山东省2020版高考物理一轮复习单元质检十三热学新人教版.docx

单元质检十三　热学 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共6小题,每小题7分,共42分。每小题选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得7分;每选错1个扣4分,最低得分为0分)‎ ‎1.(2019·宁夏银川一中月考)下列说法中正确的是(　　)‎ A.当两分子间距离大于平衡距离r0时,分子间的距离越大,分子势能越小 B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 ‎ C.在空气中一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气,则吸收的热量大于增加的内能 D.对一定质量的气体做功,气体的内能不一定增加 E.热量不可以从低温物体向高温物体传递 答案BCD 解析A、当两分子间距离大于平衡距离r0时,分子间的距离增大,分子力做负功,分子势能增加,A错误;B、液体表面张力的作用会使表面积最小,所以叶面上的小露珠呈球形,B正确;C、由于液体变成气体体积变大,要对外做功,由热力学第一定律知,吸收的热量大于增加的内能,C正确;D、对一定质量的气体做功时,气体可能对外放热,气体的内能不一定增加,D正确;E、根据热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传到高温物体,如果有外界作用,热量可以从低温物体向高温物体传递,E错误。故选BCD。‎ ‎2.(2019·云南红河戈奎中学月考)下列说法正确的是(　　)‎ A.一定质量的气体,在体积不变时,分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减少 B.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大 C.空调既能制热又能制冷,说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向 D.外界对气体做功时,其内能一定会增大 E.生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 8‎ 答案ACE 解析A、一定量的气体,在体积不变时,温度降低,压强减小,根据气体压强原理知道分子每秒平均碰撞次数也减少,故A正确;B、晶体都有固定的熔点,故B错误;C、根据热力学第二定律,热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体,故C正确;D、根据热力学第一定律可知,当外界对气体做功的同时,对外放热,其内能可能会增大,也可能减小,也可能不变,故D错误;E、生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,故E正确。故选ACE。‎ ‎3.(2018·广东佛山一质检)下列说法正确的是(　　)‎ A.扩散现象说明分子总在做无规则热运动 B.物体吸热,物体分子平均动能必定增大 C.内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化 D.分子间距等于分子间平衡距离时,分子势能最小 E.一切热现象的自发过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行 答案ADE 解析不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散的实质是分子的相互渗入,表明一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,故A正确;改变物体温度的方法有两个:做功、热传递,物体吸热的同时又对外做功,分子平均动能未必增大,故B错误;根据热力学第二定律,内能不可以全部转化为机械能而不引起其他变化。故C错误;分子间距等于分子间平衡距离时,若增大距离分子力表现为引力做负功,其分子势能增加,若减小距离时表现为斥力做负功,其分子势能增加,则分子间距等于分子间平衡距离时,分子势能最小。故D正确;热力学第二定律的微观意义是“一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行”,故E正确;综上分析,正确选项为ADE。‎ ‎4.