2022年高考物理二轮复习高频考点专项训练---选修3-3热学（解析版）

2020年高考物理二轮复习高频考点专项训练---选修3-3热学1．(多选)(2019·吉林长春市质量监测)下列有关热学现象和规律的描述正确的是(　　)A．空气中尘埃的运动是布朗运动，反映了空气分子在做无规则的热运动B．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果C．晶体都有固定的熔点，物理性质都表现为各向异性D．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小，分子平均动能将增大答案　BD解析　空气中尘埃的运动不是布朗运动，故A错；在完全失重状况下，液滴由于表面张力使其表面积收缩至最小，呈球形，故B对；体积增大，温度升高，则多晶体物理性质表现为各向同性，故C错；一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小，分子平均动能将增大，故D对．2．(多选)如图，一带有活塞的汽缸通过底部的水平细管与一个上端封闭的竖直管相连，汽缸和竖直管均导热，汽缸与竖直管的横截面积之比为3∶1.初始时，该装置底部盛有水银；左右两边均封闭有一定质量的理想气体，左边气柱高24cm，右边气柱高22cm；两边液面的高度差为4cm.竖直管内气体压强为76cmHg，现使活塞缓慢向下移动，使汽缸和竖直管内的水银面高度相差8cm，活塞与汽缸间摩擦不计．则(　　)A．此时竖直管内气体的压强为88cmHgB．此时竖直管内气体的压强为80cmHgC．活塞向下移动的距离为5cmD．活塞向下移动的距离为20cm答案　AC解析　若左侧液面下降h1，右侧液面升高h2 则有h1＋h2＝4cm，h1·3S＝h2S，解得h1＝1cm，h2＝3cm，设活塞向下移动前，竖直管内气体的压强为p1，体积为V1，活塞向下移动后，竖直管内气体的压强为p2，体积为V2，则有：V2＝(22cm－h2)S＝19cm·S根据玻意耳定律有：p1V1＝p2V2解得：p2＝88cmHg，故A项正确，B项错误．以左边气体为研究对象：p1′＝p1＋ρgΔh＝80cmHg，V1′＝24cm×3Sp2′＝p2＋ρgΔh′＝96cmHg，V2′＝x·3S根据玻意耳定律有：p1′V1′＝p2′V2′解得：x＝20cm，活塞下降的高度h＝24cm＋h1－x＝5cm，故C项正确，D项错误．3.(多选)(2019·贵州贵阳市一模)下列关于固体、液体和气体的说法正确的是(　　)A．液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力B．固体、液体和气体中都会有扩散现象发生C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．某些固体在熔化过程中，虽然吸收热量但温度却保持不变答案　ABD解析　当分子间距离为r0时，分子引力和斥力相等，液体表面层的分子比较稀疏，分子间距大于r0，所以分子间作用力表现为引力，故A正确；扩散现象与物体的状态无关，固体、液体和气体中都会有扩散现象发生，故B正确；在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，故C错误；晶体在熔化过程中，虽然吸收热量但温度却保持不变，故D正确． 4.(2019·吉林长春市质量监测)如图所示，竖直固定的大圆筒由上面的细圆筒和下面的粗圆筒两部分组成，粗筒的内径是细筒内径的3倍，细筒足够长．粗筒中放有A、B两个活塞，活塞A的重力及与筒壁间的摩擦不计．活塞A的上方装有水银，活塞A、B间封有一定质量的空气(可视为理想气体)．初始时，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银上表面与粗筒上端相平，空气柱长L＝15cm，水银深H＝10cm.现使活塞B缓慢上移，直至有一半质量的水银被推入细筒中，活塞B上移的距离为(设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强p0相当于75cm的水银柱产生的压强)(　　)A．45cmB．5cmC．9.8cmD．10.2cm答案　C解析　设粗筒横截面积为S，水银的密度为ρ，初态封闭气体的压强p1＝p0＋ρgH＝85cmHg，体积为V1＝LS有一半质量的水银被推入细筒中，设细筒和粗筒中的水银高度分别为h1和h2，根据题意h2＝＝5cm，由于水银体积不变，则HS＝，解得：h1＝45cm此时封闭气体压强为p2＝p0＋ρgh1＋ρgh2＝125cmHg体积V2＝L′S由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2解得：L′＝10.2cm活塞B上移的距离为d＝H＋L－h2－L′＝9.8cm.故C项正确．5．(多选)(2019·山东临沂市2月质检)下列说法正确的是(　　) A．气体分子的速率分布规律遵从统计规律，在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的B．随着科技的发展，绝对零度是可能达到的C．不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数D．