【优化探究】2012高考物理一轮复习 11模块综合检测

用心 爱心 专心 1 时间 90 分钟 满分 100 分 1 6 分 2010 年高考广东理综 图是密闭的气缸 外力推动活塞P压缩气体 对缸内 气体做功 800 J 同时气体向外界放热 200 J 缸内气体的 A 温度升高 内能增加 600 J B 温度升高 内能减少 200 J C 温度降低 内能增加 600 J D 温度降低 内能减少 200 J 解析 根据热力学第一定律 气体内能增量 U W Q 800 J 200 J 600 J 对于一 定质量的理想气体 内能增加温度必然升高 故 A 选项正确 答案 A 2 6 分 2010 年高考上海单科 如图 上端开口的圆柱形气缸竖直放置 截面积为 5 10 3 m2 一定质量的气体被质量为 2 0 kg 的光滑活塞封闭在气缸内 其压强为 Pa 大气压 强取 1 01 105 Pa g取 10 m s2 若从初温 27 开始加热气体 使活塞离气缸底部的高 度由 0 50 m 缓慢地变为 0 51 m 则此时气体的温度为 解析 p1 Pa 0 04 105 Pa 所以p p1 p0 0 04 105 F S mg S 2 10 5 10 3 Pa 1 01 105 Pa 1 05 105 Pa 由盖 吕萨克定律得 即 所以 V1 T1 V2 T2 0 5S 273 27 0 51S 273 t t 33 答案 1 05 105 33 3 7 分 空气压缩机在一次压缩过程中 活塞对汽缸中的气体做功为 2 0 105 J 同时 气体的内能增加了 1 5 105 J 试问 1 此压缩过程中 气体 选填 吸收 或 放出 的热量等于 J 2 若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程从状态 1 变化到状态 2 其中 用心 爱心 专心 2 表示等压变化的是 选填 A B 或 C 该过程中气体的内能 选填 增加 减少 或 不变 答案 1 放出 5 104 2 C 增加 4 10 分 1 下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 A 气体如果失去了容器的约束就会散开 这是因为气体分子之间存在势能的缘故 B 一定量 100 C 的水变成 100 C 的水蒸气 其分子之间的势能增加 C 对于一定量的气体 如果压强不变 体积增大 那么它一定从外界吸热 D 如果气体分子总数不变 而气体温度升高 气体分子的平均动能增大 因此压强必 然增大 E 一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和 F 如果气体温度升高 那么所有分子的速率都增加 2 如图所示 由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内 活塞与 汽缸壁之间无摩擦 活塞上方存有少量液体 将一细管插入液体 由于虹吸现象 活塞上方 液体逐渐流出 在此过程中 大气压强与外界的温度保持不变 关于这一过程 下列说法正 确的是 填入选项前的字母 有填错的不得分 A 气体分子的平均动能逐渐增大 B 单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多 C 单位时间气体分子对活塞的平均冲力保持不变 D 气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量 解析 1 气体分子间的作用力近似为零 所以没有容器的约束 气体分子由于自身的 热运动会扩散到很大空间 A 错 一定量的 100 C 的水变成 100 C 的水蒸气 需吸收一 定热量 其内能增加 而分子个数 温度均未变 表明其分子势能增加 B 对 气体的压强 与气体分子数密度和分子的平均速率有关 整体的体积增大 分子数密度减小 要保证其压 强不变 气体分子的平均速率要增大 即要吸收热量 升高温度 C 对 对于一定量的气体 温度升高 分子平均速率变大 但若气体体积增加得更多 气体的压强可能会降低 D 用心 爱心 专心 3 错 根据内能的定义可知 E 项正确 气体的温度升高 分子的平均速率肯定会增大 但并 不是所有分子的速率都增大 F 错 2 液体流出时 封闭气体等温膨胀 根据玻意耳定律 其体积增大 压强减小 因为 气体温度不变 所以气体分子的平均动能不变 A 项错误 因为体积增大 气体分子数密度 减小 所以气体分子对活塞的撞击次数减少 B 项错误 因为压强减小 所以气体对活塞的 压力减小 单位时间对活塞的平均冲力减小 C 项错误 因为气体温度不变 气体内能不变 