(2018·全国卷Ⅰ)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e,对此气体,下列说法正确的是(　　)‎ 8‎ A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小 答案BDE 解析过程①是等容变化,温度升高,压强增大,故A项错误;过程②中,体积增大,气体对外做功,故B项正确;过程④是等容变化,温度降低,放出热量,故C项错误;过程③是等温变化,温度不变,故状态c、d的内能相等,故D项正确;过程②为等压变化,故pb=pc,过程③为等温变化,体积增大,故pc>pd,所以pb>pd,故E项正确。‎ ‎5.(2018·全国卷Ⅱ)对于实际的气体,下列说法正确的是(　　)‎ A.气体的内能包括气体分子的重力势能 B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体的体积变化时,其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能 答案BDE 解析气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项A、C错误,B、E正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其内能可能不变,选项D正确。‎ ‎6.(2018·全国卷Ⅲ)如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中(　　)‎ A.气体温度一直降低 8‎ B.气体内能一直增加 C.气体一直对外做功 D.气体一直从外界吸热 E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功 答案BCD 解析根据理想气体方程pVT=C,气体的压强和体积都增加,所以气体温度升高,内能增加,A错、B对;气体的体积增大,气体对外做功,C对;根据热力学第一定律ΔU=W+Q,其中ΔU>0,W0,从外界吸收热量,D对;气体吸收的热量,一部分对外做功,另一部分增加了气体的内能,E错。‎ 二、非选择题(本题共5小题,共58分)‎ ‎7.(8分)(2018·山东潍坊模拟)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中,某同学按如下操作:‎ a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液,测出其体积;‎ b.在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液,使薄膜形状稳定;‎ c.将玻璃板放在浅盘上,将油膜形状描绘在玻璃板上;‎ d.将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径。‎ ‎(1)其中有操作错误的步骤是　　　　; ‎ ‎(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积占比例为k,N滴油酸溶液体积为V,一滴油酸溶液形成油膜的面积为S,则油酸分子的直径为　　　　。 ‎ 答案(1)a　(2)‎kVNS 解析(1)要测出一滴油酸酒精溶液的体积,即在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液,测出其体积为V,则一滴该溶液的体积为V1=VN,故有操作错误的步骤是a;‎ ‎(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0=kVN,一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S,那么油酸分子直径为d=kVNS。‎ ‎8.(12分)(1)如图所示为“探究气体等温变化的规律”‎ 8‎ 的实验装置,气体的压强可从仪表上读出,一段空气柱被橡胶塞和柱塞封闭在针筒内,从刻度尺上可读出空气柱的长度。实验过程中气体压缩太快会使气体温度　　　　(选填“升高”“不变”或“降低”)。实验中气体向外漏气,测得气体的体积与压强的乘积　　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。 ‎ ‎(2)如图所示是探究气体等温变化规律的简易装置图,下表是某小组的数据。若要研究p、V之间的关系,绘制图象时应选用　　　 选填“p-V”或“p-‎1‎V”作为坐标系;仔细观察发现pV的值越来越小,可能的原因是　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)升高　变小　(2)p- ‎1‎V　漏气 解析(1)实验过程中气体压缩太快,外界对气体做了功,而气体向外界散热较少,气体的内能增大,气体温度升高;实验过程中,气体做等温变化,气体的压强p、体积V和温度T之间满足关系式pV=nRT,其中n为气体的摩尔数,R为常数,T为气体温度,也恒定不变,如果实验中气体向外漏气,那么n就会减小,所以气体的体积与压强的乘积变小。