高考物理 模拟新题特快专递（第四期）专题十六 热学.doc

2013高考模拟新题特快专递第四期16专题十六、热学1（6分）（2013河南开封一模）如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞b封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变。若用外力f将活塞b缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于此气缸内气体的下列结论，其中正确的是a气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的压强不变b气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少c因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功d气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律【命题意图】此题考查气体、压强、热力学定律及其相关知识。答案：bc解析：用外力f将活塞b缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的体积增大，压强减小，选项a错误；气体做等温膨胀，由于体积增大，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，选项b正确；因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功，选项c正确；气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但是体积增大了，引起了其它变化，因此此过程不违反热力学第二定律，选项d错误。2（2013上海徐汇区期末）下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（ ）（a）气体容易被压缩 （b）高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出 （c）两块纯净的铅块紧压后合在一起（d）滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动答案：c解析：气体容易被压缩说明气体分子之间距离大，高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出说明密闭的钢管中分子之间有间隙，两块纯净的铅块紧压后合在一起说明分子有相互作用力，滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动属于液体的扩散运动，说明分子在做无规则运动。3（2013上海徐汇区期末）伽耳顿板可以演示统计规律。如左下图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，则右下图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是（ ） （a） （b） （c） （d） 答案：c解析：根据统计规律，能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是图c。4（9分）（2013河南开封一模）如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为s，与容器底部相距h，现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到t2，若这段时间内气体吸收的热量为q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：（i）气体的压强（ii）这段时间内活塞上升的距离是多少？（iii）这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？【命题意图】此题考查气体实验定律及其相关知识。解析：（i）分析活塞受力，根据平衡条件，mg+p0s= ps,解得气体的压强p= p0+mg/s（ii）设温度为t2时，活塞与容器底部相距h2，因为气体做等压变化， 盖吕萨克定律，=, v1= h1s，v2= h2s，t1= 273+t1，t2= 273+t2，得：h2= h1，这段时间内活塞上升的距离是h= h2- h1=h1。（iii）气体对外做功w=psh=( p0+mg/s)sh1=( p0 s +mg) h1由热力学第一定律可知这段时间内气体的内能减少e=q-w=q-( p0 s +mg) h1. 5（2013江苏南京盐城一模）如图所示，一弹簧竖直悬挂气缸的活塞，使气缸悬空静止，活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好。已知气缸重为g，活塞截面积为s，外界大气压强为p0，环境温度为t，活塞与筒底间的距离为d，当温度升高t时，求：（1）活塞与筒底间的距离变化量；（2）此过程中气体对外做的功。（3）解析：此过程是等压变化：， =，所以气体压强 所以6（10分）(2013上海徐汇区期末)如图所示，竖直放置的均匀细u型试管，左侧管长loa30cm，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27c，左右两管水银面等高。已知大气压强为p075cmhg.（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度？（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？解析（10分）（1）p2p0gh85 cmhg（1分）l2l1h/225cm从状态1到状态2由理想气体状态方程（2分）代入数据得t2425k 即t2152（2分）（2）设加入水银长度为x,则p3p0px(75x )cmhg（1分）从状态1到状态3经历等容过程。（2分）t3t2425k代入数据得x31.25cm（2分）7.(10 分)（2013上海松江区期末）如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为s210-3m2、质量为m4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300k，大气压强p01.0105pa。现将气缸竖直放置（a）（b），如图（b）所示，取g10m/s2 。求： （1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675k时封闭气体的压强。