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得答案　AC解析　气体分子的速率分布规律遵从统计规律，在一定温度下，某种气体的分子速率分布呈现“两头小，中间大”的规律，并且是确定的，不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数，选项A、C正确；绝对零度是低温的极限，即使随着科技的发展，绝对零度也是不可能达到的，选项B错误；牛顿运动定律只适用于宏观低速物体，对微观高速粒子不适用，选项D错误．6.(多选)如图所示，在绝热汽缸内有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，开始时缸内气体温度为27℃，封闭气柱长为9cm，活塞横截面积S＝50cm2.现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22J，稳定后气体温度变为127℃.已知大气压强等于105Pa，活塞与汽缸间无摩擦，不计活塞重力．则(　　)A．加热后活塞到汽缸底部的距离为12cmB．加热后活塞到汽缸底部的距离为10cmC．此过程中气体内能增加了7JD．此过程中气体内能增加了15J答案　AC解析　取封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L1S温度为：T1＝(273＋27)K＝300K末状态的体积为L2S，温度为：T2＝(273＋127)K＝400K 气体做等压变化，则有：＝解得：L2＝12cm，故A正确，B错误．此过程中，气体对外做的功大小为W＝p0S(L2－L1)＝15J由热力学第一定律得ΔU＝Q－W＝7J故C正确，D错误．7.(多选)(2019·河南天一大联考上学期期末)下列说法正确的是(　　)A．一定质量的理想气体吸收热量后温度一定升高B．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功C．气体分子的平均动能越大，其压强就越大D．液体不浸润某种固体是因为附着层内部液体分子相互吸引答案　BD解析　一定质量的理想气体若对外做的功大于吸收的热量，则气体的温度降低，选项A错误；根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是要引起其他的变化，选项B正确；气体分子的平均动能越大，温度越高，但是压强不一定越大，选项C错误；液体不浸润某种固体，例如水银对玻璃：当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中的分子之间相互吸引，就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，选项D正确．8.(多选)(2019·河南九师联盟质检)如图所示是一定质量的理想气体的p－V图象，理想气体经历从A→B→C→D→A的变化过程，其中D→A为等温线．已知理想气体在状态D时温度为T＝400K，下列说法正确的是(　　)A．理想气体在状态B时的温度为1000K B．理想气体在状态C时的温度为1000KC．C到D过程气体对外做功为100JD．若理想气体在C→D过程中内能减少300J，则在C→D过程中理想气体放热答案　AD解析　D→A为等温线，则TA＝T＝400KA→B过程压强不变，由盖－吕萨克定律有＝解得TB＝1000K，故A正确；由B→C为等容变化，则由查理定律有＝，得TC＝500K，故B错误．C→D过程体积减小，外界对气体做功，故C错误；C→D过程压强不变，由W＝pΔV得W＝100J，但是外界对气体做功，故C错误；由ΔU＝W＋Q可得Q＝－400J故理想气体放热，放出400J的热量；故D项正确．9．(多选)(2019·陕西第二次联考)以下说法中正确的是(　　)A．两分子间距离为平衡距离时，分子势能最小B．热量可以从低温物体传到高温物体C．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈D．晶体的物理性质沿各个方向是不同的答案　ABC解析　当分子间距离为平衡距离时，分子势能最小，故A正确；在引起外界变化的情况下，热量可以由低温物体传向高温物体，故B正确；相同温度下液体中悬浮的花粉颗粒越小，布朗运动越剧烈，故C正确；单晶体具有各向异性，多晶体为各向同性，故D错误． 10.(多选)(2019·湖北武汉市二月调研)“斯特林循环”因英国工程师斯特林于1816年首先提出而得名．它是由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环．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，对此气体下列说法正确的是(　　)A．过程A→B中气体的温度逐渐减小B．过程B→C中气体对外界做正功C．过程C→D中气体放出了热量D．状态C、D的内能相等答案　BC解析　A→B过程中，气体体积不变，由查理定律＝C可知，由于气体压强增大，则气体温度升高，故A错误；B→C过程中，气体发生等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对外做功，故B正确；C→D过程中，气体发生等容变化，压强减小，由查理定律＝C可知，由于气体压强减小，则气体温度降低，内能减小，所以气体放出热量，故C正确，D错误．11．(多选)(2019·湖南永州市第二次模拟)下列说法正确的是(　　)A．