（新课标卷）2013年高考物理 考前预测冲刺六（热学）

1 20132013 年高考考前预测冲刺六年高考考前预测冲刺六 分子动理论 物态和物态变化 热力学定律 分子动理论 物态和物态变化 热力学定律 一 选择题一 选择题 1 以下说法正确的是 A 布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动 B 从平衡位置开始增大分子间距离 分子间的引力将增大 斥力将减小 C 对大量事实的分析表明 热力学零度不可能达到 D 热量只能由高温物体传递给低温物体 2 下列词语或陈述中 与分子热运动有关的是 A 酒香不怕巷子深 B 天光云影共徘徊 C 花香扑鼻 D 隔墙花影动 疑是玉人来 3 封闭在气缸内一定质量的气体 如果保持气体体积不变 当温度升高时 以下说法正确 的是 A 气体的密度增大B 气体的压强增大 C 气体分子的平均动能减小D 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 4 下列哪些现象主要与液体的表面张力有关 A 木块漂浮在水面上B 雨滴几乎成球形 C 液体流不过网眼很密的筛子D 皂水的水面托住小的硬币 5 一定质量的理想气体 在温度不变的条件下 使其压强增大 则在这一过程中气体 A 从外界吸收了热量 B 对外界做了功 C 分子的平均动能增大 D 密度增大 6 如图中所示为一带活塞的汽缸 缸内盛有气体 缸外恒温环境 汽缸壁是导热的 现将 活塞向外移动一段距离 在此过程中气体吸热 对外做功 此功用W1表示 然后设法将 汽缸及活塞绝热 推动活塞压缩气体 此过程中外界对气体做功用W2表示 则 A 有可能使气体回到原来状态 且W1W2 2 D 上面 A B C 三种说法都不可能实现 7 如图所示 固定容器及可动活塞P都是绝热的 中间有一导热的固定隔板B B的两边分 别盛有气体甲和乙 现将活塞P缓慢地向B移动一段距离 已知气体的温度随其内能的 增加而升高 则在移动P的过程中 A 外力对乙做功 乙的内能增加 B 外力对甲做功 甲的内能增加 C 甲吸收来自乙的热量 从而内能增加 D 甲吸热 乙放热 甲 乙内能都增加 8 如图所示 甲分子固定在坐标原点O 乙分子位于x轴上 甲分子对乙分子的作用力与两 分子间距离的关系如图中曲线所示 F 0 为斥力 F 0 为引力 a b c d为x轴上四 个特定的位置 现把乙分子从a处由静止释放 则 A 乙分子由a到b做加速运动 由 b 到 c 做减速运动 B 乙分子由a到c做加速运动 到达 c 时速度最大 C 乙分子由a到c的过程 动能先增后减 D 乙分子由b到d的过程 两分子间的分子势能一直增加 9 下面的叙述正确的是 A 对气体加热 气体的内能不一定增大 B 不论技术手段如何先进 绝对零度是不能达到的 C 物体温度升高 物体中分子热运动加剧 所有分子的动能都会增加 D 压缩密封在气缸中一定质量的理想气体 难度越来越大 说明分子间距离越小 分 子间斥力越大 10 如图所示伽利略设计的世界上第一个温度计示意图 上部是一个球形容器 里面有一定 质量的空气 下部是一根细管 细管插入带色液体中 制作时先给球形容器微微加热 跑出一些空气 插入液体时 带色液体上升到管 内某一高度 测量时球形容器与所测物质接触 已知外界大气压为p 并保持不变 所测温度为t1 时 管内液面在a位置 管内气体分子的平均动能 为Ek1 气体压强为p1 管内气体内能为E1 所测 温度为t2时 管内液面在 b 位置 其他三个量分别 为Ek2 p2 E2 由此可知 3 A t1 t2B p1 p2 C Ek1E2 二 本题共二 本题共 2 2 小题 把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答 小题 把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答 11 8 分 在 用油膜法估测分子大小 实验中所用的油酸酒精 溶液的浓度为每 1000mL 溶液中有纯油酸 0 6mL 用注射器测 得 1mL 上述溶液为 80 滴 把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘内 让油膜在水面上尽可能散开 测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸 如图所示 图中正方形格的边长为 1cm 求 1 油酸薄膜的面积是 cm2 2 实验测出油酸分子的直径是 m 结果保留两位 有效数字 3 实验中为什么要让油膜尽可能散开 4 利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常 数 如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单 