2012高考物理 考前冲刺Ⅲ专题14 选修热学

1 20122012 考前冲刺物理考前冲刺物理 专题专题 1414 选修热学选修热学 图 1 1 如图 1 所示 甲分子固定在坐标原点O 乙分子沿x轴运动 两分子间的分子势能Ep与 两分子间距离的关系如图 1 中曲线所示 图中分子势能的最小值为 E0 若两分子所具 有的总能量为 0 则下列说法中正确的是 A 乙分子在P点 x x2 时加速度最大 B 乙分子在P点 x x2 时 其动能为E0 C 乙分子在Q点 x x1 时 处于平衡状态 D 乙分子的运动范围为x x1 解析 分子处于平衡位置时分子势能最小 所以在x2位置上有最大的速度 根据题中 总能量为 0 知 BD 正确 答案 BD 2 一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸 滴在液面上扩散后形成的最大面积为S 已知 纯油酸的摩尔质量为M 密度为 阿伏加德罗常数为NA 下列表达式正确的有 A 油酸分子的直径d M S B 油酸分子的直径d m S C 油酸所含的分子数n NA m M D 油酸所含的分子数n NA M m 3 分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质 据此可判断下列说法中错误的是 A 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动 这反映了液体分子运动的 2 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 5 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁 此过程中瓶内空气 不计分子势能 A 内能增大 放出热量 B 内能减小 吸收热量 C 内能增大 对外界做功 D 内能减小 外界对其做功 解析 本题考查热力学第一定律 意在考查考生对基本的定律的掌握情况 气体的温 度降低 则内能减小 又外界对气体做了功 由热力学第一定律知 气体要向 外放出热量 答案 D 6 关于热力学定律 下列说法正确的是 A 在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C 吸收了热量的物体 其内能一定增加 D 压缩气体总能使气体的温度升高 解析 本题考查热力学温标 热力学第一定律 热力学第二定律 意在考查考生对热 学基础知识的理解 0 K 是低温的极限 任何物体的温度只能接近而不能达到 所以 A 项错 误 根据热力学第二定律 物体不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而不产生其 他影响 但在 产生其他影响的情况 下 也可以从单一热源吸收热量全部用来做功 所 3 以 B 项正确 内能的改变与热传递和做功同时有关 所以 C D 错误 答案 B 7 现代科学技术的发展与材料科学 能源的开发密切相关 下列关于材料 能源的说法正 确的是 A 化石能源为清洁能源 B 纳米材料的粒度在 1 100 m 之间 C 半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间 D 液晶既有液体的流动性 又有光学性质的各向同性 解析 选项 A 错误 化石能源是指煤炭 石油和天然气 这些能源在燃烧时要产生大 量 J 则此过程 A 气体从外界吸收热量 2 0 105 J B 气体向外界放出热量 2 0 105 J C 气体从外界吸收热量 6 0 104 J D 气体向外界放出热量 6 0 104 J 状态b或经过过程ac到达状态c b c状态温度相同 如V T图所示 设气体在状 态b和状态c的压强分别为pb和pc 在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和 Qac 则 A pb pc Qab Qac B pb pc Qab Qac C pbQac D pb pc QabVc 所以 pV T PbQac C 对 D 错 答案 C 10 下列说法正确的是 A 机械能和内能的转化具有方向性 B 大颗粒的盐磨成细盐 就变成了非晶体 C 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 D 当温度由 20 变为 40 物体分子的平均动能应变为原来的 2 倍 把 转变成内能 2 某同学做了一个小实验 先把空的烧瓶放入冰箱冷冻 一小时后取出烧瓶 并迅速 把一个气球紧密地套在瓶颈上 然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里 气球逐渐膨 胀起来 如图 3 这是因为烧瓶里的气体吸收了水的 温度 体 积 解析 1 本题主要考查了热力学第一定律和能量守恒定律 意在考查考生对热力学第 一定律的理解 热力学第一定律是对能量守恒定律的一种表述方式 热力学第一定律 指出 热能可以从一个物体传递给另一个物体 也可以与机械能或其他能量相互转换 在传递和转换过程中 能量的总值不变 所以钻木取火是通过做功把机械能转化为内 