2013高考物理 模拟新题特快专递（第四期）专题十六 热学

1 20132013 高考模拟新题特快专递第四期高考模拟新题特快专递第四期 1616 专题十六 热学专题十六 热学 1 6 分 2013 河南开封一模 如图所示 固定在地面上的水平气缸内由活塞 B 封闭 着一定量的气体 气体分子之间的相互作用力可以忽略 假设气缸壁的导热性能很好 环境的温度保持不变 若用外力 F 将活塞 B 缓慢地水平向右拉动 则在拉动活塞的过程中 关于此气缸内气体的下列结论 其中正 确的是 A 气体做等温膨胀 分子的平均速率不变 气体的压强不变 B 气体做等温膨胀 气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 C 因为气体内能不变 所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功 D 气体是从单一热源吸热 全用来对外做功 因此此过程违反热力学第二定律 命题意图 此题考查气体 压强 热力学定律及其相关知识 答案 BC 解析 用外力 F 将活塞 B 缓慢地水平向右拉动 则在拉动活塞的过程中 气体做等温膨胀 分子的平均速率不变 气体的体积增大 压强减小 选项 A 错误 气体做等温膨胀 由于体积增大 气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 选项 B 正确 因为气体内能不变 所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功 选项 C 正确 气体 是从单一热源吸热 全用来对外做功 但是体积增大了 引起了其它变化 因此此过 程不违反热力学第二定律 选项 D 错误 2 2013 上海徐汇区期末 下列现象中 最能恰当地说明分子间有相互作用力的是 A 气体容易被压缩 B 高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出 C 两块纯净的铅块紧压后合在一起 D 滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动 答案 C 解析 气体容易被压缩说明气体分子之间距离大 高压密闭的钢管中的油从筒 壁渗出说明密闭的钢管中分子之间有间隙 两块纯净的铅块紧压后合在一起说明分子有 相互作用力 滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动属于液体的扩散运动 说明分子在做 2 无规则运动 3 2013 上海徐汇区期末 伽耳顿板可以演示统计规律 如左下图 让大量小球从上方漏 斗形入口落下 则右下图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是 答案 C 解析 根据统计规律 能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是图 C 4 9 分 2013 河南开封一模 如图所示 一圆柱形绝热容器竖直放置 通过绝热活塞封 闭着摄氏温度为 t1的理想气体 活塞的质量为 m 横截面积为 S 与容器底部相距 h 现通过电热丝给气体加热一段时间 使其温度上升到 t2 若这段时间 内气体吸收的热量为 Q 已知大气压强为 p0 重力加速度为 g 求 i 气体的压强 ii 这段时间内活塞上升的距离是多少 iii 这段时间内气体的内能如何变化 变化了多少 命题意图 此题考查气体实验定律及其相关知识 解析 i 分析活塞受力 根据平衡条件 mg p0S pS 解得气体的压强 p p0 mg S ii 设温度为 t2 时 活塞与容器底部相距h2 因为气体做等压变化 盖 吕萨克 定律 1 1 V T 2 2 V T V1 h1S V2 h2S T1 273 t1 T2 273 t2 得 h2 h1 2 1 273 273 t t 这段时间内活塞上升的距离是 h h2 h1 h1 21 1 273 t t t A B C D 3 iii 气体对外做功 W pS h p0 mg S S h1 p0 S mg h1 21 1 273 t t t 21 1 273 t t t 由热力学第一定律可知这段时间内气体的内能减少 E Q W Q p0 S mg h1 21 1 273 t t t 5 2013 江苏南京盐城一模 如图所示 一弹簧竖直悬挂气缸的活塞 使气缸悬空静止 活塞与气缸间无摩擦 缸壁导热性能良好 已知气缸重为 G 活塞截面积为 S 外界大气压 强为 p0 环境温度为 T 活塞与筒底间的距离为 d 当温度升高 T 时 求 1 活塞与筒底间的距离变化量 2 此过程中气体对外做的功 3 