《2020高考物理二輪 專題訓(xùn)練22 熱學(xué)部分(選修3－3)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理二輪 專題訓(xùn)練22 熱學(xué)部分(選修3－3)（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020高考物理二輪專題訓(xùn)練22　熱學(xué)部分(選修3－3) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(8分)如圖1所示，在水平固定的筒形絕熱汽缸中，用絕熱的活塞封閉一部分氣體，活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣．活塞的橫截面積為0.2 m2，外界大氣壓強為105 Pa，氣體溫度為27 ℃時，活塞與汽缸底相距45 cm．用一個電阻絲R給氣體加熱，活塞將會緩慢移動，使汽缸內(nèi)溫度升高到77 ℃． 圖1 (1)活塞移動了多大距離？ (2)已知被封閉氣體的溫度每升高1 ℃，其內(nèi)能增加74.8 J，求電阻絲對氣體提供的熱量為多少？ (3)請分析說明，升溫后單位時間內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的碰

2、撞次數(shù)如何變化． 2．(8分)(1)一種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M．取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴．將其中一滴滴在廣闊水面上形成面積為S的單分子油膜，求阿伏加德羅常數(shù)． (2)如圖2所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B左邊汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.1V0．開始時活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強為0.9 p0(p0為大氣壓強)，溫度為297 K，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，當(dāng)氣體的溫度升高到多高時，活塞恰好到達(dá)A處？ 圖2 3．(8分)如圖3所示，

3、導(dǎo)熱性能良好的汽缸豎直放置，開始時汽缸內(nèi)封閉著長度為l0＝22 cm的空氣柱，現(xiàn)用豎直向下的力壓活塞，使封閉空氣柱的長度變?yōu)閘＝2 cm，人對活塞做功100 J，已知大氣壓強P0＝1×105Pa，活塞的橫截面積S＝1 cm2，不計活塞重力，封閉氣體可視為理想氣體． 圖3 (1)若壓縮過程緩慢，求壓縮后氣體的壓強； (2)說明上述緩慢壓縮過程中壓強變化的微觀原因； (3)若以一定的速度壓縮氣體，向外散失的熱量為20 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？ 4．(8分)(1)關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是________ A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子

4、的體積 B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯 C．一定質(zhì)量的理想氣體，保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越大 D．一定溫度下，飽和汽的壓強是一定的 E．第二類永動機(jī)不可能制成是因為它違反了能量守恒定律 F．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力，所以液體表面具有收縮的趨勢 (2)如圖4所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由B變化到狀態(tài)C．已知狀態(tài)A的溫度為300 K． 圖4 ①求氣體在狀態(tài)B的溫度； ②由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由． 5．(8分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化

5、到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖5所示．已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃． 圖5 (1)試求氣體在狀態(tài)B、C時的溫度． (2)試求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量． (3)該氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，對外做功為200 J，那么氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中傳遞的熱量是多少？是吸熱，還是放熱？ 6．(8分)某學(xué)校科技興趣小組，利用廢舊物品制作了一個簡易氣溫計：在一個空葡萄酒瓶中插入一根兩端開口的玻璃管，玻璃管內(nèi)有一段長度可忽略的水銀柱，接口處用蠟密封，將酒瓶水平放置，如圖6所示．已知： 圖6 該裝置密封氣體的體積為5

6、60 cm3，玻璃管內(nèi)部橫截面積為0．5 cm2，瓶口外的有效長度為48 cm．當(dāng)氣溫為7 ℃時，水銀柱剛好處在瓶口位置． (1)求該氣溫計能測量的最高氣溫． (2)假設(shè)水銀柱從瓶口處緩慢移動到最右端的過程中，密封氣體從外界吸收3．2 J熱量，問在這一過程中該氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？(已知大氣壓為1×105Pa) 7．(8分)兩個完全相同的鋼瓶，甲裝有3 L的液體和1 L、6個大氣壓的高壓氣體；乙內(nèi)有1個大氣壓的4 L氣體；現(xiàn)將甲瓶倒置按如圖7所示連接，將甲瓶內(nèi)液體緩慢壓裝到乙瓶中，(不計連接管道的長度和體積以及液體產(chǎn)生的壓強) (1)試分析在壓裝過程中隨著甲瓶內(nèi)液體減少，甲瓶

7、內(nèi)部氣體壓強如何變化，試用分子動理論作出解釋． (2)甲瓶最多可向乙瓶內(nèi)壓裝多少液體？ 圖7 8．(8分)(1)下列說法中正確的是(　　) A．氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而氣體的壓強一定增大 B．第二類永動機(jī)不能制成是因為它違反了能量守恒定律 C．壓縮一定量的氣體，氣體的內(nèi)能一定增加 D．分子a從遠(yuǎn)處趨近固定不動的分子b，當(dāng)a到達(dá)受b的作用力為零處時，a的動能一定最大 (2)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖8、9所示，p－T和V－T圖各記錄了

8、其部分變化過程，試求： 　　 　 　　圖8　　　　　　　　　　圖9 ①溫度為600 K時氣體的壓強． ②在p－T圖象上將溫度從400 K升高到600 K的變化過程補充完整． 9．(8分)(1)關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法，正確的是________(填入正確選項前的字母) A．布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的運動 B．氣體的溫度升高，每個氣體分子運動的速率都增加 C．一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 D．空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃W(xué)第二定律 (2)如圖10所示，豎直放置

9、的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強．開始時，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時氣體體積為30 cm3，氣壓表讀數(shù)為1.1×105 Pa．若用力向下推動活塞，使活塞緩慢向下移動一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×105 Pa．不計活塞與汽缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變． ①簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體是吸熱還是放熱？ ②求活塞穩(wěn)定后氣體的體積． 圖10 10．(8分)(1)下列說法正確的是________ A．區(qū)分晶體與非晶體的最有效方法是看有沒有規(guī)則的幾何外形 B．已知某種液體

