子势能一定减小
B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
E. 非晶体、多晶体的物理性质为各向同性
【答案】 BCE
考点:物体的内能;晶体和非晶体
【名师点睛】本题考查分子动理论内容,难度不大,需要强化记忆.分子势能与电势能和重力势能具有相同的变化规律,可以类比
9.一定质量的某种气体,在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图象如图所示,下列说法正确的是________。
A.曲线①的温度低于曲线②的温度
B.该气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率
C.不计分子势能,气体在曲线①时具有的内能较大
D.温度升高时每个分子运动的动能都增大
E.通过定量的分析可以得出:理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比
【答案】 ABE;
【解析】
【分析】
温度是分子平均动能的标志,温度升高平均动能增大,体积不变时,气体的内能由平均动能决定;
【详解】
密闭在钢瓶中的理想气体体积不变,温度升高时分子平均动能增大压强增大。
温度升高时,速率大的分子所占比重较大,则曲线①的温度低于曲线②的温度.故A正确;由图可知,高温时速率大的分子占比更多,因此气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率;故B正确;由于状态②时的温度高,故不计分子势能时,气体在状态①时具有的内能较小;故C错误;温度升高时,分子的平均动能增大,但并不是每个分子的动能都增大;故D错误;通过定量的分析可以得出:理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比,选项E正确;故选ABE。
【点睛】
本题考查了温度是分子平均动能的标志,注意明确温度升高平均动能增大,速率较大的分子占据的比例增大,但并不是所有分子的动能都增大.
10.列说法正确的是______________
A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B.液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,因此液体表面有收缩趋势
C.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能不一定减小
D.第二类永动机不可能制成,是因为违反了热力学第一定律
E.一定质量的理想气体,当它的压强、体积都增大时,其内能一定增加
【答案】 BCE
【解析】
【详解】
11.自然现象,都可以应用物理知识进行分析,下列对物理现象的分析及其原理的叙述正确的是____。
A.纤细小虫能停在平静的液面上,是由于液面表面张力的作用
B.密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高,压强增大,是由于分子热运动的平均动能增大
C.“破镜不能重圆”,是因为镜子打破后,再接触部位的分子间斥力大于引力
D.用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向异性的表现
E.草叶上的露珠,是由空气中的水蒸气凝结成的水珠,在水蒸气凝结成水珠的过程中,水分子之间的引力和斥力都增大
【答案】 ABE
【解析】
【详解】
E项:草叶上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠。
这一物理过程中水分子间的引力、斥力在气态下忽略不计,液化后同时存在,故都增大,故E正确。
故应选:ABE。
12.有关对热学的基础知识理解正确的是____。
A.液体表面张力的方向与液面平行并指向液体内部
B.低温的物体可以自发把热量传递给高温的物体,最终两物体可达到热平衡状态
C.当装满水的某一密闭容器自由下落时,容器中的水的压强为零
D.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,水蒸发变慢
E.在“用油膜法测分子直径”的实验中,作出了把油膜视为单分子层、忽略油酸分子间的间距并把油酸分子视为球形这三方面的近似处理
【答案】 CDE;
【解析】
【详解】
表面张力产生在液体表面层,它的方向平行于液体表面,而非与液面垂直指向液体内部,故A错误;高温的物体可以自发把热量传递给低温的物体,最终两物体可达到热平衡状态,选项B错误;液体压强是由液体重量产生的;当装满水的某一密闭容器自由下落时,水处于完全失重状态,则容器中的水的压强为零,选项C正确;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D正确;在“用油膜法测分子直径”的实验中,作出了把油膜是呈单分子分布的;把油酸分子看成球形;分子之间没有空隙,紧密排列,故E正确;故选CDE。
【点睛】
考查表面引力的方向,掌握热传递的方向,同时理解液体压强产生的原由,注意处于饱和汽压时,蒸发没有停止;最后考查了油膜法测分子大小的实验,注意实验模型的正确建立。
二、非选择题(本大题共4小题,第13、14题每题10分;第15、16题每题15分;共50分)
13.某物理社团受“蛟龙号”的启发,设计了一个测定水深的深度计。
如图,导热性能良好的气缸I、II 内径相同,长度均为L,内部分别有轻质薄活塞A、B,活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动,气缸I左端开口。
外界大气压强为p0,气缸I内通过A封有压强为p0的气体,气缸II内通过B封有压强为2p0的气体,一细管连通两气缸,初始状态A、B均位于气缸最左端。
该装置放入水下后,通过A向右移动的距离可测定水的深度。
已知p0相当于10 m高的水产生的压强,不计水温变化,被封闭气体视为理想气体,求:
(i)当A向右移动时,水的深度h;
(ii)该深度计能测量的最大水深h m。
【答案】 (1)(2)
【解析】
(i)当A向右移动时,设B不移动
对I内气体,由玻意耳定律得:
解得:
而此时B中气体的压强为,故B不动
由
解得:水的深度
(ii)该装置放入水下后,由于水的压力A向右移动,I内气体压强逐渐增大,当压强增大到大于后B 开始向右移动,当A恰好移动到缸底时所测深度最大,此时原I内气体全部进入Ⅱ内,设B向右移动x距离,两部分气体压强均为
对原I内气体,由玻意耳定律得:
对原II内气体,由玻意耳定律得:
又
联立解得
气体初状态的状态参量为:P1=P0,T1=T0,
由查理定律得:
31
13
P P T T ,则:;
16.如图所示,左边开口右边封闭且等高的U 形玻璃管粗细不同,右管横截面积是左管的2倍。
管中装人水银,在右管中封闭一段长为20cm 的空气柱,此时环境温度为51℃,两侧水银面的高度差为6cm 设大气压强相当于75cm 高水银柱产生的压强。
求:
Ⅰ.为使左右两便水银面高度相等,环境温度应变为多少?
Ⅱ.若保持环境温度51℃不变,然后将细管管口用一活寒封闭并将活常缓慢推入管中,直至两管中水银面 高度相等,则活塞下移的距离是多少?
【答案】 (1)270K(2)
19
3
cm。