2015届高考物理二轮《热学（选修3-3）》专题训练.doc

2015届高考物理二轮热学（选修3-3）专题训练1.下列叙述正确的是()A只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数B只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积C悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显D当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小解析：根据NA知，A项正确；气体分子间距离远大于分子大小，其摩尔体积除以阿伏加德罗常数，结果是分子占据的空间，远远大于分子体积，B项错误；根据布朗运动特点，微粒越小，运动越明显，温度越高运动越剧烈，可判断C项错误；分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小，D项错误。答案：A2下列说法中正确的是()A在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出，是因为白天气温升高，大气压强变大B一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必低于起始体积C布朗运动就是液体分子的运动D在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降解析：软木塞不易拔出是因为暖水瓶内温度降低，压强减小，小于大气压的缘故，A错误；一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积不一定低于起始体积，B错误；布朗运动是固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，C错误；在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，内能减小，温度降低，D正确。答案：D3下列说法中正确的是()A水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系B扩散现象就是布朗运动C蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体D对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述解析：一种液体是否浸润某种固体与它们的性质都有关系，选项A正确；扩散现象是分子彼此进入对方的现象而布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动的现象，所以选项B错误；蔗糖受潮后会粘在一起，虽然没有确定的几何形状，但有确定的熔点，是多晶体，选项C错误；热力学第二定律揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项D正确。答案：AD4(2011新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是_。A若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B若气体的内能不变，其状态也一定不变C若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：一定质量的理想气体，常量，p、V不变，则T不变，分子平均动能不变，又理想气体分子势能为零，故气体内能不变，A项正确；理想气体内能不变，则温度T不变，由常量知，p及V可以变化，故状态可以变化，B错误；等压变化过程，温度升高、体积增大，故C错误；由热力学第一定律UQW知，温度升高1 K，内能增量U一定，而外界对气体做的功W与经历的过程可能有关(如体积变化时)，因此吸收的热量与气体经历的过程也有关，D项正确；温度升高，平均动能增大，分子势能不变，内能一定增大，E项正确。答案：ADE5(2011山东高考)(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是_。A液体的分子势能与体积有关B晶体的物理性质都是各向异性的C温度升高，每个分子的动能都增大D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用(2)气体温度计结构如图105所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h114 cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h244 cm。(已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压相当于76 cmHg) 图105求恒温槽的温度。此过程A内气体内能_(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_(填“吸热”或者“放热”)。解析：液体分子的势能与体积有关，A正确。多晶体的物理性质是各向同性，B错。温度升高时，分子的平均动能增大，但并非是每个分子的动能都增大，C错。由于液体的表面张力作用，露珠呈球形，D正确。(2)设恒温槽的温度为T2，由题意知T1273 KA内气体发生等容变化，根据查理定律得p1p0ph1p2p0ph2联立以上三式，代入数据得T2364 K(或91)温度升高，A内气体内能增大，根据热力学第一定律WQU，W0，U0，所以Q0，即吸热。答案：(1)AD(2)364 K(或91)增大吸热1(8分)(2011福建高考)(1)如图1所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是_。(填选项前的字母)A晶体和非晶体均存在固定的熔点T0B曲线M的bc段表示固液共存状态C曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 图1D曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态(2)一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5104 J，气体对外界做功1.0104 J，则该理想气体的_。(填选项前的字母)A温度降低，密度增大 B温度降低，密度减小C温度升高，密度增大 D温度升高，密度减小解析：(1)晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体没有。B正确。(2)理想气体从外界吸热大于对外做功，所以内能增大，对外做功则说明体积增大。温度是理想气体内能的标志，内能增大，温度一定升高；气体对外做功，体积膨胀，质量不变，所以密度要减小。D正确。答案：(1)B(2)D2(8分)(1)关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是_。A第二类永动机违反能量守恒定律B如果物体从外界吸收了热量，则内能一定增加C如果物体从外界吸收了热量，则温度一定升高D做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的(2)下列说法中正确的是_。A一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与摄氏温度t成正比B液体的表面张力是由于液体表面层分子间表现为相互吸引所致C控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强不变D温度可以改变某些液晶的光学性质解析：(1)由热力学第一定律可知B、C错误，由热力学第二定律可知A错误。做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移，D正确。