高考物理二轮复习 专题10 热学专题卷（含解析）

专题10 热学说明：1本卷主要考查热学。2考试时间60分钟，满分100分。一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的五个选项中，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分每选错1个扣3分，最低得分为0分。1(2017陕西西安八校联考)下列说法正确的是()A显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素E当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大【解析】 显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停地做无规则运动，是由于液体分子对小碳粒的撞击所致，这反映了液体分子的无规则运动，选项A正确；当rr0时，分子间的作用力为零，当分子之间的距离由此位置开始增大时，分子间的作用力先增大后减小，选项B错误；当rr0时，分子间引力等于斥力，当分子间距从rr0开始增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，选项C正确；分子是运动的，温度越高运动越剧烈，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，选项D正确；当温度升高时，分子热运动平均动能增大，故平均速率也增大，但不是每个分子的速率都增大，选项E错误【答案】 ACD2(2017重庆西北狼联盟)下列说法正确的是( )A分子间距离减小时，分子势能一定增大B单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点C绝热压缩和等温压缩，气体内能均不变D. 一定量的理想气体升高相同的温度等压变化比等容变化吸收的热量多E当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小【解析】 当两分子之间的距离大于平衡位置时，两分子间距离减小的过程中，分子势能减小，选项A错误；单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项B正确；绝热压缩气体，外界对气体做功，气体内能增加，选项C错误；等容过程中吸收的热量仅仅增加为内能，而等压升温的过程中体积增大，对外做功，吸收的热量转化为内能和对外做功，所以一定质量的理想气体升高相同的温度，其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量，选项D正确；当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项E正确【答案】 BDE3(2017广西模拟)下列说法正确的是( )A热量可以从低温物体传递到高温物体B科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机C能源危机指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少D功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为功E第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律【解析】 空调可以使热量从低温物体向高温物体传递，A项正确；由热力学第二定律知不可能有单一热源的热机，B项错误；能量是守恒的，C项错误；功可以全部转化为热量，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，D项正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，E项正确【答案】 ADE4(2017吉林长春七校联考)下列说法正确的是( )A空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是自发的B单晶体和多晶体一定有确定的熔点，都是各向异性的C知道水的摩尔质量和水分子质量，可以计算出阿伏加德罗常数D液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离E影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距【解析】 空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是通过压缩机进行的，不是自发的，选项A错误；单晶体和多晶体一定有确定的熔点，单晶体是各向异性的，多晶体是各向同性的，选项B错误；知道水的摩尔质量M和水分子质量m，可以计算出阿伏加德罗常数NAM/m，选项C正确；液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为吸引力，选项D正确；影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，即相对湿度，选项E正确【答案】 CDE5(2017江西五校模拟)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能增大B热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成C气体向真空的自由膨胀是不可逆的D热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”E1 kg的0 的冰比1 kg的0 的水的内能小些【解析】 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则Q0，W0，根据UWQ可知，气体的内能减小，选项A错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项B正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项C正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，选项D错误；1 kg的0 的冰变成1 kg的0 的水要吸收热量，所以选项E正确【答案】 BCE6(2017湖北襄阳调研)关于气体的内能，下列说法正确的是 （ ）A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【解析】 