分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离D．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高答案　ABC 解析　根据分子力的特点可知，分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小，故A正确；液体内部分子间的距离近似为平衡距离r0，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，所以液体表面存在表面张力，故B正确；由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体单个分子占据的空间体积，从而可估算分子间的平均距离，故C正确；温度是分子平均动能的标志，不是分子平均速率的标志，由动能Ek＝mv2可知，动能还与分子的质量有关，故D错误．12．(多选)(2019·福建龙岩市3月质量检查)如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化的p－V图象，图线1、2是两条等温线曲线，A、B是等温线1上的两点，C、D是等温线2上的两点，图线AD、BC均与V轴平行，则下列说法正确的是(　　)A．等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度高B．气体从状态A变化到状态B，气体一定吸收热量C．气体从状态B变化到状态C，气体吸收的热量比气体对外界做功多D．气体从状态C变化到状态D，单位体积的气体分子数增大，但气体分子的平均动能不变答案　BCD解析　从C→B为等压变化，由盖—吕萨克定律＝C可知，等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度低，故A错误．气体从状态A变化到状态B为等温变化，内能不变，即ΔU＝0；体积增大，即气体对外做功，即W0，所以气体一定吸收热量，故B正确．气体从状态B变化到状态C，由A分析可知，气体的温度升高，内能增大，即ΔU>0；体积增大，气体对外做功，即W|W|，所以气体吸收的热量比气体对外界做功多，故C正确．气体从状态C变化到状态D，发生等温变化，所以分子平均动能不变，体积减小，单位体积的气体分子数增大，故D正确．13.(多选)(2019·山东日照市3月模拟)如图甲所示，用面积S＝10cm2的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量m＝2kg，开始时汽缸内气体的温度T1 ＝300K，高度h＝40cm，现对缸内气体缓慢加热使缸内气体的温度升高到T2＝400K，已知加热过程中气体吸收的热量Q＝420J，外界大气压强为p0＝1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2.则(　　)A．活塞与汽缸脱离前，气体的压强为1.2×104PaB．加热过程，活塞上升的高度为cmC．加热过程，气体对外做功为10JD．加热过程，气体内能的变化为404J答案　BD解析　采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离前，对活塞与砝码由受力分析得：pS＝p0S＋mg得p＝1.2×105Pa，故A错误．由盖—吕萨克定律得到：＝代入数据解得：Δh＝cm，故B正确．气体膨胀对外做功为：W＝－pSΔh代入数据解得：W＝－16J，故C错误．根据热力学第一定律有：ΔU＝W＋Q＝(－16＋420)J＝404J，D正确．14．(2019·山东威海市5月模拟)如图所示，上端开口的圆柱形汽缸直立在水平地面上，内用可上下移动的导热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞离缸底的距离为H .现将活塞连同汽缸用细绳悬挂于空中，稳定后活塞离缸底的距离为H.已知：外界大气压强为p0，重力加速度为g，外界环境温度为T0，活塞质量为m，横截面积为S，不计摩擦．则(　　)A．汽缸的质量为B．汽缸的质量为C．汽缸的质量为D．汽缸的质量为答案　A解析　在水平地面上时，对活塞受力分析有：p1S＝p0S＋mg设汽缸质量为M，悬挂于空中时，对活塞与汽缸整体有：FT＝(M＋m)g对活塞有：p2S＋FT＝p0S＋mg根据玻意耳定律有：p1HS＝p2S解得：M＝，故A项正确．15.(多选)(2019·福建莆田市一模)如图，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135J，外界对气体做了90J的功．已知状态A时气体的体积VA＝600cm3.则(　　) A．从状态A到状态C的过程中，气体吸收热量45JB．从状态A到状态C的过程中，气体放出热量45JC．状态A时压强为1.5×105PaD．状态A时压强为5×104Pa答案　AC解析　根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q代入数据得Q＝＋45J，故A正确，B错误．由题图可知，从状态A到状态B为等容变化过程，即VB＝VA，根据查理定律有＝由题图可知，从状态B到状态C为等压变化过程，根据盖－吕萨克定律有＝在A→C整个过程中W＝pBΔV又ΔV＝VB－VC联立以上式子代入数据得pA＝1.5×105Pa，故C正确，D错误．