分子油膜的面积为S 这种油的密度为 摩尔质量为 M 则阿伏加德罗常数的表达式为 12 12 分 如图所示 在一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管中有一小段水银柱 封闭着 一定质量的空气 现在要用它测定大气压 那么 1 还需要什么器材 2 说明实验的主要步骤 3 用实验中测量的物理量列出大气压的表达式 三 本题共三 本题共 6 6 小题 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案小题 解答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 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 4 13 14 分 如果病人在静脉输液时 不慎将 5mL 的空气柱输入体内 会造成空气栓塞 致 使病人死亡 设空气柱在输入体内前的压强为 760mmHg 温度为 27 人的血压为 120 80mmHg 试估算空气柱到达心脏处时 在收缩压和扩张压两种状态下 空气柱的体 积分别是多少 4 14 分 如图所示 内壁光滑的圆柱形汽缸竖直固定在水平地面上 汽缸开口向上 一面 积为 0 01m2的活塞密封了一定的空气 在活塞的上方竖直固定一支架 在支架的 O 点通 过细线系一质量为m 8kg 的球 球心到 O 点的距离为L 2m 活塞与支架的总质量为 M 12kg 已知当地的重力加速度g 10m s2 大气压强p 1 00 105Pa 汽缸和活塞都是 绝热的 现将细线拉直到水平 稳定后由静止释放球 当球第一次运动到最低点时 活 塞下降了h 0 2m 且恰好活塞的速度为零 此时细线中的拉力为F 252N 求球由静止释 放到第一次运动到最低点的过程中汽缸中的气体增加的内能 E 15 14 分 某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动 想估算地球周 围大气层空气的 分子个数 一学生通过网上搜索 查阅得到以下几个物理量数据 已知地球的半径 5 6 104 6 Rm 地球表面的重力加速度8 9 gm s2 大气压强 5 0 100 1 pPa 空 气的平均摩尔质量 2 109 2 Mkg mol 阿伏加德罗常数 23 100 6 A N个 mol 1 这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气 的分子数吗 若能 请说明理由 若不能 也请说明理由 2 假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上 估算一下地球半径将 会增加多少 已知水的密度 3 100 1 kg m3 16 16 分 内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中 用不计质量的活塞 封闭压强为 1 0 105Pa 体积为 2 0 10 3m3的理想气体 现在活塞上方缓慢倒上沙子 使封闭气体的体积变为原来的一半 然后将气缸移出水槽 缓慢加热 使气体温度变为 127 1 求气缸内气体的最终体积 2 在p V图上画出整个过程中气缸气体的状态变化 大气压强为 1 0 105Pa 17 16 分 某地区空气污染较严重 一位同学受筒装纯净水的启发 提出用桶装的净化压 缩空气供气 设每人 1min 内呼吸 16 次 每次吸入 1atm 的净化空气 500mL 而每个桶能 装 10atm 的净化空气 20L 假定这些空气可以全部被吸收完 设温度不变 估算一下每 人每天需吸多少桶净化空气 请你对这位同学的提议做出评价 18 16 分 如图所示 圆柱形气缸A B的直径相同 B是封闭的 气缸内各部分理想气体 的压强为p1 0 5 105Pa p2 1 5 105Pa 外界大气压p0 1 0 105Pa 初温均为 27 6 l1 30cm l2 16cm l3 8cm A B内两活塞用硬细杆相连处于静止状态 忽略一切摩擦 欲使 B 内两部分气体压强相等 须使A的温度升高多少 表示B内温度不变 参考答案 1 答案 C 布朗运动反映了悬浮小颗粒外部液体分子在不停地做无规则的热运动 A 错 分子间的作用力随距离的增大而减小 B 错 C 是热力学第三定律内容 正确 热量不 能自发地由低温物体传给高温物体 但在消耗其他形式能量时可以做到 因此 D 错 2 答案 AC 本题考查了分子热运动的基础知识和基础的人文知识 形式新颖活泼 天光云影共徘徊 是朱熹 观书有感 诗中 半亩方塘一鉴开 天光云影共徘徊 问 渠那得清如许 为有源头活水来 的一句 是光的反射现象 隔墙花影动 疑是玉人 来 是王实甫的 西厢记 中的一句 是月光成影的光学现象 3 答案 BD 封闭气体的体积不变 