高三物理二轮复习 热学专题突破系列小题狂练大题冲关

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2014届高三物理二轮复习专题突破系列:热学1.(2013·重庆理综)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同,现对该室内空气缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时( )A.室内空气的压强比室外的小B.室内空气分子的平均动能比室外的大C.室内空气的密度比室外的大D.室内空气对室外空气做了负功[答案]B[解析]由于房间与室外相通,内外压强大小相等,A错;温度是分子平均动能的标志,房间内温度高,则房间内分子的平均动能大,B正确;房间内空气的密度比室外小,C错;房间内气体膨胀,对外做正功,D错。

2.(2013·山东理综)下列关于热现象的描述正确的一项是( )A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的[答案]C[解析]根据热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。

可知热机的效率不可能达到100%,选项A错误。

做功是内能与其他形式的能发生转化,而热传递是不同物体 (或一个物体的不同部分)之间内能的转移,所以选项B错误。

温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,故选项C正确。

单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫做统计规律,大量分子的集体行为受到统计规律的支配,故选项D错误。

3.(2012·辽宁省五校协作体模拟)下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是( )A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小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.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减小[答案]C[解析](1)当r>r0时,分子力表现为引力,分子力可能随分子间距离的增大先增大后减小,分子势能总是随分子间距离的增大而增大,A、B错误;当r<r0时,分子力表现为斥力,分子力随分子间距离的减小而增大,分子势能总是随分子间距离的减小而增大,C正确,D错误。

4.(2012·江苏单科)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”。

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[答案]C[解析]A→B过程中,气体温度不变,内能不变,气体体积变大,气体对外界做功,选项A错误;B→C过程中,气体对外界做功,气体内能减少,温度降低,分子平均动能减小,选项B错误;C→D过程中,气体温度不变,分子运动的剧烈程度不变,体积减小,单位体积内的分子个数增加,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 过程中,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高,气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D错误。

5.如图所示,一绝热容器被隔板K 隔开成a 、 b 两部分,已知a 内有一定量的稀薄气体,b 内为真空.抽开隔板K 后,a 内气体进入b ,最终达到平衡状态。

在此过程中( )A .气体对外界做功,内能减少B .气体不做功,内能不变C .气体压强变小,温度降低D .气体压强变小,温度不变[答案] BD[解析] 本题考查热力学第一定律,气体的压强的微观解释,气体的内能等知识点。

b 室为真空,则a 气体体积膨胀对外不做功,由热力学第一定律ΔU =W +Q 知,在绝热时,气体的内能不变,A 项错,B 项对。

又气体是稀薄气体,则只有动能,因此气体的温度不变,由pV T=C 知,气体的压强减小,C 项错,D 项对。

6.(2013·广东理综)图为某同学设计的喷水装置,内部装有2L 水,上部密封1atm 的空气0.5L ,保持阀门关闭,再充入1atm 的空气0.1L ,设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的有( )A .充气后,密封气体压强增加B .充气后,密封气体的分子平均动能增加C .打开阀门后,密封气体对外界做正功D .打开阀门后,不再充气也能把水喷光[答案] AC[解析] 温度不变,分子平均动能不变,充气后由于气体的质量增大,温度、体积基本不变,气体的压强增大,选项A 对、B 错;打开阀门后,水减少,气体膨胀,密封气体对水做正功,选项C 对。

如果水全排出,气体压强为P 3,P 3(2+0.5)=P 1(0.5+0.1)得P 3=0.24P 1<P 1,故不再充气不能把水喷光,因为当气压与外界大气压相同时就不再喷水,选项D 错。

7.(2013·山东理综)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米,再创载人深潜新纪录。

在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m 深处的海水温度为280K 。

某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化,如图所示,导热良好的气缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,气缸所处海平面的温度T 0=300K ,压强P 0=1atm ,封闭气体的体积V 0=3m 3。

如果将该气缸下潜至990m 深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。

(1)求990m 深处封闭气体的体积(1atm 相当于10m 深的海水产生的压强)。

(2)下潜过程中封闭气体________(填“吸热”或“放热”),传递的热量________(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。

