2011高三物理二轮复习 专题十九热学综合测试

用心 爱心 专心1 专题测试专题测试 1 下面关于分子力的说法中正确的有 A 铁丝很难被拉长 这一事实说明铁丝分子间存在引力 B 水很难被压缩 这一事实说明水分子间存在斥力 C 将打气管的出口端封住 向下压活塞 当空气被压缩到一定程度后很难再压缩 这 一事实说明这时空气分子间表现为斥力 D 磁铁可以吸引铁屑 这一事实说明分子间存在引力 2 假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数 每人每小时可以数 5000 个 不间断 地数 则完成任务所需时间最接近 阿伏加德罗常数NA取 6 1023 mol 1 A 10 年B 1 千年C 10 万年D 1 千万年 解析 1 g 水的分子个数 22 1 3 10 18 A NN 个 则完成任务所需时间t 6 1018小时 约为 100000 年 所以选项 C 正确 N 5000 答案 C 3 图 18 为焦耳实验装置图 用绝热性能良好的材料将容器包好 重物下落带动叶片 搅拌容器里的水 引起水温升高 关于这个实验 下列说法正确的是 A 这个装置可测定热功当量 水 绝热壁 重物 重物 搅拌叶片 用心 爱心 专心2 B 做功增加了水的热量 C 做功增加了水的内能 D 功和热量是完全等价的 无区别 解析 做功和传递热量都可以使物体的内能发生改变 焦耳实验中是通过做功来增 加水的内能 所以选项 C 正确 就放体内能的改变来说 做功和热传递是等效的 这是研 究热功当量的前提 通过焦耳实验可测定热泪盈眶功当量 所以选项 A 正确 一个物体的 内能是无法测量的 而在某种过程中物体内能的变化却是可以测定的 热量就是用来测定 内能变化的一个物体量 所以选项 B 和 D 都错 答案 AC 4 为研究影响家用保温瓶保温效果的因素 某同学在保温瓶中灌入热水 现测量初始 水温 经过一段时间后再测量末态水温 改变实验条件 先后共做了 6 次实验 实验数据 记录如下表 序号瓶内水量 mL 初始水温 0C 时间 h 末态水温 0C 1100091478 2100098874 3150091480 41500981075 5200091482 62000981277 下列眼镜方案中符合控制变量方法的是 A 若研究瓶内水量与保温效果的关系 可用第 1 3 5 次实验数据 B 若研究瓶内水量与保温效果的关系 可用第 2 4 6 次实验数据 C 若研究初始水温与保温效果的关系 可用第 1 2 3 次实验数据 D 若研究保温时间与保温效果的关系 可用第 4 5 6 次实验数据 解析 研究瓶内水量与保温效果的关系 则水量变化而其它因素不变 1 3 5 满 足要求 而 2 4 6 时间因素发生变化 A 正确 B 错 若研究初始水温与保温效果的关系 则初始水温不同 其它因素相同 C 不满足要求 错 若研究保温时间与保温效果的关系 则保温时间不同其它因素相同 D 不能满足要求 答案 A 5 如图 19 所示 质量为 m 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内 活塞与气缸之间 无摩擦 a 态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态 b 态是气缸从容器中移出后 用心 爱心 专心3 在室温 270C 中达到的平衡状态 气体从 a 态变化到 b 态的过程中大气压强保持不变 若忽略气体分子之间的势能 下列说法正确的是 A 与 b 态相比 a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多 B 与 a 态相比 b 态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大 C 在相同时间内 a b 两态的气体分子对活塞的冲量相等 D 从 a 态到 b 态 气体的内能增加 外界对气体做功 气体对外界释放了热量 解析 由于两种状态下压强相等 所以在单位时间单位面积里气体分子对活塞的总冲 量肯定相等 B 错 C 对 由于 b 状态的温度比 a 状态的温度要高 所以分子的平均动量增 大 因为总冲量保持不变 因此 b 状态单位时间内冲到活塞的分子数肯定比 a 状态要少 A 对 由 a 到 b 气体温度升高 内能增大 体积增大 对外做功 由热力学第一定律可知 气体一定吸热 D 错 答案 AC 6 对一定质量的气体 下列说法正确的是 A 在体积缓慢不断增大的过程中 气体一定对外界做功 B 在压强不断增大有过程中 外界对气体一定做功 C 在体积不断被压缩的过程中 内能一定增加 D 在与外界没有发生热量交换的过程中 内能一定不变 解析 当气体增大时 气体对外界做功 当气体减小时 外界对气体做功 故 A 选 正确 根据 T pV 常数 p 增大时 V 不一定变化 故 B 选项错 在 V 减小的过程中 可 能向外界放热 根据 E W Q 可知 内能不一定增大 故 C 选项错误 Q 0 的过程中 W 不一定为 