解析 此过程是等压变化 T V T V T V 2 2 1 1 dS T dS T 所以 T Td d 气体压强 所以 S G PP 0 T Td GSPdPSW 0 6 10 分 2013 上海徐汇区期末 如图所示 竖直放置的均匀细 U 型试管 左侧管长 LOA 30cm 右管足够长且管口开口 初始时左管内被水银封闭的空气柱长 20cm 气体温度 为 27 C 左右两管水银面等高 已知大气压强为p0 75cmHg 1 现对左侧封闭气体加热 直至两侧水银面形成 10cm 长的高度差 则此时气体的温 度为多少摄氏度 2 保持此时温度不变 从右侧管口缓慢加入水银 则至少加入多少长度的水银 可 以使得左侧管内气体恢复最初的长度 A B O 10cm 4 解析 10 分 1 p2 p0 gh 85 cmHg 1 分 L2 L1 h 2 25cm 从状态 1 到状态 2 由理想气体状态方程 2 分 p1V1 T1 p2V2 T2 代入数据 2 2585 300 2075 T 得T2 425K 即t2 152 2 分 2 设加入水银长度为x 则p3 p0 px 75 x cmHg 1 分 从状态 1 到状态 3 经历等容过程 2 分 p1 T1 p3 T3 T3 T2 425K 代入数据 425 75 300 75x 得x 31 25cm 2 分 7 10 分 2013 上海松江区期末 如图 a 所示 一导热性能良好 内壁光滑的气缸水 平放置 横截面积为S 2 10 3m2 质量为m 4kg 厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了 一部分气体 此时活塞与气缸底部之间的距离为 24cm 在活塞的右侧 12cm 处有一对与气 缸固定连接的卡环 气体的温度为 300K 大气压强P0 1 0 105Pa 现将气缸竖直 放置 如图 b 所示 取g 10m s2 求 1 活塞与气缸底部之间的距离 2 加热到 675K 时封闭气体的压强 解 1 V1 24S V2 L2S 55 20 3 40 1 0 10 Pa1 2 10 Pa 2 10 mg PP S 由等温变化 p1V1 p2V2 V LS 得 L2 20cm 4 分 2 设活塞到卡环时温度为 T3 此时 V3 36S a b 5 由等压变化 2 2 V T 3 3 V T 得 T3 540K 由 540K 到 675K 等容变化 由 得 3 3 p T 4 4 p T p4 1 5 105Pa 6 分 8 2013 山东青岛二中检测 2010 年诺贝尔物理学奖授予安德烈 海姆和康斯坦丁 诺沃 肖洛夫 他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与 撕开使得石墨片的厚度逐渐 减小 最终寻找到了厚度 只有 0 34nm 的石墨烯 石 墨烯是碳的二维结构 如 图所示为石墨 石墨烯的微 观结构 根据以上信息和 已学知识 下列说法中正确 的是 A 石墨是晶体 石墨烯是非晶体 B 石墨是单质 石墨烯是化合物 C 石墨 石墨烯与金刚石都是晶体 D 他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的 答案 CD 解析 石墨 石墨烯与金刚石都有规则的分子排列 都是晶体 从题目给出的物理情 景看 石墨烯是用物理的方法获得的 CD 项正确 9 2013 山东青岛二中检测 下列有关热力学第二定律的说法正确的是 A 气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行 是可逆过程 B 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 C 空调既能制冷又能制热 说明热传递不具有方向性 D 一定质量的理想气体向真空自由膨胀时 体积增大 熵减小 答案 B 解析 与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的 A 项错误 热量不能自发地 石墨的微观结构 石墨烯的微观结构 6 由高温物体传到低温物体 但空调机里压缩机工作 消耗了电能 产生了其它影响 C 项错误 一定质量的理想气体向真空自由膨胀时 体积增大 熵增大 D 项错误 只 有 B 项正确 10 2013 山东青岛二中检测 科学家在 哥伦比亚 号航天飞机上进行了一次在微重力 条件 即失重状态 下制造泡沫金属的实验 把锂 铝 钛等轻金属放在一个石英瓶 内 用太阳能将这些金属熔化成液体 然后在熔化的金属中充进氢气 使金属内产生 大量气泡 金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属 