所以气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量 D 项正确 答案 1 BCE 2 D 5 8 分 1 如图所示 在有活塞的汽缸中密闭着一定质量的理想气体 将一个半导体热敏电阻 阻值随温度的升高而减小 R置于汽缸中 汽缸固定不动 缸内活塞可以自由移动且不漏气 活塞下挂一沙桶 沙桶装满沙子时活塞恰好能够静止 热敏电阻R与汽缸外的电源E和灵敏 电流表组成闭合回路 汽缸和活塞具有良好的绝热性能 如果在沙桶的底部钻上一个小孔 那么在细沙缓缓漏出的过程中 以下判断正确的是 A 气体内能将一定增大 B 气体压强将一定减小 C 气体将一定对外做功 D 电流表的示数将变小 2 一种冷暖两用型空调 铭牌标注 输入功率 1 kW 制冷能力为 1 2 104 kJ h 制热 能力为 1 3 104 kJ h 这样 该空调在制热时 每消耗 1 J 电能 将放出 3 J 多热量 是指 标错误吗 答 能量守恒吗 答 解析 1 由于汽缸具有良好的绝热性 在沙漏出的过程中 气体压强增大 体积减小 外力对气体做功 气体内能一定增大 2 空调制冷 制热靠压缩机做功 从室内 室外 吸收热量放到室外 室内 空调从室 外吸收的热量放到室内 完全可以大于电能消耗 这既不违背热力学第一定律 也不违背热 力学第二定律 即指标正确 总能量仍守恒 答案 1 A 2 否 守恒 6 10 分 用心 爱心 专心 4 如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置 开始时封闭的空气柱长度为 22 cm 现用竖直向下的外力F压缩气体 使封闭的空气柱长度变为 2 cm 人对活塞做功 100 J 大气压强为p0 1 0 105 Pa 不计活塞的重力 问 1 若用足够长的时间缓慢压缩 求压缩后气体的压强有多大 2 若以适当的速度压缩气体时 向外散失的热量为 20 J 则气体的内能增加多少 活 塞的横截面积S 1 cm2 解析 1 设压缩后气体的压强为p 活塞的横截面积为S l0 22 cm l 2 cm V0 l0S V lS 缓慢压缩 气体温度不变 由玻意耳定律得 p0V0 pV 解得p 1 1 106 Pa 2 大气压力对活塞做功W1 p0S l0 l 2 J 人做功W2 100 J 由热力学第一定律 U W1 W2 Q 代入数据 解得 U 82 J 答案 1 1 1 106 Pa 2 82 J 7 10 分 如图 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 管内下部被活塞封住一定量的气体 可视为理想气体 气体温度为T1 开始时 将活塞 上方的气体缓慢抽出 当活塞上方的压强达到p0时 活塞下方气体的体积为V1 活塞上方玻 璃管的容积为 2 6V1 活塞因重力而产生的压强为 0 5p0 继续将活塞上方抽成真空并密封 整 个抽气过程中管内气体温度始终保持不变 然后将密封的气体缓慢加热 求 1 活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度 2 当气体温度达到 1 8 T1时气体的压强 解析 1 活塞上方的压强为p0时 活塞下方气体的体积为V1 抽气过程为等温过程 用心 爱心 专心 5 活塞上面抽成真空时 下面气体的压强为 0 5p0 由玻意耳定律得 V V1 p0 0 5p0 0 5p0 式中V是抽成真空时活塞下面气体的体积 此后 气体等压膨胀 由盖 吕萨克定律得 2 6V1 V1 V T T1 式中T 是活塞碰到玻璃管顶部时气体的温度 由 得 T 1 2T1 2 活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程 由查理定律得 1 8T1 T p2 0 5p0 式中p2是气体温度达到 1 8T1时气体的压强 由 式得p2 0 75p0 答案 1 1 2T1 2 0 75p0 8 9 分 某同学设计了如下一个用 油膜法测分子大小 的实验 他配制的油酸酒精溶液的浓 度为 103 mL 溶液中有纯油酸 1 mL 用注射器量得 1 mL 上述油酸酒精溶液中有液滴 50 滴 将其中的 1 滴滴入水面撒有痱子粉的浅盘里 待稳定后 形成了清晰的油膜轮廓 他然后将 一有机玻璃板放在浅盘上 并在玻璃板上描下了油膜的形状 但他没有坐标纸 就先用游标 卡尺测量了该玻璃板的厚度如甲图所示 然后用剪刀剪出了面积量等于油膜形状的有机玻璃 板 如乙图所示 并用天平称出了其质量为 0 3 kg 已知该有机玻璃板的密度为 3 103 kg m3 请根据以上数据估测 1 