温度决定分子的平均动能，质量相同的不同理想气体的物质的量不一定相同，内能不一定相同，选项A错误；物体内能与物体宏观运动速度无关，选项B错误；气体的内能是否变化由做功和热传递两方面决定，气体被压缩，外界对气体做正功W，若气体同时向外界放热Q，当WQ时气体的内能不变，选项C正确；一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，选项D正确；根据理想气体状态方程可知等压膨胀过程中温度升高，一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，可知内能必增加，选项E正确【答案】 CDE7(2017青海西宁四校联考)下列说法中正确的是（ ）A在一定温度下，同种液体的饱和汽的分子数密度也会变化B相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽还没达到饱和状态C处在液体表面层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能D空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E露水总是出现在夜间和清晨，原因是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化【解析】 饱和汽的分子数密度仅由温度决定，温度越高，饱和汽的分子数密度越大，故选项A错误；相对湿度是指空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比，相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，选项B错误；液体表面层的分子间距大于液面内部的分子间的距离，液体内部分子间作用力接近于零，由于分子间的引力势能随分子间距增大而增大，故选项C正确；空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强接近于同一温度下水的饱和汽压，故选项D正确；露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化，故选项E正确【答案】 CDE8(2017陕西宝鸡质检)下列说法正确的是（ ）A布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力B物体的内能在宏观上只与物体的温度和体积有关C一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D液体密度越大表面张力越大，温度越高表面张力越小E气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力【解析】 布朗运动说明液体分子在做无规则的热运动，不能说明液体分子与悬浮颗粒之间存在相互作用力，选项A错误；物体的内能在宏观上与物体的温度有关，选项B错误；由熵加原理可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项C正确；液体温度越高表面张力越小，液体密度越大，分子间距离越小，表面张力越大，选项D正确；气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项E正确【答案】 CDE二、非选择题：本大题共4小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。9. (2017陕西宝鸡质检)如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，面积分别为S120 cm2，S210 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M的重物C连接，静止时气缸中的空气压强p1.3105 Pa，温度T540 K，气缸两部分的气柱长度均为L.已知大气压强p01105 Pa，取g10 m/s2，缸内空气可看做理想气体，不计一切摩擦求：重物C的质量M；逐渐降低气缸中气体的温度，活塞A将缓慢向右移动，当活塞A刚靠近D处而处于平衡状态时，缸内气体的温度【解析】 活塞整体受力处于平衡状态，则有pS1pS2p0S1pS2Mg，解得M3 kg.当活塞A靠近D处时，活塞整体受力的平衡方程没变，气体压强不变，根据盖吕萨克定律，有，解得T360 K.【答案】 3 kg360 K10.(2017河北保定调研)如图所示，A和B是两个壁厚不计、横截面积相等的圆柱形金属筒，现将二者套在一起(光滑接触且不漏气)，A顶部距B底部的高度为18 cm.A用绳系于天花板上，用一块绝热板托住B，此时内部密封的理想气体压强与外界大气压相同(外界大气压始终为1.0105 Pa)，然后缓慢撤去绝热板，让B下沉，当B下沉2 cm时，停止下沉并静止，此过程中环境温度保持在27 .求此时金属筒内气体的压强；改变筒内气体温度可使下沉的套筒恢复到原来的位置，求此时气体的温度【解析】 设金属筒横截面积为S，p11.0105 Pa，V118S cm3，V220S cm3，根据玻意耳定律，有p1V1p2V2，p2 Pa0.9105 Pa.V220S cm3，T2300 K，V318S cm3，根据盖吕萨克定律得，T3 K270 K(或者t3 )【答案】 0.9105 Pa270 K(或3 )11. (2017青海西宁四校联考)如图所示，厚度和质量不计、横截面积为S10 cm2的绝热气缸倒扣在水平桌面上，气缸内有一绝热并带有电热丝的T形轻活塞固定在桌面上，气缸内封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0300 K，压强为p0.5105 Pa，活塞与气缸底的距离为h10 cm，活塞可在气缸内无摩擦滑动且使气缸不漏气，大气压强为p01.0105 Pa.求：此时桌面对气缸的作用力FN；现通过电热丝给气体缓慢加热到温度T，此过程中气体吸收的热量为Q7 J，内能增加了U5 J，整个过程中活塞都在气缸内，求T的值【解析】 对气缸受力分析，由平衡条件有FNpSp0S，得FN(p0p)S50 N.设温度升高至T时，活塞与气缸底的距离为H，则气体对外界做功Wp0Vp0S(Hh)，由热力学第一定律得UQW，解得H12 cm.气体温度从T0升高到T的过程中，气体先等容变化，压强达到p0后，气缸离开地面，气体发生等压变化，由理想气体状态方程得，解得TT0720 K.【答案】 (2)50 N720 K12. (2017湖北襄阳调研)如图所示，A、B是放置在水平面上两个形状相同的气缸，其长度为L，在B气缸内可无摩擦滑动的活塞截面积为S，它的厚度可忽略，A、B之间有一个体积不计的细管连通，K为阀门，A气缸和细管是导热材料制成的，B气缸是绝热材料制成的开始时阀门关闭，活塞处于B气缸的最右端；A、B气缸内分别密闭压强为2P0和P0的两种理想气体，气体温度和环境温度均为T0，打开阔门