0 故 D 选项错误 考查热力学第一定律 气体压强 体积 温度三者的关系 难度较易 答案 A 7 如图所示 导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气 气缸固定不动 外界温度恒定 一条细线左端连接在活塞上 另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上 开 ab 用心 爱心 专心4 始时活塞静止 现在不断向小桶中添加细沙 使活塞缓慢向右移动 活塞始终未被拉出气 缸 忽略气体分子间相互作用 则在活塞移动过程中 下列说法正确的是 A 气缸内气体的分子平均动能变小 B 气缸内气体的压强变小 C 气缸内气体向外放出热量 D 气缸内气体从外界吸收热 解析 因温度不变 所以内能不变 活塞缓慢向右移动 体积变大 压强减小 对 外界做功 由热力学第一定律必吸收热量 所以选项 BD 对 答案 BD 8 一定质量的气体 不计气体分子间的作用力 由状态 A 变为状态 D 如图线所示 这个过程中 A 气体从外界吸收热量 内能增加 B 气体体积增大 单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少 C 气体温度升高 每个气体分子的动能都会增大 D 气体对光的折射率将变小 光在其中的传播速度会增大 9 对一定量的气体 下列说法正确的是 A 气体的体积是所有气体分子的体积之和 B 气体分子的热运动越剧烈 气体温度就越高 C 气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D 当气体膨胀时 气体分子之间的势能减小 因而气体的内能减少 解析 气体分子距离远大于分子大小 所以气体的体积远大于所有气体分子体积之 和 A 项错 温度是物体分子平均动能的标志 是表示分子热运动剧烈程度的物理量 B 项 正确 气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的 C 项正确 气体膨胀 说明 用心 爱心 专心5 气体对外做功 但不能确定吸 放热情况 故不能确定内能变化情况 D 项错 答案 BC 10 氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压 假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持 不变 氧气分子之间的相互作用 在该漏气过程中瓶内氧气 A 分子总数减少 分子总动能不变 B 密度降低 分子平均动能不变 C 吸收热量 膨胀做功 D 压强降低 不对外做功 11 如图 20 所示 用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气 活塞上放一砝码 活塞和砝码的总质量为m 现对汽缸缓缓加热使汽缸内的 空气温度从TI升高到T2 且空气柱的高度增加了 l 已知加热时气体吸收 的热量为Q 外界大气压强为p0 问此过程中被封闭气体的内能变化了多少 请在下面的图乙的V T图上大致作出该过程的图象 包括在图象上标出过 程的方向 解析 由受力分析和做功分析知 在气体缓缓膨胀过程中 活塞与砝码的压力对气 体做负功 大气压力对气体做负功 根据热力学第一定律得 U W Q QlSplmg 0 答案 QlSplmg 0 图 20 用心 爱心 专心6 12 有以下说法 A 气体的温度越高 分子的平均动能越大 B 即使气体的温度很高 仍有一些分子的运动速率是非常小的 C 对物体做功不可能使物体的温度升高 D 如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计 则气体的内能只与温度有关 E 一由不导热的器壁做成的容器 被不导热的隔板分成甲 乙两室 甲室中装有一定 质量的温度为 T 的气体 乙室为真空 如图所示 提起隔板 让甲室中的气体进入乙室 若甲室中的气体的内能只与温度有关 则提起隔板后当气体重新达到平衡时 其温度仍为 T F 空调机作为制冷机使用时 将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外 所以 制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的 G 对于一定量的气体 当其温度降低时 速率大的分子数目减少 速率小的分子数 目增加 H 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的 其中正确的是 如图 在大气中有一水平放置的固定圆筒 它由 a b 和 c 三个粗细不同的部分连接 而成 各部分的横截面积分别为 2S 1 2 S 和 S 已知大气压强为 p0 温度为 T0 两活塞 A 和 B 用一根长为 4l 的不可伸长的轻线相连 把温度为 T0的空气密封在两活塞之间 此时两活 塞的位置如图所示 现对被密封的气体加热 使其温度缓慢上升到 T 若活塞与圆筒壁之 