油酸膜的实际面积 2 油酸分子的直径 解析 1 由图甲读出有机玻璃板的厚度d 2 5 10 3 m 油酸膜的实际面积 S m2 m d 0 3 3 103 2 5 10 3 4 10 2 m2 2 每滴油酸的体积 V 10 6 m3 2 10 11 m3 1 50 1 103 用心 爱心 专心 6 油酸分子直径d 5 10 10 m V S 答案 1 4 10 2 m2 2 5 10 10 m 9 8 分 1 一定 质量的理想气体 由初始状态A开始 按图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A B C A 其中BC与纵轴平行 CA与横轴平行 这一过程称 为一个循环 则 由A B 气体分子的平均动能 填 增大 减小 或 不变 由B C 气体的内能 填 增大 减小 或 不变 由C A 气体 热量 填 吸收 或 放出 2 热力学第二定律常见的表述方式有 两种 其一是 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化 其二是 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功 而不引起其他变化 第一种表述方式可以 用右图来表示 根据你对第二种表述的的理解 如果也用类似的示意图来表示 你认为下列 图示中正确的是 解析 1 由A B 温度升高 分子平均动能增大 由B C 对于理想气体 温度降低 内能减小 由C A 体积减小 外界对气体做功W为正 温度降低 内能减小 U为负值 由 U Q W可知 Q为负值即放热 2 第二种描述 热机吸收热 对外做功同时把热从高温物体传到低温物体 答案 1 增大 减小 放出 2 B 10 10 分 重 1 000 kg 的气锤从 2 5 m 高处落下 打在质量为 200 kg 的铁块上 要使 铁块的温度升高 40 C 以上 气锤至少应落下多少次 设气锤撞击铁块时做的功有 60 用来 用心 爱心 专心 7 使铁块温度升高 且铁的比热c 0 11 cal g C g取 10 m s2 解析 气锤下落过程中只有重力做功 机械能守恒 因而气锤撞击铁块时动能为 Ek mgh 103 10 2 5 J 2 5 104 J 由动能定理知气锤撞击铁块所做的功为 W Ek 0 2 5 104 J 使铁块温度升高的热量 Q cm t 0 11 200 103 40 cal 3 696 106 J 设气锤下落n次才能使铁块温度升高 40 C 由能的转化和守恒定律有 nW Q n 246 4 Q W 3 696 106 2 5 104 60 故气锤至少要下落 247 次 答案 247 11 8 分 为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时所能承受的最大内部压强 某同学自行设计制作了一个简易的测试装置 该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可 密闭容器 测试过程可分为如下操作步骤 A 记录密闭容器内空气的初始的温度t1 B 当安全阀开始漏气时 记录容器内空气的温度t2 C 用电加热器加热容器内的空气 D 将待测安全阀安装在容器盖上 E 盖紧装有安全阀的容器盖 将一定量的空气密封在容器内 1 将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写 2 若测得的温度分别为t1 27 t2 87 已知大气压强为 1 0 105 Pa 则测 试结果是 这个安全阀能承受的最大内部压强是 解析 1 将安全阀安装在容器盖上 然后密封空气 记录其初始温度t1 然后加热密 封空气 待漏气时记录容器内空气温度t2 故正确操作顺序为 DEACB 2 已知T1 300 K T2 360 K p0 1 0 105 Pa 由于密封空气的体积不变 由查理 定律可得 p0 T1 p T2 p Pa 1 2 105 Pa p0T2 T1 1 0 105 360 300 答案 1 DEACB 2 1 2 105 Pa 12 8 分 1 一定质量的理想气体经历如图所示的A B B C C A三个变化过程 其中符合查理定律的变化过程是 设气体在状态A C时的温度分别为tA和tC 则 用心 爱心 专心 8 tA tC 填 大于 小于 或 等于 2 以下说法正确的是 A 同一种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态 B 一切自然过程总是沿着熵增大的方向进行 C 温度降低 水的饱和汽压增大 D 浸润与不浸润均