温度升高时 气体分子的平均动能增大 压强增 大 而分子的密集程度不变 所以气体分子的密度不变 压强增大 每秒撞击单位面积 器壁的气体分子数增多 4 答案 BCD A 选项是由于浮力和重力相平衡 其余的都与表面张力有关 5 答案 D 根据理想气体温度 压强和体积之间的关系可知 一定质量的理想气体 在温度不变的条件下 分子的平均动能不变 压强增大 体积一定减小 气体密度增大 C 错 D 正确 由体积减小可知外界对气体做功 B 错 由热力学第一定律可知 外界对 气体做功而内能不变 可判断气体向外界放热 A 错 6 答案 D 由于汽缸及活塞绝热 所以外界对气体做功 气体内能必然增大 温度升高 即不可能回到原来状态 D 选项正确 7 答案 ACD 气缸整体是绝热的 当移动活塞P时 有外力对系统做功 根据热力学第 一定律 系统的内能要增加 因此从整体上讲 甲 乙的内能都要增加 但外力并没有 直接对甲做功 甲的内能之所以增加是因为吸收了热量 而乙放出热量 所以 ACD 正 确 8 答案 B 乙分子从a到b 再到c的过程中 分子之间均表现为引力 所以乙分子始终 做加速运动 且到达c点时速度最大 故 A 错误 B 正确 C 错误 乙分子由b到c的 过程 分子引力做正功 故两分子间的分子势能减小 而从 c 到 d 的过程分子间为斥力 7 做负功 分子间的势能增加 故 D 错误 9 答案 AB 根据热力学第一定律 U Q W可知 对气体加热 气体的内能不一定增加 则选项 A 正确 绝对零度是低温物体的极限 不可能达到 则选项 B 正确 温度是物体 分子平均动能大小的标志 物体温度升高 物体中分子热运动加剧 其分子平均动能增 加 但不是每个分子的平均动能都增加 则选项 C 错误 理想气体中分子间无相互作用 力 压缩封闭在气缸中一定质量的理想气体 难度越来越大是因为压强增大的原因 则 选项 D 错误 10 答案 D 当液面由a位置上升到b位置时 管内气体体积减小 表明温度降低 管内 气体的压强减小 管内气体分子的平均动能减小 气体内能减小 11 8 分 答案 1 115 120 都对 2 分 2 10 103 6 10 105 6 都对 2 分 3 让油膜在水面上形成单分子油膜 2 分 4 3 3 6 V MS 2 分 12 答案 1 还需要用刻度尺 3 分 2 实验的主要步骤是 将细玻璃管水平放置 用刻度尺量出水银柱长h cm 和封闭 空气柱长l1 cm 将细玻璃管开口向上竖直放置 用刻度尺量出封闭空气柱长 l2 cm 3 分 3 设玻璃管的截面积为S 两种情况下空气的状态参量分别为 p1 p0 V1 l1S p2 p0 h mmHg V2 l2S 由玻意耳定律p0l1S p0 h l2S 得大气压为p0 l1h l1 l2 3 分 13 解析 空气柱在体外时的状态参量为p1 760mmHg V1 5mL T1 300K 3 分 空气柱在体内在收缩压时的状态参量为p2 120mmHg T2 310K 2 分 由理想气体状态方程得 空气柱在收缩压下的体积为V2 p1V1T2 T1p2 32 17mL 3 分 空气柱在体内扩张压时的状态参量为p3 80mmHg T3 310K 3 分 由理想气体状态方程得 空气柱在扩张压下的体积为V3 p1V1T3 T1p3 49 1mL 3 分 14 解析 设球在第一次运动到最低点时的速度为v 则根据牛顿第二定律得 L v mmgF 2 5 分 根据热力学第一定律和能量守恒定律可知 球由静止释放到第一次运动到最低点的过程 8 中汽缸中的气体增加的内能 E 为 2 2 1 mvhLmgMghpShE 5 分 联立两式 代入数值得 E 228J 4 分 15 解析 1 能 2 分 因为大气压强是由大气重力产生的 由 2 0 4 R mg S mg p 2 分 得 g pR m 0 2 4 2 分 把查阅得到的数据代入上式得 18 102 5 m kg 2 分 大气层空气的分子数为 4423 2 18 101 1100 6 109 2 102 5 A N M m n 个 2 分 2 可求出液化后空气的体积为 15 3 18 102 5 100 1 102 5 m V m3 2 分 设大气液化后液体水分布在地球表面上时 地球半径增加h 则有 VRhR 33 3 4 3 4 得 VhRhhR 4 3 33 322 考虑到h远小于R 忽略h的二次项和三次项得 10 104 6 14 3 4 102 5 4 26 15 2 R V h m 2 分 16 解析 1 在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变 对气体 由玻意耳定律得 p0V0 p1V1 代入数据 得p1 V0p0 V1 2 0 10 3 1 0 105 1 0 10 3Pa 2 0 105Pa 5 分 在缓慢加热到 127 的过程中 气体压强保持不 变