10、的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該液體分子間的平均距離可以表示為或 C．分子間距離減小時，分子力一定增大 D．空氣的相對濕度等于水蒸氣的實際壓強與同溫度下水的飽和汽壓的比值 (2)用活塞將一定量的理想氣體密封在汽缸內(nèi)，當(dāng)汽缸開口豎直向上時封閉氣柱的長度為h．將汽缸慢慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下時，封閉氣柱的長度為4h/3．已知汽缸的導(dǎo)熱性能良好，活塞與缸壁間的摩擦不計，外界溫度不變，大氣壓強為P0． ①此過程氣體是吸熱還是放熱？________ ②汽缸開口向上時，缸內(nèi)氣體的壓強為多少？ 答案 1．(1)7.5 cm　(2)5 240 J　(3)見解析 解析　(1)氣體

11、發(fā)生的是等壓變化，設(shè)活塞面積為S，開始時V1＝SL1，T1＝300 K，升溫后V2＝SL2，T2＝350 K 應(yīng)有＝ (1分) 解得L2＝＝52．5 cm (1分) 即活塞移動的距離x＝L2－L1＝7．5 cm (1分) (2)氣體對外做功 W＝p0Sx＝1 500 J

12、 (1分) 氣體內(nèi)能增加量ΔU＝74．8×50 J＝3 740 J (1分) 由熱力學(xué)第一定律得Q＝ΔU＋W＝5 240 J (1分) (3)溫度升高后，分子熱運動的平均動能增加，平均每次對器壁的撞擊力度增加，而壓強不變，所以單位時間內(nèi)對器壁單位面積的撞擊次數(shù)減少． (2分) 2．(1)或　(2)363 K 3．(1)1.1×106 Pa　(2)見解析　(3)82 J 解析　(1

13、)設(shè)壓縮后氣體的壓強為p，由玻意耳定律得 p0V0＝pV(2分) 代入數(shù)據(jù)解得p＝1.1×106Pa(1分) (2)微觀原因：緩慢壓縮時溫度近似保持不變，氣體分子的平均動能不變，由于氣體體積減小，分子數(shù)密集程度變大，單位時間內(nèi)氣體分子對容器壁單位面積的碰撞沖擊力變大，導(dǎo)致氣體壓強變大．(2分) (3)大氣壓力對封閉氣體做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J 人的壓力做功W2＝100 J 對氣體所做的總功W＝W1＋W2＝102 J(1分) 對外散熱Q＝－20 J 由熱力學(xué)第一定律得ΔU＝W＋Q＝82 J(2分) 4．(1)BCD　(2)①1 200 K?、谝娊馕? 解析　(1)B

14、CD(全對得4分，不全對的，選對1個給1分，選錯1個扣1分，扣完為止) (2)①由理想氣體的狀態(tài)方程＝， (1分) 得氣體在狀態(tài)B的溫度TB＝＝1 200 K (1分) ②由狀態(tài)B→C，氣體做等容變化，由查理定律得： ＝，TB＝TC＝600 K． (1分) 故氣體由B到C為等容變化，不做功，但溫度降低，內(nèi)能減?。鶕?jù)熱力學(xué)第一定律 ΔU＝W＋Q，可知氣體要放熱．

15、 (1分) 5．(1)－173 ℃　27 ℃　(2)0 (3)200 J　吸收 6．(1)19 ℃　(2)增加0．8 J 7．(1)見解析　(2)2 L 解析　(1)緩慢壓縮過程中甲瓶內(nèi)氣體膨脹，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，溫度不變，分子的平均動能不變，單位時間內(nèi)撞擊到單位器壁面積上的分子數(shù)減少，壓強變?。? (2分) (2)設(shè)甲內(nèi)液體最多有x L進(jìn)入乙瓶，乙瓶中灌裝液體前，氣體壓強為p乙＝1 atm，體積為V乙＝4 L；灌裝后體積最小變?yōu)閂乙′＝(4－x) L，此時乙瓶中壓強與甲瓶內(nèi)壓強相等，為p，由

16、等溫變化得：p乙V乙＝pV乙′① (2分) 甲瓶中氣體開始?xì)鈮簽閜甲＝6 atm，體積為V甲＝1 L，結(jié)束后壓強為p，體積為 V甲′＝(1＋x) L 由等溫變化得：p甲V甲＝pV甲′② (2分) 聯(lián)立①②代入解得：x＝2 L (2分) 8．(1)D　(2)見解析圖 解析　(1)D (

17、2分) (2)①p1＝1.0×105 Pa，V1＝2.5 m3，T1＝400 K V2＝3 m3，T2＝600 K (1分) 由理想氣體方程：＝ (2分) 得：p2＝＝1.25×105 Pa (1分) ②由題圖可知，溫度在400 K到500 K之間時，體積恒定，由查理定律得，p＝CT ，溫度在500 K到600 K之間時，可經(jīng)計算得壓強p恒定，由蓋—呂薩克定律知V＝C′T，而圖中圖象顯示體積與溫度也成正比，符合條件，溫度從500 K升高到600 K，壓強不變，為p＝1.25×105 Pa．從而可得p－

18、T圖象，如圖所示． (2分) 9．(1)AC　(2)①見解析　②15 cm3 解析　(1)AC (4分) (2)①活塞緩慢移動的過程中，理想氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體向外放熱． (2分) ②根據(jù)玻意耳定律：p1V1＝p2V2 活塞移動后氣體的體積為：V2＝＝×30 cm3＝15 cm3 (2分) 10．(1)BD　(2)①吸熱?、趐0