能 2 本题主要考查热力学第一定律和气体的等压变化 意在考查考生利用物理规律分 析实际问题的能力 内能可以从一个物体传递给另一个物体 高温到低温 使物体的温度 升高 一定质量的气体 当压强保持不变时 它的体积V随温度T线性地变化 所以从冰 箱里拿出的烧瓶中的空气 低温 吸收水 高温 的热量温度升高 体积增大 5 答案 1 做功 机械能 2 热量 升高 增大 12 一定量的理想气体与两种实际气体 在标准大气压下做等压变化时的V T关系如 图 4 a 所示 图中 用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温 V V0 V0 V 1 2 度计 然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体 在标准大 气压下 当环境温度为T0时 三个温度计的示数各不相同 如图 4 b 所示 温度计 中的测温物质应为实际气体 图中活塞质量忽略不计 若此时温度计 和 的示数分别为 21 和 24 则此时温度计 的示数为 可 见用实际气体作为测温物质时 会产生误差 为减小在T1 T2范围内的测量误差 现针对T0进行修正 制成如图 4 c 所示的复合气体温度计 图中无摩擦导热活塞将 容器分成两部温度为T0时 T 21 T 24 由于 代 V V0 V0 V T T0 T0 T 1 2 入数据可得T0 23 对T0校正 在温度T1时装入气体体积比为 2 1 答案 23 2 1 13 利用所学的热学知识 回答下列问题 1 我们知道分子热运动的速率是比较大的 常温下能达到几百米每秒 生活中一些污 染企业排放刺激性废气 同时发出噪声 声波在空气中传播速度约为 340 m s 按 说离得较远的人闻到气味和听到噪声应差不多同时发生 而实际上往往是听到噪声 较长时间后才会闻到气味 为什么 2 随着科学技术的不断发展 近几年来 出现了许多新的焊接方式 如摩擦焊接 爆 炸焊接等 摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转 同时加上很 大的压力 约每平方厘米加几千到几万牛顿的力 瞬间就焊成一个整体了 试用 6 所学知识分析摩擦焊接的原理 解析 1 分子热运动速率虽然较大 但分子之间的碰撞是很频繁的 由于频繁的碰撞 使分子的运动不再是匀速直线运动 分子到鼻孔前走过了一段曲折的路程 况且引起人的 嗅觉需要一定量的分子 声波传播速率与分子热运动速率差不多 传播距离也相等 但声 波在空气中沿直线传播 到达接收者的时间较短 所以听到噪声较长时间后 才会闻到发 出的气味 2 摩擦焊接是利用分子引力作用 焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很 大的压力 就可以使两个接触面发生熔化使大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作 用的范围 靠摩擦熔化使大量的分子距离达到表现引力的距离范围 使两个焊件成为一个 整体 答案 见解析 14 新华社北京 2008 年 11 月 12 日电 在中国探月工程一期即 嫦娥一号 圆满成功的同 时 中国探月工程二期也已启动 其中 嫦娥二号卫星将于 2011 年底前完成发 射 已知大气压强是由于大气的重力而产生的 某学校兴趣小组的同学 通过查资料 知道 月球半径R 1 7 106 m 月球表面重力加速度g 1 6 m s2 为开发月球的需 要 设想在月球表面覆盖一层厚度为h的大气 使月球表面附近的大气压达到 p0 1 0 105 Pa 已知大气层厚度h 1 3 103 m 比月球半径小得多 假设月球表面 初始没有空气 试估算 1 应在月球表面添加的大气层的总质量m 2 月球大气层的分子数为多少 3 分子间的距离为多少 空气的平均摩尔质量M 2 9 10 2 kg mol 阿伏加德罗 常数NA 6 0 1023 mol 1 4 7 1043个 3 可以认为每一个气体分子占据空间为一个立方体 小立方体紧密排列 其边长即为 7 分子间的距离 设分子间距离为a 大气层中气体的体积为V 则有V 4 R2h a 3 V N a 1 0 10 9 m 3 4 R2hMg p0SNA 3 ghM p0NA 答案 1 2 27 1018 kg 2 4 7 1043个 3 1 0 10 9 m 15 喷雾器内有 10 L 水 上部封闭有 1 atm 的空气 2 L 关闭喷雾阀门 用打气筒向喷雾 器内再充入 1 atm 的空气 3 L 设外界环境温度一定 空气可看作理想气体 1 当水面上方气体温度与外界温度相等时 求气体压强 并从微观上解释气体压强变 化的原因 2 打开喷雾阀门 喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀 此过程气体是吸热还是放 热 简要说明理由 解析 1 设气体初态压强为p1 体积为V1 末态压强为p2 体积为V2 由玻意耳定 律 p1V1 p2V2 代入数据得 p2 2 5 atm 8 16 如图 6 一根粗细均匀 内壁光滑 竖直放置的玻璃管下端密封 上端封闭但留有一 抽气孔 管