(2)一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，A选项错误；饱和汽的压强随温度升高而增大，C选项错误。答案：(1)D(2)BD3(10分)某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气体逐渐膨胀起来，如图2所示。(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是_。 图2A该密闭气体分子间的作用力增大B该密闭气体组成的系统熵增加C该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了_J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度_(填“升高”或“降低”)。解析：(1)气体分子间的作用力可忽略不计，A错误。由熵增加原理可知B正确，由气体压强产生的原因可知C错误，由气体分子的特点可知D错误。答案：(1)B(2)0.3降低4(10分)(1)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小_ kJ，空气_(选填“吸收”或“放出”)的总热量为_kJ。(2)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)解析：(1)第一个过程内能不变，第二个过程放热，内能减小。(2)设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为海和岸，一次吸入空气的体积为V，则有nNA，代入数据得n31022个。答案：(1)5放出29(2)31022个5(8分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 mL。用注射器测得1 mL上述溶液有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图3所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1 cm。则：(1)油膜的面积约为_(保留两位有效数字)。 图3(2)根据上述数据，估算出油酸分子的直径d_(保留一位有效数字)。解析：(1)查格知共84格，油膜面积S84 cm2。(2)根据题意可知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V mL1.0105 mL，则油酸分子的直径d cm1107cm。答案：(1)84 cm2(2)1107 cm6(12分)(1)下列说法正确的是_。A气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和B气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变C功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功D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E一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小F一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加(2)一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即76.0 cm Hg)、温度为27.0的氦气时，体积为3.50 m3。在上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热装置而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为48.0。求：氦气在停止加热前的体积；氦气在停止加热较长一段时间后的体积。解析：(1)ADEF(2)在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。根据玻意耳定律有p1V1p2V2式中，p176.0 cmHg，V13.50 m3，p236.0 cmHg，V2 是在此等温过程末氦气的体积。由上式得V27.39 m3。在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1300 K下降到与外界气体温度相同，即T2225 K。这是一等压过程。根据盖吕萨克定律有式中，V3是在此等压过程末氦气的体积。由上式得V35.54 m3。答案：(1)ADEF(2)7.39 m35.54 m37(12分)(2011江苏高考)(1)如图4所示，一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是_。 图4A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C转动的叶片不断搅动热水，水温升高D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如图5所示，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为p0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量 Q 后，体积由 V1 增大为 V2。则在此过程中，气体分子平均动能_(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_。 图5(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量 M 0.283 kgmol1，密度 0.895103 kgm3。若 100 滴油酸的体积为1 mL，则 1 滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取 NA 6.021023 mol1，球的体积 V 与直径 D 的关系为 VD3，结果保留一位有效数字)解析：(1)通过分析题意可知，转轮之所以能够发生转动，是因为叶片能吸收热量，其内能转化为机械能，不是依靠惯性运动的，其转动的能量来自于热水中的内能，A错误，B错误；转动的叶片不断搅动热水，需要消耗能量，水温应不断降低，C错误；根据能量守恒，叶片在热水中吸收的能量应等于叶片的机械能与叶片向空气中释放的能量之和，故D正确。(2)温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，气体分子平均动能增大。根据热力学第一定律得：UQW，而Wp0SLp0Vp0(V2V1)，所以气体内能变化了UQp0(V2V1)。(3)一个油酸分子的体积V由球的体积与直径的关系得分子直径D 最大面积S，解得S1101m2答案：(1)D(2)增大Qp0(V2V1)(3)1101m28(10分)如图6所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C。已知状态A的温度为480 K，求：(1)气体在状态C时的温度；(2)试分析从状态A变化到状态B的整个过程中，气体是从外界吸收热量还是放出热量。 图6解析：(1)A、C两状态体积相等，则有得：TCTA K160 K。(2)由理想气体状态方程得：TBTA K480 K由此可知A、B两状态温度相同，故A、B两状态内能相等而该过程体积增大 ，气体对外做功，气体吸收热量。答案：(1)160 K(2)吸收热量9(10分)一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图7中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即ABCDA(其中AD、BC与纵轴平行，AB、CD与横轴平行)，这一过程称为一个循环，则(1)由AB，气体分子的平均动能_(填“增大”“减少”或“不变”)。(2)由BC，气体的内能_(填“增大”“减少”或“不变”)。