[答案] (1)2.8×10-2m 3 (2)放热 大于[解析] (1)当气缸下潜至990m 时,设封闭气体的压强为p ,温度为T ,体积为V ,由题意可知p =100atm ①根据理想气体状态方程得p 0V 0T 0=pV T② 代入数据得V =2.8×10-2m 3③(2)放热 大于8.(2013·辽宁省五校协作体模拟)一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的汽缸内,开始时气体体积为V 0,温度为27℃。

在活塞上施加压力,将气体体积压缩到23V 0,温度升高到57℃。

设大气压强p 0=1.0×105Pa ,活塞与汽缸壁摩擦不计。

(1)求此时气体的压强;(2)保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V 0,求此时气体的压强。

[答案] (1)1.65×105Pa (2)1.1×105Pa[解析] (1)气体状态Ⅰ到状态Ⅱ的变化符合理想气体状态方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2所以p 2=p 1V 1T 2T 1V 2=1×105×V 0++23V 0Pa =1.65×105Pa(2)气体从状态Ⅱ到状态Ⅲ的变化为等温变化过程,p 2V 2=p 3V 3所以p 3=p 2V 2V 3=1.63×105Pa ×23V 0V 0=1.1×105Pa 9.(1)下列说法中正确的是( )A .估算金属原子的大小时可以把原子看成是球形或立方体B .温度越高布朗运动越激烈,所以把布朗运动叫做热运动C .两分子间距离不同时,分子势能可能相同D .如果气体分子总数不变而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,压强必然增大(2)如图甲所示,一导热的气缸固定在水平地面上,用可自由移动的无摩擦的活塞封闭一定量气体,初始时气体压强小于外界大气压,现周围环境温度缓慢升高,则图乙中能反映气体状态变化过程的是______,在从初始状态到体积变成原来的1.5倍的过程中气体吸收的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)气体内能的增加量。

(3)如图所示,水平玻璃管A 端封闭、B 端开口,长为5cm 的水银柱将空气封闭在管内,被封闭的空气柱长为7cm,已知大气压强为75cmHg。

若缓慢转动玻璃管,求管口B竖直向下时,被封闭空气柱的长度。

[答案](1)AC(2)B大于(3)7.5cm[解析](1)热运动是分子的无规则运动,选项B错误;D选项中若气体的体积增大,则压强不一定增大;选项A、C正确。

(2)气体先等容升压后等压膨胀,图象B符合题意;在从初始状态到体积变成原来的1.5倍的过程中,气体吸收热量,同时对外做功,气体的内能增加,由热力学第一定律可知,气体吸收的热量大于气体内能的增加量。

(3)假设转动玻璃管的过程中,没有水银流出,对封闭的气柱,初态:p1=p0=75cmHg,V1=l1S=7cm×S;末态:p2=p0-p h=70cmHg,V2=l2S根据玻意耳定律p1V1=p2V2解得l2=7.5cm,(7.5+5)cm<15cm,即假设成立故管口B竖直向下时,被封闭空气柱的长度为7.5cm。

10.(2013·湖北省八校二模)(1)以下说法正确的有________。

A.满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的B.从微观角度看,气体的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的C.为了保存玉米地的水分,可以锄松地面,破坏土壤里的毛细管D.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能增大E.熵是物体内分子运动无序程度的量度(2)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p -V图象如图所示。

已知该气体在状态A时的温度为27℃。

则( )①该气体在状态B 、C 时的温度分别为多少?②该气体从状态A 到状态C 的过程中内能的变化量是多大?③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?[答案] (1)BCE (2)①-173℃ 27℃ ②0③吸热 200J[解析] (1)满足能量守恒定律的宏观过程都具有方向性,有些过程不可自发进行,A 错误;大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起气体的压强,B 正确;为了保存玉米地的水分,可以锄松地面,破坏土壤里的毛细管,防止水分沿着毛细管上升,C 正确;晶体熔化时吸收热量,但温度不变,平均分子动能不变,D 错误;根据热力学第二定律的微观描述可知,E 正确。

(2)①对于理想气体:A→B,由p A T A =p B T B得T B =100K ,所以t B =-173℃。

B→C,由V B T B =V C T C得T C =300K ,所以,t C =27℃。