间的摩擦可忽略 此时两活塞之间气体的压强可能为多少 甲乙 a b c AB ll 2l 用心 爱心 专心7 解析 ABEG 设加热前 被密封气体的压强为 p1 轻线的张力为 f 根据平衡条件有 对活塞 A 01 220p Sp Sf 对活塞 B 10 0p Sp Sf 解得 p1 p0 f 0 即被密封气体的压强与大气压强相等 轻线处在拉直的松弛状态 这时气体的体积 为 1 24VSlSlSlSl 对气体加热时 被密封气体温度缓慢升高 两活塞一起向左缓慢移动 气体体积增 大 压强保持 p1不变 若持续加热 此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于 l 为止 这时气体的体积为 2 45VSlSlSl 根据盖 吕萨克定律得 21 20 VV TT 解得 20 5 4 TT 由此可知 当 T 20 5 4 TT 时 气体的压强为 p2 p0 当 T T2时 活塞已无法移动 被密封气体的体积保持 V2不变 由查理定律得 0 2 pp TT 解得 0 0 4 5 T pp T 即当 T 0 5 4 T时 气体的压强为 0 0 4 5 T p T 13 13 如图所示 水平放置的汽缸内壁光滑 活塞厚度不计 在 A B 两处设有限制装置 使活塞只能在 A B 之间运动 B 左面汽缸的容积为 V0 A B 之间的容积为 0 1V0 开始时 活塞在 B 处 缸内气体的压强为 0 9p0 p0为大气压强 温度为 297K 现缓慢加热汽缸内 气体 直至 399 3K 求 用心 爱心 专心8 1 活塞刚离开 B 处时的温度 TB 2 缸内气体最后的压强 p 3 在右图中画出整个过程的 p V 图线 解析 1 TB 333K 0 9p0 297 p0 TB 2 p 1 1p0 0 9p0 297 p 399 3 3 图略 14 某压力锅结构如图所示 盖好密封锅盖 将压力阀套在出气孔上 给压力锅加热 当锅内气体压强达到一定值时 气体就把压力阀顶起 假定在压力阀被顶起时 停止加热 若此时锅内气体的体积为 V 摩尔体积为 V0 阿伏加德罗常数为 NA 写出锅内气体 分子数的估算表达式 假定在一次放气过程中 锅内气体对压力阀及外界做功 1 J 并向外界释放了 2 J 的热 量 锅内原有气体的内能如何变化 变化了多少 已知大气压强 P 随海拔高度 H 的变化满足 P P0 1 H 其中常数 0 结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅 当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同 解析 设锅内气体分子数为 n A 0 V nN V 根据热力学第一定律得 U W Q 3 J B A V0 p 1 2p0 1 1p0 p0 0 9p0 用心 爱心 专心9 图 1图 2图 3 锅内气体内能减少 减少了 3 J 由 P P0 1 H 其中 0 知 随着海拔高度的增加 大气压强减小 由 10 mg PP S 知 随着海拔高度的增加 阀门被顶起时锅内气体压强减小 根据查理定律得 12 12 PP TT 可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低 15 潮汐能属于无污染能源 但能量的转化率较低 相比之下 核能是一种高效的能 源 在核电站中 为了防止放射性物质泄漏 核反应堆有三道防护屏障 燃料包壳 压 力壳和安全壳 见图 1 结合图 2 可知 安全壳应当选用的材料是 核反应堆中的核废料具有很强的放射性 目前常用的处理方法是将其装入特制的容 器中 然后 A 沉入海底 B 放至沙漠 C 运到月球 D 深埋地下 图 3 是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章 通过照相底片被射线感光的区域 可以判断工作人员受到何种辐射 当胸章上 1 mm 铝片和 3 mm 铝片下的照相底片被感光 而铅片下的照相底片未被感光时 结合图 2 分析工作人员受到了 射线的辐射 当所有 照相底片被感光时 工作人员受到了 射线的辐射 答案 混凝土 D 或 和 16 某压力锅结构如图所示 盖好密封锅盖 将压力阀套在出气孔上 给压力锅加热 当锅内气体压强达到一定值时 气体就把压力阀顶起 假定在压力阀被顶起时 停止加热 1 若此时锅内气体的体积为 V 摩尔体积为 V0 阿伏加德罗常数为 NA 写出锅内气 体分子数的估算表达式 用心 爱心 专心10 2 假定在一次放气过程中 锅内气体对压力阀及外界做功 1J 并向外界释放了 2J 的 热量 锅内原有气体的内能如何变化 变化了多少 3 已知大气压强 P 随海拔高度 H 的变化满足 P P0 1 H 其中常数 0 结合 气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅 当压力阀被顶起时锅内气体的温度 有何不同 1 7 如图所示 两个可导热的气缸竖直放置 它们的底部都由一细管