解：（1） v1=24s v2=l2s 由等温变化 p1v1= p2v2 ， v=ls， 得 l2=20cm。 （4分） (2)设活塞到卡环时温度为t3 ，此时v3=36s由等压变化 = 得 t3=540k。由540k到675k等容变化 由= 得 p4=1.5105pa。 （6分）石墨的微观结构石墨烯的微观结构8（2013山东青岛二中检测）2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯。石墨烯是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识，下列说法中正确的是（ ）a石墨是晶体，石墨烯是非晶体 b石墨是单质，石墨烯是化合物 c石墨、石墨烯与金刚石都是晶体 d他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的【答案】cd【解析】石墨、石墨烯与金刚石都有规则的分子排列，都是晶体。从题目给出的物理情景看，石墨烯是用物理的方法获得的。cd项正确。9（2013山东青岛二中检测）下列有关热力学第二定律的说法正确的是（ ）a气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程b第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的c空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性d一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小【答案】b【解析】与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的，a项错误；热量不能自发地由高温物体传到低温物体，但空调机里压缩机工作，消耗了电能，产生了其它影响，c项错误；一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大，d项错误。只有b项正确。10（2013山东青岛二中检测）科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件（即失重状态）下制造泡沫金属的实验。把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。下列说法中正确的是 （ ）a失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用b失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束c在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大d泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体【答案】b【解析】液态金属呈现球状是由于液体表面存在表面张力，a错b对；在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小的过程中，温度降低，内能减小，c项错误；金属属于多晶体，d项错误。11（2013山东青岛二中检测）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 （ ）a放热 b压强减小c分子的热运动加剧 d分子间的引力和斥力都减少【答案】a【解析】温度不变，洗衣缸内水位升高时，封闭气体压强增大，体积减小，外界对气体做功，w0，又因，由知，q0，气体放出热量，a正确b错误；因为温度不变，c项错误。因为气体体积减小，所以分子间的引力和斥力都增大，d项错误。12（2013山东青岛二中检测）图（1）如图（1）所示，一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端（粗端）中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图（2）中的 （ ）a图线 b图线 c图线 d图线【答案】a【解析】根据状态方程（常数）得：，图线的斜率为。在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，vt图线又为直线，只是斜率比原来的小。a图正确。13（2013山东青岛二中检测）以下说法中正确的是 （ ）a小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用b小木块能够浮于水面上是液体表面张力与重力平衡的结果c喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠d用力敲击液晶，将在其两极间产生蓝色火花【答案】acd【解析】小昆虫在水面上站定或行走的过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，这是液体表面张力在起作用，a项正确；小木块浮于水面上，已有部分陷入水中，受到浮力的作用而非液体表面张力作用， b项错；喷射到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用且又处于失重状态，因此形成球状水珠，c项正确；用力敲击液晶会产生“压电效应”，使得其两极间形成高电压而击穿空气放电形成蓝色火花，d项正确。14（12分）（2013上海市闵行区期末）如图（a）所示，长为52cm粗细均匀的细玻璃管的一端开口另一端封闭，在与水平方向成30角放置时，一段长为h20cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，管内气柱长度为l130cm，大气压强p076cmhg，室温t127。现将玻璃管沿逆时针方向缓慢转过60，使它下端浸入冰水混合物中，足够长的时间后对冰水混合物进行加热。（1）求管内气柱长度的最小值；（2）为了保证水银不会从管内溢出，求水温升高的最大值；（3）如果水温升高到最大值后继续加热，管内气柱长度的变化与水温变化是否满足线性关系？为什么？解：（1）温度为0时，气柱长最短， （1分）由， （2分） 得l224.46cm （2分）（2）管竖直且水银上表面与管口平齐时，气体温度最高 （1分），（2分）t384.21。（2分）（3）管内气柱长度的变化与水温变化不满足线性关系，（1分）因为不是等压变化。（1分）15（2013山东青岛二中检测）在某地煤矿坑道抢险中，急需将某氧气瓶中的氧气分装到每个小氧气袋中，已知该氧气瓶容积为25升，内部压强为4.0l05pa，分装好的氧气袋中压强为1.0l05pa。分装过程中气体温度保持不变，氧气可视为理想气体，假设能将瓶中氧气全部分装到各氧气袋中而不剩余，并且各氧气袋的压强刚好