下列说法中正确的是 A 失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用 B 失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束 C 在金属液体冷凝过程中 气泡收缩变小 外界对气体做功 气体内能增大 D 泡沫金属物理性质各向同性 说明它是非晶体 答案 B 解析 液态金属呈现球状是由于液体表面存在表面张力 A 错 B 对 在金属液体冷凝过 程中 气泡收缩变小的过程中 温度降低 内能减小 C 项错误 金属属于多晶体 D 项错误 11 2013 山东青岛二中检测 如图所示 某种自动洗衣机进水时 与洗衣缸相连的细管 中会封闭一定质量的空气 通过压力传感器感知管中的空气压力 从而控制进水量 设温度不变 洗衣缸内水位升高 则细管中被 封闭的空气 A 放热 B 压强减小 C 分子的热运动加剧 D 分子间的引力和斥力都减少 答案 A 解析 温度不变 洗衣缸内水位升高时 封闭气体压强增大 体积减小 外界对气体做 7 功 W 0 又因 由知 Q 0 气体放出热量 A 正确 B 错误 因0U UQW 为温度不变 C 项错误 因为气体体积减小 所以分子间的引力和斥力都增大 D 项错 误 12 2013 山东青岛二中检测 如图 1 所示 一根上细下粗 粗端与细端 都均匀的玻璃管上端开口 下端封闭 上端足够长 下端 粗端 中间有 一段水银封闭了一定质量的理想气体 现对气体缓慢加热 气体温度不断 升高 水银柱上升 则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图 2 中的 A 图线 B 图线 C 图线 D 图线 答案 A 解析 根据状态方程 常数 得 图线的斜率为 在水银柱升入 pV C T C VT p C p 细管前 封闭气体先做等压变化 斜率不变 图线为直线 水银柱部分进入细管后 气体压强增大 斜率减小 当水银柱全部进入细管后 气体的压强又不变 V T图线 又为直线 只是斜率比原来的小 A 图正确 13 2013 山东青岛二中检测 以下说法中正确的是 A 小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用 B 小木块能够浮于水面上是液体表面张力与重力平衡的结果 C 喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠 D 用力敲击液晶 将在其两极间产生蓝色火花 答案 ACD 图图 1 8 解析 小昆虫在水面上站定或行走的过程中 其脚部位置比周围水面稍下陷 但仍在水 面上而未陷入水中 就像踩在柔韧性非常好的膜上一样 这是液体表面张力在起作用 A 项正确 小木块浮于水面上 已有部分陷入水中 受到浮力的作用而非液体表面张 力作用 B 项错 喷射到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用且 又处于失重状态 因此形成球状水珠 C 项正确 用力敲击液晶会产生 压电效应 使得其两极间形成高电压而击穿空气放电形成蓝色火花 D 项正确 14 12 分 2013 上海市闵行区期末 如图 a 所示 长为 52cm 粗细均匀的细玻璃管的 一端开口另一端封闭 在与水平方向成 30 角放置时 一段长为 h 20cm 的水银柱封闭着 一定质量的理想气体 管内气柱长度为 L1 30cm 大气压强 p0 76cmHg 室温 t1 27 现将玻璃管 沿逆时针方向缓慢转过 60 使它下端浸入冰水混 合物中 足够长的时间后对冰水混合物进行加热 1 求管内气柱长度的最小值 2 为了保证水银不会从管内溢出 求水温升高的最大值 3 如果水温升高到最大值后继续加热 管内气柱长度的变化与水温变化是否满足线性关 系 为什么 解 1 温度为 0 时 气柱长最短 1 分 由 2 分 得 L2 24 46cm 2 分 p0 hsin L1 273 t1 p0 h L2 273 t2 2 管竖直且水银上表面与管口平齐时 气体温度最高 1 分 2 分 t3 84 21 2 分 p0 hsin 273 t1 p0 h 273 t3 3 管内气柱长度的变化与水温变化不满足线性关系 1 分 因为不是等压变化 1 分 15 2013 山东青岛二中检测 在某地煤矿坑道抢险中 急需将某氧气瓶中的氧气分装到 每个小氧气袋中 已知该氧气瓶容积为 25 升 内部压强为 4 0 l05Pa 分装好的氧气 袋中压强为 1 0 l05Pa 分装过程中气体温度保持不变 氧气可视为理想气体 假设 能将瓶中氧气全部分装到各氧气袋中而不剩余 并且各氧气袋的压强刚好达到要求 1 若分装氧