(2)由表得,pV近似为定值,用p-‎1‎V坐标时,图象类似为直线,而用p-V作为坐标系时为曲线,所以应选用p-‎1‎V作为坐标系。‎ 系统pV的值下降,可能原因是温度下降、有气体泄漏等原因,因是等温变化,所以是漏气。‎ ‎9.(12分)(2018·河南郑州质检)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 ℃。求:‎ ‎(1)该气体在状态B时的温度;‎ ‎(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。‎ 8‎ 答案(1)-173 ℃　(2)200 J 解析(1)对于理想气体:A→B过程,‎ 由查理定律得pATA‎=‎pBTB,‎ 解得TB=100K,‎ 所以tB=TB-273℃=-173℃。‎ ‎(2)B→C过程,由盖—吕萨克定律得VBTB‎=‎VCTC,‎ 解得TC=300K,所以tC=TC-273℃=27℃。‎ 由于状态A与状态C温度相同,气体内能相等,而A→B过程是等容变化气体对外不做功,B→C过程中气体体积膨胀对外做功,即从状态A到状态C气体对外做功,故气体应从外界吸收热量,即Q=pΔV=1×105×(3×10-3-1×10-3)J=200J。‎ ‎10.‎ ‎(12分)(2019·河北衡水中学月考)如图所示,一细U型管两端开口,用两段水银柱封闭了一段空气柱在管的底部,初始状态时气体温度为280 K,管的各部分尺寸如图所示,图中封闭空气柱长度L1=20 cm。其余部分长度分别为L2=15 cm,L3=10 cm,h1=4 cm,h2=20 cm;现使气体温度缓慢升高,取大气压强为p0=76 cmHg,求:‎ ‎(1)气体温度升高到多少时右侧水银柱开始全部进入竖直管;‎ ‎(2)气体温度升高到多少时右侧水银柱与管口相平。‎ 答案(1)630 K　(2)787.5 K 解析(1)设U型管的横截面积是S,以封闭气体为研究对象,其初状态:p1=p0+h1=(76+4)cmHg=80cmHg,V1=L1S=20S 当右侧的水银全部进入竖直管时,水银柱的高度:h=h1+L3=(4+10)cm=14cm,此时左侧竖直管中的水银柱也是14cm 8‎ 气体的状态参量:p2=p0+h=(76+14)cmHg=90cmHg,V2=L1S+2L3S=20S+2×10S=40S 由理想气体的状态方程得:‎p‎1‎V‎1‎T‎1‎‎=‎p‎2‎V‎2‎T‎2‎ 代入数据得:T2=630K ‎(2)水银柱全部进入右管后,产生的压强不再增大,所以左侧的水银柱不动,右侧水银柱与管口相平时,气体的体积:V3=L1S+L3S+h2S=20S+10S+20S=50S 由盖—吕萨克定律:‎V‎2‎T‎2‎‎=‎V‎3‎T‎3‎ 代入数据得:T3=787.5K ‎11.(14分)(2018·山西孝义一模)如图所示,容器A和汽缸B都能导热,均处于27 ℃的环境中,汽缸B上方与大气连通,大气压强为p0=1.0×105 Pa。开始时阀门K关闭,A内为真空,其容积VA=1.2 L,B内活塞横截面积S=100 cm2、质量m=1 kg,活塞下方充有理想气体,其体积VS=4.8 L。活塞上方恰与汽缸上部接触但没有弹力。A与B间连通细管体积不计,打开阀门K后使活塞缓慢下移。不计摩擦,g取10 m/s2。‎ ‎(1)求稳定后活塞的位置及活塞下移过程中汽缸B内气体对活塞做的功。‎ ‎(2)稳定后将阀门K再次关闭,然后把整个装置放置于207 ℃的恒温槽中。求活塞稳定后汽缸B内气体的压强。‎ 答案(1)-121.2 J　(2)1.212×105 Pa 解析(1)未打开阀门K时有:pB=p‎0‎S+mgS=1.01×105Pa 打开阀门后,活塞缓慢下降。‎ 如果活塞稳定时停留在汽缸底部,则此时气体体积减小为1.2L,压强会大于pB,不符合实际,故最终活塞未与汽缸底部接触。‎ 所以气体的温度、压强均未变化,则体积也不变,设最终汽缸B中气体体积为V1‎ 则有:VS=VA+V1,代入数据解得:V1=3.6L。‎ 8‎ 活塞下移距离为:d=VS‎-‎V‎1‎S‎=‎‎(4.8-3.6)×1‎‎0‎‎-3‎‎100×1‎‎0‎‎-4‎m=0.12m 所以稳定后活塞的位置距汽缸顶部为0.12m。‎ 气体对活塞的作用力为:pS=p0S+mg=1×105×0.01+10N=1010N 做功为:W=-pSd=-1010×0.12J=-121.2J ‎(2)阀门K关闭,整个装置放置于207℃的恒温槽中,则活塞将上升,如果气体发生等压变化,设最终体积为V2,根据查理定律:V‎2‎T‎2‎‎=‎V‎1‎T‎1‎,‎ 解得:V2=5.76L>VB=4.8L 说明活塞最终停在汽缸顶部,根据理想气体状态方程有:‎ pBV‎1‎T‎1‎‎=‎pB‎'‎VST‎2‎ 代入数据解得:pB'=1.212×105Pa 8‎